lunes, 6 de mayo de 2013

Viaje al segundo cero. La Gran Explosión.

Las preguntas sobre el origen del universo son las cuestiones más importantes que el ser humano se ha planteado a lo largo de toda su existencia.
La historia está llena de filosofías, leyendas e hipótesis sobre el origen de todo.
 ¿Qué pasó en el segundo cero? 
¿Qué fue lo que originó el universo hace unos 13.740 millones de años?
La Ciencia ha elaborado toda una sería de hipótesis y teorías para explicar el origen del Universo . Actualmente , es el modelo del Big Bang o Gran explosión la idea aceptada  por la comunidad científica.


A comienzos del Siglo XX lo poco que se sabía del universo parecía sugerir que éste  había existido desde siempre. La idea de que pudiera haberse creado en un instante resultaba tan inverosímil desde el punto de vista científico , que ni siquiera Einstein la había considerado, a pesar de que era uno de los resultados posibles de su teoría de la Relatividad.
Todo cambió en 1929 cuando Edwin Hubble logró medir la distancia a algunas galaxias cercanas. Sus datos mostraban que la mayoría de las galaxias se alejaban de nosotros y lo hacía a mayor velocidad cuanto más lejos se encontraban.
 Parecía existir una fuerza que contrarrestaba la atracción gravitatoria , de tal modo que las galaxias se dispersaban.
 Es como si las galaxias fueran marcas dibujadas sobre un globo que se está inflando progresivamente.
 Es decir, todo parecía indicar que el Universo se encontraba en una expansión continua.


Pero si el universo se hace más grande , frío y difuso según avanza el tiempo, significa que si retrocediésemos en el tiempo hasta el segundo cero lo veríamos cada vez más pequeño, caliente y compacto, hasta que toda la materia estuviese compactada a un punto diminuto en el segundo cero. De ahí surgió la idea del Big Bang .
No sabemos qué había antes de aquel suceso ni tiene sentido plantearse dónde ocurrió , porque en el Big Bang se crearon la materia y la energía , así como el espacio y el tiempo. 
 No sabemos qué ocurrió en el segundo cero ni qué leyes regían el comportamiento de la materia. 
Pero un segundo más tarde, cuando el universo tenía del tamaño de una sandía, las leyes de la Física y de la Química ya eran las mismas que hoy en día. 
Esto nos permite saber, por ejemplo que al principio la luz no podía fluir libremente y permanecía atrapada en una maraña extraordinariamente densa.   
Todo estaba oscuro hasta que , pasados unos 300.000 años, la materia se dispersó lo suficiente como para liberar la luz , que inundó todo el universo.
En 1948 George Gamow calculó que los vestigios de aquella gran explosión luminosa debería encontrarse en forma de microondas. 
Veinte años después , Arno Penzias y Rober Wilson, de los laboratorios Bell, detectaron de forma accidental un zumbido de microondas que parecía provenir de cualquier punto del cielo.
Se trataba de la radiacción cósmica de fondo. El eco luminoso del Big Bang.

¿Por qué los científicos hemos aceptado el Modelo del Big Bang? 
La confianza de los científicos en este modelo se basa en tres observaciones que ningún otro modelo sobre el origen del universo ha sabido explicar de forma aceptable.
1.-El hecho de que el universo se encuentre en expansión.
2.-La existencia de radiación cósmica de fondo.
3.-El hecho de que el 25% de la materia que constituye el universo sea helio, una cantidad mucho mayor de la que habrían podido crear las estrellas por sí solas por procesos de fusión nuclear a partir de hidrógeno.

¿De qué está hecho el universo?
Veinte minutos después del Big Bang ya se había formado casi toda la materia que forma el univeso. Hidrógeno, helio, litlio y berilio fueron los primeros elementos químicos en aparecer.
 No es de extrañar, teniendo en cuenta que son los más  ligeros
 (son lo primeros en la tabla periódica).
Unos cientos de millones de años más tarde, en aquella masa gaseosa se formó una multitud de aglomeraciones de materia que se convirtieron en las actuales galaxias. 
La materia se aglomeraba por atracción gravitatoria y se formaron esferas de gas cada vez más compactas y calientes. Algunas alcanzaron suficiente temperatura para iniciar la reacción de fusión nuclear que convierte el hidrógeno en helio.
 Así nacieron las primeras estrellas.
Las estrellas más grandes son fundamentales en el enriquecimiento químico del universo, ya que cuando se agotan el hidrógeno en su núcleo comienzan a fusionar helio para formar carbono, que con helio forma oxígeno por procesos de fusión nuclear. 
Así se fueron formando los elementos pesados y el oxígeno generó neón, el neón se convirtió en magnesio, el magnesio en silicio y el silicio en hierro.
 Sin embargo ,la fusión del hierro consume más energía de la que libera.
 Así, este metal se acumuló hasta que la estrella se quedaba
sin una fuente de energía para sostener su propia masa.
En este momento se desploma en un formidable colapso gravitatorio y el núcleo se convierte en una esfera impenetrable sobre la que rebotan las capas exteriores tan energética que en ella se sintetizan toneladas de oro, plomo, uranio y, en general, todos los átomos de elementos químicos más pesados que el hierro.
La explosión dispersa estos materiales en las inmediaciones de la estrella fallecida, donde quedarán flotando hasta que con ellos se formen las nuevas estrellas y planetas.
Alrededor del 10% de un ser humano corresponde a hidrógeno formado en el Big Bang. 
El resto lo constituyen elementos sintetizados en reacciones nucleares en el interior de las estrellas , fundamentalmente oxígeno (65%), carbono (18%) y nitrógeno (3%)

Un tema muy complejo. 
Realmente , el término "Gran Explosión"  en todo rigor es incorrecto ya que  no fue algo "grande" pues partimos de un pequeño (ínfimo) punto y no es una "explosión" pues no había aire que propagase las vibraciones (sonido). 
Sin embargo , la comunidad científica terminó aceptando el nombre.
El tema es muy complejo. Sin embargo, creo que todos, nos dediquemos o no al mundo de la Ciencia, debemos saber cómo explicamos el origen de todo lo que nos rodea.
 La Física y la Química juegan una labor fundamental para algo tan importante como para explicar el inicio de la existencia del universo. 
Todavía queda mucho por saber.
 Es , sin duda, un reto para la Ciencia, para los científicos y para toda la Humanidad .
Es curioso que , algunas canciones y poemas no estén desencaminados cuando dicen que somos polvo de estrellas y  es más curioso aún que, mientras lees esta entrada,
 el universo siga en constante expansión desde aquel segundo cero.