No pierdas nunca tu capacidad para asombrarte. Hola qué quizá no conozcas.
Todas las cosas están compuestas por átomos. Si miras a tu alrededor, todo lo que verás son átomos. Y cuando digo todo, es todo: es la pantalla donde estás leyendo esto, es la pared del fondo, es el agua de tu vaso, es la planta de la maceta de la esquina, es también el aire que te rodea —y que no ves, en este caso— y es la tierra que soporta la planta de la maceta de antes. En definitiva, los átomos están en todas partes y lo forman todo. Y, claro está, te forman a ti. En el post anterior intenté venderte la loca idea de que eras joven porque tus células lo eran. Pues bien, como ya sabes, las células, en última instancia, están formadas por átomos. Y estos átomos no son precisamente jóvenes.
Al igual que hicieron este grupo de científicos, para conocer el origen de los átomos que forman todo nuestro mundo debemos remontarnos a los inicios del universo, es decir, bastante, bastante atrás. Ninguno de nosotros estábamos allí pero tenemos la casi absoluta certeza de que en aquel momento lo único que existía era una especie de engrudo primordial donde solo había hidrógeno, una pizca de helio y una pizca todavía menor de litio. Y nada más. Era un universo hecho de tres elementos, tres tipos de átomos.
Sucede que el hidrógeno es un elemento, pordríamos decir, bastante «social». No le gusta estar solo, de hecho busca compañía de casi cualquiera, así que con el tiempo, poco a poco, los átomos se fueron agrupando (recordemos que prácticamente sólo había hidrógeno). Átomos y átomos de hidrógeno se fueron apretando unos contra otros hasta formar una especie de proto-estrellas. A medida que se iba añadiendo más hidrógeno a aquellas incipientes estrellas, la presión gravitatoria en el interior de estas se fue haciendo mayor. Esa enorme presión produce un curioso efecto sobre el hidrógeno, hace que los átomos estén tan apretados que sean incapaces de soportarla y empiecen a fusionarse, a unirse, unos con otros. El producto de esta fusión es un nuevo elemento (el inmediatamente más más pesado al hidrógeno) llamado helio. Este es el proceso que enciende todas las estrellas del firmamento y, como tal, es bien conocido por los químicos: es una reacción que hasta se podría catalogar de aburrida. De hecho las estrellas se pueden pasar miles de millones de años haciendo exclusivamente eso, convertir hidrógeno en helio. Nuestro Sol es, básicamente, lo único que hace. Lo verdaderamente interesante empieza después, cuando las estrellas consumen todo el hidrógeno de sus núcleos.
Entonces ¿los elementos más pesados que el hierro no se generan en las estrellas? ¿De donde ha salido la plata de mi pulsera, el xenón de los faros de mi coche o el arsénico de mi insecticida? Bien, para eso también hay respuesta. Justo antes de morir la estrella desata el apocalípsis. Al quedarse de repente sin energía las estrellas agotadas implosionan bajo su propia e inmensa gravedad, reduciendo su radio brutalmente en muy poco tiempo. La presión en su núcleo es en esos momentos inimaginable. Es tan alta que produce un efecto rebote y la estrella explota. Y cuando una estrella explota, explota, que ríete tú de las películas de Michael Bay. Durante un mes la supernova formada se expande millones de kilómetros y brilla con más intensidad que mil millones de estrellas. Durante la supernova colisionan con tal impulso y tantas veces por segundo un número tan inmensamente grande de partículas que se crean nuevos elementos. Todas las combinaciones naturales de elementos e isótopos salen de esta tempestad. Con esta fabulosa traca final todos los elementos de la naturaleza se han formado.
