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¿Sabremos alguna vez, quiénes somos?

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en El Universo y la Química de la Vida    ~    Comentarios Comments (1)

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                Resultado de imagen de Supernova

 

En una supernova, en orden decreciente tenemos la secuencia de núcleos H, He, O, C, N, Fe, que coincide bastante bien con una ordenación en la tabla periódica que es:

La nucleosíntesis estelar es el conjunto de reacciones nucleares que tienen lugar en las estrellas y que son responsables de la creación de elementos químicos, algunos de ellos desde sus orígenes durante el Big Bang: como el hidrógeno, el helio y el litio.

            H, He, (Li, Be, B) C, N, O… Fe

 

En un lugar del cosmos - La nucleosíntesis del Big Bang empieza sobre un  minuto después del Big Bang, cuando el Universo se ha enfriado lo  suficiente como para formar protones y

En un lugar del cosmos – La nucleosíntesis

Nucleosintesis by Juan Jose Saenz on Prezi Next

 

La nucleosíntesis estelar es el conjunto de reacciones nucleares que tienen lugar en las estrellas y que son responsables de la creación de elementos químicos, algunos de ellos desde sus orígenes durante el Big Bang: como el hidrógeno, el helio y el litio. Este proceso forma parte de la evolución estelar y su cese al acabarse el combustible que desencadena las reacciones nucleares, deriva en el colapso gravitatorio de la estrella.

 

Las reacciones más importantes en la nucleosíntesis estelar son:

 

El hidrógeno en la Tabla Periódica | Felipe Benjumea Llorente30,622 imágenes, fotos de stock, objetos en 3D y vectores sobre Uranio |  Shutterstock

El número 1 y el 92, los elementos que comienzan y finaliza la Tabla Periódica

No pocas veces hemos referido aquí el maravilloso suceso que está presente en las estrellas que mediante la fusión nuclear, transforma los elementos sencillos en otros más complejos y, cuando agotado el ciclo y no pueden continuar fusionando los materiales pesados que les quedan, dependiendo de sus masas se transforman en gigantes rojas y finalmente en enanas blancas (como le pasará a nuestro Sol), dejando una bonita Nebulosa Planetaria, y, si la estrella es masiva, su final será mediante la explosión como Supernova que regará el espacio interestelar con el remanente de materiales pesados y la estrella, en su mayor parte, se convertirá en una estrella de Neutrones, o, si es una supermasiva, en Agujero Negro.

 

La nebulosa tarántula, también conocida como NGC 2070, es una de las más grandes y luminosas que se conocen. Tiene un radio aproximado de 930 años luz y se encuentra en la Gran Nube de Magallanes, una galaxia enana cercana a la Vía Láctea. Por desgracia, está demasiado lejos para visitarla, pero se ha observado con el telescopio Spitzer y se sabe que es una zona de formación estelar muy activa.

Lo curioso y asombroso del caso es que, a partir de esos materiales, se forman nuevas estrellas y nuevos mundos y, en algunos de esos mundos que se sitúan en la zona adecuada para la habitabilidad, donde el agua corre líquida y se ha formado una atmósfera adecuada y océanos, con el paso del tiempo, esa materia primordial se acomoda en estructuras complejas y surge la Vida.

 

 

 

La imagen de arriba, SN 1987A, es la descomunal explosión de supernova, cuando ocurrió, la potencia de miles de soles cambió, momentáneamente, la región del espacio conocida como Nube Mayor de Magallanes, a muchos años luz de la Tierra.

¡Qué maravilla!  Las estrellas brillan en el cielo para hacer posible que nosotros estemos aquí descubriendo los enigmas del universo y… de la vida inteligente que esas mismas estrellan han posibilitado, creo que, en muchos mundos que son en las galaxias del universo.

