I
DEL ORIGEN DEL UNIVERSO
Durante casi toda la historia humana, los cielos han estado fuera de nuestro alcance. Para nuestros antepasados era el lugar en que vivían los dioses. O simplemente, un lugar enorme e intocable de belleza sin vida.
Pero en la actualidad el estudio del cosmos, nos revela una historia muy diferente, nos revela la historia de la vida, nuestra historia, que se extiende mucho más allá de la formación de la Tierra. Nos revela que la aparición de las condiciones para que se hiciera posible la vida fue el resultado natural de casi 14.000 millones de años de evolución cósmica.
Una cadena de conexiones que une el nacimiento del universo con nosotros, aquí y ahora.
Su extraordinario comienzo empezó con el Big-Bang. Una bola de fuego densa y caliente, de la que hace 14.000 millones de años nacieron el espacio y el tiempo. Desde ese preciso instante el Universo se ha ido agrandando, apareciendo estrellas y galaxias en todas las direcciones.
Empezamos cuando lo que ahora es "todo" el universo visible, más de 400.000 millones de galaxias, cada una de las cuales contiene más de 400.000 millones de estrellas y cada una de ellas con una masa un millón de veces mayor que la Tierra, abarcaba un volumen de una pelota de béisbol aproximadamente.
Stephen Hawking en una entrevista aparecida en El País, 20/03/05, ante la pregunta ¿Es posible que el universo no tuviera un comienzo? opina decididamente: “Hay teorías en las que existe una fase del universo anterior al Big- Bang, pero las ecuaciones se iniciaron en el Big- Bang, de manera que no las puedo seguir más allá de ese momento. El universo como lo conocemos empezó en el Big- Bang.”
No sabemos, con seguridad lo que ocurrió después del Big-Bang, es probable que un accidente de la naturaleza causara una leve imperfección en el universo, una pequeña desviación del equilibrio, pero la idea más acertada es que ocurrió un fenómeno que llamamos inflación, y provocó una expansión hiperrápida aumentando el tamaño del universo, miles y millones de veces. Al principio, cuando todo era fuego, no había estrellas, ni átomos, ni moléculas. Todo el espacio estaba lleno de un zoo de partículas exóticas, los precursores de la materia ordinaria y toda la luz estaba atrapada en una especie de interminable partida de padel en las que rebotan estas partículas. Los átomos en sí no existieron durante un tiempo que podría parecer una eternidad.
HIPERNOVAS
Esta inflación condujo a su vez a la existencia de la materia y finalmente a la de los átomos de nuestro universo. Mientras el universo continuaba su expansión, también se iba enfriando, hasta que, al menos pasados 380.000 años del Big-Bang, las temperaturas caen a un nivel en que pueden formarse átomos estables. En ese instante se disipa la niebla primigenia y la luz del Big-Bang brilla con libertad, formando la imagen capturada por el telescopio estelar W- Mars en Febrero de 2003. La fotografía de un cosmo recién nacido. El universo era increíblemente simple. Este primer universo estaba compuesto de hidrógeno y un poco de helio. Como dice el astrofísico berlinés Erwin Sedlmayer, “Desde este momento el desarrollo futuro del Universo puede ser pensado y físicamente formulado de manera sensata.”
Nubes de hidrógeno comenzaron a condensarse y atraerse hacia sí debido a su propia gravedad. A medida que el hidrógeno se va acumulando, va aumentando la densidad de la región central, hasta que algo radicalmente nuevo ilumina el universo, una estrella.
Las primeras estrellas son gigantes, básicamente de hidrógeno, 70% de hidrógeno y 28% de helio, su tamaño, al menos, cien veces más grandes que nuestro Sol. Esas estrellas de tamaño tan vasto tienen una vida corta, 2 ó 3 millones de años, a lo sumo, y desaparecen con un bang, en explosiones tan grandes que han sido denominadas Hipernovas, y es por estos cataclismos por los que el universo comienza a acumular los elementos presentes en la denominada Tabla Periódica.
Todos los átomos del universo son creados por el hidrógeno y el helio de estas estrellas. Las estrellas son los alquimistas del universo, convierten los elementos de la luz en elementos más pesados, así reciben la energía que necesitan para brillar.
En el núcleo de una estrella la temperatura y la presión son tan altas que los átomos de hidrógeno se fusionan para formar helio. La fusión del hidrógeno libera una fabulosa cantidad de energía, luz y calor.
Aunque al final la estrella se queda sin hidrógeno y comienza a fundir sus reservas de helio creando así elementos más pesados. Lo que ocurre es que, la estrella, se contrae y aumenta de temperatura y si encuentra algo nuevo que poder quemar, lo quemará. Toma tres partes, a la vez, de helio para formar carbono. Podemos añadir una parte más de helio a ese carbono para crear oxígeno y…
¡Ese es un gran paso adelante!, significa que las estrellas pueden crear carbono, nitrógeno y oxígeno. Eso es fantástico, porque ya tenemos en el tablero los principales elementos de la vida.
