domingo, 12 de febrero de 2012

Universo Químico; desde el Big bang hasta nosotros.



Diálogos con el Universo XI.-

Ha de ser unas de las ciencias mas antiguas que conocemos, no por menos es llamada la evolución de la Alquimia, aquella práctica protocientífica y filosófica que combinaba la química, metalurgia, física, medicina, astrología, espiritualismo y arte y que desarrollaron entre otros pueblos, Mesopotamia, el antiguo Egipto, Grecia, La india y China y que luego la mantuvo el imperio romano hasta trasladarla a Europa, en una práctica que abarcó cerca de 2.500 años.

Lo cierto es que la química, hoy en día, es la ciencia que estudia tanto la composición, la estructura y las propiedades de la materia, es decir, la materia y sus transformaciones.

Y si hablamos del pasado podríamos llegar hasta el mismo Big bang, en donde la química estuvo presente en sus comienzos en la configuración de los átomos de los primeros elementos del Universo.

Pero quizás lo que nos centra mayores expectativas somos nosotros mismos, y aquí podríamos decir que, la vida es el acontecimiento mas importante desde que se creo nuestro planeta, hace mas de 4.500 millones de años y allí estuvo nuevamente presente, aunque en forma mas sencilla.

¿De que están hechas las cosas?



Todo, absolutamente todo está compuesto por los alrededor de 92 elementos que contiene la tabla periódica, el primero y mas sencillo de todos es el Hidrógeno, el elemento químico más ligero y también el más abundante, constituyendo más del 75% en masa y más del 90% en número de átomos del Universo, este elemento se encuentra en abundancia en las estrellas, nubes moleculares de H2 asociadas a la formación de estrellas y en los planetas gaseosos, hasta llegar al Uranio, el elemento con mayor peso atómico de entre todos los elementos que se encuentran en la naturaleza y que junto a todos los elementos con pesos atómicos superiores al del hierro, se origina de forma natural durante las explosiones de supernovas.

La vida.-

Pero la vida, en lo que a composición química se refiere, es un poco mas sencilla, solo requiere de un tercio de estos elementos para su composición. En forma mayoritaria; Hidrógeno, Carbono, Nitrógeno y Oxígeno, estos se van combinando de innumerables formas para ir formando las moléculas de la vida, aunque requieren en segunda instancia de otros tres elementos no metálicos como son; Fósforo, Azufre y Cloro y cuatro metálicos: sodio, potasio, Magnesio y calcio, cuyas funciones en nuestros organismos son de tal importancia que necesitamos desde decenas a cientos de gramos de cada uno de ellos. Pero adicionalmente hay seis elementos que los necesitamos en concentraciones muy pequeñas y otros diez en concentraciones aún menor, por lo que podríamos decir que con cerca de 27 elementos, es decir, un tercio de la tabla periódica, es suficiente para sustentar la vida tal como la conocemos.

¿Pero cual es el origen de estos elementos?



Yendo hacia atrás llegando al inicio de todo, El Big bang, nos encontramos con la gran explosión aquella que dio origen al espacio y el tiempo, cuando esto ocurrió, la temperatura debió ser altísima unos 10 elevado a 30 kelvin, pero pronto, con la expansión debió comenzar a enfriarse y al cabo de unos dos o tres minutos pudo haber descendido a unos mil millones de kelvin, allí las partículas sub atómicas se unieron para formar los núcleos de los elementos mas ligeros, mayoritariamente el Hidrógeno, un poco menos de Helio y en pequeñísimas cantidades de Litio, en los tres casos en forma de diferentes isótopos. Luego, todos los otros elementos se fueron originando en las fusiones nucleares de las estrellas, en lo que denominamos la nucleosintesis estelar.

El Sol

Nuestra estrella se formó hace unos 4.600 millones de años y en su interior se produce lo que llamamos “ La fusión nuclear del Hidrógeno” o comúnmente llamada cadena protón-protón 1; digamos que esta, es la fusión de 4 protones de para dar como resultado una partícula alfa,( un núcleo de Helio 4), liberándose así, dos positrones y dos neutrinos, y por consiguiente, esa pequeña diferencia de masa entre los 4 protones y la participa alfa, se convierte en energía de acuerdo a ala ecuación de Einstein, E= MC2. De manera tal que una pequeñísima cantidad de materia, se transforma en una pequeñísima cantidad de energía. Se estima que cada segundo en el Sol, 600 millones de toneladas de H. se consumen y se convierten en 595, 5 toneladas de Helio y las 4,5 millones de toneladas restantes se transforman en energía. Toda está última se produce en el núcleo del Sol, en forma de radiación de altísima energía, que se va atenuando ligeramente en su camino a la superficie y que tarda en alcanzar cerca de 1 millón de años.

