Etiquetas

martes, 30 de octubre de 2012

El gigante y la vaca


Los tres primeros minutos del Universo:

Desde los comienzos de la ciencia moderna, en los siglos XVI y XVII, los físicos y los astrónomos han vuelto una y otra vez al problema del origen del Universo. Sin embargo, una aureola de mala reputación rodeó a tales investigaciones.

El estudio del Universo primitivo era considerado en general como algo a lo que no debía dedicar su tiempo un científico respetable. Durante la mayor parte de la historia de la física y la astronomía modernas sencillamente no hubo fundamentos adecuados, de observación y teóricos, sobre los cuales construir una historia del Universo primitivo.

Ahora después mucho tiempo todo a cambiado, se ha difundido la aceptación de una teoría sobre el Universo primitivo que los astrónomos suelen llamar "el modelo corriente"

En el comienzo del Universo hubo una explosión que se produjo simultáneamente en todas partes, llenando el espacio desde el comienzo y en la que toda partícula de materia se alejo rápidamente. Cuando apenas ha transcurrido una centésima de segundo y la temperatura se ha enfriado hasta unos cien mil millones de grados Kelvin o absolutos ( el cero está sobre los -273 ºC), el universo está lleno de una sopa indiferenciada de materia y radiación, en estado de casi perfecto equilibrio térmico. Las partículas que más abundan son el electrón y su antipartícula, el positrón, fotones, neutrinos y antineutrinos. El universo es tan denso que incluso los huidizos neutrinos, que apenas interactúan con la materia, se mantienen en equilibrio térmico con el resto de la materia y radiación debido a sus rápidas colisiones.

0.11 segundos después la temperatura ahora es de 30.000 millones de grados Kelvin nada ha cambiado cualitativamente, aunque la densidad de la energía ha disminuido con la cuarta potencia de la temperatura y el ritmo de expansión ha disminuido con su cuadrado.

Desde la explosión han pasado 1,09 segundos. La temperatura del universo es de 10.000 millones de grados Kelvin. y la densidad y la temperatura han aumentado el tiempo libre medio de los neutrinos y antineutrinos que empiezan a desacoplarse de la radiación, electrones y positrones y a comportarse como partículas libres. El tiempo característico de expansión es ahora de unos 2 segundos y los positrones y electrones comienzan a aniquilarse con mayor rapidez de la que pueden ser recreados a partir de la radiación. Todavía no se pueden formar núcleos estables.

Han pasado 13,82 segundos de la explosión la temperatura es ahora de 3.000 millones de grados Kelvin, y los electrones y positrones empiezan a desaparecer como componentes destacados del universo. El universo está lo bastante frío para que se formen diversos núcleos estables, como el helio común formado por dos protones y dos neutrones. Los neutrones aún se convierten en protones, aunque más lentamente.



A los tres minutos y cuarenta y seis segundos de la explosión, la temperatura es de 900 millones de grados Kelvin y comienza la nucleosíntesis, la proporción en peso de helio es ya el doble de la proporción de neutrones entre las partículas nucleares, es decir del orden del 26%. A los 34 minutos y cuarenta segundos de la explosión (300 millones de grados) los procesos nucleares se han detenido y las partículas nucleares están ahora en su mayoría ligadas a núcleos de helio o son protones libres. hay un electrón por cada protón libre o ligado, pero la temperatura es todavía alta para que formen átomos estables.

Durante 700.000 años más el universo seguirá expandiéndose y enfriándose, pero no ocurrirá nada de interés.Después podrán formarse núcleos y átomos estables y la falta de electrones libres hará que el contenido del universo sea transparente a la radiación. El desacoplamiento de la materia y la radiación permitirá a la materia comenzar a crear galaxias y estrellas.

No hay comentarios:

Publicar un comentario