La química orgánica es la química del carbono: la gama de compuestos químicos que puede formar el carbono es prácticamente ilimitada y en un entorno lo bastante denso puede reducirse u oxidarse para componerlos todos. En último término, al combinarse con los otros elementos abundantes -el hidrógeno, el oxígeno y el nitrógeno que emergen de las hipernovas-, las moléculas basadas en el carbono son lo elementos más ligeros con capacidad para formar estructuras autorreproductoras que algún día pueden cambiar la evolución del propio universo.
El carbono es el siguiente en fusionarse, lo que hace que se formen elementos aún más pesados; azufre, cloro, argón… El silicio empieza a quemarse a 3.000 millones de grados, una temperatura asombrosa. A mitad de la Tabla Periódica el hierro es realmente el final del trayecto. Es el elemento final, a partir del cual no se puede quemar nada más. Es el final de la partida. Una estrella que se ha iniciado a partir de la fusión ha llegado a un punto en donde no tiene nada más que gastar.
La situación, aparentemente, puede parecer clara: formar esos núcleos más pesados exige consumir energía en lugar de liberarla. Los núcleos de silicio que se encuentran en las profundidades del núcleo se han fusionado para formar hierro a un ritmo furioso, rapidísimo. El denso núcleo interior de la estrella, rodeado ahora como una cebolla por capas de oxígeno, carbono, helio e hidrógeno, está a punto de experimentar uno de los acontecimientos más traumáticos del universo. Las estrellas están condenadas a quedarse sin combustible nuclear en esta última hora del último día de vida de esa estrella. Se liberará energía hasta que se produzca hierro. Luego, se acabó la suerte. La mayor parte del núcleo de la estrella, con una masa que excede la masa de nuestro Sol y un radio mayor que el tamaño de nuestra Tierra, se ha convertido ya en hierro y ya no queda nada que quemar. En un segundo habrá acabado todo. (¿Primera gran catástrofe?)
SUPERNOVAS
De pronto, la estrella se encuentra al borde del desastre. La radiación sale al exterior desde el interior, pero en su núcleo no tiene más combustible. El hierro no puede alimentar el horno estelar, por eso cuando una estrella acumula demasiado hierro, se muere.
El núcleo se desploma y rebota, comienza a moverse hacia el exterior, primero lentamente, pero cada vez más rápido, en cuestión de minutos, los átomos son arrastrados hacia la superficie y mucho más allá, como una ola se lleva a un surfista, al tiempo que explota la estrella y su último aliento ilumina el cielo de la noche con la luz de mil millones de soles… Ya tenemos una Supernova.
En la región caliente en expansión y rica en neutrones que se halla tras la onda de choque, la captura de neutrones por los elementos intermedios produce rápidamente todos los elementos hasta llegar al uranio, que contiene un total de 238 protones y neutrones. Si la materia que rodea a la supernova no es demasiado densa, la materia expulsada puede viajar grandes distancias antes de enfriarse. Los restos tardarán casi 100.000 años en disolverse completamente en el medio interestelar.
Si la estrella, después de su explosión como supernova, todavía tiene una masa superior a 3,2 veces la masa solar, la presión del colapso no es suficiente para estabilizarla como estrella de neutrones, y finalmente se desintegra bajo el peso de su propia masa. Ésta es la muerte clásica de la materia, la cual determina al mismo tiempo el nacimiento de un agujero negro. Éste consiste en una especie de tubería cósmica de desagüe. Todo lo que se acerca a sus proximidades, ya sea luz o materia, cae en un remolino, y finalmente es succionado.
Una supernova puede ser tan brillante como 4.000 estrellas similares al Sol, una explosión formidable. Una energía tan extraordinaria supera la barrera del hierro, mezclando átomos de hierro con el resto de los elementos de la Tabla Periódica; níquel, cobre, cinc… (¿Primer “punto de bifurcación” del que emergen nuevas estructuras?)
Ya está, son bastantes elementos. Sólo somos polvo de estrellas, el carbono de nuestro cuerpo, el hierro de nuestra sangre, el calcio de nuestros huesos. Hasta el último átomo se formó en una estrella.
Según, Maurizio Falanga, Comisario francés de la Energía Atómica, durante una observación astronómica rutinaria, el pasado 2 de Diciembre de 2004, fue descubierto un fenómeno que nos muestra la cara “salvaje” del espacio. Se fotografió un púlsar, estrella formada por neutrones, en el momento que ingiere parte de la materia de una estrella compañera, lo que provoca que acelere su velocidad de giro.
Los púlsares son estrellas de neutrones a partir de explosiones estelares que emiten radiación electromagnética de forma discontinua y en pulsos regulares. Según ello los púlsares más veloces son aquellos que practican el "canibalismo estelar", es decir, que toman partes de las estrellas de su alrededor.
Por lo general, la velocidad del giro de estas estrellas se va reduciendo paulatinamente en unos pocos cientos miles de años, aunque a veces, como en esta ocasión, la tendencia se invierte y aumenta como consecuencia del proceso de "adición".