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Adrián Cobo Marín Carlos Rodríguez San Emeterio -1- INTRODUCCIÓN En estas memorias voy a contaros cómo soy, cómo me creé y las posibles formas de que me muera. Hablaré de la materia que comienza conmigo y sigue adelante, formando estrellas, nebulosas, planetas, vida….. Mi historia no será narrada por nadie, sólo yo la conozco realmente. Nadie estará cuando llegue al final, nadie estuvo en el principio. En este momento he decidido expresar lo que tanto importa a muchos, lo que a todos ha intrigado desde el principio de los tiempos. Estrellas, explosiones , oscuridad , luz, esa es mi historia EL COMIENZO No tengo antepasados, no existía pasado, ni presente, ni futuro, ni luz, ni energía. Nada existía. Desperté con una gran explosión que 13.700 millones de años después, los habitantes de un planeta pequeño y azul llamaron Big Bang. Son muchos los que quieren entender cómo nací, qué ocurrió. Fue simple, aunque espectacular. Tomé conciencia de mí, desperté y conmigo comenzaron a existir materia y energía, pasado y futuro, espacio, todo. Sentí que la fuerza estaba allí, en mi nacimiento, la fuerza gravitatoria y la energía oscura. En la actualidad los humanos, que son los habitantes de ese planeta pequeño y azul, en un brazo de la Vía Láctea creen que en esa expansión aparecieron los primeros átomos. Estos pensamientos se originaron porque de la unión de quark (los constituyentes principales de mí mismo, es decir de la materia, son las partículas mas pequeñas que vosotros, los humanos, habéis logrado encontrar) y gluones (uno de los dos tipos básicos de partículas elementales que me forman y que porta una de las cuatro fuerzas fundamentales que relacionan a esa insignificante materia), se formaron partículas más pesadas como protones y neutrones. Más adelante, los neutrones se combinaron con algunos protones y formaron núcleos atómicos sobre todo de helio. Finalmente, los electrones se combinaron con los protones libres y con los núcleos de helio, formando los primeros átomos. -2- El período que siguió al Big Bang lo llamaron edad oscura porque no había estrellas en el cielo. Una vez nacieron las estrellas me llené de luz, aunque en algunos planetas no se veía por la distancia que tenía que recorrer la luz. …..Y EL POSIBLE FINAL Es posible que dure eternamente, pero si no es así , moriría por una de estas causas: • El Big Chill: esta causa consiste en que yo siguiese expandiéndome lentamente y al final moriré a causa del frío, porque el calor se reparte a más lugares, por lo que habría menos calor en cada lugar. • El Big Chill modificado: esta causa consitiría en que yo siga expandiéndome pero a gran velocidad, por lo que ocurriría lo mismo que en el Big Chill. • El Big Rip, que consiste en que la fuerza de la energía oscura aumentase y domine al resto de las fuerzas fundamentales . Esto me desintegraría por completo. • El Big Crunch, esta causa es lo opuesto al Big Bang, ya que la energía y la materia se colapsarían en mi interior y sería caliente y concentrado. ¿Por qué os hablo de la muerte? Prefiero hablar de la vida, pero la muerte desconcierta. Si muero, ¿todo termina?. Es difícil de aceptar, pero tampoco resulta sencillo aceptar que siempre permanezca. Nací y estoy vivo, en continuo cambio. -3- MIL HISTORIAS EN MÍ Un tiempo después de la explosión, después de que nacieran estrellas y me llenaran de luz, comprendí por qué brillaban. Esas estrellas eran cuerpos gaseosos masivos que generaban energía mediante reacciones nucleares y brillaban gracias a esta fuente de energía. Las estrellas convertían el hidrógeno nuclear en helio, liberando esa energía que brillaba hacia el espacio. La presión de la energía liberada habría provocado que esas estrellas hubiesen explotado si no fuera por la gravedad de las mismas que contrarrestaba el efecto de la presión. Cuando estas dos fuerzas se equilibraban las estrellas permanecían estables. Dentro de mí hay mucha vida y muchas vidas. Vidas largas y cortas. Veo nacer y morir estrellas, planetas, voy a hablar ahora de esas vidas. Contaré cómo las estrellas nacían y contaré cómo morían . El porqué quizá es obvio. Todo en mí, nace y muere, tal vez también yo. No me preocupo por eso. Bien, no quiero empezar a divagar, ni a pensar en mí, así que seguiré contando: En las frías nubes interestelares se formaban las estrellas. Cuanto más fría estaba esta nube, compuesta sobre todo de hidrógeno, menos resistente era al colapso gravitatorio. A bajas temperaturas, los átomos de hidrógeno forman moléculas. Si la nube superaba una masa determinada y experimentaba un tirón gravitatorio comenzaba a colapsarse. Mientras, se dividía en trozos más pequeños denominados protoestrellas. La protoestrella continuaba contrayéndose y la temperatura del centro y su presión aumentaban. El gas de la protoestrella comenzaba a girar