Hay materia orgánica por todo el universo

publicado el 06 de noviembre de 2011 en «Milenio Diario»
columna: «se descubrió que...»

 

En los primeros instantes del Big Bang, hace poco menos de 14 mil millones de años, comenzaron a existir el espacio y el tiempo, materia y energía estaban presentes en un punto de presión y calor tan enormes que electrones y quarks no lograban hacer átomos y los quanta de energía estaban atrapados en un medio opaco, la luz no cruzaba ese minúsculo espacio-tiempo. Con la expansión, la temperatura se comenzó a reducir según la ley de Boyle y Mariott: el volumen es inversamente proporcional a la presión, y con la presión la temperatura.

Con ese enfriamiento a sólo unos millones de grados, quarks y gluones se combinaron en protones y neutrones, se denomina nucleosíntesis. Se integraron los núcleos más sencillos, los de hidrógeno, éstos se unieron en núcleos de helio y algo de litio. Pero la temperatura no permitió que esos núcleos atraparan electrones para formar átomos sino unos 300 mil años después del Big Bang. La radiación pudo desacoplarse de la recién formada materia y circular. Pero no hubo elementos pesados, como los que forman planetas, personas y helechos.

Fue necesaria la intervención de otra fuerza, la gravitación, y minúsculas variaciones cuánticas del espacio para que el hidrógeno primordial comenzara a concentrarse en grumos que luego fueron estrellas hoy desaparecidas. En el núcleo de esa primera generación de estrellas se hornearon, por fusión de átomos de hidrógeno y helio, los elementos que formarían planetas en torno de estrellas, según la teoría que Laplace presentó a Napoleón. Cuando el emperador preguntó a Laplace dónde quedaba Dios en su teoría para la formación del sistema solar, éste se limitó a decir: "No necesité esa hipótesis, sire…"

Laplace no tenía explicación para el origen de su nube que se concentra en Sol y planetas. Faltaban más de cien años para que relatividad y cuántica ofrecieran el modelo del Big Bang. Tampoco sabía de fusión de átomos de hidrógeno. Ni tenía otra noción de átomo que la de Demócrito y Leucipo, unos 400 años antes de Cristo. Esa narración, maravillosa comienza en el laboratorio Cavendish, Inglaterra, hacia 1890, y en una gris oficina de patentes suiza, en los borradores del joven Albert Einstein.

Los misterios han ido desapareciendo a velocidad pasmosa en un siglo. Ahora falta explicar la formación de moléculas más complejas que la de carbono.

En el número de Nature correspondiente al 26 de octubre pasado, un equipo de astrónomos reporta que por todo el universo existen compuestos orgánicos de inesperada complejidad. "Los resultados sugieren que estos compuestos orgánicos no son dominio exclusivo de la vida, sino que pueden ser hechos en las estrellas."

Sun Kwok y Yong Zhang, de la Universidad de Hong Kong, muestran que sustancias orgánicas encontradas de forma común por todo el universo pueden tener estructuras químicas similares a las del petróleo y el carbón mineral. Esto resulta asombroso: "Puesto que carbón y petróleo son residuos de vida antigua (bosques de hace cientos de millones de años en nuestro planeta), este tipo de materia orgánica se puede pensar que sólo pudo surgir de organismos vivos". Es una gran sorpresa.

Pero el mismo equipo encuentra que esas moléculas orgánicas de complejidad propia de los seres vivos también se pudieron sintetizar en el espacio sin que se originaran de seres vivientes.

El equipo de Hong Kong investigaba un fenómeno todavía no resuelto: un conjunto de emisiones en la longitud de onda del infrarrojo, detectadas en estrellas, espacio interestelar y galaxias. Los diversos elementos nos dan diversos espectros, esto es barras de luz y sombra que son la firma de cada elemento. Un espectroscopio nos dice la composición de una estrella por la secuencia de rayas y sombras características de cada elemento en la estrella.

Por dos décadas, sigue la publicación, la teoría más ampliamente aceptada para explicar esas emisiones en infrarrojo sostenía que venían de moléculas orgánicas sencillas hechas de átomos de carbono e hidrógeno. Con las observaciones de telescopios en órbita, Kwok y Zhang mostraron que "los espectros astronómicos tenían rasgos que no se podían explicar con moléculas orgánicas sencillas". El equipo analizó los espectros de polvo espacial formado al detonar las estrellas llamadas supernovas y así mostró "que las estrellas pueden fabricar esos compuestos orgánicos complejos en una escala de tiempo tan breve como semanas".

Luego de producir por fusiones sucesivas esta materia orgánica compleja, las estrellas la arrojan el espacio interestelar al convertirse en supernovas: una súbita luz de gran brillo que llamamos "estrellas nuevas", novas, y supernovas las de más intensidad. Tales observaciones, señala Kwok, son teóricamente imposibles, pero allí están y exigen ajustes a la teoría, pues las vemos ocurrir.

Vea el origen del universo en este prodigio descrito por Stephen Hawking.

Maravillas y misterios de la física cuántica, Cal y Arena 2010.

 

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