Somos polvo de estrellas by José Maza

autor:José Maza [Maza, José]
La lengua: spa
Format: epub
Tags: Divulgación, Ciencias naturales
editor: ePubLibre
publicado: 2017-03-13T04:00:00+00:00

Las partículas (electrones y positrones) se crean y se destruyen.

En ese momento, la temperatura es lo suficientemente baja como para que puedan existir núcleos de helio-4 (núcleo que contiene dos protones y dos neutrones). Sin embargo, no se producen núcleos de helio-4 inmediatamente, debido a que para formar un helio-4 a partir de los protones y neutrones que hay en el universo, se necesita que un protón y un neutrón reaccionen formando un deuterio (hidrógeno pesado). Si ese deuterio reacciona con un protón formará un helio-3. Finalmente, dos átomos de helio-3 chocan y producen un helio-4 liberando dos protones. Esta es una de las posibles rutas por la cual se transforman dos protones y dos neutrones en un átomo de helio-4. El núcleo atómico de helio-4 puede sobrevivir a una temperatura de tres mil millones de grados, pero el deuterio, paso previo indispensable, es mucho más frágil y no resiste esa temperatura, por lo cual se destruye tan pronto se forma. Esto constituye el así llamado “cuello de botella del deuterio”. Los neutrones se siguen convirtiendo en protones; el balance es ahora de 85% de protones y 15% de neutrones.

La energía de ligazón del núcleo del helio-4 es mucho mayor que la energía de ligazón del deuterio. Podemos gráficamente decir que el núcleo del helio está mejor “amarrado” que el deuterio. Cualquier partícula o fotón que interactúe con el deuterio a la temperatura de tres mil millones de kelvin lo rompe, desarmándolo en un protón y un neutrón, sin embargo, ese mismo “golpe” no hubiese desarmado a un núcleo de helio-4. La fragilidad del deuterio inhibe la formación de helio en el universo temprano. Se pudo haber formado mucho más helio en el universo si el deuterio, su paso previo, no fuese tan frágil. Como el deuterio se destruye tan pronto se forma, eso hace que el universo siga siendo esencialmente protones y neutrones por un tiempo más. Sin embargo, la temperatura sigue disminuyendo, lo cual cambia el balance entre protones y neutrones, que continúa haciéndose más favorable a los protones.

Después de transcurridos 3,7 minutos (doscientos veinte segundos) desde el Big Bang, la temperatura ha descendido a un nivel en el cual el deuterio finalmente puede sobrevivir (novecientos millones de kelvin aproximadamente). Tan pronto como se alcanza ese nivel, todos los neutrones forman deuterios que a su vez son “cocinados” en núcleos de helio-4. El balance entre neutrones y protones era de un 87,5% para los protones y un 12,5% para los neutrones. Por lo tanto, si todos los neutrones terminan encerrados en un núcleo de helio-4, el 12,5% de neutrones se unirán a un 12,5% de protones para que el 25% de la masa de universo quede finalmente en forma de núcleos de helio. El 75% restante, las tres cuartas partes del universo, lo constituyen los protones, o sea, los núcleos de los átomos de hidrógeno.

Después de cuatro minutos de ocurrido el Big Bang en el universo hay un núcleo de helio-4 por cada doce núcleos de hidrógeno (protones) y prácticamente nada más.

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