EL COSMOS EN EL CUERPO
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Cada átomo de nuestro cuerpo hizo un viaje desde el corazón de las estrellas hasta la Tierra, reciclándose innumerables veces para formar cada célula de nuestro organismo. Somos solo una etapa en su eterno transitar por el cosmos, materia estelar en evolución.

Julieta Fierro Gossman

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ÁTOMOS

NGC2997, Spiral Galaxy in Antlia constellation / Imagen cortesía © Stéphane Guisard, «Los Cielos de America», Thierry Demange,«Cap Nature»

⤒ Another World At Night / Imagen cortesía © Stéphane Guisard, «Los Cielos de America»

La mayor parte de nuestro cuerpo y del resto de los seres vivos está formado principalmente de oxígeno, carbono, hidrógeno y nitrógeno, así como de otros elementos como calcio, potasio, hierro y magnesio. Sin embargo, el 65% de los elementos de cada ser humano es oxígeno.

La naturaleza funciona sola; crea espectaculares mundos y galaxias. La naturaleza no le pregunta a una mujer embarazada cómo quiere que sea su hijo, lo crea gracias a miles de millones de experimentos que ha llevado a cabo durante su evolución. Es decir, las leyes que rigen al universo deben ser relativamente simples, de otra manera no se crearían galaxias, no se formarían planetas con agua, ni hubiese aparecido la vida.

Los humanos formamos parte del universo y estamos compuestos de los elementos químicos más abundantes en el cosmos como el hidrógeno y el carbono. El hidrógeno se formó durante los primeros minutos del inicio de la expansión del universo. El carbono es el producto de las reacciones termonucleares en los núcleos de las estrellas, lo mismo que el oxígeno y el nitrógeno.

Una de las historias más fascinantes que los científicos han explorado es la del universo del que formamos parte como personas y como especie. El cosmos es todo lo que conocemos: el espacio, el tiempo, la materia y la energía. Habitamos en la Tierra junto con otros miles de cuerpos que giran en torno al Sol. A su vez, este forma parte de la Vía Láctea que está en la orilla del cúmulo de galaxias de Virgo. Existen cientos de miles de millones de galaxias, cada una con cien mil millones de estrellas y la gran mayoría con planetas orbitando alrededor de ellas.

El universo está en evolución. Su expansión se originó hace 13 mil 800 millones de años y durante los primeros minutos se formaron los elementos químicos más sencillos de todos: el hidrógeno y el helio. Mucho después nacieron las primeras estrellas, dentro de nubes de gas.

Más tarde las estrellas crearon nuevos elementos fundamentales para nuestra vida, como el carbono, el nitrógeno y el oxígeno y los arrojaron al espacio al final de su existencia. Conforme se sucedieron millones de generaciones estelares, las nubes de gas se fueron enriqueciendo con estos elementos. Cada nueva generación estelar y su sistema planetario, tuvo más elementos necesarios para crear planetas sólidos y vida.

Hace 4 mil 500 millones de años se formó el sistema solar. La vida apareció en la Tierra hace 3 mil 800 millones de años y nuestra especie, el homo sapiens sapiens, surgió apenas hace 100 mil años y continúa cambiando. Como seres vivos, somos parte del proceso evolutivo.

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La evolución del universo / Perimeter Institute

Ahora se han descubierto miles de planetas extrasolares, algunos similares a la Tierra, con agua líquida que, al menos en nuestro mundo, es un ingrediente necesario para que exista la vida.

Con los pies en la Tierra podemos conocer la historia de los elementos que nos formaron: la de los protones, neutrones y electrones que llevan 13 mil 800 millones de años pasando entre nubes y estrellas, hasta formar la Tierra y finalmente combinarse para crear seres humanos, capaces de reflexionar sobre el origen y las maravillas cósmicas.

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EL UNIVERSO

La región Rho Ophiucus / Imagen cortesía © Stéphane Guisard, «Los Cielos de America»

COSMOVISIONES

Durante siglos, los humanos han especulado cómo podría ser el universo. Los antiguos egipcios decían que la diosa Nut, con su vientre cubierto de estrellas, estaba colocada encima del dios Geb, el dios de la Tierra. El cuerpo de Nut formaba una bóveda sobre Geb y cada día Nut daba luz al Sol y en la noche lo devoraba. El dios del aire, Shu, evitaba que Nut y Geb estuvieran en contacto y consumaran su amor.

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Ciclo solar y nocturno de la Diosa Nut. Tumba de Ramsés VI. Valle de los Reyes, Egipto / Describing Egypt

En la cosmovisión mexica, la Tierra era un cuadrado rodeado de agua que se plegaba en el horizonte para formar la bóveda celeste. Esta agua que se curveaba hacia el cielo terminaba cayendo en forma de lluvia. El cielo estaba estratificado en regiones donde moraban los distintos dioses de acuerdo a su importancia.

Para los griegos, la Tierra estaba en el centro del universo, y todo el resto de los astros giraba en torno suyo en órbitas perfectas y circulares. Los dioses, con sus pasiones encendidas, vivían en el Olimpo y de vez en cuando bajaban a la Tierra, algunas veces causando problemas; como Zeus que en forma de toro, cisne o lluvia de oro, embarazaba a doncellas y cuyos hijos más tarde tendrían que probar que eran hijos del dios de dioses y convertirse en héroes. Ideas que retomaron algunas religiones que surgieron en esa época y que tal vez dentro de algunos siglos, también se conviertan en mitologías.