 

                                     

Pero está claro que todo el proceso estelar evolutivo inorgánico nos condujo desde el simple gas y polvo cósmico a la formación de estrellas y nebulosas solares hasta los planetas, la Tierra en particular, en cuyo medio ígneo describimos la formación de las estructuras de los silicatos, desplegándose con ello una enorme diversidad de composiciones, formas y colores, asistiéndose, por primera vez en la historia de la materia, a unas manifestaciones que contrastan con las que hemos mencionado en relación al proceso de las estrellas.

Desde el punto de vista del orden es la primera vez que nos encontramos con objetos de tamaño comparables al nuestro, en los que la ordenación de sus constituyentes es el rasgo más característico.

Al mismo tiempo nos ha parecido reconocer que esos objetos, es decir, sus redes cristalinas “reales”, almacenan información (memoria) que se nos muestra muy diversa y que puede cobrar interés en ciertos casos, como el de los micro-cristales de arcilla, en los que, según Cairns-Smith, puede incluso llegar a transmitirse.

                   

 

Porque, ¿Qué sabemos en realidad de lo que llamamos materia inerte? Lo único que sabemos de ella son los datos referidos a sus condiciones físicas de dureza, composición, etc; en otros aspectos ni sabemos si pueden existir otras propiedades distintas a las meramente físicas.

¿No os hace pensar que nosotros estemos hechos, precisamente, de lo que llamamos materia inerte? Claro de “materia inerte” evolucionada. Porque, como decía aquel hombre sabio:

“No está muerto lo que duerme eternamente”

Pero el mundo inorgánico es sólo una parte del inmenso mundo molecular. El resto lo constituye el mundo orgánico, que es el de las moléculas que contienen carbono y otros átomos y del que quedan excluidos, por convenio y características especiales, los carbonatos, bicarbonatos y carburos metálicos, los cuales se incluyen en el mundo inorgánico.

 

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                          En Titán existen moléculas de Carbono necesarias para la vida

Según decía en algún trabajo anterior, los quarks up y down se hallan en el seno de los nucleones (protones y neutrones) y, por tanto, en los núcleos atómicos. Hoy día, éstos se consideran como una subclase de los hadrones. Sin embargo, debemos tener claro que toda la materia del Universo (al menos la conocida), está conformada por Quarks y Leptones.

 

Después de 35 años de intentos: Físicos resuelven el enigma del núcleo  atómico | Canarias NoticiasEl núcleo atómico es la pequeña región densa formada por protones y  neutrones en el centro de un átomo. | Foto PremiumQuarks - Concepto, descubrimiento, modelo y características

Los nucleones (protones y neutrones), están hechos de tripletes de Quarks que, confinados en su interior por medio de la fuerza nuclear fuerte. Esta fuerza fundamental de la Naturaleza, está intermediada por Bosones llamamos Gluones que mantienen a los Quarks allí dentro confinados y no los deja que se separen.

La composición de los núcleos (lo que en química se llama análisis cualitativo) es extraordinariamente sencilla, ya que como es sabido, constan de neutrones y protones que se pueden considerar como unidades que dentro del núcleo mantienen su identidad. Tal simplicidad cualitativa recuerda, por ejemplo, el caso de las series orgánicas, siendo la de los hidrocarburos saturados la más conocida. Recordad que su fórmula general es CnH2n+2, lo que significa que una molécula de hidrocarburo contiene n átomos de carbono (símbolo C) y (2n+2) átomos de hidrógeno (símbolo H).

 

Cuadernos de Física: El átomo de Hidrógeno

El átomo de hidrógeno es conocido también como átomo mono-electrónico, debido a que está formado por un protón que se encuentra en el núcleo del átomo y que contiene más del 99,945 % de la masa del átomo, y un solo electrón -unas 1836 veces menos masivo que el protón- que “orbita” alrededor de dicho núcleo . Con un solo Protón es el elemento número uno de la Tabla Periódica.

Comisión Chilena de Energía Nuclear

El uranio posee 92 protones y 92 electrones. Su núcleo puede contener entre 142 y 146 neutrones, sus isótopos más abundantes son el uranio 238 que posee 146 neutrones y el uranio 235 con 143 neutrones.

