El filósofo José Antonio Marina

Mis lecturas hace tiempo ya que se limitan a Revistas científicas y culturales, y, de vez en cuando, me paso la tarde repasando algunas que, por algún motivo, llamaron mi atención y me aconsejó guardarlas, contra la lógica protesta de mi santa mujer: ¡Pero hombre, ¿dónde van a caber tantas revistas y libros? ¿Te has empeñado en echarnos de casa? Bueno…¡lo de siempre!

Me encontré de pronto con un pequeño trabajo del Filósofo, ensayista y pedagogo  toledano, José Antonio Marina Torres, y, por su agradable lectura y el cierto encanto poético que el escrito resuma, me ha parecido bien trasladarlo aquí, para que todos ustedes disfruten como lo hice yo cuando aquel lejano día de mayo de 2.005, lo pude leer por vez primera.

Diario de Un curioso

La capacidad poética de la inteligencia a través de formas plásticas, lenguisticas, musicales o matemáticas, la teoría de cuerdas y las paradojas del Big Bang son algunas de las cuestiones que aborda el filósofo José Antonio Marina.

“En mi jardín han florecido los narcisos. Sus campánulas tienen unos coquetos bordes rizados. A veces la Naturaleza parece presumida. Algunos tulipanes son cartesianos y otros en cambio exhiben un tupé barroco. Las berzas que he inventado se pavonean con grandes hojas ondulantes. Ya lo dijo Neruda en su versión poética de la huerta: “La col / se dedicó / a probarse faldas”. Estos rizos son rupturas espontáneas de simetría, y acabo de leer un artículo de Eran Sharon donde lo explica, aunque en realidad ya lo explicó Gauss con su teorema de la curvatura. Las tensiones del crecimiento resultan excesivas para integrarse en una métrica plana y buscan una línea de fuga.”

¿Anula la belleza del narciso, o de las gloxinias, o de las escarolas, saber que sus ágiles líneas están dirigidas por una ecuación? En absoluto. La capacidad poética de la inteligencia puede recrear la realidad con muchos idiomas: plásticos matemáticos, musicales, lingüísticos.

Vuelvo a leer sobre la teoría de cuerdas, a la espera de que se acabe de construir en Suiza el Large Hadrón Collider, el mayor acelerador de partículas, para intentar una corroboración experimental. Esta teoría pretende dar una visión unificada de las cuatro fuerzas del Universo. En el fondo del fondo lo que hay son cuerdas que vibran en distintas frecuencias, como las de los instrumentos musicales. Las notas que producen son las partículas elementales: electrones, neutrinos, fotones, bosones, gluones, gravitones.

¡Si Pitágoras -que dijo que el último componente de la realidad eran el número y la música- levantara la cabeza! Hablo de estas cosas porque he estado en Santiago de Compostela hablando una vez más sobre la Universidad. Creo que un agregado de facultades y escuelas técnicas no es una Universidad, sino un desastrado cajón de sastre de organizaciones autónomas. Se convierte en Universidad cuando emerge de un proyecto humanista unificado.

                                                           Universidad de Santiago de Compostela

En el origen está la inteligencia humana que se despliega por múltiples caminos, y debemos mantener la referencia a esa fuente primordial para comprender lo que estamos haciendo. Les pondré un ejemplo. Las Universidades colaboran o compiten con las empreas privadas en temas de investigación. Pues bien, creo que son dos modos distintos de investigar. Un químico universitario y un químico empresarial usan la misma química, por supuesto, pero de distinta manera. El investigador universitario debe conocer su disciplina, pero además está obligado a tener un conocimiento reflexivo, humanista, de lo que está haciendo. Al fin y al cabo, la Universidad debería ser la conciencia reflesiva de la sociedad.