En este punto conviene hacer una pequeña puntualización. Los átomos en sí mismos no dan mucho juego: les sucede algo parecido a las letras, que son fundamentales para el lenguaje y la escritura pero en si mismas carecen de significado, este viene dado por las palabras que forman. La disposición operativa fundamental, la que de verdad da razón de ser a los átomos, es la molécula. Una molécula es simplemente dos o más átomos trabajando juntos en una disposición más o menos estable: si añades dos átomos de hidrógeno a uno de oxígeno, tendrás una molécula de agua. Los científicos suelen pensar en moléculas más que en elementos, lo mismo que los escritores suelen pensar en palabras más que en letras. Para crear las cosas, las moléculas son las que cuentan, y, por así decirlo, son muy numerosas. Hay más moléculas de agua en un vaso que vasos de agua en todo el mundo. A nivel del mar y a una temperatura de 0ºC, un centímetro cúbico de aire (es decir un espacio aproximado del tamaño de un terrón de azúcar) contendrá 45.000 millones de millones de moléculas. Y ese es el número por cada centímetro cúbico que ves a tu alrededor. Piensa en cuantos centímetros cúbicos hay en el mundo que se extiende al otro lado de tu ventana, cuantos terrones de azúcar harían falta para llenarlo. Piensa luego en cuantos harían falta para construir un universo. Hay un número inconcebiblemente grande de moléculas.
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| Hay que ver la Play Station como flipa. Youtube. Hace poco yo tenía también 19. |
¿De dónde han salido mis átomos?
Durante mucho tiempo los humanos hemos conocido la existencia de los átomos aunque no alcanzásemos a intuir, ni remotamente, de dónde rayos habían salido. Esto fue así durante siglos, hasta que a mediados de la década de 1950 un puñado de astrónomos perspicaces desvelaron el misterio y comprendieron que las propias estrellas debían ser las fábricas de los átomos.Al igual que hicieron este grupo de científicos, para conocer el origen de los átomos que forman todo nuestro mundo debemos remontarnos a los inicios del universo, es decir, bastante, bastante atrás. Ninguno de nosotros estábamos allí pero tenemos la casi absoluta certeza de que en aquel momento lo único que existía era una especie de engrudo primordial donde solo había hidrógeno, una pizca de helio y una pizca todavía menor de litio. Y nada más. Era un universo hecho de tres elementos, tres tipos de átomos.
Sucede que el hidrógeno es un elemento, pordríamos decir, bastante «social». No le gusta estar solo, de hecho busca compañía de casi cualquiera, así que con el tiempo, poco a poco, los átomos se fueron agrupando (recordemos que prácticamente sólo había hidrógeno). Átomos y átomos de hidrógeno se fueron apretando unos contra otros hasta formar una especie de proto-estrellas. A medida que se iba añadiendo más hidrógeno a aquellas incipientes estrellas, la presión gravitatoria en el interior de estas se fue haciendo mayor. Esa enorme presión produce un curioso efecto sobre el hidrógeno, hace que los átomos estén tan apretados que sean incapaces de soportarla y empiecen a fusionarse, a unirse, unos con otros. El producto de esta fusión es un nuevo elemento (el inmediatamente más más pesado al hidrógeno) llamado helio. Este es el proceso que enciende todas las estrellas del firmamento y, como tal, es bien conocido por los químicos: es una reacción que hasta se podría catalogar de aburrida. De hecho las estrellas se pueden pasar miles de millones de años haciendo exclusivamente eso, convertir hidrógeno en helio. Nuestro Sol es, básicamente, lo único que hace. Lo verdaderamente interesante empieza después, cuando las estrellas consumen todo el hidrógeno de sus núcleos.
Cuando el hidrógeno se agota
Es en este momento cuando empiezan a pasar cosas. Los problemas para la estrella solo acaban de empezar: en su desesperación por mantener su temperatura elevada, las estrellas que agotan el hidrógeno echan mano de lo que sea. Y «lo que sea» es en realidad lo único que tienen, lo que llevan creando toda su vida, el helio. El núcleo de la estrella comienza a quemar y fusionar átomos de helio en un exasperado intento de seguir existiendo. Fruto de esa fusión no tardan en acumularse en el interior de la estrella cantidades apreciables de litio, boro, berilio y, especialmente, carbono (pero solo en el interior, las partes más exteriores, y por tanto más frías, de la estrella siguen siendo básicamente hidrógeno durante toda la vida de la estrella). Por desgracia, quemar helio libera menos energía que quemar hidrógeno, así que las estrellas agotan su helio en, como mucho, unos cuantos cientos de millones de años. Es, por así decirlo, una solución de emergencia que vale para «un rato», pero poco más. De hecho, llegado este punto, sin prácticamente reserva de helio ni de hidrógeno, algunas estrellas pequeñas mueren. Las más masivas, sin embargo, siguen luchando, apretando los átomos de carbono para formar seis elementos más, hasta el magnesio, lo que le permite aguantar unos pocos de cientos de millones de años más. Alcanzado este momento otras tantas estrellas son incapaces de continuar sus reacciones de fusión y mueren. Solo unas pocas, las más calientes, son capaces de quemar esos elementos a lo largo de unos pocos de millones de años más. Y así, son capaces de ir formando, elemento tras elemento, todos hasta el hierro. Y ya. Cuando fusiona sus átomos para obtener hierro la estrella llega a su límite en su desesperado intento de seguir con vida. El sentido común sugiere que la estrella podría seguir con este proceso de la misma forma y fusionar el hierro para seguir generando energía. Tiene lógica, si ves una tabla periódica observarás que todavía quedan muchos elementos en ella más pesados que el hierro. Este es uno de los pocos casos el sentido común falla. La realidad es que fusionar elementos de más de veintiséis protones no sólo no aporta energía si no que «cuesta» energía, por lo que seguir carece de sentido. La estrella lo sabe y, exhausta y moribunda, asume que se ha quedado sin opciones. El hierro es su último hálito de vida.
