Page 36 - Quimica - Undécima Edición

QUÍMICA
6 CAPÍTULO 1 Química: el estudio del cambio
en acción

El helio primigenio y la teoría del Big Bang

¿ De dónde venimos? ¿Cómo se originó el universo? Los seres
humanos nos hemos formulado estas preguntas desde que
tenemos capacidad de raciocinio. La búsqueda de respuestas
constituye un ejemplo del método científi co.
En la década de 1940 George Gamow, físico ruso-esta-
dounidense, planteó la hipótesis de que el universo se inició
miles de millones de años atrás con una explosión gigantesca, el
Big Bang . En esos primeros momentos, el universo ocupaba un
volumen diminuto y su temperatura era más alta de lo imagina-
ble. Esta brillante bola de fuego de radiación mezclada con par-
tículas microscópicas de materia se enfrió gradualmente, hasta
que se formaron los átomos. Por la infl uencia de la fuerza de
gravedad, estos átomos se agruparon para formar miles de millo-
nes de galaxias, incluida la nuestra: la Vía Láctea.
El concepto de Gamow es interesante y muy provocativo. Se
ha puesto a prueba experimentalmente de diversas maneras. Por
principio de cuentas, las mediciones demostraron que el universo
está en expansión, es decir, que las galaxias se alejan unas de otras Fotografía a color de alguna galaxia distante y un quasar.
a gran velocidad. Este hecho es compatible con el nacimiento
explosivo del universo. Al imaginar tal expansión en retroceso, universo naciente antes de que se formaran muchas de las
como cuando se rebobina una película, los astrónomos han dedu- galaxias. En 1995, los astrónomos que analizaron la luz ultravio-
cido que el universo se inició hace unos 13 000 millones de años. leta proveniente de un lejano quasar (poderosa fuente de luz y de
La segunda observación que sustenta la hipótesis de Gamow es la señales de radio que se considera como una galaxia en explosión
detección de radiación cósmica de fondo . A lo largo de miles de en el borde del universo) descubrieron que una parte de la luz era
millones de años, ¡el universo inimaginablemente caliente se ha absorbida por los átomos de helio en su trayecto a la Tierra.
enfriado hasta una temperatura de 3 K (o sea, 2270°C)! A esta Puesto que el quasar en cuestión dista de nuestro planeta más de
temperatura, gran parte de la energía corresponde a la región de 10 000 millones de años luz (un año luz es la distancia que reco-
microondas. Puesto que el Big Bang habría ocurrido simultánea- rre la luz en un año), la luz que llega a la Tierra corresponde a
mente en todo el diminuto volumen del universo en formación, la fenómenos que ocurrieron hace más de 10 000 millones de años.
radiación que generó debe haber llenado todo el universo. Así ¿Por qué el hidrógeno no fue el elemento más abundante que
pues, la radiación debe ser la misma en todo el universo que ob- se detectó? El átomo de hidrógeno tiene un solo electrón, que se
servamos. De hecho, las señales de microondas que registran los desprende por la luz de un quasar en el proceso llamado ioniza-
astrónomos son independientes de la dirección. ción . Los átomos de hidrógeno ionizados no pueden absorber en
El tercer dato que sustenta la hipótesis de Gamow es el absoluto la luz del quasar. Por otra parte, el átomo de helio tiene
descubrimiento del helio primigenio . Los científi cos piensan que dos electrones. La radiación puede quitarle al helio uno de sus
el helio y el hidrógeno (los elementos más ligeros) fueron los electrones; pero no siempre ambos. Los átomos de helio ioniza-
primeros que se formaron en las etapas iniciales de la evolución dos todavía absorben luz y, por lo tanto, son detectables.
cósmica. (Se cree que otros elementos más pesados, como el Los defensores de la explicación de Gamow se regocijaron
carbono, el nitrógeno y el oxígeno, se formaron más adelante por ante la detección de helio en los confi nes distantes del universo.
reacciones nucleares en las que participaron el hidrógeno y el En reconocimiento de todos los datos sustentadores, los científi -
helio, en el centro de las estrellas.) De ser así, un gas difuso for- cos ahora se refi eren a la hipótesis de Gamow como teoría del
mado por hidrógeno y helio se habría diseminado por todo el Big Bang.

1.4 Clasifi cación de la materia

En la sección 1.1 defi nimos la química como el estudio de la materia y los cambios que
experimenta. La materia es todo lo que ocupa espacio y tiene masa. La materia incluye
lo que podemos ver y tocar (como el agua, la tierra y los árboles) y lo que no podemos

ver ni tocar (como el aire). Así pues, todo en el universo tiene una conexión “química ”.
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