                              ¡No podemos evitarlo! Nuestra tendencia es poner la mano en la Naturaleza misma

La ciencia me apasiona como una novela de intriga, sobre todo cuando parece toparse con paradojas insalvables. He leído un artículo, escrito por Charles Lineweaver y Tamara Davis, astrónomos del Observatorio de Monte Stromlo, en Camberra, sobre las paradojas del Big Bang. Hace 40 años se anunció un descubrimiento que probaba que el universo se había expandido desde un estado primordial caliente y denso: el fondo cósmico de microondas, rescoldo frío de la gran explosión. Pero ¿Qué se quiere decir cuando se afirma que el universo se está expandiendo? ¿Hacia dónde se expande? ¿Se expande también la Tierra? Para complicar más las cosas parece que esa expansión se acelera.

                              Las galaxias se alejan cada vez a mayor velocidad las unas de las otras

Todo esto resulta difícil de comprender, porque el universo no tiene bordes, no está en ningún lugar, que diría el viejo Aristóteles. ¿Cómo puede entonces expandirse? Las distancias a las galaxias remotas aumentan, pero eso no quiere decir que viajen a través del espacio. Es el espacio el que se expande entre las galaxias y nosotros. En este sentido, el universo se contiene así mismo, no requiere ni un centro desde el que dilatarse, ni un espacio vacío donde expandirse. La gran explosión no fue una explosión en el espacio, sino del espacio. Sucedió en todos los puntos a la vez. El centro está en todas partes.

Este relato cosmogónico, tan bello como el de Hesíodo, plantea algunos problemas. Edwin Hubble descubrió hace muchos años la constante que cuantifica la rapidez con que el universo se expande, y predice que a partir de una determinada distancia, llamada “distancia de Hubble”, cifrada en catorce mil millones de años-luz, las galaxias se alejan a una velocidad mayor que la de la luz.

Y como pasas en un pastel o lunares en un globo que se hincha, cuanto más distantes están las galaxias más deprisa se separan.

¿Contradice este hecho la teoría de la relatividad, que considera que la luz es el esprinter invencible del universo? Parece que no, porque la relatividad sólo se aplica a los movimientos en el espacio, no a la expansión del mismo espacio. Espacio y luz compiten en maratones diferentes. Estas historias me recuerdan una escena de Annie Hall. El alter-ego infantil de Woody Allen explica a su médico y su madre la razón de que no vaya al colegio: “El universo está en expansión… El universo lo es todo y si se expande sin parar algún día se romperá, ¡y eso será el final de todo!” A lo que su madre le replica muy sensatamente: “Pero tu está en Br00klyn, ¡y Brooklyn no está en expansión!”.

Para terminar, y dadas las fechas que se acercan, os dejo otro de los pensamientos de José Antonio Marina, el filósofo que pretende entrar en la mente de la Sociedad moderna para decirles: “Abrid bien los ojos, procurad ver lo que la realidad esconde”. Detrás de las cosas que creemos ver…¡siempre hay, algo más!

Compartelo:

[?]

Esa “materia” que llaman oscura podría resolver el problema que explique la expansión del Universo y de cómo, las grandes estructuras, se alejan las unas de las otras a mayor velocidad de lo que deberían hacerlo si sólo tuviéramos en cuenta la materia Bariónica, la que emite luz y radiación y conforman las galaxias.

    No se deja ver pero está ahí permeando todo el Espacio Interestelar entre galaxias (eso dicen)

Si en verdad, pudiéramos constatar la existencia de la “Materia Oscura” podríamos asegurar que la mayor parte del Universo estaría compuesto de una clase de materia que no podemos ver. Y, sería lo más natural preguntar, entonces, qué efecto debe tener este descubrimiento sobre el problema de explicar la estructura a gran escala.

                                                                    Debajo de esta imagen nos dicen:

“Se llama Materia Oscura a la materia que no emite ni refleja suficiente radiación electromagnética para ser detectada con los medios técnicos actuales pero cuya existencia puede deducirse a partir de los efectos gravitatorios que causa en la materia visible.

Se ha medido la masa total de muchas galaxias y también se ha medido la velocidad a la que giran y parece que lo hacen tan rápido que su masa aparente es insuficiente para mantenerlas sin que se deshagan. Es más, la velocidad de giro de las estrellas es casi constante a partir de cierta distancia del núcleo galáctico e independiente de ésta.  Las estrellas situadas en los bordes galácticos giran casi a la misma velocidad que las que están más cerca del núcleo.

