miércoles, 25 de febrero de 2015

De orígenes y formaciones

Hoy, la banda sonora de 2001, la parte que corresponde a Richard Strauss, "Así habló Zaratustra". No sé, parece una música de creación.




Ayer os hablaba de de la superbacteria Conan, y dentro de lo que os contaba salió a reducir lo de la "radiación de fondo" y lo de que nuestro sistema solar se creó a partir de una explosión de una supernova. Un amigüito me preguntó que de qué iba eso, pues ahí va el tema de hoy. Hoy toca nuestros orígenes y que todos estamos hechos de alto tan poético como es el polvo de estrellas. Vamos, que somos puro glamour, sobre todo yo, no hay más que verme en la foto de al lado en las llanuras de Namibia. Creo que llevábamos unos cuantos días sin higiene, y eso aporta una pátina de glamour adicional. Bueno, a lo que vamos

Retrotraigámonos 13.700 millones de años, en el momento del big bang. Se habla de la "explosión del big bang", pero no fue lo que conocemos por una explosión. Fue otra cosa, la que fuera, pero como era el vacío y en el vacío no hay sonido, pues una explosión sin sonido ni es explosión ni es nada. En ese momento el universo solo era un infierno que se expandía a una velocidad de locura. Era pura energía que continuamente se transformaba en materia y otra vez energía. La famosa ecuación de Einstein era la que regía sobre todo. Eso y otra fuerza que nos es mas común; la gravedad.

En esas condiciones de expansión tan tremenda, lo único que se podía dar en el espacio eran unos pocos "quarks" (los ladrillos de los que están hechos los electrones, neutrones y protones y energía, mucha mucha energía. Y un caos tremendo. Eso es lo que había.

Pero la fuerza de la gravedad es muy cabezona. Y poco a poco consiguió ir disminuyendo la velocidad de expansión y permitir que se formaran los primeros protones. Estos se fueron agrupando y formaron las primeras partículas alfa, que no son ni más ni menos que núcleos de helio. Mucho mas tarde estos protones se dotaron de un electrón que daba vueltas a su alrededor. Había nacido el hidrógeno

La gravedad siguió haciendo de las suyas y poco a poco el hidrógeno se fue agrupando en centenares de millones de nubes inmensas. Y la gravedad, pertinaz como ella sola, siguió actuando haciendo que estas nubes de gas poco a poco se fueran adoptando la única forma que se puede dar; las esferas.

La gravedad continuó con su trabajo y las nubes se fueron comprimiendo y haciéndose más pequeñas, Un gas que se comprime, se calienta. Y siguió el aumento de presión y con ello, el aumento de temperatura. Tal fue la temperatura que los núcleos de hidrógeno debido a la temperatura y a su velocidad, superaron la repulsión eléctrica que tienen entre ellos (recordad que todos tienen carga eléctrica positiva). Y empiezaron a "reaccionar", esto es, a "fusionarse"; de la unión de dos núcleos de hidrógeno, salió uno de helio

No pongo la fórmula para no liarla. Pero realmente la fusión de dos núcleos de hidrógeno "pesa" mas que el resultado; un núcleo de helio. La "diferencia" es energía que sale en forma de radiación (gamma). Mucha energía por que hay muchos núcleos fusionando. Es "energía de fusión nuclear". Habían nacido las primeras estrellas.

Esta energía de fusión nuclear contrarresta a la gravedad y hace que la estrella se expanda. Con esto la estrella se enfría. Pero ya tenemos un nuevo elemento en el cosmos, el helio. La estrella se ha expandido, con lo que se ha enfriado y las fuerzas nucleares pierden potencia. Si la estrella todavía tiene la suficiente masa, la gravedad vuelve a vencer, se vuelve a comprimir y de nuevo la estrella "se enciende". Ahora vuelve a fusionar el hidrógeno que le quedaba y vuelve a expandirse, expulsando parte del helio a la capa más exterior de la estrella. Ahora la estrella es una "gigante roja". En su interior aumenta poderosamente la temperatura, tanto que ahora es el helio el que es capaz de fusionarse con otro helio. Y de la fusión de dos átomos de helio salen otros elementos un poco más pesados, como es el litio o el berilio o el boro, y......... algo tan habitual entre nosotros como es el carbono

De nuevo la fuerza nuclear vence a la gravedad y la estrella vuelve a expandirse. Pero ahora ya es más rica en elementos, hay hidrógeno, helio, litio y carbono...... La estrella se expande, se enfría y de nuevo la gravedad vuelve a ganar, comprimiendo de nuevo la estrella, subiendo la temperatura e iniciando nuevas reacciones nucleares. 

Si la temperatura es suficientemente alta, el carbono reaccionará con el helio dando lugar a nuevos elementos de la tabla periódica

Pero todo tiene un final, y depende de la masa de la estrella

Si es pequeñita, la gravedad ya no puede dar lugar a más temperatura y las reacciones nucleares poco a poco se irán apagando. Lo que se crea es una enana blanca. Es el destino de nuestro sol, que es de esas pequeñitas

Pero si la estrella es muy masiva, se van dando nuevas etapas de contracción y expansión, y poco a poco vamos recorriendo la tabla periódica. Va apareciendo el oxígeno, el neón, el silicio, e azufre..... y así podemos llegar hasta el hierro si la temperatura es la suficiente, que es un infierno de 3.000 millones de grados.

Pero dentro de las reacciones nucleares no solo se dan los guisos estos. Aparecen los neutrones que se van combinando con los elementos recién cocinados y dan lugar a los isótopos. Cada vez la estrella tiene elementos más pesados. Todo esto ha ocurrido a lo largo de millones de años

Pero lo que sigue ocurre en un instante. El último elemento, el hierro, al ser bombardeado con la propia radiación gamma se desintegra por completo en el origen, en helio. De cada  núcleo de hierro, surgen 13 de helio y cuatro neutrones. Pero esta reacción "absorbe energía" del medio y "enfría" bruscamente la estrella, provocando una presión hacia el interior, provocando la destrucción de más núcleos y la aparición de cada vez más neutrones. Lo que ocurre es que los neutrones no reaccionan y no se pueden comprimir. Y como la presión hacia adentro sigue aumentando, los neutrones "rebotan" entre ellos y se provoca una onda de estos que salen hacia afuera llevándose por delante lo que pillan

La estrella estalla y se crea una "supernova". 

Y una enorme cantidad de materia es expulsada al espacio. Solo que ahora ya no hablamos de hidrógeno, ahora está toda la tabla periódica a nuestra disposición.

De nuevo la gravedad hará de las suyas, creando nuevas nubes de gas. Si estas son masivas, darán lugar a nuevas estrellas, ya de segunda generación. Si no, se agruparán en elementos gaseosos, como es Júpiter. O rocosos, como nuestra Tierra o Marte

Pensad que todo, todo, está "cocinado" en el interior de las gigantes rojas. Todo se debe a la fuerza que hace caerse a los críos en el patio de la escuela, la gravedad

Y que somos polvo de estrellas. Nuestro sol es una estrella de "tercera generación".

Perooooo.,...... Vallacuero. Con tus reacciones nucleares te has quedado en el hierro. ¿Cómo se formaron los elementos más pesados que el hierro, como el plomo, el oro, el platino, el uranio.....?

Pues eso para otro día, que hoy ya es bastante el tostón que os he metido

La verdad es que si habéis llegado hasta aquí, ya tenéis méritos amigüitos


No hay comentarios:

Publicar un comentario