el origen de los elementos y diversoso mecanismos de nuclesintesísi

El origen de los elementos y los diversos mecanismos de
nucleosíntesis
Sigfrido Escalante, Laura Gasque

Todos nosotros pero particularmente los estudiantes de licenciaturas relacionadas
con la química pasan el tiempo de su vida estudiantil y profesional manipulando la
materia tanto en forma elemental como en sus infinitas formas combinadas. En la
mayoría de los casos se presta poca o nulaatención a la historia que la ciencia ha
construido sobre su origen. Hay varias razones que explican lo anterior. Por una
parte los mecanismos de nucleosíntesis son campo de estudio de la astrofísica, la
cual es, en general, ajena a los químicos. Recientemente, algunos libros de texto
de Química Inorgánica han incluido una pequeña sección dedicada a este tema,
de manera tan breve que no sealcanza a cubrir el tema de manera adecuada.
(Greenwood, 1984, Atkins, 2006) Por otra parte, la literatura que existe sobre el
tema es muy especializada y casi siempre está escrita en inglés. Para un
estudiante de primeros semestres esto constituye un obstáculo. Otro aspecto
limitante que hay que mencionar es que la literatura de divulgación en español
sobre estos temas está a un niveldemasiado superficial.
Por lo tanto hace falta material de apoyo sobre este tema con un enfoque y un
nivel adecuados para los primeros semestres de la licenciatura.
Con esta premisa, se pretende que los cursos de Química Inorgánica cuenten con
una referencia accesible que:
-

describa los 3 principales mecanismos de nucleosíntesis.

-

ponga énfasis en cuáles fueron las observacionesexperimentales que
llevaron a desarrollar las teorías y modelos sobre la evolución del Universo.

-

relacione la abundancia actual de los elementos con conceptos que ya
manejan los estudiantes sobre estabilidad y cinética de reacciones.

El origen de los elementos químicos está indisolublemente asociado con el origen
y evolución del Universo. Los diversos ambientes y condiciones que hanprevalecido en cada etapa de su devenir han propiciado unos eventos y limitado

otros dando como resultado la forma actual del Universo que nos es posible
conocer.
Es importante mencionar primero cómo es que la ciencia ha podido llegar a
proponer la historia de eventos que tuvieron lugar hace decenas de miles de
millones de años. Hoy en día la teoría más aceptada sobre el origen y evolución
delUniverso que conocemos propone que éste empieza con un evento inicial
llamado la Gran Explosión, el Big Bang.
Esta propuesta es posible gracias a que se dispone de un conjunto de evidencias
experimentales. Pero ¿cuáles son estas evidencias?
1- Una de éstas es la observación que llevó a proponer que actualmente el
Universo se encuentra en expansión. Fue postulada en 1929 por E. Hubble,basándose en el corrimiento hacia el rojo de los espectros de absorción de
la luz proveniente de las galaxias distantes. Ver recuadro 1.
2- Una segunda evidencia es el descubrimiento de la radiación de fondo
predicha por G. Gamow, R. Alpher y R. Herman en 1948 y descubierta por
A. Penzias y R. Wilson en 1965. Ver recuadro 2.
3- La tercera es el resultado de muchas observaciones sobre la composiciónde las estrellas por medio de técnicas espectroscópicas que muestran que
la abundancia actual de dos elementos químicos ligeros expresada en
porcentaje de masa es de 73.9% de hidrógeno y 24.0% de helio. Es decir,
hay aproximadamente 11 átomos de hidrógeno por cada uno de helio.
El 2.1% de la masa restante conforma todo los demás, incluyendo al resto
de los elementos químicos de la tablaperiódica. Ver recuadro 3.

Nucleosíntesis primigenia
Ésta ocurrió del tiempo cero a apenas unos cuatro minutos después de la llamada
Gran Explosión. En estos primeros instantes el Universo era mínimo,
inimaginablemente denso y se encontraba a temperaturas mayores a 10 27 K pero,
al irse expandiendo, la temperatura y la densidad disminuyeron rápidamente.

Habrás visto alguna vez que la luz...