Así viaja el Sol por el Universo acompañado de todos los objetos del Sistema solar

Esto sólo es posible si hay mucha más materia en las galaxias y que está más uniformemente repartida y no concentrada en su núcleo como parece.

Por lo tanto deben tener más masa de la que observamos para que la fuerza centrífuga no acabe por desperdigar las estrellas en todas direcciones. Se calcula que la Vía Láctea tiene unas 10 veces más materia oscura que materia ordinaria.

Lo mismo ocurre con las velocidades orbitales de los cúmulos de galaxias. Son excesivas para las masas que les atribuimos.”

“3 marzo 2012. Los astrónomos que usan datos del Telescopio Hubble de la NASA han observado lo que parece ser un grupo de materia oscura que es parte de restos de un naufragio entre los cúmulos masivos de galaxias. El resultado podría desafiar las teorías actuales sobre la materia oscura que predicen que las galaxias deberían estar ancladas a la sustancia invisible, incluso durante el choque de una colisión.

 

 

Abell 520 es una fusión gigante de cúmulos de galaxias situadas a 2,4 mil millones de años luz de distancia. La materia oscura no es visible, aunque su presencia y la distribución se encuentra indirectamente a través de sus efectos. La materia oscura puede actuar como una lupa, curvar la luz y causar la distorsión de las galaxias y cúmulos detrás de ella. Los astrónomos pueden usar este efecto, llamado lente gravitacional, para inferir la presencia de materia oscura en los cúmulos de galaxias masivas.”

Informes recientes de la desaparición de la materia oscura pueden ser muy exagerados, según un nuevo artículo de investigadores del Instituto de Estudio Avanzado (IAS).

Un grupo de astrónomos que utilizó telescopios de ESO anunció en abril una sorprendente falta de materia oscura en la galaxia dentro de la vecindad del Sistema Solar.

 Un equipo internacional de científicos ha conseguido identificar directamente el primer filamento de materia oscura entre dos agrupaciones de galaxias, la Abell 222 y la Abell 223.

El Hubble detectó materia oscura en 25 cúmulos de galaxias (Foto: Especial NASA, ESA, M. Postman (STScI), and the CLASH Team )

El telescopio espacial Hubble, que operan en conjunto la NASA y la ESA, captó luz torcida de un cúmulo de galaxias por la materia oscura, reportaron astrónomos. Los científicos creen que las formas distorsionadas que fotografiaron dentro del proyecto de investigación Estudio de clusters y supernovas con el Hubble (CLASH, por su acrónimo en inglés de Cluster Lensing And Supernova survey with Hubble)  son causadas por esa misteriosa ‘materia oscura’, de la que se sabe que tiene el doble de gravedad y logra retorcer los rayos de luz. La materia oscura constituye el grueso de la masa del universo, sin embargo, sólo puede detectarse midiendo cómo se curva la luz en el espacio por un efecto de torsión de la gravedad, explicó la agencia espacial estadounidense en un comunicado.

Leyendo estas noticias, no sólo me sorprendo sino que, me deja anonadado, toda vez que, se hacen afirmaciones gratuitas de cuestiones que los científicos desconocen y se limitan a ponerle al resultado, una etiqueta que ya, de antemano, llevaban preparada. Esto se debería tomar más en serio y no se deben consentir expresiones que, con un furme carácter afirmativo, pretendan otorgar la categoría de “verdad” a lo que, realmente, se desconoce. Sí, puede que con vistas a la noticia quede mejor pero…es poco serio.

 

 

 

En realidad, la materia oscura no se puede ver, y, sin embargo, los cosmólogos “la localizan” con facilidad asombrosa y le dan colores en las imágenes para distinguirla de la materia ordinaria, y, siempre, en esas imágenes, me llama la atención que la representen en menor proporción que a la materia Bariónica, cuando dicen que es mucho más abundante la otra.