Esto es lo que pasa después del hierro. Pero no pares, sigue leyendo, todavía quedan elementos que crear.
Entonces ¿los elementos más pesados que el hierro no se generan en las estrellas? ¿De donde ha salido la plata de mi pulsera, el xenón de los faros de mi coche o el arsénico de mi insecticida? Bien, para eso también hay respuesta. Justo antes de morir la estrella desata el apocalípsis. Al quedarse de repente sin energía las estrellas agotadas implosionan bajo su propia e inmensa gravedad, reduciendo su radio brutalmente en muy poco tiempo. La presión en su núcleo es en esos momentos inimaginable. Es tan alta que produce un efecto rebote y la estrella explota. Y cuando una estrella explota, explota, que ríete tú de las películas de Michael Bay. Durante un mes la supernova formada se expande millones de kilómetros y brilla con más intensidad que mil millones de estrellas. Durante la supernova colisionan con tal impulso y tantas veces por segundo un número tan inmensamente grande de partículas que se crean nuevos elementos. Todas las combinaciones naturales de elementos e isótopos salen de esta tempestad. Con esta fabulosa traca final todos los elementos de la naturaleza se han formado.
Los átomos de los que estás hecho
Pero no nos despistemos con relatos estelares y volvamos a tu falta de juventud. El hecho más sorprendente es saber que los átomos que constituyen la vida en la Tierra, los átomos que componen el cuerpo humano se cocinaron hace miles de millones de años. Esa es la edad de los átomos que forman todo sobre la Tierra. Esa es la edad de los átomos que te forman a ti. En el sentido más literal de la expresión, estamos hechos de polvo de estrellas. Cuando te sientas pequeño, mira al cielo nocturno y siéntete enorme, pues los átomos que te componen han venido de allí.En este punto conviene hacer una pequeña puntualización. Los átomos en sí mismos no dan mucho juego: les sucede algo parecido a las letras, que son fundamentales para el lenguaje y la escritura pero en si mismas carecen de significado, este viene dado por las palabras que forman. La disposición operativa fundamental, la que de verdad da razón de ser a los átomos, es la molécula. Una molécula es simplemente dos o más átomos trabajando juntos en una disposición más o menos estable: si añades dos átomos de hidrógeno a uno de oxígeno, tendrás una molécula de agua. Los científicos suelen pensar en moléculas más que en elementos, lo mismo que los escritores suelen pensar en palabras más que en letras. Para crear las cosas, las moléculas son las que cuentan, y, por así decirlo, son muy numerosas. Hay más moléculas de agua en un vaso que vasos de agua en todo el mundo. A nivel del mar y a una temperatura de 0ºC, un centímetro cúbico de aire (es decir un espacio aproximado del tamaño de un terrón de azúcar) contendrá 45.000 millones de millones de moléculas. Y ese es el número por cada centímetro cúbico que ves a tu alrededor. Piensa en cuantos centímetros cúbicos hay en el mundo que se extiende al otro lado de tu ventana, cuantos terrones de azúcar harían falta para llenarlo. Piensa luego en cuantos harían falta para construir un universo. Hay un número inconcebiblemente grande de moléculas.
