Wonders of the Universe - Stardust (II)

Wonders of the Universe
Presentado por Prof. Brian Cox
BBC
[2011]




El segundo de los episodios se intitula Stardust, y explica cómo se forman los elementos de la tabla periódica a través del proceso de fusión en núcleos de estrellas; también explica las huellas químicas que dejan en la luz, lo que nos permite deducir la composición de objetos lejanos.

Fotogramas: BBC

Los hindúes creen en la reencarnación, una eterna secuencia de muerte y renacimiento. La incineración ayuda a liberar el alma, para que esté preparada para la próxima vida. También creen que los elementos físicos del cuerpo son liberados de vuelta al mundo, para que puedan ser reciclados en la nueva etapa de creación. Es una creencia antigua que roza una verdad más profunda sobre cómo funciona el Universo.

Los Himalayas no siempre fueron montañas. Podemos encontrar pistas de su verdadero origen mirándolas más detenidamente. (...)las conchas, de criaturas marinas muertas,coral y pólipos, y cuando murieron, quedaron apretujados bajo enormes presiones formando al final la caliza. Así que los Himalayas fueron una vez criaturas vivas.

Cada átomo de mi cuerpo fue una vez parte de otra cosa, ya fuese de un antiguo árbol, o de un dinosaurio, o de una roca, de hecho, indudablemente, de una roca. Y el motivo de que las rocas terrestres puedan convertirse en seres humanos y los seres humanos convertirse en rocas terrestres es porque todo está hecho de los mismos ingredientes básicos. Esos ingredientes son los elementos químicos, los ladrillos de todo lo que hay en la Tierra.

Sabemos que la Tierra está hecha de 92 elementos químicos y eso es bastante impresionante, si pensáis en la complejidad de las cosas que vemos a nuestro alrededor. También sabemos que todo lo que está más allá de la Tierra, todo lo que podemos ver en el Universo, está hecho de esos mismos 92 elementos.

Parece imposible que podamos descubrir de qué están hechas las estrellas, por la enorme distancia a la que están. (...)
Nuestro único contacto con las estrellas distantes es su luz, que ha viajado a través del Universo para alcanzarnos, y codificada en esa luz está la clave para entender de qué está hecho el Universo. Y todo eso depende de una particular propiedad de los elementos químicos. Mirad, cuando calentáis los elementos, cuando los quemáis, emiten luz y cada uno de esos elementos emiten su particular patrón de colores.

Esto es un espectro de la luz tomado de nuestro sol (...) si miráis más detenidamente, veréis que este espectro está cubierto de líneas negras. Se les llama líneas de absorción.
Cada elemento del interior de nuestro sol no sólo emite luz de un determinado color, también absorbe luz del mismo color. Buscando esas líneas negras en la luz del sol, podemos simplemente leer una lista de sus elementos constituyentes como si se tratase de un código de barras.

Mucho antes de que el Universo tuviese un minuto de antigüedad, los quarks había sido atrapados dentro de protones y neutrones y fueron los ladrillos de todos los núcleos atómicos, los ladrillos de los elementos. Esos mismos protones y neutrones están con nosotros hasta hoy. Forman los corazones, los núcleos, de todos los átomos. Sólo unos segundos tras el inicio del Universo, los bloques fundamentales de construcción de todo, fueron creados. Parece ridículo (...) pero tenemos pruebas experimentales bastante fuertes que sugieren que eso fue lo que ocurrió.

El elemento con un sólo protón en su núcleo es el hidrógeno y, del hidrógeno, puedes hacer todos los otros elementos. El primer paso es unir dos protones. (...) Eso se llama deuterio. El deuterio aún es una forma del hidrógeno (...) Sólo cuando dos núcleos de deuterio se combinan se crea un nuevo elemento. Tomad dos deuterios, fusionadlos y obtendréis un núcleo con dos protones y dos neutrones.
Eso es helio, el segundo elemento más sencillo. Después, sólo es cuestión de añadir más y más protones y neutrones.

Es en las estrellas como nuestro Sol dónde los elementos se fusionan. Son los únicos lugares del universo lo suficientemente calientes y densos para que los átomos se fusionen.(...)
el sol fusiona hidrógeno en helio a un ritmo frenético. Cada segundo, quema 600 millones de toneladas de hidrógeno. Al hacerlo, libera enormes cantidades de calor y la luz que trae la vida a nuestro planeta.
(...) A pesar de su poder, el sol sólo convierte el hidrógeno, el elemento más simple, en helio, el siguiente más simple.

Cuando el helio se acaba, la gravedad vuelve a tomar el mando y el derrumbamiento continúa. La temperatura vuelve a subir una vez más, lanzando la tercera etapa, en la cual el carbono se fusiona en magnesio, neón, sodio y aluminio. Y así continúa.
(...) [por último] el corazón de la estrella se transforma en hierro casi puro, y ahí es donde acaba el proceso de fusión. Durante sus millones de años de vida, la estrella ha fabricado todos los elementos comunes, el material del que está hecho hasta el 99 por ciento de la Tierra.

Hay más de 60 elementos más pesados que el hierro en el Universo. Algunos son valiosos, como el oro, la plata y el platino. Algunos son fundamentales para la vida, como el cobre y el zinc, y otros son simplemente útiles, como el uranio, el estaño y el plomo. Pero a través del Universo hay cantidades ridículamente pequeñas de esos elementos.

El motivo de esa escasez es que crear cantidades sustanciales de los elementos más pesados requiere de algunas de las condiciones más raras del Universo (...) En una galaxia de 100.000 millones de estrellas, esas condiciones existirán de media durante menos de un minuto en cada siglo.

Eso es porque sólo son creados durante los últimos estertores de la muerte de las estrellas más grandes (...) [la estrella] se derrumba sobre sí misma a una gran velocidad... y rebota con una fuerza descomunal. A medida que la onda de choque impacta con las capas externas de la estrella, se generan las temperaturas más altas en el universo, 100 mil millones de grados. Estas últimas condiciones sólo se dan por 15 segundos, pero es suficiente para formar los elementos más pesados como el oro.
Se le llama supernova...

A medida que la estrella es destrozada,dispersará hacia el espacio todos los elementos que creó durante su vida y su muerte.Esos elementos se extenderán para convertirse en una nebulosa, una nube rica en químicos a la deriva por el espacio.
Y en el corazón de la nebulosa habrá un pequeño faro de luz, el remanente de la estrella de alguna vez más de mil millones de kilómetros que ha sido aplastada por la gravedad hasta quedar irreconocible.

Ésto es una placa, una muestra del interior de un meteorito. ¿Veis esas pequeñas zonas marrones? Bueno, en esas zonas marrones, encontramos aminoácidos, los bloques de construcción de las proteínas, las cuáles son los bloques que me construyen, los ladrillos de la vida. Compuestos de carbono increíblemente complejos. Ésto nos dice que la compleja química del carbono que necesitas para poner en marcha la vida estaba ya ocurriendo en el espacio hace 4.500 millones de años.