 

 

El número de protones y neutrones determina al elemento, desde el hidrógeno (el más simple), al uranio (el más complejo), siempre referido a elementos naturales que son 92; el resto son artificiales, los conocidos transuránicos en cuyo grupo están el einstenio o el plutonio, artificiales todos ellos.

 

                        Volcán de hielo Sotra Facula en Titan. Crédito: NASA.

Científicos descubrieron posibles cráteres que expulsan hielos, llamados crio-volcanes. (15 Diciembre, 2010 NASA – CA) Con el sistema de radar e imágenes infrarrojas de la sonda Cassini, que orbita Saturno, científicos han encontrado evidencias de lo que podría ser un volcán de hielo en Titán. Este pequeño mundo haría las delicias de cualquier químico de la Tierra y, no digamos de los geólogos. (4 Enero 2007 – NASA/Agencias – CA) Fue comprobada la predicción sobre la existencia de lagos de metano líquido en Titán.

Pero, si hablamos de los núcleos, como sistemas dinámicos de nucleones, pertenecen obviamente a la microfísica y, por consiguiente, para su descripción es necesario acudir a la mecánica cuántica. La materia, en general, aunque presumimos de conocerla, en realidad, nos queda mucho por aprender de ella.

Hablemos un poco de moléculas.

 

                         

 

Molécula de fullereno, dinitrógeno, agua y la representación poliédrica del anión de Keggin, un polianión  molecular

El número de especímenes atómicos es finito, existiendo ciertas razones para suponer que hacia el número atómico 173 los correspondientes núcleos serían inestables, no por razones intrínsecas de inestabilidad “radiactiva” nuclear, sino por razones relativistas. Ya antes me referiría a las especies atómicas, naturales y artificiales que son de unos pocos millares; en cambio, el número de moléculas conocidas hasta ahora comprende varios millones de especímenes, aumentando continuamente el número de ellas gracias a las síntesis que se llevan a cabo en numerosos laboratorios repartidos por todo el mundo.

Una molécula es una estructura con individualidad propia, constituida por núcleos y electrones. Obviamente, en una molécula las interacciones deben tener lugar entre núcleos y electrones, núcleos y núcleos y electrones y electrones, siendo del tipo electromagnético.

 

             

Debido al confinamiento de los núcleos, el papel que desempeñan, aparte del de proporcionar la casi totalidad de la masa de la molécula, es poco relevante, a no ser que se trate de moléculas livianas, como la del hidrógeno. De una manera gráfica podríamos decir que los núcleos en una molécula constituyen el armazón de la misma, el esqueleto, cuya misión sería proporcionar el soporte del edificio. El papel más relevante lo proporcionan los electrones y en particular los llamados de valencia, que son los que de modo mayoritario intervienen en los enlaces, debido a que su energía es comparativamente inferior a la de los demás, lo que desempeña un importante papel en la evolución.

 

Esta nebulosa llena de color, denominada NGC 604, es uno de los mayores y mejores ejemplos de nacimiento estelar en una galaxia cercana. La nebulosa NGC 604 es semejante a otras regiones de formación de estrellas en la Vía Láctea que nos resultan familiares, como la nebulosa de Orión, pero en este caso nos hallamos ante una enorme extensión que contiene más de 200 brillantes estrellas azules inmersas en una resplandeciente nube gaseosa que ocupa 1.300 años-luz de espacio, unas cien veces el tamaño de la Nebulosa de Orión, la cual aloja exactamente cuatro estrellas brillantes centrales. Las luminosas estrellas de NGC 604 son extremadamente jóvenes, ya que se han formado hace tres millones de años.

Las moléculas diatómicas de hidrógeno abundan en el espacio interestelar. NGC 604, una enorme región de hidrógeno ionizado en la Galaxia del Triángulo. Son muchas las moléculas descubiertas en estas nebulosas y se cree que son el material que más tarde forman los mundos y, si tienen la suerte de caer en la zona habitable de la estrella que les dará luz y calor, esas moléculas se unirán para construir estructuras más complejas que las lleven hasta la vida.

