El Origen De Los Elementos

Durante los 15 mil millones años que han transcurrido desde el Big Bang-de la que se traza el origen de nuestro universo - una compleja serie de procesos evolutivos ha dado forma a nuestra envirdnment presknt. El surgimiento de galaxias, estrellas, cuerpos planetarios, y finalmente la vida misma del polvo del big bang primordial representa las consecuencias de las interacciones entre las fuerzas básicas de la naturaleza y las partículas fundamentales. Detrás de la gran diversidad de nuestro presente-dayuniverse ha sido la formación de los elementos químicos. Síntesis de elementos (o nucleosíntesis) ahora se entiende en términos de reacciones nucleares que se producen en una variedad de entornos cosmológicos. La supernova reciente que se hizo visible en 1987 es uno de los ejemplos más espectaculares de tales ajustes (I). A pesar de lo que en principio podría parecer una tarea sumamente complicada, en los últimos años se han logrado importantes avances en la comprensión del origen de los elementos químicos. En gran parte debido a los esfuerzos pioneros de Burbidge, Burbidee, Fowler y Hoyle (2) y Cameron (3). ahora tenemos un escenario astrofísico consistente auto que representa los elementos de la naturaleza. El actual modelo para el origen de los elementos (44) se basa en información procedente de diversos campos de la ciencia, por ejemplo, la astronomía, la astrofísica, la ciencia nuclear, partículas elementales y la física teórica, la espectroscopia atómica y molecular, y la geoquímica. Con el fin de construir un modelo significativo de la nucleosíntesis, primero hay que proponer un escenario cosmológico que es consistente con el comportamiento observado de la materia en el universo. En medio de este ambiente de las partículas conocidas se introducen y fuerzas de la naturaleza les permite actuar sobre ellos. En la tabla se resumen las partículas y fuerzas de la preocupación principal en esta discusión. Siguiente uno debe preguntarse, ¿qué reacciones nucleares se producirá en este ambiente? Para responder a esta pregunta debemos tener en cuenta los resultados del estudio de las probabilidades de estabilidad nuclear y de reacción, ya que es el núcleo atómico que define cada elemento. En la Figura 1 la estabilidad de la materia nuclear se resume en términos de un "mar de inestabilidad nuclear" (7), en el que todas las posibles combinaciones de neutrones protones están representados en el plano horizontal. La elevación en este gráfico representa la estabilidad de un núcleo dado. Por lo tanto. los núcleos más estables son las que sobresalen fuera de la mar más prominente, dando lugar a una "península de estabilidad". Cabe señalar que 56Fe es el núcleo más estable que sube del mar; por lo tanto, la naturaleza ejerce una fuerza motriz hacia la formación de elementos cercanos. Que esta conversión es lejos de mmplete se demuestra en la Figura 2, donde se resumen las abundancias naturales de los elementos en el sistema solar. Este gráfico muestra que los elementos más ligeros todavía dominan nuestro universo. La prueba de fuego de cualquier teoría de la nucleosíntesis es su capacidad para dar cuenta de las características de la figura 2. Las investigaciones realizadas durante los últimos 30 vears ha indicado que hay tres grandes souries responsables de la síntesis de los elementos. Estos incluyen: II) nucleosíntesis cosmológica del Big Bang, (2) nucleosynhthesis durante stellarevolution, y (3) la nucleosíntesis en el medio interestelar inducida por los rayos cósmicos galácticos, las partículas de muy alta energía que impregnan el espacio. El tercero de estos mecanismos nos llevará

para considerar el destino final de nuestro universo; es decir, va a continuar su expansión actual, o será algún día colapsará de nuevo en una estación de bomberos caliente de partículas fundamentales similares a su gran origen bang? Pasamos ahora a la discusión de cada uno de estos procesos con mayor detalle. Nucleosynthesls cosmológicos La época más temprana a la que podemos rastrear el origen de nuestro universo es el de la gran explosión explosión, que se cree que han ocurrido hace 15 mil millones de años (8). En las condiciones iniciales del Big Bang, toda la materia y la energía existen en la forma de un caliente, bola de fuego denso que sólo contenía las partículas elementales. La expansión de este material en el espacio con el tiempo llevó a la formación de los sistemas más complejos que ahora ohserve-núcleos, moléculas, galaxias y la vida misma. La evidencia experimental para el Big Bang se basa principalmente en dos observaciones importantes (6,8): (1) las mediciones de desplazamiento al rojo. Los espectros de la luz de las estrellas en todas las galaxias distantes del universo visible se sabe que él cambió de puesto-Doppler hacia el rojo, lo que indica que estas fuentes se alejan de la tierra. Por lo tanto, al igual que podemos inferir si viene un tren o ir de las ondas de sonido diferentes que recibimos, podemos aplicar este principio a los cambios de longitud de onda de la luz para deducir de que vivimos en un universo que en la actualidad se está expandiendo. La magnitud del aumento de corrimiento al rojo proporción indirecta a la distancia de la galaxia de la nuestra, lo que le permite a uno estimar que la inicial expansionof el universo comenzó hace unos 15 años de registro-X. (2) El 2,8 K radiación de fondo universal. Mediciones de radioastronomía han demostrado que existe un fondo de fotones en el universo que corresponde Toa fuente de cuerpo negro a una temperatura de alrededor de 2,8 K. La distribución uniforme de la presente campo de la radiación de fondo implica que es de cosmológica lugar de origen galáctico (en el este último caso la radiación tendría un sesgo direccional hacia el centro de la galaxia). Este campo de radiación se presume que las brasas de la gran explosión explosión y nos da una idea de la historia de la temperatura del universo. A partir de estos dos hechos agreat acuerdo puede inferirse sobre el estado nrimordial del universo. La teoría que se ha desarrollado para describir el Big Bang-el modelo de permisos estándar para tratar de reconstruir una evolución en el tiempo del universo. Los teóricos de partículas elementales están estudiando las posibles condiciones del universo en etapas muy tempranas (<< I i), en el que la materia existe en fases compuestas de partículas más fundamentales, como los mesones, quarks, gluones, etc (9). Sin embargo, ya que nuestro objetivo es sintetizar elementos de la naturaleza, no vamos a estar preocupados con las primeras etapas choza lugar beginat vez ahout 1 s después de la gran caída de expansión, cuando la temperatura del universo tenía "cool-ed" a alrededor de 10 '"K. en este momento el universo consistía en un mar de fotones, electrones

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