INTRODUCCIÓN

Todos alguna vez nos hemos preguntado cuál es el origen de las cosas, de donde proviene todo aquello que podemos ver e incluso lo que no también, como el aire, pues bien todo lo que existe en el mundo está conformado por elementos químicos.En la tierra actualmente conocemos 112 elementos químicos que encontramos en la tabla periódica, de los cuales 90 entre el hidrogeno y el uranio son elementos naturales, también existen el tecnecio y el promecio que no son naturales y los demás se obtienen de reacciones nucleares. Pero cual fue el origen de todos estos. Está claro que primero tuvieron que existir estos elementos para después crear toda la materia que conocemos.  ¿QUE ES UN ELEMENTO?

Un elemento químico es un tipo de materia constituida por átomos de las mismas característicasEn su forma más simple posee un número determinado de protones en su núcleo haciéndole pertenecer a una categoría única clasificada de acuerdo con el número atómico aun cuando este pueda desplegar distintas masas atómicas.Es un átomo con características físicas únicas, aquella sustancia que no puede ser descompuesta mediante una reacción química, en otras más simples.Los elementos conocidos no se encuentran en el mismo gradode abundancia en la corteza terrestre, el oxígeno es el elemento más abundante, seguido del silicio, aluminio y fierro. Más aun algunos han sido sintetizados en reactores nucleares llamados elementos artificiales y no se tiene evidencia de su existencia natural.Sin embargo, la importancia de un elemento no depende necesariamente de su abundancia. El carbono (C) por ejemplo, tiene una abundancia de 0.1 %, pero sin este elemento la vida no se hubiera desarrollado en la tierra. Si un elemento tiene un amplio uso comercial, esto no depende sólo de su abundancia, sino también de la facilidad de obtenerlo y de su utilidad. Algunos elementos muy conocidos como el cobre (Cu), el estaño (Sn) y el plomo (Pb), no son en particular abundantes, pero se hallan en la naturaleza en depósitos minerales de los cuales se les puede extraer fácilmente. Otros elementos que son más abundantes como el titanio (Ti), el rubidio (Rb) y el Zirconio (Zr), no son de amplio uso debido a que la extracción de los elementos de sus minerales es difícil o costosa.Cada elemento tiene un nombre y un símbolo único. Debido a que se han aislado e identificado a través de cientos de años, los nombres y símbolos tienen origen histórico. La mayoría de los símbolos se derivan del nombre de los elementos; en ciertos casos se derivan del nombre del latín o griego. El símbolo para un elemento es una letra específica (generalmente dos).

¿QUE ES EL BIG BANG?

El Big Bang, literalmente gran estallido, constituye el Momento en que de la "nada" emerge toda la materia, es decir, el origen del Universo. La materia, hasta ese momento, es un punto de densidad infinita, que en un momento dado "explota" generando la expansión de la materia en todas las direcciones y creando lo que conocemos como nuestro Universo.Inmediatamente después del momento de la "explosión", cada partícula de materia comenzó a alejarse muy rápidamente una de otra, de la misma manera que al inflar un globo éste va ocupando más espacio expandiendo su superficie. Los físicos teóricos han logrado reconstruir esta cronología de los hechos a partir de un 1/100 de segundo después del Big Bang. La materia lanzada en todas las direcciones por la explosión primordial está constituida exclusivamente por partículas elementales: Electrones, Positrones, Mesones, Bariones, Neutrinos, Fotones y un largo etcétera hasta más de 89 partículas conocidas hoy en día.En 1948 el físico ruso nacionalizado estadounidense George Gamow modificó la teoría de Lemaître del núcleo primordial. Gamow planteó que el Universo se creó en una explosión gigantesca y que los diversos elementos que hoy se observan se produjeron durante los primeros minutos después de la Gran Explosión o Big Bang, cuando la temperatura extremadamente alta y la densidad del Universo fusionaron partículas subatómicas en los elementos químicos.

¿EXISTIÓ ALGO ANTES DEL BIG BANG?

La primera es la respuesta científica, es bastante sencilla:

Antes del Big Bang no había nada. Es más, no tiene sentido preguntar qué hubo antes del Big Bang, pues hablamos del origen del tiempo: no puede haber “antes” del principio. Así como no puede preguntarse dónde estaba uno antes de existir, o qué temperaturas hay por debajo del cero absoluto. La temperatura es el movimiento de las moléculas. Cuando las moléculas están absolutamente quietas, la temperatura es cero Kelvins. No puede haber una temperatura inferior.