 

Una vez que hemos aceptado la idea de que la mayor parte del Universo no está formado por la materia familiar, las dificultades que debemos resolver y para las que no tenemos explicación, pierden algo de fuerza, ya que, llega en su ayuda la “materia oscura” salvadora que saca a los cosmólogo de esa situación tensa en la que no podían dar una explicación de cómo se pudieron formar las galaxias y que, con la materia oscura, todo queda resulto.

 

 

 

Ahora se habla de la materia oculta del Universo, sin ella, no cuadran las cuentas

 

Aunque la presión de la radiación, al interaccionar con protones y electrones en el plasma del comienzo del universo, puede realmente impedir la acumulación de la materia ordinaria hasta después de que los átomos se han formado, no hay razón alguna por la que se puede decir lo mismo de la materia oscura. Esta, podría haber dejado de interaccionar pronto con la radiación del Big Bang, por ejemplo, en aquel primer segundo. En tal caso, la “materia oscura” se podría haber acumulado  bajo la influencia de la Gravedad mucho antes de la formación de los átomos. La presión de radiación no impediría este tipo de acumulación, porque la hipótesis sería que ese tipo de radiación no podría presionar sobre la materia oscura como lo hacía con la ordinaria.

 

 

 

Si esto sucedió, entonces, cuando los átomos se formaron finalmente y la materia normal era libre de comenar a agregarse, se encontraría en un universo en el que ya existirían enormes concentraciones de masa. Partículas de materia ordinaria serían fuertemente atraídas a los lugares en que la “materia oscura” ya se había congregado y se movía rápidamente hacia esos puntos.

El proceso sería como derramar agua sobre una superficie horadada por profundos agujeros; el agua correría por los agujeros y la velocidad de su carrera no tendría casi nada que ver con la fuerza que una partícula de agua ejerce sobre otra. Una vez que la materia ordinaria está libre de la presión de radiación, caerá en los “agujeros” ya creados por la “materia oscura”, y así las galaxias y otras estructuras se pudieron formar después de que la radiación se desapareje. Todos los razonamientos acerca de la “ventana de tiempo”, que tantos problemas causaron para la formación de las galaxias, quedarían así resueltos.

 

 

 

            ¿Cuánta materia oscura hace falta para formar una galaxia?

El descubrimiento es un paso clave  para entender cómo la “materia oscura”, una sustancia invisible que impregna nuestro universo, contribuyó al nacimiento de las galaxias masivas en el universo temprano. La belleza de esta idea es que toma dos problemas -la ventana del tiempo inadecuada para formación de galaxias y la existencia de materia oscura- y los une para conformar una solución al problema central de la estructura del Universo.

Parece (como decía aquel Físico Premio Nobel de Holanda), que la materia oscura es “la Alfombra” bajo la cual barremos nuestra ignorancia. Nadie ha podido ver nunca a la “materia oscura”, ni sabe de que partículas estará formada, tampoco se sabe porque es invisible y, sin embargo, emite radiación y fuerza de gravedad.

“La Materia oscura” por hipótesis, tiene una ventana de tiempo mucho más larga que la materia ordinaria, porque se despareja más pronto en el Big Bang. Tiene mucho tiempo para cumularse antes de que la materia ordinaria sea libre para hacerlo. El hecho de que la materia ordinaria caiga entonces en el agujero gravitatorio creado de este modo sirve para explicar porque encontramos galaxias rodeadas por un halo de materia oscura. La hipótesis mata dos pájaros de un tiro.

Pero debemos recordar que en este punto sólo tenemos una idea que puede funcionar, no una teoría bien construida. Para pasar de la idea a la teoría, tenemos que responder dos preguntas importantes y difíciles:

1. ¿Cómo explica la estructura la materia oscura?

2. ¿Qué es la materia oscura?

Debajo de esta imagen, sin ningún pudor, nos ponen:

“La detección de estos fósiles estelares inmensa confirma las predicciones del modelo de la materia oscura fría de la cosmología, que propone que la actual gran diseño de las galaxias espirales se formaron a partir de la fusión de sistemas estelares menos masivos.

