Los elementos que forman el universo

¿Cuál es el elemento más común en la Tierra?

Toda la materia visible que podemos ver a nuestro alrededor, desde la Tierra hasta las estrellas lejanas, está compuesta por diversos elementos. Los elementos están organizados en la tabla periódica, que contiene 118 elementos conocidos. De esos 118 elementos, 92 se dan de forma natural, y los demás han sido creados por el ser humano mediante experimentos o como subproductos de reactores nucleares. De esos 92 elementos, ¿cuáles son los más comunes en el universo?

El universo comenzó con el Big Bang hace casi 14.000 millones de años. Durante los primeros instantes tras el Big Bang, las temperaturas eran demasiado altas para que se formaran elementos. El universo primitivo era más bien un mar de energía, electrones y quarks. Al enfriarse la temperatura, los quarks se unieron en grupos de tres para formar los primeros protones y neutrones. Un solo protón es un núcleo de hidrógeno, por lo que el primer elemento en formarse fue el hidrógeno. Sin embargo, sin electrones, no eran verdaderos elementos. Las temperaturas aún eran lo suficientemente altas como para que algunos protones se fusionaran y formaran núcleos de helio, junto con pequeñas cantidades de litio. Tuvieron que pasar 380.000 años para que las temperaturas se enfriaran lo suficiente como para que los primeros núcleos atómicos captaran electrones y nacieran los primeros elementos. En aquel momento, el universo sólo contenía tres elementos diferentes: hidrógeno, helio y litio. Todos los demás elementos naturales más pesados que estos tres se forman en los núcleos de las estrellas masivas mediante el proceso de fusión nuclear.

Distribución de los elementos químicos en el universo

Aproximadamente el 73% de la masa del universo visible se encuentra en forma de hidrógeno. El helio constituye alrededor del 25% de la masa, y todo lo demás representa sólo el 2%. Aunque la abundancia de estos elementos más masivos («pesados», A > 4) parece bastante baja, es importante recordar que la mayoría de los átomos de nuestros cuerpos y de la Tierra forman parte de esta pequeña porción de la materia del universo. Los elementos de baja masa, el hidrógeno y el helio, se produjeron en las condiciones calientes y densas del nacimiento del propio universo. El nacimiento, la vida y la muerte de una estrella se describen en términos de reacciones nucleares. Los elementos químicos que componen la materia que observamos en todo el universo se crearon en estas reacciones.

Hace aproximadamente 15.000 millones de años, el universo comenzó como una región extremadamente caliente y densa de energía radiante, el Big Bang. Inmediatamente después de su formación, comenzó a expandirse y enfriarse. La energía radiante produjo quarks-antiquarks y electrones-positrones, y otros pares partícula-antipartícula. Sin embargo, al colisionar las partículas y antipartículas en el gas de alta energía, se aniquilaban y volvían a convertirse en energía electromagnética. A medida que el universo se expandía, la energía media de la radiación disminuía. La creación y aniquilación de partículas continuó hasta que la temperatura se enfrió lo suficiente como para que la creación de pares dejara de ser energéticamente posible.

Abundancia de elementos wiki

La composición química del Universo está dominada por el hidrógeno y el helio producidos en el Big Bang. Los aproximadamente 90 elementos químicos restantes se producen en las estrellas y constituyen sólo un pequeño porcentaje de la masa total. Los astrónomos se refieren a estos elementos (todos excepto el hidrógeno y el helio) como metales, aunque esto incluye elementos como el carbono y el oxígeno que no se consideran metales en el sentido normal.

La abundancia de metales con respecto al hidrógeno se conoce como metalicidad. Mientras que el hidrógeno y el helio se encuentran en gran abundancia en todo el Universo, la metalicidad varía en función de la historia de la formación estelar en la región. La composición química del Sol nos da una idea de la composición química de la vecindad solar:

Las metalicidades más elevadas se encuentran en el centro de las galaxias. Por ejemplo, cerca del centro de la Vía Láctea se han observado estrellas con metalicidades de hasta tres veces el valor solar. Sin embargo, también hay estrellas con sólo 1/10.000 del valor solar. Estas estrellas se formaron al principio de la historia de la Galaxia, antes de que el medio interestelar (y las generaciones posteriores de estrellas) se enriquecieran en metales por la acción de otras estrellas.

Elemento más abundante en la Tierra

La formación de los elementos comenzó hace unos 14.000 millones de años, en los primeros minutos del Big Bang. Al cabo de unos 20 minutos, la materia ordinaria del Universo era una mezcla de hidrógeno, helio y electrones, que

filamentos intergalácticos de millones de años luz de longitud. Este oxígeno se produjo probablemente hace más de diez mil millones de años, en algunas de las primeras supernovas que se produjeron en la historia del Universo. Si la tasa de supernovas es lo suficientemente alta, los efectos combinados de muchas ondas de choque de supernovas pueden impulsar un viento a escala galáctica capaz de expulsar el gas de una galaxia. Un buen ejemplo es la galaxia M82.

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