Nucleosíntesis primordial

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Alicia Prados
CC. Físicas UCM
Curso 09/10

ÍNDICE

1. BREVE INTRODUCCIÓN …………………………………………………………..…Pág. 3

2. LA HISTORIA DEL UNIVERSO………………………………………………......Pág. 4

1. ERA DOMINADA POR LARADIACIÓN…………….……….......Pág. 5

- Época de la Gravitación Cuántica
- Época de la Gran Unificación
- Época de los Quarks
- Época Hadrónica / Leptónica

2. ERA DOMINADA POR LA MATERIA……………………………...…Pág. 11

- Época de la Nucleosíntesis
- Época de la Recombinación
- Etapas finales y Presente

3. BREVE RESUMEN……………………………..……………………………………......Pág. 164. PRUEBAS OBSERVACIONALES DE LA NUCLEOSÍNTESIS PRIMORDIAL………………………………………………………………………………..Pág. 19

5. CONCLUSIONES……………………………………..................................Pág. 20

6. BIBLIOGAFÍA………………………………………………………………………………...Pág.21

1. INTRODUCCIÓN

Se define Nucleosítnesis como el proceso de creación de núcleos atómicos a partir de nucleones (protones y neutrones) o de núcleos másligeros, generando así todos los elementos de la tabla periódica.

Se conocen cuatro tipos de nucleosíntesis:

1. Nucleosíntesis primordial (o del Big Bang): se produjo en los tres primeros minutos tras el Big Bang y es la principal creadora de los átomos de hidrógeno (1H), su isótopo el deuterio (2H o D), el helio (4He) y su isótopo 3He, que existen en el Universo. Debido al periodo tancorto en el que ocurrió esta nucleosíntesis, antes de ser parada por la expansión y el enfriamiento (entre los 100 y los 300 segundos tras la gran explosión), no se pudo formar ningún elemento más pesado que el litio.

2. Nucleosíntesis estelar: ocurre en las estrellas durante el proceso de evolución estelar. Es responsable de la generación de la mayor parte de los elementos ligeros y medianos yde una minoría de los elementos pesados por procesos de fusión nuclear a partir del H y del He. Conviene señalar el carbono se produce en esta nucleosíntesis.

3. Nucleosíntesis explosiva: en ella se generan los elementos más pesados. En este tipo se incluye la nucleosíntesis de supernovas, productora de los elementos más pesados que el hierro. Durante los escasos segundos que dura laexplosión del corazón de una supernova, se produce una intensa ráfaga de reacciones nucleares que producen nuevos elementos. También dentro las supernovas pueden ocurrir procesos de nucleosíntesis, como el proceso r, en el que se producen muchos isótopos ricos en neutrones de elementos más pesados como el Torio o el Uranio.

4. Espalación de rayos cósmicos: produce algunos de los elementos másligeros presentes en el Universo. Se cree que los rayos cósmicos son los principales productores del isótopo 3He y los elementos litio, berilio y boro.

2. LA HISTORIA DEL UNIVERSO

Toda nuestra comprensión cosmogónica sobre el Universo primigenio es meramente especulativa, pues ningún experimento ha conseguido reproducir con suficiente fiabilidad las condiciones de ese momento como paraproporcionar entendimiento sobre este periodo. 

La teoría del Big Bang, combinada con la teoría de evolución estelar, consigue explicar con una gran precisión la composición primordial del Universo y su evolución hasta la composición química actual.

Este estudio es complejo y se necesitan modelos numéricos que tengan en cuenta varios factores: las posibles reacciones nucleares, los posiblesdistintos elementos e isótopos, las distintas probabilidades de cada reacción y la energía liberada, además de un modelo de expansión y enfriamiento generales.

A continuación, se presenta un sencillo esquema de la evolución del Universo, donde se reflejan las distintas épocas que atravesó y las principales características de éstas.

Como puede verse en este esquema,...