'Hierbas Buenas' Valley Petroglyphs / Time Lapse cortesía © Stéphane Guisard, 'Los Cielos de America'

Sin embargo gracias a la curiosidad sin límite de grandes pensadores, la Tierra pasó de ser el centro del cosmos y el mundo preferido de los dioses a volverse uno más entre los miles y miles de planetas semejantes descubiertos a lo largo de este siglo, girando sobre ellos mismos y sus órbitas en galaxias cercanas. Es posible, dado que hay miles de millones de galaxias, cada una con miles de millones de estrellas, que existan billones de planetas.

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Constelación de Orión pasando sobre el Templo V en Tikal, Petén / Imagen cortesía © Stéphane Guisard, INGUAT, MCDINAH, «Los Cielos de America»

Constelación de Orión pasando sobre el Castillo en Chichen Itzá / Imagen cortesía © Stéphane Guisard, UNAM, INAH, «Los Cielos de America»

LOS ORÍGENES DE LA MATERIA

El estudio del universo es una ciencia. Los astrónomos hacen preguntas a la naturaleza y buscan la respuesta analizando los cuerpos sólidos que caen a la Tierra como los meteoritos o los rayos cósmicos, captando la radiación electromagnética de la que forman parte la luz y las ondas de radio. Todo ello nos permite conocer las propiedades de los astros, desde los más cercanos hasta los más remotos. Sin embargo, sólo conocemos las propiedades de los objetos celestes cuya radiación ha tenido el tiempo de llegar hasta nosotros. Debe existir mucho más en el universo de lo que podemos observar. Desde hace muy poco, los astrónomos cuentan con una herramienta nueva: las ondas gravitacionales que nos ayudan a descubrir cómo son los eventos más energéticos que involucran modificaciones en la gravedad y perturban el espacio tiempo, como la colisión entre hoyos negros masivos.

No sólo cada astro del cosmos cambia, sino que el universo en su conjunto evoluciona. Conforme la ciencia avanza, nuestras ideas sobre el universo se modifican. Para la ciencia no existe la verdad absoluta, sólo conocimientos parciales; los humanos estamos limitados en nuestra capacidad de entenderlo todo, no tenemos suficientes sentidos y los matemáticos han demostrado que el conocimiento total es inalcanzable.

El 90% de los elementos del universo son de hidrógeno y el 8% de helio. El resto de los átomos se crearon durante la evolución estelar.

La idea actual más sólida sobre la evolución del universo se conoce como el modelo estándar de la gran explosión o “Big Bang” en inglés. Propone que hace 13 mil 800 millones de años hubo una liberación de energía del vacío. Está se transformó en protones, neutrones y electrones. El universo se expandió y se enfrió. Lo mismo que le sucede a un gas al expandirse. Si soltamos vaho sobre la palma de nuestra mano lo sentimos tibio, en cambio si soplamos los sentimos frío. 

Cuando el cosmos tenía 3 minutos de iniciada la expansión, parte de los protones habían formado átomos de helio. La expansión fue tan rápida que ya no se formaron más elementos, hasta millones de años más tarde. Este el es motivo por el cual el 90% de los elementos del universo son de hidrógeno y el 8% de helio. El resto de los átomos se crearon durante la evolución estelar. Después de 200 millones de años de iniciada la expansión, los átomos se aglomeraron en nubes de hidrógeno y de helio y en su interior nacieron las primeras estrellas.

Más tarde, las nubes y sus estrellas se unieron para formar pequeñas galaxias y éstas posteriormente se fusionaron para crear gigantescos conglomerados como la hermosa galaxia espiral de la que formamos parte; dónde el núcleo posee una gran cantidad de estrellas y los brazos contienen nubes de gas y polvo donde las estrellas recién nacidas las hacen brillar. No sólo se han observado galaxias durante el proceso de fusión, sino que se pueden estudiar las poblaciones estelares de las galaxias y así determinar su origen; es decir que provinieron de distintas galaxias más pequeñas.

A gran escala, la materia del universo forma una estructura conocida como la telaraña cósmica.

El universo temprano era casi perfectamente homogéneo, sin embargo gracias a las minúsculas diferencias de densidad se pudieron formar nubes, estrellas y galaxias. A gran escala, la materia del universo forma una estructura conocida como la telaraña cósmica. La materia forma filamentos que rodean huecos donde la materia es más escasa.

Además de la materia común que forma los elementos químicos de la tabla periódica, existe otro tipo de materia llamada oscura, porque no emite ni absorbe luz. Se descubre cuando los objetos visibles sienten su atracción gravitacional y giran en torno a ella. La materia oscura es crucial para formar las grandes estructuras del universo pues aglutina a la materia visible.

Tabla periódica de los elementos / Ilustración: Alejo Miranda

Las componentes fundamentales del universo son: la energía oscura, responsable de la expansión acelerada del espacio de nuestro universo, la materia oscura y la materia común. El tiempo es fundamental pues marca la evolución cósmica.

La composición del universo / Space FCF UNMSM

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El autor

Julieta Fierro Gossman ■ Investigadora en el Instituto de Astronomía de la UNAM y Profesora de la Facultad de Ciencias. Miembro de la Academia Mexicana de la Lengua y Honorable Miembro de la Royal Astronomical Society de Canadá. Fue Directora General de Divulgación de la Ciencia de la UNAM. Recibió las preseas Kalinga de la UNESCO, Klumpke-Roberts de la Sociedad Astronómica del Pacífico, Primo Rovis del Centro de Astrofísica Teórica de Trieste, Sor Juana Inés de la Cruz de la UNAM, Medalla de la Sociedad Astronómica de México, entre muchos otros.