La estructura de escombros envuelve a la galaxia NGC 5907, situada a 40 millones de años luz de la Tierra y formada a partir de la destrucción de una de sus galaxias enanas satélites por lo menos cuatro mil millones de años. Según el equipo de investigación, la galaxia enana ha perdido la mayor parte de su masa en forma de estrellas, cúmulos estelares y materia oscura, que ha quedado distribuido a lo largo de su órbita, dando lugar a un conjunto complicado de entrecruzamiento los fósiles galácticos cuyo radio supera los 150 000 años luz.”

Nos hablan de materia oscura fría y caliente en función (según dicen) de a qué velocidad se muevan las partícuals: Los neutrinos podrían formar parte de la “materia oscura caliente”. Sin embargo, nos encontramos que, según algunos, estas partículas no tienen masa, o, apenas la tienen, lo que platea un gran problema para rellenar tan ingente cantidad de materia como dicen que es la que está presente en el Universo.

Energía oscura. Desde que hace 13.700 millones de años nació en una gran explosión, el universo se expande, como un globo que se hincha, y las galaxias se alejan unas de otras. Así seguiría hasta que, si hubiera suficiente masa, la atracción gravitatoria haría que en algún momento empezara a replegarse y acabaría de nuevo todo comprimido. Caso de no haber suficiente masa en el cosmos, la expansión no cesaría nunca. Hace 14 años, unos científicos se llevaron la gran sorpresa: la expansión del universo, en lugar de ralentizarse, se acelera. Los datos vencieron el escepticismo inicial, y hasta tal punto el descubrimiento se considera sensacional que se llevó el último Premio Nobel de Física. Se ha denominado la energía oscura, pero nadie sabe qué es lo que está actuando para producir esa aceleración de la expansión.

Claro que de todo esto, con tantas implicaciones inmersas en el problema, tendríamos que estar años discutiendo y observando, programando modelos cada vez más certeros, sofisticados y reales que, nos dijeran ¿Cuánta materia materia realmente tiene que haber en el Universo? y, sabiendo cuánta es la Bariónica, por eliminación, sabríamos la cantidad exacta de la “otra” si es que, realmente existe.

Además de los neutrinos masivos, yo también descartaría a los WIMPs como candidatos a esa “materia oscura” que tanto se pregona pero que nadie encuentra. El estado de la cuestión es que, difícilmente podríamos encontrar a un cosmólogo que no fuera partidario de la existencia de la materia oscura pero, el problema es adjudicar la autoria de la misma a ¿Qué candidato? En este caso, nos aparecen los Axiones y fotinos…acompañados de muchos más.  Y, en esa tesitura, debemos concluir que, la “materia oscura” si es que existen debe estar conformada de alguna manera que desconocemos y, lo mismo que se buscaron a los neutrinos masivos, también se inventaron a los WIMPs (Partícula Masiva de Interacción Débil). Claro que, el mayor número de candidatos para la materia oscura surge de un principio conocido como supersimetría.

Las teorías que presuponen la supersimetría son aquellas que unifican las cuatro fuerzas; las teorías últimas que gobiernan el primer instante de la vida del Universo (TOE o Teoría de todas las Cosas). Pero, ¿Qué es la supersimetría? Cuando la materia se rompe en sus constituyentes últimos, reconocemos dos tipos de partículas elementales. En primer lugar están los Quarks y partículas como el Electrón (leptones) que constituyen la materia sólida. Estas partículas están agrupadas bajo el término general de “fermiones”. Se caracterizan por el hecho de que giran alrededor de sus ejes de rotación a ritmos que son fracciones semi-enteras de una unidad básica de rotación. En otras palabras, tienen un espín 1/2,  3/2, etc., pero nunca 1, 2, …

La segunda clase de partículas se llaman Bosones y su espines son 0, 1, 2, etc. Ya hemos explicado aquí muchas veces sus propiedades y particularidades que, ahora, para este cometido de la materia oscura, no viene al caso. El caso es que, en mundo donde los fermiones y los bosones se rigieran por las mismas reglas, sería super-simétrico. Sería un mundo de simplicidad total, porque sólo habría un tipo de partícula, y constituiría la estructura como la fuerza. El modo más prometedor de comprender los orígenes del universo parece implicar teorías que postulan que todo comenzó en un estado super-simétrico.