Hay otra pregunta relacionada: ¿dónde se expandió el espacio en el big bang? Pero nuevamente, no tiene sentido; es el espacio lo que se comenzó a expandir en la gran explosión, como lo sigue haciendo desde entonces.¿Eso es todo? ¿No hay respuesta a la buena pregunta? Es más, ¿se descalifica la pregunta? Así es, pero por fortuna, hay más. La segunda posible respuesta, aunque tiene sus raíces firmemente asentadas en la ciencia, no es una respuesta científica, pues no es posible someterla a prueba.La mecánica cuántica predice que aun el espacio vacío (que no es lo mismo que la nada) tiene cierta energía, la cual sufre constantemente pequeñas fluctuaciones. Se ha comprobado que a partir de estas fluctuaciones pueden surgir pares de partículas (una positiva y una negativa, por ejemplo) cuya suma es cero, y que existen durante unas cuantas fracciones de segundo antes de combinarse nuevamente y desaparecer. El resultado es que todo vuelve a quedar igual.

Pues bien: algunos audaces cosmólogos (estudiosos del origen del Universo) han aventurado que el Big Bang pudo surgir de fluctuaciones parecidas, sólo que no del vacío, sino de la nada. De alguna manera, una de las fluctuaciones persistió y se “infló” hasta dar origen a todo el Universo.Una asombrosa consecuencia de esta idea es que continuamente podrían estar surgiendo universos, cada uno en su propio Big Bang y cada uno con sus propias características (leyes físicas, duración, geometría…).La idea de que somos sólo una de infinitas “burbujas” que se forman en el océano de la nada, parte de un “multiverso”, parece ciencia ficción. Y estrictamente eso es, pues no hay forma de comprobarla. Sin embargo, de hipótesis audaces como ésta (y de preguntas curiosas como la del título) (surgen los grandes avances en ciencia.)

EL ORIGEN DE LOS ELEMENTOS

En un principio se creía que toda la materia provenía de la naturaleza y por decirlo asi de cuatro elementos fundamentales que eran el fuego, el agua, la tierra y el viento. Esta es una teoría propuesta por Aristóteles y perduró por mucho tiempo.Las teorías actuales consideran que el Big Bang dio origen a los elementos y de ahí se fueron generando los demás. Es la teoría más aceptada para explicar el origen de universo y de los elementos que hoy conocemos. Esto se basa en un principio donde toda la materia del universo estaba contenida en un núcleo primitivo con una densidad de aproximado 1096 g/cm3 y una temperatura aproximada a 1032 K, se supone que este núcleo explosionó y distribuyó materia y radiación uniformemente a través del espacio.El origen del universo nos da respuesta a las preguntas de porqué solo existen 90 elementos naturales y la abundancia de ellos. Se produjo así el principio de expansión del universo que al ir expandiendo se enfrió, lo que permitió la formación de las primeras partículas llamadas quarks, y se diferenciaban ya las cuatro fuerzas principales: gravitacional, electromagnética, nuclear fuerte y débil.En el universo primitivo se formó hidrogeno y helio, a partir de las partículas elementales que existían o se formaban como producto de la explosión primigenia. Sin embargo, el resto de los elementos no podían conformarse en tales condiciones, pues sus núcleos atómicos se disociarían a altas energías. A medida que ocurría la expansión del universo, las temperaturas fueron disminuyendo y con el tiempo, las estrellas se convirtieron en las fábricas naturales de los elementos.La capacidad que tienen las estrellas para producir determinados elementos químicos depende de sus masas, que pueden ir desde 0,1 hasta 100 veces la masa del Sol. De esta forma, la enorme fuerza gravitacional de estos cuerpos estelares propiciara el proceso. Esto tiene lógica ya que para que para que dos núcleos atómicos se fusiones es necesario vencer la fuerza eléctrica de repulsión de estas partículas, de tal manera que puedan acercarse a una distancia que les permitan atraerse mediante la denominada “fuerzaNuclear fuerte”.Sigue corriendo el tiempo y en un segundo, después de un periodo de extensas aniquilaciones partícula – antipartícula, se forman los fotones electromagnéticos. A

continuación las fuertes fuerzas nucleares hicieron que una gran cantidad de neutrones y de protones se combinaran para dar núcleos de Deuterio (n + p) y de Helio (2n+ 2p).

