martes, 13 de julio de 2010

Origen de los elementos

Todas las sustancias del mundo están formadas por un centenar de sustancias simples denominadas "elementos". Ejemplos de elementos que podemos encontrar cotidianamente son el aluminio, el cobre, la plata, el oxígeno, el carbono, etc. Existen otros elementos menos comunes y con nombres raros como el praseodimio, el molibdeno, el rutenio, el gadolinio, etc. La gran diversidad de sustancias que existen en nuestro planeta (el agua, la tierra, el aire, la sal, el petróleo, los minerales, la materia que forma a los seres vivos, etc.), todo se formó por la combinación de unos cien elementos.

Pero, ¿cuál fue el origen de estos elementos?, ¿cómo surgieron? Para entenderlo, debemos recordar que los elementos están formados por partículas muy diminutas llamadas “átomos”. Cada átomo está formado por otras partículas todavía más pequeñitas denominadas “protones”, “neutrones” y “electrones”. Cada elemento está formado por un tipo de átomo distinto a los de otros elementos. Por ejemplo los átomos que forman al aluminio son distintos a los átomos que forman al cobre.

La diferencia principal entre los átomos de los elementos es su masa. Existen átomos ligeros y átomos pesados dependiendo del número de protones, neutrones y electrones que tengan. Los átomos más ligeros que existen son los del elemento hidrógeno, que sólo tienen un protón y un electrón. En cambio, uno de los átomos más pesados es el del elemento uranio que tiene 92 protones, 146 neutrones y 92 electrones. En el átomo, los protones y los neutrones están concentrados en un núcleo central y los electrones se mueven alrededor de este núcleo.


De manera simplificada el origen de los elementos fue como sigue: en el origen del universo el primer elemento que se formó fue el hidrógeno, el elemento con los átomos más sencillos; al inicio del universo todo era hidrógeno. Después, por efecto de la fuerza de atracción de la gravedad, las masas de hidrógeno se fueron juntando formando las galaxias y dentro de ellas se formaron “grumos” de átomos de hidrógeno que llegaron a comprimirse tanto entre sí que empezaron a “pegarse” formando átomos más pesados. De esta manera el hidrógeno inicial se fue transformando primero en helio (el segundo elemento más ligero) y después, poco a poco, en otros elementos más pesados.


Este proceso de “pegamento” de átomos se denomina “fusión nuclear” (porque lo que se “pega” son los núcleos) y es un fenómeno que libera una enorme cantidad de energía, principalmente en forma de luz. Precisamente estos “grumos” donde ocurre la fusión nuclear emiten luz y son algo que todos conocemos: las estrellas. Entonces, fue en las estrellas donde se formaron todos los elementos a partir del más sencillo, el hidrógeno.


En el interior de las estrellas se van formando, por etapas, átomos cada vez más pesados por medio de la fusión nuclear. Este fenómeno se denomina “nucleosíntesis estelar” y, como mencioné, libera una gran cantidad de energía, por eso las estrellas brillan. A medida que ocurre la nucleosíntesis en una estrella, el hidrógeno y el helio se van consumiendo al formar los elementos más pesados, de tal modo que con el tiempo este “combustible” se va gastando y finalmente el proceso termina y la estrella colpasa.

Existen varias formas de colapsar de una estrella; una de ellas consiste en una gran explosión denominada “supernova” en la que la estrella se desintegra y expulsa al espacio los átomos pesados que construyó. En esta última explosión se forman los elementos más pesados que existen.


En conclusión, las estrellas son los hornos donde se cocina la materia del universo. Cada uno de los trillones y trillones de átomos que forman nuestro planeta y nuestro propio cuerpo ¡se creó en el interior de una estrella! Como decía el genial divulgador de la ciencia Carl Sagan: “estamos hechos de estrellas”.