El Sistema Solar.-



Hace 4.600 millones de años, se acumuló una nebula, constituida mayoritariamente de Hidrógeno y Helio, pero tenía además grandes cantidades de polvos mas pesados y que se habían formado en una estrella de anterior generación y que deben haber sido lanzadas al espacio por medio de estas explosiones llamadas Supernovas, luego, la nebula comenzó a girar y también todo debió comenzar a contraerse por los efectos de la gravitación, un proceso muy lento y que puede mantenerse en estado meta estable por siglos y siglos. Pero bueno, luego se formó la protoestrella y cuando esta supero una temperatura de varios millones de grados kelvin, la estrella se encendió y en el disco de acreación a su alrededor, se fue acumulando la materia sólida y el polvo, pronto las fuerzas de fricción gravedad fueron formando partículas cada vez mas grandes, llegando así a formarse los planetesimales y sucesivamente hasta llegar a formar los planetas rocosos que hoy conocemos.

Formando el planeta.-



En esa atmósfera primogénita con nuestro planeta ardiendo la diferenciación hierro cobalto y níquel se constituyeron en nuestro núcleo, junto con otros metales como los sidrófilos, la materia mas ligera, la sílice, el carbono y elementos como el grafito, diamante, el azufre elemental y selenio, combinados con los metales como los calcófilos fueron formaron la corteza, en definitiva, la superficie terrestre, todo esto junto con los metales alcalinos, o los llamados litófilos; por su afinidad con el oxígeno para formar minerales.
Los elementos gaseosos y también las moléculas volátiles que abundaban en la tierra en esos tiempos, quedaron ocluidos en el interior del planeta y poco a poco fueron saliendo a la superficie en forma de violentas y sucesivas explosiones volcánicas

Casi con toda seguridad, la atmósfera del planeta primitivo, estuvo constituida mayoritariamente por ese gas primordial que dio Orión al sistema solar, me refiero al Hidrógeno, pero, siendo un gas muy ligero junto la helio, prontamente fueron escapándose de la acción gravitatoria de la atmósfera, quedando en esta, gases mas pesados, quizás grandes cantidades de amoniaco, metano y vapor de agua.

Nuestra tierra debió estar muy caliente, pero no solo en su núcleo sino también en su superficie y toda el agua debió estar en forma de vapor de agua flotando en densas nubes. Durante mucho tiempo, la tierra sufrió los embates de violentas colisiones de meteoritos y comentas y como sabemos muchos de los cometas están constituidos por hielo, las temperaturas eran muy elevadas y además por las intensas radiaciones recibidas del sol, pero además grandes dosis de radiaciones ultravioletas, pues aun no se había constituido la capa de ozono.

Poco a poco y con el transcurrir del tiempo y las múltiples colisiones de objetos espaciales de hielo que caían en la superficie, esta se fue enfriando hasta llegar el momento en que estuvo a una temperatura adecuada para recibir el agua en estado líquido. Allí, debió comenzar una especie de diluvio, interminables lluvias y tormentas durante siglos y siglos, que con una violencia tremenda fueron arrojando inmensas cantidades de agua sobre la superficie.

Química y más química.-

Las altas temperaturas y la intensa radiación ultravioleta en la atmósfera prebiótica, dieron origen a la enorme formación de materia orgánica; a partir del Metano, amoniaco y de otras que se fueron descomponiendo mientras eran arrastradas por las lluvias y las aguas y luego fueron aposandose en los lechos oceánicos, lagunas y ríos, Allí posiblemente dieron fruto a la formación de las primeras moléculas primordiales de la vida.

Hoy sabemos que hace aproximadamente unos 3.800 millones de años apareció la vida y seguramente lo hizo en múltiples lugares y en forma simultanea llenándose en un mismo tiempo de las primeras formas de vida en este planeta, vidas seguramente anaeróbicas, pues el oxígeno era un elemento prácticamente inexistente, o muy escaso. Con el paso del tiempo y de millones de años, estas formas de vida aprendieron a utilizar la energía que les llegaba del sol, para convertir en dióxido de carbono y vapor de agua, abundante en ese entonces en hidratos de carbono y oxigeno, lo que hoy conocemos como fotosíntesis y que desarrollan las plantas verdes, bacterias y algas.

