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Solo hay oscuridad, está muy caliente, un pequeño punto, la singularidad espacio temporal… el BIG BANG…
Después de las luchas materia- antimateria, sobrevivieron los quarks y los gluones, pasadas diezmilésima de segundo desde el Big Bang, en plena era Hadrónica, cuando la temperatura ha descendido hasta los 10 billones de grados, formando las primeras estructuras en el Universo: los Hadrones (protones y neutrones), bariones y nucleones. Esta agregación de la materia se debe a la fuerza fuerte que mantendrá unidos mediante la emisión y absorción de gluones a tres quarks, formando una triada de estos.
Créditos de imagen: Wikipedia.org
De este modo se unieron dos quarks arriba y uno abajo… y ¡pum! Se formaron los protones (acá aparecí yo); pero no estoy solo… dos quarks abajo y uno arriba… y ¡pam! Se formaron los neutrones. No obstante, la tranquilidad se interrumpe, continúa la lucha materia/antimateria… esta vez somos nosotros los que peleamos con nuestro enemigo, antiprotón y nuestro amigo neutrón lucha contra antineutrón… la temperatura seguía bajando, en esta nueva lucha gana nuevamente la materia, sobreviviendo esta vez los nucleones, ¡Sí, ganamos!
En tanto, el Universo se sigue expandiendo, la fuerza débil hace que nosotros, los protones, aumentemos en número, ya que los neutrones, pobrecitos, sufren desintegración beta producto de la fuerza débil, transformándolos en uno de nosotros (protón) y un electrón… ufff somos tantos que llegamos a alcanzar 1080
La temperatura sigue bajando hasta los mil millones
de grados, tengo frio, y han pasado 100 segundos tras el Big Bang, comienza una
nueva etapa, la nucleosíntesis
primordial (nucleosíntesis del Big Bang), donde se producen los núcleos atómicos a
partir de nosotros los protones, y de los neutrones.
Esta nueva etapa ocurrió gracias a que los fotones no tienen energía suficiente para evitar que la interacción fuerte nos junte, es así que los protones pudimos superar la repulsión electromagnética, ya que tenemos carga positiva y como saben, polos opuestos se repelen. Al fin estábamos juntitos.
De estas uniones se formaron los primeros núcleos
estables: el hidrogeno (1 protón), el deuterio (1 protón y 1 neutrón), el Helio
(2 protones y 1 neutrón) y el helio 4 (partícula alfa) que tiene 2 protones y
dos neutrones. También aparecieron
núcleos de litio con 3 protones y 4 neutrones y, los núcleos de berilio con 4
protones y 5 neutrones. De estos, los núcleos
de hidrógeno, formados por dos quarks arriba y 1 abajo, serán el principal
componente de los nuevos átomos y de las estrellas.
Ya han pasado 30 minutos desde el Big Bang y como es
costumbre, ocurre otra batalla, esta vez pelean electrón - positrón, de esta batalla
se obtiene la proporción de electrones que permite que su número se ajuste a la
cantidad de protones, alcanzando las condiciones para formar lo que será el átomo.
Luego de 300.000 años, la temperatura bajó hasta
solo unos miles de grados, la fuerza
electromagnética se hizo más fuerte que la energía de los fotones, así se
mantuvo unidos el núcleo y la nube de electrones, formándose una estructura
neutra; en cuyo núcleo nos encontramos nosotros, los protones (carga
positiva) y neutrones (sin carga eléctrica) y orbitando a su alrededor, formando una nube, los electrones (con carga negativa). He aquí el
famoso
¿Pero cómo llegué
a ser un átomo de Hierro?
De ser un protón llegué a ser un átomo de Hierro (Fe), porque soy producto de la alquimia de las estrellas, un horno de reacciones químicas; sí, provengo de las estrellas, como tú. Las estrellas pasan la mayor parte de sus vidas en la etapa llamada secuencia principal, en donde llevan a cabo reacciones químicas de fusión (combustión).). Las estrellas son el centro de producción de nuevos átomos, ya que en su poseen elevadas temperaturas (107 K) y presiones, produciendo grandes cantidades de energía. De hecho, creo que debiésemos decir madre estrella en vez de madre Tierra…
En esta etapa del ciclo de la estrella se logra un equilibrio entre la presión que tiende a expandir —por las elevadas temperaturas— la masa que la constituye, y la atracción gravitacional, que tiende a aglutinarla en el centro.
Como les había comentado, las estrellas son un horno de reacciones químicas y, en ellas ocurre la fusión nuclear, la cual provoca un aumento en la temperatura, lo que expande el material de la estrella; al expandirse, la temperatura desciende y que hace a las partículas más expuestas de ser dominadas por la gravedad, dándose de nuevo una contracción. Al ir agotándose el hidrógeno en el centro de la estrella, la fusión nuclear se detiene, lo que disminuye la temperatura inhibiendo la expansión. Esto causa una nueva contracción gravitacional hacia el núcleo; esta contracción provoca un nuevo aumento en la temperatura la que calienta a las capas externas que son ricas en hidrógeno, lo que permite la formación de helio en ellas.
Esta nueva
fusión genera energía que a su vez provoca una expansión de las capas externas
de la estrella, la cual pasa a otra etapa conocida como Gigante Roja, en la que
pierde grandes cantidades de material,
dado que está poco atraído gravitacionalmente.
La fusión de hidrógeno en las capas intermedias produce
más helio, que es atraído gravitacionalmente hacia el centro, provocando un
aumento en la presión y la temperatura. Una vez que la temperatura del centro
de la estrella alcanza los 108 K, los núcleos de He tienen
suficiente energía cinética para vencer la fuerte repulsión electrostática
entre ellos y se fusionan para formar 12C en un proceso conocido como
triple alfa - porque a los núcleos de He se les conoce como partículas α-. El
carbono es el tercer elemento más abundante en el Universo y la base de la vida
en nuestro planeta.
En
estas condiciones también pueden producirse otros núcleos como de 16O.
El destino de una estrella a partir de esta etapa, depende principalmente de su
masa, si su masa está por encima de 10 masas solares, es una estrella masiva. En las estrellas masivas, al agotarse el
hidrógeno, la contracción gravitacional es más grande y el consecuente aumento de
temperatura, provoca que puedan llevarse a cabo reacciones de fusión en las que
se producen muchos otros núcleos atómicos.
En la primera
de estas reacciones los núcleos de carbono pueden fusionarse para originar
varios elementos más pesados como: Ne, Na, Mg, Si, S, P.
Continúan las fases de combustión en el interior de la
estrella masiva, formándose una estructura parecida a una “capa de cebolla”, de
modo tal que se fusionan elementos más pesados a radios estelares menores,
donde las temperaturas y las densidades son más elevadas; en estas condiciones
se forman núcleos de: Ar, Ca, Sc, Ti, Cr y sobretodo 56Ni, el cual
decae a 56Fe. Sí, Hierro, acá
me formo como un átomo de Fe, el elemento más pesado que se puede formar en una
estrella masiva.
Soy el cuarto elemento más abundante en la corteza terrestre,
y entre los metales soy el primero más abundante en masa planetaria. La Tierra
tiene un 70% de mí en su núcleo y con mi movimiento genero un campo magnético.
Así que cuando me veas, no pienses que soy un metal insignificante
que utilizas a diario, provengo de las estrellas como tú.
