junio 17, 2024

De que elementos se compone el universo

Los cinco elementos del universo

Tras el Big Bang, el universo estaba compuesto únicamente por hidrógeno, helio y pequeñas cantidades de litio. Con el tiempo, se forjaron elementos más pesados en las numerosas generaciones de estrellas. Tras unos 8.000 millones de años, nació el Sol, a partir de un gas que contenía un 1,4% de elementos más pesados. En la actualidad, esta cantidad ha aumentado hasta el 2%. La Tabla Periódica de los Astrónomos representa los tres constituyentes más importantes del universo: X (= hidrógeno), Y (= helio) y Z (= metales). (En el sentido astronómico, «metales» se refiere a todos los elementos excepto el hidrógeno y el helio).

Composición del universo big bang

En 1929, el astrónomo estadounidense Edwin Hubble descubrió que las distancias a las galaxias lejanas eran proporcionales a sus corrimientos al rojo. El desplazamiento al rojo se produce cuando una fuente de luz se aleja de su observador: la longitud de onda aparente de la luz se estira por efecto Doppler hacia la parte roja del espectro. La observación de Hubble implicaba que las galaxias lejanas se alejaban de nosotros, ya que las más lejanas tenían las velocidades aparentes más rápidas. Si las galaxias se alejan de nosotros, razonó Hubble, en algún momento del pasado debieron estar agrupadas.

En los primeros momentos después del Big Bang, el universo era extremadamente caliente y denso. A medida que el universo se fue enfriando, se dieron las condiciones idóneas para dar lugar a los bloques de construcción de la materia: los quarks y los electrones de los que estamos hechos. Unas millonésimas de segundo después, los quarks se agregaron para producir protones y neutrones. En pocos minutos, estos protones y neutrones se combinaron en núcleos. A medida que el universo seguía expandiéndose y enfriándose, las cosas empezaron a suceder más lentamente. Los electrones tardaron 380.000 años en quedar atrapados en órbitas alrededor de los núcleos, formando los primeros átomos. Éstos eran principalmente helio e hidrógeno, que siguen siendo, con mucho, los elementos más abundantes del universo. Las observaciones actuales sugieren que las primeras estrellas se formaron a partir de nubes de gas unos 150-200 millones de años después del Big Bang. Desde entonces, los átomos más pesados, como el carbono, el oxígeno y el hierro, se producen continuamente en el corazón de las estrellas y se catapultan por todo el universo en espectaculares explosiones estelares llamadas supernovas.

Elementos del universo tierra viento y fuego

La formación de los elementos comenzó hace unos 14.000 millones de años en los primeros minutos del Big Bang. Después de unos 20 minutos, la materia ordinaria del Universo era una mezcla de hidrógeno, helio y electrones, que

filamentos intergalácticos de millones de años luz de longitud. Este oxígeno se produjo probablemente hace más de diez mil millones de años, en algunas de las primeras supernovas que se produjeron en la historia del Universo. Si la tasa de supernovas es lo suficientemente alta, los efectos combinados de muchas ondas de choque de supernovas pueden impulsar un viento a escala galáctica que puede expulsar el gas de una galaxia. Un ejemplo excelente es la galaxia M82.

El elemento más abundante del universo

Las preguntas clave a las que deben responder los astrofísicos son: ¿Qué hay realmente ahí fuera? ¿Y de qué está hecho todo? Sin esta comprensión es imposible llegar a ninguna conclusión firme sobre cómo evolucionó el universo.

Usted, este ordenador, el aire que respiramos y las estrellas lejanas están formados por protones, neutrones y electrones. Los protones y los neutrones están unidos en núcleos y los átomos son núcleos rodeados por una dotación completa de electrones. El hidrógeno está compuesto por un protón y un electrón. El helio está compuesto por dos protones, dos neutrones y dos electrones. El carbono está compuesto por seis protones, seis neutrones y seis electrones. Los elementos más pesados, como el hierro, el plomo y el uranio, contienen un número aún mayor de protones, neutrones y electrones. A los astrónomos les gusta llamar «materia bariónica» a toda la materia formada por protones, neutrones y electrones.

Hasta hace unos treinta años, los astrónomos pensaban que el universo estaba compuesto casi en su totalidad por esta «materia bariónica», los átomos ordinarios. Sin embargo, en las últimas décadas se han ido acumulando cada vez más pruebas que sugieren que hay algo en el universo que no podemos ver, quizás alguna nueva forma de materia.