El papel del Oxígeno.-



Y como terminamos en el párrafo anterior, así comenzó el papel del oxigeno, primeramente combinándose con los materiales que componían la corteza terrestre, formando óxidos, silicatos, carbonatos, fosfatos y una gran cantidad de sales minerales, y cuando ya todo ese proceso hubo prácticamente terminado, poco a poco comenzó a colonizar la atmósfera, la que hoy existe, con cantidades 4 veces superiores de nitrógeno, este ultimo quizás procedente de las erupciones volcánicas y la mayor parte de la materia orgánica nitrogenada, de modo que de apoco, el oxigeno fue transformando aquella esfera oscura en esta hermosa esfera azul que es hoy nuestro planeta.

Y por último no hay que olvidar nunca que ese elemento es uno de los más importantes de la química orgánica y participa de forma muy importante en el ciclo energético de los seres vivos, esencial en la respiración celular de los organismos aeróbicos y gracias a el se forma el agua y nuestra capa protectora, el ozono.

20 comentarios:

  1. Gracias a ti Ozzy por tus palabras, estas me demuestran que se cumplió el objetivo.

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  2. Hola Abdel Majluf, felicitaciones por tu blog, muy interesante, un abrazo.

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  3. Amigo federico, gracias por tu comentario, de vez en cuando me paseo por tu sitio, tienes artículos bastante interezante como el de la luna, a propisito, este lunes publicaré la anti Teoría; El Creacionismo darwiniano y lo haré en varios sitios de amigos al mismo tiempo, si estas interezado, avisame y me envias tu correo, par hacerte llegar la información para que lo publiques, es una temática bastante interezante y la idea es que pueda llegar a la mayor cantidad de público que vista las diferentes páginas.

    Saludos cordiales.

    Abdel Majluf

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  4. Gracias Abdel, si estaria interesado, te dejo mi correo, es fedeinfinit@hotmail.com
    Estuve mirando tu sitio y tienes temas que son muy buenos e interesantes, he visto que eres cosmologo, encuentro que es la profesion mas fantastica que puede haber!

    no dejes de publicar!,

    saludos desde Barcelona.

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  5. es sorprendente lo k paso en el universo , como salimos nosotros, como evolucionamos

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  6. asi es anónimo, nuestra entrada en escena, es algo muy sorprendente y por cierto aún un misterio.

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  7. Blog muy recomendado e interesante.
    Lo encontré buscando información para un trabajo.
    Y me he leído un montón de entradas, e incluso las que no tenían nada que ver con el trabajo que tengo que hace.
    Ojala mis profesores lo explicaran de forma que nos engancharan y lo hicieran tan interesante.
    Porque es tan enorme el universo, tan antiguo y tan intrigante..
    Y conocemos solo una pequeña parte de toda su extensión, no sabemos ni la mitad de los ¿porqués? y el tiempo en que existe nuestra civilización es tan escaso comparado al tiempo que lleva nuestro universo existiendo...

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  8. IN-CRE-I-BLE!: Esta pagina esta genial me encanto y me sirvio muchisimo para un trabajo escolar muy bien explicado y muy muy interesante!...Me encantaria llegar a tener todo ese conocimiento y mas.
    MUCHAS GRACIAS POR LA AYUDA!

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    1. Muchas gracias, espero que este blog siga sirviéndote.

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  9. Felicitaciones, es un gran aporte.

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    1. Muchas gracias Yadira, esa es la idea aportar con nuestros conocimientos para que de una manera lo mas sencilla pueda llegar a todos.
      saludos

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  10. pensad que nuestro universo esta en otro universo y asi sucesivamente ,y que con esto esa explosion que nos creo pudo ser la explosion de una simple Estrella que expandio lo que habia alrededor, creandose asi las galaxias que conocemos y nosotros mismos

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  11. http://eluniversoastronomia.blogspot.com.ar/ visiten nuestro blog para mas informacion!!!

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  12. Creo que la teoría del universo estacionario, es cada vez más vanguardista después de todo, y que a simple conclusión siempre ha existido, y siempre existirá, como lo dice la química la materia no se "crea ni se destruye" solo se transforma, el infinito siempre a existido, la vida en forma física puede ser una sola, nadie lo sabe jeje, aprovechad antes que se transformen en complemento de la gravedad o le entreguen su energía al sol, o simplemente a nuestro universo que puede ser una partícula subatómica también, o que podríamos ser perfectamente una partícula subatómica de la orilla de un tarro oxidado, o la partícula subatómica de una manzana podrida en su centro jajaja quien sabe.

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  13. Gracias Sr Abdel Majluf por su información, amena y fácil de entender.

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