Ir al contenido principal

Formación de un átomo de hierro


Todo empieza con una singularidad que hace 13800 millones de años comenzó a expandirse, generando la materia, la energía, el espacio y el tiempo. Con la expansión comenzó a disminuir la temperatura y aparecieron las cuatro fuerzas fundamentales que rigen el universo: la gravitatoria, la nuclear fuerte, la electromagnética y la nuclear débil. Debido a las condiciones tan elevadas de presión y temperatura, la materia consistía en un plasma de quarks, gluones y electrones. La temperatura siguió disminuyendo, posibilitando las agrupaciones de quarks para formar protones y neutrones. A partir de entonces se formaron núcleos atómicos de los elementos más básicos, un 75% de hidrógeno y un 25% de helio.

Hubo que esperar 380000 años hasta que la temperatura disminuyera lo suficiente para que se diesen las condiciones en las que los electrones y los núcleos pudieran formar átomos estables y eléctricamente neutros. Millones de años después, la gravedad los comenzó a agrupar. En zonas de gran densidad, dadas las condiciones de alta presión y temperatura, estos átomos vuelven a convertirse en plasma, posibilitando reacciones nucleares de fusión. Este proceso tiene lugar en las estrellas.

La atracción gravitatoria hace que las estrellas tienden a contraerse, pero al mismo tiempo las reacciones nucleares que tienen lugar en su núcleo tienden a expandirla. De esta forma se produce un equilibrio que la estabiliza. Sin embargo, cuando la estrella envejece y se agota el hidrógeno (combustible para las reacciones de fusión), la energía generada por las reacciones disminuye y la estrella comienza a contraerse. Esto hace que la temperatura en su núcleo aumente y que la estrella empiece a utilizar el helio como combustible produciendo carbono. En ese momento la estrella vuelve a alcanzar un equilibrio.

Cuando el helio empieza a escasear se vuelve a producir una contracción y un aumento de temperatura en el núcleo. Cuando la temperatura alcanza 3·10^8K los átomos de carbono se unen a los de helio formando oxígeno. De nuevo, la estrella alcanza el equilibrio y se inicia el proceso. Cuando el combustible del núcleo se agota, el nuevo elemento empieza a quemarse formando elementos cada vez más pesados.

El último elemento que se puede generar es el hierro. A partir de su formación las reacciones nucleares se vuelven endotérmicas, es decir, que requieren energía para poder producirse. Por ese motivo, la reacción en cadena se detiene en el hierro.
En el caso del Sistema Solar, se formó hace 4650 millones de años a partir de la contracción de una nube de gas y polvo. En el centro se acumuló la mayor parte de la materia. La presión era tan elevada que empezaron a producirse reacciones de fusión nuclear de hidrógeno a helio. Ése fue el proceso de formación del sol. En otras zonas también se produjeron acumulaciones de materia que dió lugar a los planetas.

Referencias:


Comentarios

Entradas populares de este blog

El jogo bonito

El 31 de mayo de 1998 el viejo San Mamés acogió un partido para la historia. Uno de esos encuentros con los que fantaseaba hasta entonces (con tan solo diez primaveras en mi haber), pero que nunca pensé que pudieran llegar a darse. En un lado del campo jugadores míticos como Urrutia, Ziganda y Urzaiz defendían a mi Athletic. En el otro lado del campo la entonces tetracampeona del mundo, la canarinha, la todopoderosa selección de Brasil, con futbolistas de leyenda como Ronaldo, Bebeto, Rivaldo y Roberto Carlos. Desde entonces han pasado 21 años y este deporte ha cambiado en muchos aspectos, aunque no siempre para mejor. Por suerte, los nostálgicos del fútbol de antaño, subdesarrollado, sin tanta histeria colectiva ni especulación, disponemos de herramientas para regresar y revivir esos momentos que tanto nos hicieron disfrutar del fútbol. Precisamente, esta semana he encontrado la siguiente joya: El 3 de junio de 1997 las selecciones de Brasil y Francia disputaron en Lyon...

Conocimiento y escritura

La escritura y el conocimiento van de la mano. Cuando escribimos, podemos expresar nuestras ideas y conocimientos de forma ordenada y duradera. Al mismo tiempo, la escritura tiene un impacto en la forma en que se guarda la información a lo largo de la historia. Nos permite conservar datos importantes y buscar información en libros u otras fuentes escritas, sin necesidad de memorizar todo. La escritura también afecta la forma en que aprendemos y compartimos conocimiento en la sociedad. Es distinto aprender de tradiciones orales limitadas, a tener acceso a libros y textos escritos que nos brindan mucha más información. La escritura nos ayuda a almacenar información de manera precisa y a compartir conocimiento de forma más eficiente. Además, la escritura es una base sólida de referencias. Al escribir textos claros y concisos, podemos preservar el conocimiento sin que se distorsione con el paso del tiempo. A diferencia de la transmisión oral, donde la información puede cambiar o perderse e...

El colapso de la función de onda en física cuántica

  La física clásica está basada en el determinismo científico: las reglas que la rigen son capaces de determinar con exactitud una magnitud o propiedad, eliminando cualquier posibilidad al azar. La mecánica cuántica abandona esta idea, pues un sistema viene descrito por una función de onda la cual solo permite determinar características de ese sistema en términos probabilísticos . Por ejemplo, no se puede establecer con exactitud la posición de una partícula en un instante de tiempo concreto, sino la probabilidad de que se encuentre ahí al tomar la medida. En el momento en que se toma una medida, el estado sistema cambia instantáneamente. Cuando ese cambio está muy acentuado, se puede llegar a lo que se conoce como colapso de la función de onda: la función de onda del sistema cambia de forma abrupta. ¿Cómo se produce ese cambio? ¿Es aleatorio? ¿Por qué se tiene que trabajar en términos probabilísticos en una ciencia como es la física? ¿Y si lo que consideramos hoy en día como aza...