En realidad, la supersimetría está presente por todo el Universo

No, esto no es la materia en la sombra de la que hablamos pero…   ¿Habrá un Universo en la sombra?

                    Las cuerdas podrían estar presentes por todo el Universo ramificadas por el espacio

En otra entrada expliqué sobre  otro candidato a “materia oscura”:  “La Cuerda Cósmica” que, en sí misma, requiere un capítulo para ella sola. Es un objeto surgido en los primeros momentos del Big Bang, cuando el universo sólo tenía una edad de 10^-35 segundos, cuando la fuerza fuerte se congeló y el universo se infló. Las cuerdas podrían ser un subproducto del proceso mismo de congelación.

La gran masa de esas cuerdas nos dice que se tuvo que formar en los primeros instantes, cuando la temperatura era muy grande y las energías inmensas como para poder crear objetos exóticos que, como las cueras cósmicas pudieran tener unas densidades “infinitas” y estar situadas a lo largo de todo el universo como filamentos entre galaxias conectándolas las unas a las otras. En primer lugar, las cuerdas son muy masivas y muy delgadas; la anchura de una cuerda es mucho menor que la de un protón, pongamos por caso. Las cuerdas no llevan carga eléctrica, así que no interaccionan con la radiación como las partículas ordinarias. Aparecen en todas las formas; largas líneas ondulantes, lazos vibrantes, espirales tridimensionales, etc. Está claro que las cuerdas son candidatos perfectos para la msteria oscura.  Ejercen una atracción gravitatoria, pero no pueden ser rotas por la presión de la radiación en los inicios del universo.

¡Es todo tan complejo! ¡Sabemos aún tan poco!

emilio silvera

Compartelo:

[?]

Aquí podemos contemplar una imagen compuesta de la Supernova Kepler del Telescopio Espacial Spitzer y el Hubble con la ayuda del Observatorio de rayos X Chandra. El remanente de supernova que muestra los filamentos de plasma en que se ha convertido una estrella masiva que ha dejado por el camino algún agujero negro y muchos elementos complejos creados en las inmensas temperaturas que allí estuvieron presentes.

En las supernovas se produce la nucleosíntesis de la materia. Es decir, allí se crean nuevos elementos químicos. Ocurre principalmente debido a la nucleosínteis explosiva durante la combustión de oxígeno explosivo y la combustión del silicio. Estas reacciones de fusión crean los elementos silicio, azufre, cloro, argón, potasio, calcio, escandio, titanio, vanadio, cromo, manganeso, hierro, cobalto y níquel. Como resultado de su expulsión desde supernovas individuales, sus abundancias crecen exponencialmente en el medio interestelar. Los elementos pesados (más pesados que el níquel) son creados principalmente por un proceso de captura de neutrones conocido como proceso-R. Sin embargo, hay otros procesos que se piensa que son responsables de algunas nucleosíntesis de elementos, principalmente un proceso de captura de protones conocido como el Proceso rp  y un proceso de foto-disgregación conocido como el Proceso P. Al final se sintetizan los isótopos más ligeros (pobres en neutrones) de los elementos pesados.

                    Diagrama del Ciclo CNO

El ciclo CNO (carbono-nitrógeno-oxígeno) es una de las 2 reacciones nucleares de fusión por las que las estrellas convierten el hidrógeno en Helio, siendo la otra la cadena protón-protón. Aunque la cadena protón-protón es más importante en las estrellas de la masa del Sol o menor, los modelos teóricos muestran que el ciclo CNO es la fuente de energía dominante en las estrellas más masivas. El proceso CNO fue propuesto en 1938 por Hans Bethe.

Modelo: ¹²₆C donde ¹² es peso atómico y ₆ es número de protones.