 

Resultado de imagen de La molécula del hidrógeno

 

Desde las moléculas más sencilla, como la del hidrógeno con un total de 2 electrones, hasta las más complejas, como las de las proteínas con muchos miles de ellos, existe toda una gama, según decía, de varios millones. Esta extraordinaria variedad de especies moleculares contrasta con la de las especies nucleares e incluso atómicas.

Sin entrar en las posibles diferencias interpretativas de estas notables divergencias, señalaré que desde el punto de vista de la información, las especies moleculares la poseen en mucho mayor grado que las nucleares y atómicas.

 

Proteínas

Moléculas de proteínas

 

Moléculas de ADN

 

¿La molécula sintética más grande del mundo? Bueno, en la naturaleza existen muchas moléculas de gran tamaño, un claro ejemplo son las proteínas o el ADN, y son grandes debido a que están formados por la unión de muchas moléculas más pequeñas. Las proteínas están formadas por la unión de aminoácidos, y el ADN por la unión de nucleótidos.

 

 

Un orbital atómico es la región del espacio definido por una determinada solución particular, espacial e independiente del tiempo, a la ecuación de Schrödinger para el caso de un electrón sometido a un potencial coulombiano.

Dejando aparte los núcleos, la información que soportan los átomos se podría atribuir a la distribución de su carga eléctrica, y en particular a la de los electrones más débilmente ligados. Concretando un poco se podría admitir que la citada información la soportan los orbitales atómicos, pues son precisamente estos orbitales las que introducen diferencias “geométricas” entre los diferentes electrones corticales.

 

 

Orbital atómico - Wikipedia, la enciclopedia libreOrbital atómico - Wikipedia, la enciclopedia libre

 

Justamente esa información es la que va a determinar las capacidades de unión de unos átomos con otros, previo el “reconocimiento” entre los orbitales correspondientes. De acuerdo con la mecánica cuántica, el número de orbitales se reduce a unos pocos. Se individualizan por unas letras, hablándose de orbitales sp,dfgh. Este pequeño número nos proporciona una gran diversidad.

 

 http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/58/Es-Orbital_s.png

                                           De los orbitales hablamos aquí extensamente muy a menudo

La llamada hibridación (una especie de mezcla) de orbitales es un modo de aumentar el número de mensajes, esto es, la información, bien entendido que esta hibridación ocurre en tanto y en cuanto dos átomos se preparan para enlazarse y formar una molécula. En las moléculas, la información, obviamente, debe abarcar todo el edificio, por lo que en principio parece que debería ser más rica que en los átomos. La ganancia de información equivale a una disminución de entropía; por esta razón, a la información se la llama también negantropía.

En términos electrónicos, la información se podría considerar proporcionada por un campo de densidad eléctrica, con valles, cimas, collados, etc, es decir, curvas iso-electrónicas equivalentes formalmente a las de nivel en topografía. Parece razonable suponer que cuanto más diverso sean los átomos de una molécula, más rica y variada podrá ser su información, la información que pueda soportar.

 

 

La enorme variedad de formas, colores, comportamientos, etc que acompaña a los objetos, incluidos los vivientes, sería una consecuencia de la riqueza en la información que soportan las moléculas (y sus agregados) que forman parte de dichos objetos. Ello explicaría que las moléculas de la vida sean en general de grandes dimensiones (macromoléculas). La inmensa mayoría de ellas contiene carbono. Debido a su tetravalencia y a la gran capacidad que posee dicho átomo para unirse consigo mismo, dichas moléculas pueden considerarse como un esqueleto formado por cadenas de esos átomos.