Durante un tiempo comprendido entre 10 y 500 s, el universo se comporta como un colosal reactor nuclear de fusión, y va a convertir el H en He, la temperatura antes de esto era tan alta que no podía existir He y solo existía H.Se cree que a los 8 minutos del Big-Bang la composición del universo era ¼ de la masa era He y las ¾ eran H, también se cree que había 10-3% de Deuterio y 10-6% núcleos de Li.Existen grandes diferencias en la composición de los elementos en el sistema solar pero existe gran uniformidad en conjunto el universo. El H es el elemento más abundante en el universo constituyendo el 88,6%, después el He que es 8 veces menor que el H (11.3 %) y los demás elementos el 0,1%.La vida media de un neutrón es de 11,3 minutos descomponiéndose en un protón, electrón y De. Un segundo después el universo estaba formado por un plasma de neutrones, protones, neutrinos. La temperatura era tan alta que no había átomos. Este plasma y las elevadas energías dieron lugar a distintas reacciones nucleares. Como consecuencia de la expansión la temperatura fue disminuyendo y cuando se alcanzó el 109 ºK se dieron lugar unas reaccionesNucleares. De las cuatro reacciones la primera es la limitante, ejerciendo un control sobre las demás, dando lugar a una relación de He/H=1/10 que es la relación existente en las estrellas jóvenes.Con el tiempo la temperatura disminuye lo suficiente para que las partículas positivas puedan capturar electrones y formar átomos y la novedad es que estas reacciones no se ven afectadas por las radiaciones electromagnéticas los átomos pueden interaccionar entre sí independientemente de la radiación. Esta interacción conduce a la formación de átomos diferentes, los cuales empiezan a condensarse y forman el núcleo de estrellas y la radiación se expande con el universo.Para un tiempo de 11,3 minutos la mitad del universo eran protones y la temperatura era de 5·108 ºK. Pasado otro tiempo de 30 a 60 minutos los núcleos formados eran los siguientes: 2H; 3He; 4He; 5He. Este último tiene una vida media corta que es de 2,1·10-21, transformándose en el anterior átomo. En este tiempo los núcleos formados son establecidos hasta el 4He. Van evolucionando a átomos y en las estrellas tiene lugar reacciones nucleares que dan lugar a los elementos químicos.Para justificar esta formación se recurre a los hornos de combustión que actúan como reactores nucleares y en estos se van a formar los elementos.La primera etapa de formación es el llamado Horno de Hidrógeno y consiste en que se van acumulando los núcleos para formar estrellas densas en las cuales la fuerza de gravedad mantenga en el núcleo unas elevadas temperaturas que van a facilitar algunas reacciones de tipo nuclear. Los átomos que se van a formar en esta etapa son H y He y a partir de estos en el núcleo de las estrellas se van a formar otros elementos. Para generar otros elementos se requiere la combinación de H-He o He-He por reacciones termonucleares de fusión de las estrellas con mayor temperatura interna @108K. Ahora se dan en el interior otras reacciones que constituyen el horno de He.

CONCLUSIÓN Todo lo que podemos ver a nuestro alrededor incluso nosotros son cosas formadas por elementos químicos que podemos encontrar en una simple tabla periódica, pero no podemos afirmar cual ha sido el origen de todos estos.La teoría del Big Bang es la idea más acercada al origen de todo los que podemos percibir en la actualidad, pero no quiere decir que sea la forma verdadera de cómo sucedieron las cosas.Se siguen desarrollando muchos representaciones de lo que fue el Big Bang para dar una explicación congruente de lo que en realidad paso y saber en realidad cual fue el origen de los elementos y que esta idea deje de ser una simple teoría. Pero a consecuencia de seguir indagando se generan miles de preguntas y dudas sobre la creación del universo. 

BIBLIOGRAFÍA http://earr.webnode.es/nosotros/http://www.qi.fcen.uba.ar/materias/qi1/Teoricas/Elementos.pdfhttp://es.wikipedia.org/wiki/Elemento_qu%C3%ADmicohttp://www.lareserva.com/home/big_bang_teoria_gran_explosion