Eres muy joven, pero los elementos de tu cuerpo tienen miles de millones de años. ¿Qué está pasando?

El Big Bang

Me pregunto si alguna vez te has planteado una pregunta, es decir, ¿de dónde vienen los elementos?

Debes saber que la mayoría de los elementos de nuestro cuerpo no existían en el inicio del universo. El origen de los elementos está estrechamente relacionado con la evolución de todo el universo, incluida la evolución de las estrellas, etc.

Para entender una serie de cuestiones sobre elementos y estrellas, en realidad tenemos que empezar con el Big Bang.

Según la teoría dominante actual, sabemos que el universo nació en una gran explosión hace 13.800 millones de años. Después del Big Bang, en realidad no existía en el universo una estructura atómica como la actual, sino un estado de caos, lleno principalmente de ondas electromagnéticas de alta energía.

La temperatura del universo en este momento es extremadamente alta. A medida que el universo se expande, la temperatura desciende gradualmente y luego aparecen varias partículas y luego se aniquilan cada mil millones de pares de partículas positivas y antipartículas. Dejemos una partícula positiva, entonces estamos en un universo compuesto de partículas positivas y todavía no sabemos por qué es así.

380.000 años después del Big Bang, la temperatura del universo descendió a unos 3.000 Kelvin y comenzaron a formarse estructuras atómicas. Al principio, los principales elementos del universo eran el hidrógeno y el helio, los dos elementos que encabezan la tabla periódica.

Esto no significa que no se formaron otros elementos, es solo que otros elementos son inestables y se fisionarán nuevamente para formar helio. Incluso ahora, entre la materia visible del universo, el hidrógeno y el helio representan más del 99%.

Lo que necesitamos saber es que hay muchas otras partículas diferentes en nuestro cuerpo, entonces, ¿de dónde vienen?

Estrellas: Horno de Alquimia de Elementos

Unos 200 millones de años después del Big Bang, algunos tipos grandes y extraños comenzaron a aparecer en el universo. Fueron formados gradualmente por nebulosas bajo la influencia de la gravedad. . de. Hoy llamamos a estos objetos estrellas. La mayor diferencia entre una estrella y otros cuerpos celestes es su capacidad para sufrir reacciones de fusión nuclear. Entonces, ¿por qué es el único que puede producir reacciones de fusión nuclear?

Esto se debe a que la estrella es lo suficientemente masiva. Todo el cuerpo celeste quedará exageradamente comprimido bajo la influencia de la gravedad. Hay un viejo dicho en China que dice que todo debe revertirse cuando llega a su extremo. Las estrellas también resistirán después de ser comprimidas por una fuerte gravedad.

Para ser específicos, debido a la presión de la gravedad, la temperatura dentro de la estrella aumenta y la temperatura puede alcanzar decenas de millones de grados, o incluso cientos de millones de grados. A esta temperatura, y con la ayuda del efecto túnel cuántico y la interacción débil, se iniciará la reacción de fusión nuclear del núcleo. Como se mencionó anteriormente, al principio el universo estaba dominado por el hidrógeno y el helio. Por lo tanto, las estrellas en realidad están compuestas principalmente por estos dos elementos. La primera reacción nuclear que se desencadena es la reacción de fusión nuclear de núcleos de hidrógeno. Hay dos vías principales, a saber, la cadena de reacción protón-protón y el ciclo carbono-nitrógeno-oxígeno. No importa qué camino se utilice, 4 núcleos de hidrógeno generan 1 núcleo de helio-4.

La reacción de fusión nuclear generará presión externa, que formará un equilibrio dinámico con la gravedad. Para que la estrella no explote de golpe, ni quede comprimida hasta convertirse en un punto por la gravedad.

Pero cuando la fusión nuclear de los núcleos de hidrógeno en el núcleo de la estrella esté casi completa, la estrella completará un cambio de marcha. En este momento, el núcleo de la estrella está formado principalmente por núcleos de helio. Bajo la influencia de la gravedad de la estrella, se sigue favoreciendo la reacción de fusión nuclear de los núcleos de helio. Pero lo que cabe señalar aquí es que algunas estrellas no son lo suficientemente masivas como para desencadenar la reacción de fusión nuclear de los núcleos de helio. Esto se debe a que las condiciones de reacción nuclear de los núcleos de helio son más estrictas que las de los núcleos de hidrógeno.

Por lo tanto, estas estrellas se detendrán en el estado después de quemar sus núcleos de hidrógeno, esperando a enfriarse por completo. Si la masa y la gravedad son suficientes, puede continuar estimulando la reacción de fusión nuclear de los núcleos de helio para generar núcleos de carbono o de oxígeno.

El sol ha llegado a esta etapa. Cuando los núcleos de helio se queman, la propia masa del sol no puede seguir promoviendo reacciones de fusión nuclear, y el sol se convertirá en una enana blanca, esperando a enfriarse por completo. En este momento, el núcleo del Sol en realidad no es un núcleo metálico, sino principalmente carbono y oxígeno.

¿Qué pasa si la masa todavía es lo suficientemente grande en este momento?

De hecho, la estrella continuará paso a paso la constante reacción de fusión, hasta llegar al núcleo de hierro. El núcleo de hierro es el núcleo atómico más estable, o podemos decir que es el núcleo del elemento con mayor energía de enlace específica. Es muy difícil hacer que el núcleo de hierro experimente una reacción de fusión nuclear, y este proceso requiere el aporte de energía. en lugar de la liberación de energía. Si la estrella también puede provocar una reacción en los núcleos de hierro, se producirá una explosión de supernova.

El núcleo de la estrella forma una estrella de neutrones o un agujero negro. Entonces, podemos ver que no todas las estrellas eventualmente formarán un núcleo metálico, pero la gran mayoría de las estrellas no lo harán.

Los elementos del cuerpo humano tienen una historia de miles de millones de años

La producción de elementos en realidad depende de la reacción de fusión nuclear de las estrellas. La mayoría de los elementos de nuestro cuerpo son en realidad así. Provienen de productos de la generación anterior o de dos generaciones de estrellas y tienen más de 4.500 millones de años. Su vida es casi insignificante en comparación con la edad de estos elementos.