 

 

MOLECULAS DE CARBON by Miguel Angel Velez Palacio - IssuuDisilyne, La Molécula De, Silicio imagen png - imagen transparente descarga  gratuita

Moléculas de Silicio

Fosfato Modelo, Molecular. Los Átomos Se Representan Como Esferas Con  Codificación De Color Convencional: Oxígeno (rojo), El Fósforo  (amarillo-anaranjado) Fotos, retratos, imágenes y fotografía de archivo  libres de derecho. Image 18947402

Molécula de Fósforo

 

Molécula de trifluoruro de boro. – GeoGebra

Molécula de Boro

El carbono no es el único átomo con capacidad para formar los citados esqueletos. Próximos al carbono en la tabla periódica, el silicio, fósforo y boro comparten con dicho átomo esa característica, si bien en un grado mucho menor. De todas las maneras y, sin descartar nada, creo que las formas de vida que podamos encontrar en el Universo, al menos la mayoría, estarán basadas, como nosotros, en el Carbono que, por sus características especiales, es el más idóneo para la vida.

emilio silvera

 

  1. 1
    emilio silvera
    el 2 de febrero del 2024 a las 12:19

    Me asomo al marcados de las visitas y, en este preciso momento son 101 (ciento una), lo que nos habla del gran interés que pueden tener para muchos lo que aquí os contamos, y, la diversidad de lo que se ofrece hace que no caigan en la monotonía y el aburrimiento, sino que, por el contrario, las diversas cuestiones planteadas aumentan la curiosidad del visitante que, cuando finalizan la jornada y han ojeado las páginas expuestas… ¡Serán un poquito más sabios!

    Bueno, aquí preguntamos:

    ¿Sabremos alguna vez quiénes somos?

    Y, como en ese terreno hemos avanzado bastante, si tenemos en cuenta el poco tiempo que hace que podemos disponer de ciertas herramientas tecnológicas que nos aclaren muchos de esos puntos oscuros que, la niebla de nuestra ignorancia, impedían que pudiéramos ver.

    Sí, sabemos de materia, de su evolución, de que nada permanece y todo cambia, de partículas, átomos, moléculas, sustancias y cuerpos, de la materia viva y de la materia “inerte” (o, al menos, lo que creemos que es inerte, ya que, el sabio decía:

    “Que no está muerto lo que duerme eternamente”.)

    Sabemos que estamos hechos de polvo de estrellas, es decir, el material del que estamos hechos fue “fabricado en los hornos nucleares de las estrellas que han necesitado diez mil millones de años para que pidiéramos venir.

    Claro que todo eso, no son más que datos que nos acercan a nuestra aparición, nos va diciendo de qué se ha valido la Naturaleza para que estemos aquí, y, con todos esos conocimientos no dejamos de pensar y preguntarnos:

    ¿Sabía el Universo que íbamos a venir?

    ¿Tiene el Universo una Conciencia Cósmica que lo rige todo?

    ¿Somos, acaso, una especie elegida?

    ¿Cuántos mundos (como la Tierra), le están dando cobijo a multitud de criaturas?

    Es decir, que en el presente sólo podemos especular, no podemos contestar la pregunta de quiénes somos, ni a nosotros mismos nos conocemos bien, ya que, ni podemos decir como podremos reaccionar ante una situación inesperada que nos lleve al límite.

    Así las cosas, lo único que podemos hacer (sabiendo que no sabemos), es seguir aprendiendo, no dejar que nos abandone la curiosidad, procurar, antes de dar un paso adelante, ponernos en el lugar del otro, valorar el por qué ha reaccionado de esa manera, y, después de meditarlo bien a fondo, ofrecer una solución que no cause daño para las partes.

    Lo cierto, amigos, es que nos queda mucho camino por recorrer y, que el proceso de humanización no está terminado, nos queda mucho que asimilar, mucho por desvelar, mucho por entender para que, teniendo un completo conocimiento de juicio, podamos contemplar un escenario completo de las cosas que ahora se nos escapan, y, sin tener todos los datos… ¿Cómo podemos decidir razonablemente bien?

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