Las reacciones del ciclo CNO son:

126C + ¹1H	→	137N + γ	+1,95 MeV
137N	→	136C + e+ + νe	+1,37 MeV
136C + ¹1H	→	147N + γ	+7,54 MeV
147N + ¹1H	→	158O + γ	+7,35 MeV
158O	→	157N + e+ + νe	+1,86 MeV

Rama 1 (99,96% de todos las reacciones):

157N + 11H

→

126C + 42He

+4,96 MeV

El resultado neto del ciclo es la fusión de cuatro protones  en una partícula alfa  y dos positrones y dos neutrinos,  liberando energía en forma de rayos gamma.  Los núcleos de carbono, oxígeno y nitrógeno sirven como catalizadores  y se regeneran en el proceso.

Fusión de elementos

Debido a las grandes cantidades de energía liberadas en una explosión de supernovas se alcanzan temperaturas mucho mayores que en las estrellas. Las temperaturas más altas para un entorno donde se forman los elementos de masa atómica mayor de 254, el californio siendo el más pesado conocido, aunque sólo se ve como elemento sintético en la Tierra. En los procesos de fusión nuclear en la nucleosíntesis estelar,  el peso máximo para un elemento fusionado en que el níquel, alcanzando un isótopo con una masa atómica de 56. La fusión de elementos entre el silicio y el níquel ocurre sólo en las estrellas más grandes, que termina como explosiones de supernovas -proceso de combustión del silicio-. Un proceso de captura de neutrones conocido como el proceso-s que también ocurre durante la nucleosíntesis estelar puede crear elementos por encima del bismuto con una masa atómica de aproximadamente 209. Sin embargo, el proceso-s ocurre principalmente en estrellas de masa pequeña que evolucionan más lentamente.

No podemos completar la Tabla periódica de elementos sin acudir a las estrellas. En las estrellas pequeñas y medianas como el Sol se transmutan una serie de elementos hasta llegar al hierro donde la fusión se frena por falta de potencia energética y, el resto de elementos más pesados y complejos, están en el ámbito de las estrellas masivas que, al final de sus vidas explotan como Supernovas y riegan el espacio interestelar de otros materiales como el oro y el platino, o, el Uranio.

Una imagen del Observatorio Chandra de Rayos-X del remanente de supernova Cassiopeia A, con una impresión artística de la estrella de neutrones en el centro del remanente. El descubrimiento de una atmósfera de carbono en esta estrella de neutrones resuelve un misterio de hace una década alrededor de este objeto. Crédito: NASA/CXC/Southampton/W.Ho;NASA/CXC/M.Weiss

 

Durante la nucleosíntesis de supernovas, el Proceso-R (R de Rápido) crea isótopos pesados muy ricos en neutrones, que se descomponen después del evento a la primera isobara estable, creando de este modo los isótopos estables ricos en neutrones de todos los elementos pesados. Este proceso de captura de neutrones ocurre a altas densidades de neutrones con condiciones de grandes temperaturas. En el Proceso-R, los núcleos pesados son bombardeados con un gran flujo de neutrones para formar núcleos ricos en neutrones altamente inestables que rápidamente experimentan la desintegración Beta  para formar núcleos más estables con un número atómico mayor y la misma masa atómica. El flujo de neutrones es increíblemente alto, unos 10²² neutrones por centímetro cuadrado por segundo.

Los primeros cálculos de un Proceso-R, muestran la evolución de los resultados calculados con respecto al tiempo, también sugieren que en el Proceso-R las abundancias son una superposición de diferentes flujos de neutrones. Las pequeñas afluencias producen el primer pico de abundancias del Proceso-R cerca del peso atómico A = 130 pero no actínidos, mientras que las grandes afluencias producen los actínidos Uranio y Torio, pero no contiene el pico de abundancia de A = 130. Estos procesos ocurren en una fracción entre un segundo y unos cuantos segundos, dependiendo de detalles. Cientos de artículos relacionados publicados han utilizado esta aproximación dependiente del tiempo. De modo interesante, la única supernova moderna cercana, la Supernova 1987A, no ha revelado enriquecimientos del Proceso-R. La idea moderna es que el Proceso-R puede ser lanzado desde algunas supernovas, pero se agota en otros como parte de los neutrones residuales de la estrella o de un agujero negro.