y se aceleraba en dirección al centro, creando un disco de material estelar. Antes de llegar a su comportamiento principal su comportamiento era muy inestable. En este momento el nacimiento de cada estrella, de esas que veis y de las que, por lejanas, no conseguiréis ver , estaba muy cerca. Durante la secuencia principal la presión y la temperatura interna aumentaban lo suficiente como para provocar reacciones nucleares. La presión acababa equilibrándose con la gravedad y se formaba la estrella. Cuando la estrella llegaba a la secuencia principal y se estabilizaba, el material que se quedaba en el disco comenzaba enfriarse: los elementos se -4- condensaban y agrupaban en torno a ella. Los bloques mayores atraían a los pequeños hasta que esa masa alcanzaba el tamaño de un planeta. Cuando una de esas estrellas consumía todo el hidrógeno de su núcleo, empezaba a quemar su propias capas exteriores. Recuerdo que las estrellas de masa muy baja se extinguían y enfriaban, las que son parecidas a vuestro Sol se convertían en gigantes rojas y las de alta masa se volvían supergigantes. Cuando una estrella había consumido todo su combustible nuclear se desinflaba ya que no existía otra fuente para reemplazar la energía perdida. Cuando se colapsaban, si poseían una masa suficiente, el helio del núcleo comenzaba a arder y se convertía en carbono. Una vez usado todo el combustible de su núcleo de nuevo, el helio de las capas arde en su atmósfera, que se expandía. En estrellas masivas este proceso se repetía hasta formar hierro. Las estrellas parecidas a vuestro Sol que han agotado todo su combustible, perdían su atmósfera y la transformaban en una nebulosa planetaria, se colapsaban y pasaban a ser enanas blancas. Las de alta masa, explotaban como supernovas y dejaban tras ellas una estrella de neutrones o agujeros negros. HA NACIDO UNA ESTRELLA Las estrellas de la secuencia principal convertían el hidrógeno de su núcleo en helio con reacciones nucleares. Las estrellas pasaban gran parte de su vida en la secuencia principal, tiempo en el que eran muy estables. Cuanto más alta era su masa menos tiempo pasaban en esta secuencia, pues las reacciones nucleares se producían más deprisa en las estrellas de masa más alta. Una estrella pasaba a la secuencia principal cuando empezaba a quemar el hidrógeno de su núcleo. Cuando se inician las reacciones nucleares, la estrella esta en edad cero. La vida de la estrella en la secuencia principal es muy estable, pues la presión de las reacciones nucleares se equilibraba con la gravedad y trataba de condensar toda su masa en el centro. Cuanto más masiva era la estrella, más caliente y denso era en su núcleo y, por lo tanto más rápido se convertía el hidrógeno en helio. Al convertirse el hidrógeno en helio la composición química de la estrella y su estructura cambiaban. -5- En las reacciones que se producían en el núcleo estelar se liberaba energía en forma de rayos gamma. Esta energía salía hacia fuera por convención o radiación. En la convención, el material ascendía a zonas más frías, expandiéndose y enfriándose, y descendía de nuevo a niveles más calientes como al hervir el agua en una olla. Durante el proceso de absorción los fotones se absorbían y se reemitían continuamente en cualquier dirección, por lo que, a veces, volvían al núcleo central. LAS ESTRELLAS VIEJAS Las estrellas como vosotros, meros organismos a base de carbono, mueren; lo que pasa es que sus vidas no son tan efímeras como las vuestras sino que son muchísimo más largas, algunas tan viejas como yo y son de las que ahora voy a hablar. Entre estas estrellas tan antiguas, hay dos tipos de estas estrellas las de baja masa que pertenecieron a la secuencia principal y que nacieron hace millones de años y otras que son de alta masa y que explotarán como supernovas, una explosión con tal fuerza que vosotros no la podríais emular ni con mil de esas bombas atómicas que habéis hecho mancillando el uranio y el plutonio que en mí se ha creado. Cuando una estrella gasta todo el hidrógeno del que esta hecho su núcleo, no le queda otro remedio que quemar el de la capa que rodea a su núcleo. Esta capa que rodea al núcleo sale gradualmente y acaba alcanzando la atmósfera de la misma estrella cuando se ha usado todo el combustible. El resultado acaba siendo una estrella tan grande que ni lo podríais imaginar, cuya temperatura superficial es relativamente baja y sigue emitiendo luz porque es muy grande. Como quemaban todo el hidrógeno y éste es un gas inflamable, la temperatura de la estrella ascendía hasta unos 4000ºC y el radio de ésta superaba entre 10 y 100 veces a vuestro Sol, así que no penséis que vuestro Sol es tan inmenso como parece, ni podríais imaginar lo que es una estrella grande. Y como os digo al ser tan grande, la gravedad no afectaba demasiado a sus capas exteriores y expulsaban mucha masa al medio