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El reino de lo pequeño

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lunes 18 de marzo de 2019

El Mapa Sublevante: tercera entrega

(De qué está hecho y cómo se inició el mundo)

Si miras a tu alrededor, todo parecerá hecho de una forma única y determinada. La tierra del jardín, las plantas y flores, los gatos y los perros. Incluso las montañas, los mares y continentes. A simple vista, todo lo que nos rodea parece sumamente distinto entre sí, y sin embargo, todo está hecho con los mismos “ingredientes”.

¿Por qué las cosas que contiene el mundo se perciben de manera tan radicalmente distinta?

Todos los objetos y seres vivos de nuestro entorno están constituidos por conjuntos inmensos de átomos, la unidad más básica de la materia que no pierde sus propiedades químicas. Desde los tiempos de Demócrito, en el siglo V a.C, se tenían sospechas de que el átomo era la parte más pequeña que conformaba las cosas, pero los detalles sobre su naturaleza son un descubrimiento relativamente reciente, e incluso ahora mismo seguimos aprendiendo sobre su funcionamiento.

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Hasta hace poco se creía que los átomos eran partículas indivisibles. No fue sino hasta la década de 1930 que se descubrió que los átomos no sólo no son indivisibles, sino que están formados por tres partículas: protones, neutrones y electrones.

El núcleo del átomo está formado por neutrones y protones, mientras que los electrones orbitan alrededor de éste. Los protones tienen carga eléctrica positiva, los electrones negativa y los neutrones no tienen carga alguna.

Pero si todo está formado por átomos, ¿que hace a las cosas tan distintas entre sí? El número de protones que poseen. El átomo más pequeño y abundante en el universo, el Hidrógeno, tiene un solo protón. El Helio tiene dos protones; el Litio, tres. Es de esta forma como se encuentra organizada la tabla periódica con los 92 tipos de átomos que existen en la Tierra. Cada elemento contiene un protón más que el elemento que lo precede.

Casi todo lo que nos rodea está formado por átomos y éstos se unen para crear moléculas, que no son más que la conjunción de al menos dos átomos que se han combinado para formar un sistema estable. Las fuerzas que mantiene unidas a estas moléculas (y a las que te conforman a ti) se llaman enlaces. Hay dos tipos principales: iónico y covalente.

Un universo complicado

A mitad del siglo XX, la “física de partículas” había logrado dar pasos agigantados en lo concerniente a la explicación del mundo que nos rodea. Hacia los años cincuenta, una de las ideas más respetadas entre la comunidad científica era que la materia estaba constituida por “partículas elementales” y que, en última instancia, los fenómenos de la naturaleza se debían a las cuatro “interacciones” o “fuerzas” que podían existir entre estas partículas: la gravitatoria, la electromagnética, la interacción débil y la interacción fuerte.

En 1964, Murray Gell-Mann propuso a los “quarks” como otro tipo de partícula elemental. Hoy sabemos que los núcleos de los átomos se componen por dos tipos de partículas elementales: los “quarks” y los “gluones” (“bosones”).

Estos fueron los primeros pasos para conformar lo que se conoce como El Modelo Estándar de la física de partículas, una teoría en desarrollo que explica el comportamiento de las partículas elementales y, por extensión, la forma en que funciona el universo.

¿Cómo inició todo? (una teoría)

Ahora imaginemos una de estas partículas elementales, un electrón, por ejemplo. Esta partícula es tan extraordinariamente pequeña que el punto de una “i” puede contener hasta 500,000 millones de ellos.

Después trata de imaginar cómo sería apretar uno de estos protones hasta reducirlo a una multimillonésima parte de su tamaño normal en un espacio todavía más pequeño. En ese espacio imposiblemente pequeño, introduce hasta la última mota y partícula de materia y sigue apretando hasta reducirlo a un punto tan infinitesimal y compacto que virtualmente no tenga ninguna dimensión.

Se ha creado una singularidad. Y de esta singularidad surgirá una explosión tan grande que no habrá ningún lugar en el que puedas esconderte. No habrá escondite, porque no hay lugar fuera de la singularidad. El universo comenzará a expandirse y no llenará un vacío más grande que él, porque el único espacio que existe es el que el universo crea al expandirse.

Así es cómo se crea un universo. O al menos es una de las teorías más aceptadas. Y sin embargo, esto nos lleva a una pregunta que puede atormentarnos ¿qué había entonces antes de la gran explosión? La respuesta puede parecer complicada. Para científicos como el fallecido Stephen Hawking, no cabe siquiera formular una pregunta de este tipo.

Nada. No hubo nada. Antes de la singularidad no existía el tiempo. Si el universo que nos contiene y las formas y nociones que hemos desarrollado para cuantificarlo se iniciaron con el Big Bang, entonces es absurdo preguntarse que había antes que el propio tiempo existiera.

Si tienes problemas para conciliar esta noción, no te preocupes, se trata de una pregunta que ha perseguido a los científicos de distintas generaciones durante los últimos 80 años y todavía no existe un consenso sobre lo que pudo o no haber ante de la singularidad y de la gran explosión.

Debes recordar, sin embargo, que, en teoría, el Big Bang todavía no ha terminado. El universo sigue expandiéndose a un ritmo mucho más acelerado que entonces. Esta teoría del origen del universo es la que cuenta con mayor consenso entre la comunidad científica. Por último, si el tiempo forma parte de las cuatro dimensiones del universo que nos contiene, entonces vale decir que el tiempo inició con el universo y terminará con él.

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Sobre Erik Escudero

Egresado de la licenciatura de Ciencias de la Comunicación con especialidad en Periodismo por la FCPyS de la UNAM. Amante de la literatura, el cine y la cultura pop.