La famosa Supernova 1987A cuya onda expansiva al expandirse hacia el espacio interestelar  creó inmensos anillos  brillantesde material caliente, que fueron captados por el Hubble en todo su esplendor. No hace tanto tiempo que se observó la supernova más notable de los tiempos modernos. En febrero de 1987, la luz llegó a la Tierra procedente de una estrella que explotó en la cercana galaxia grande Nube de Magallanes. 1987a Supernova sigue siendo la supernova más cercana desde la invención del telescopio. La explosión catapultó una enorme cantidad de gas, la luz y los neutrinos en el espacio interestelar. Cuando se observó por el telescopio espacial Hubble (HST) en 1994, se descubrieron grandes anillos extraños cuyo origen sigue siendo misterioso, aunque se cree que han sido expulsados​​, incluso antes de la explosión principal. Observaciones más recientes del HST muestran en la inserción, sin embargo, han descubierto algo realmente predicho: la bola de fuego en expansión de la estrella en explosión.

Con el paso de los siglos, las supernovas se difuminan y van cediendo material que pierden por distintos motivos de la gravedad, vientos estelares y otros sucesos que se llevan material del remanente. Arriba podemos contemplar lo que ha quedado de la Supernova SN 1572, más conocida como la Supernova de Tycho.

TRANSURÁNIDOS, TRANSACTÍNIDOS Y MÁS ALLÁ

Los elementos químicos en el Universo

En el Universo se han detectado alrededor de 92 elementos químicos distintos. La abundancia de cada uno de ellos es muy diferente,  el hidrógeno constituye casi el 75% de la materia atómica del Universo, de un elemento como el francio apenas si existen 30 g en toda la Tierra, de otros elementos no se conoce su existencia y se han sintetizado en el laboratorio, en algunos casos, apenas unos pocos átomos. Este capítulo lo vamos a dedicar a conocer como el hombre ha ampliado, sintetizándolos de manera artificial, el  de elementos químicos conocido hasta llegar en la actualidad al 118, de ellos 112 reconocidos y con nombre admitido por la IUPAC.

Lo cierto es que hemos podido llegar a saber cómo se forman los elementos en el Universo donde la Naturaleza se sirve de las estrellas para “fabricarlos” y en sus distintas categorías de más o menos masas, cada tipo de estrella desempeña una funsión esencial para que en el Universo puedan existir toda la gama de elementos que podemos conocer y que conforman la Tabla Periódica. Los más sencillos se transmutan en las estrellas pequeñas y los más complejos en las masivas y en las supernovas que se producen al final de sus vidas. Como se dice más arriba, los artificiales, los que están más allá del Uranio, son formados por el hombre en el laboratorio.

El Alquimista descubriendo el fósforo (1771) de Joseph Wright

Lejos quedan ya aquellos tiempos en el que los Alquimistas, perseguían transmutar el plomo en oro, encontrar la piedra filosofal y el elisír de la eterna juventud. Siempre hemos tenido una imaginación desbordante y, cuando no teníamos los conocimientos necesarios para explicar o conseguir aquello que queríamos y pensábamos que podíamos conseguir… ¡La Imaginación se desataba y volaba por los ilusorios campos de la Ignorancia!

Algunos piensan y se ha podido leer por ahí que:

“Un modelo propone que el origen de los elementos más pesados que el hierro no se da en las explosiones de supernova, sino en procesos en los que están involucradas las estrellas de neutrones.”

Somos cenizas de estrellas. Muchos de los átomos que componen nuestros cuerpos estuvieron alguna vez en el interior de alguna estrella en donde las reacciones de fusión nucleares los sintetizaron. Una vez esos cuerpos estelares murieron los elementos que los componían fueron diseminados por el espacio. Parte de esa materia fue a parar a otros discos de acreción que formaron nuevas estrellas, planetas e incluso seres vivos.
El Big Bang sólo produjo hidrógeno, helio y pequeñas trazas de elementos ligeros, como el litio de nuestras baterías. Son los elementos primordiales. Las reacciones de fusión de las estrellas pueden sintetizar el resto de los elementos de la tabla periódica, pero no los de  atómico más