interestelar. -6- Cuando las estrellas de muy alta masa se expanden y se hacen más grandes aún que las gigantes rojas se las denomina supergigantes. El radio de estas supergigantes supera cientos de veces el radio de vuestro Sol. Como en el caso de las gigantes rojas, estas estrellas quemaban la capa de hidrógeno que tienen y abandonan la secuencia principal de la que he hablado antes. Cuando acababan de quemar el hidrógeno, se colapsan y el helio del núcleo alcanza unas temperaturas tan increíbles que se convierten en carbono y oxígeno La combustión del helio del núcleo era más rápida que la del hidrógeno; cuando el núcleo de helio se agotaba, comenzaba a quemarse la capa de helio. Si era suficientemente potente, se formaban unas reacciones nucleares brutales que producían elementos, que para que comparéis, tenían una masa atómica mayor que la del hierro. Cuando una supergigante llegaba a su fin, la estrella desarrollaba capas de elementos cada vez mas pesados. Al final, las supergigantes mueren formando una supernova. MUERTE ESTELAR El combustible de las estrellas como todo, se acaba y cuando una estrella gasta todo su combustible nuclear, la estrella se colapsará ya que no podrá mantener el equilibrio entre en interior (pues pierde su combustible) y la gravedad. Las estrellas que no superan las ocho masas solares(forma de medida usada por vosotros, que consiste en la masa que tiene vuestro Sol),pierden el 90% de su materia con vientos estelares y la creación de nebulosas(éstas son halos calientes del material que se desprende de las estrellas que están a punto de morir).Si estas estrellas poseían menos de 1.4 masa solar se convertía en una enana blanca, que se mantenía viva gracias ,para que lo entendáis, a la repulsión de los electrones del núcleo, es decir tendían a separarse. Las estrellas que eran -7- más masivas tendían a adquirir menos diámetro y mayor densidad. Aunque la temperatura superficial era de 100.000º C después de millones de años las enanas blancas acababan convirtiéndose en frías y lúgubres enanas negras. Las estrellas masivas morían en una espectacular explosión que lanza al espacio todas sus capas externas y las convierte en supernovas. Cuando una estrella era de más de diez masas solares llegaba al final de la fase de quemado del hidrógeno que tenia ella misma dentro, a veces podía aparecer un núcleo de hierro. Al principio, en el núcleo se mantenía la presión interna, pero si la masa del núcleo era mayor a 1,4 masas solares se condensaba y se formaba un núcleo muy denso compuesto de neutrones (partículas con carga neutra). La explosión de la supernova (que por cierto es un fenómeno grandioso , os invito a verlo) ocurre cuando las capas exteriores de la estrella chocan contra el rígido núcleo de hierro y rebotan hacia el espacio a la bestial velocidad de 70 millones de Km. / h. La energía que se libera provocaba que la luminosidad de la estrella aumentara tanto que desde vuestra Tierra podíais llegar a verla durante varios meses. Los restos de una supernova pasan a formar una nebulosa. Cuando los estos de las supernovas poseían más de tres masas solares, no había ningún mecanismo capaz de evitar su colapso, formando un agujero negro. Se volvían tan pequeños y densos que su fuerza gravitatoria era capaz de impedir que escapase la radiación, incluso la luz visible. La luz de los objetos que eran lejanos se curvaba alrededor del agujero negro (lo cual sinceramente marea bastante), que actúa como una lente gravitatoria, mientras que el movimiento de los objetos quedaba afectado por la fuerza de su campo magnético. La materia no caía directamente al agujero debido a su movimiento rotacional, es decir a que gira sobre sí mismo. Primero, se formaba a su alrededor un disco contra el que chocaba la materia y se creaban puntos calientes, que vosotros los humanos sois capaces de detectar por la radiación que emiten. Mientras la materia giraba en espiral por el disco hacia el agujero, el rozamiento calentaba el gas y emitía radiación, especialmente lo que conocéis como rayos X. -8- CONCLUSIÓN Mi historia es la historia de todos los soles, de todos los planetas, de todos los seres, de todo lo que existe y ha existido. Mi intención no es adentrarme en vuestras pequeñas historias, sino narrar qué ocurrió en mí. A partir de ahí ,todo fue posible, todo es posible. Pero esa historia, no me corresponde narrarla , no porque sea insignificante para mí, sino por lo contrario. Esa historia diminuta y delicada, donde todo es carbono, pero todo es demasiado sutil, demasiado importante, esa miniatura que avanza en mi tiempo es sólo vuestra. -9- BIBLIOGRAFÍA • El Universo Editorial Alhambra • El universo Isaac Asimov Alianza Editorial • Cosmos Carl Sagan Editorial Planeta Direcciones en Internet http: es.wikipedia.org http: monografías.com Imágenes extraídas de la página: http: astronomía .com - 10 -