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Hoy haremos un poco de historia, veremos como el entendimiento de cómo funcionan las
estrellas fué cambiando con el tiempo hasta el día de hoy en que se comprende
exactamente cómo funcionan las estrellas.
Esta cuestión no preocupó a los astrónomos hasta la década de 1840.
Hasta entonces, se suponía que las estrellas, y entre ellas el Sol, brillaban simplemente
porque tenían esa propiedad. Las estrellas brillaban del mismo modo que el oro es
amarillo.
La amarillez del oro no disminuye con el tiempo: no se agota. Lo mismo parecía ocurrir
con el brillo de las estrellas.
El cambio en este modo de pensar sobrevino en la década de 1840, cuando varios
científicos, entre ellos el alemán Ludwig Ferdinand von Helmholtz, elaboraron la «ley de
la conservación de la energía»: según esta ley, la energía no podía crearse ni destruirse;
solamente se podía transformar.
Para Helmholtz, esto suscitaba la cuestión de la luz solar; la luz es una forma de energía, y
el Sol ha estado irradiando luz en todas direcciones y en cantidades enormes durante
incontables millones de años. Esta energía tenía que venir de alguna parte; no podía
crearse de la nada.
En 1854, Helmholtz decidió que la única fuente posible de esta energía era la contracción
gravitacional. El Sol se estaba contrayendo lentamente; todas sus partes estaban cayendo
lentamente hacia el centro. La energía cinética de esta caída se convertía en luz y se
irradiaba al exterior en todas direcciones.
Esto significaría que en el pasado el Sol era mucho más voluminoso que en la actualidad.
De hecho, para suministrar la cantidad de energía que el Sol ha irradiado en los últimos 25
millones de años tendría que haber tenido al principio un diámetro de 300.000.000 de
kilómetros, y haberse contraído en ese período de tiempo hasta su diámetro actual de
1.200.000 de kilómetros.
Parecía entonces, según el razonamiento de Helmholtz, que el Sol tenía que haber sido
hace unos 25 millones de años lo que nosotros llamaríamos ahora una gigante roja, y que
su volumen se extendía entonces hasta la órbita de la Tierra.
Ello, a su vez, significaba que la Tierra no podría haber existido antes de aquel tiempo, y
que sólo podía tener 25 millones de años.
Los geólogos, que estudiaban la corteza terrestre y estaban seguros de que su edad era muy superior a 25 millones de años, discreparon. Tampoco les parecía bien a los biólogos, que estudiaban la evolución y estaban seguros de que habían sido necesarios más de 25
millones de años para que se desarrollase la vida actual.
La única forma de salir del dilema estaba en encontrar una nueva fuente de energía, que
fuese mayor que ninguna conocida en los tiempos de Helmholtz, de la cual pudiera estar
alimentándose el Sol (y otras estrellas).
Esto fue lo que ocurrió: en la década de 1890 se descubrió la radiactividad, lo cual llevó a
la constatación de que el átomo tiene una estructura. En el mismo centro del átomo se
encuentra un diminuto «núcleo atómico» cuyo diámetro es sólo una cienmilésima del de
aquél, a pesar de lo cual ahí se halla concentrada casi toda la masa del átomo.
Alrededor del núcleo, en la región exterior del átomo, existen una o más partículas ligeras,
llamadas electrones, que contienen como máximo 1/1.800 de la masa atómica.
Cuando los electrones se desplazan de un átomo a otro, se producen los cambios químicos,
y el resultado de tales cambios es que se absorbe o se libera energía química. La energía de los seres vivientes, incluida la que desarrollamos en nuestros propios cuerpos, es esta clase de energía química. La luz y el calor de un fuego de leña, la forma en que el combustible al quemarse impulsa a un automóvil, o la fragmentación de una roca mediante una explosión de dinamita, son otros tantos ejemplos de conversión de energía química en otras clases de energía.
El núcleo atómico está formado por otras partículas aún menores, los protones y los
neutrones. Al igual que los electrones, estas partículas nucleares pueden desplazarse,
separarse, combinarse, etc. el resultado es que se absorbe o se libera energía nuclear en
cantidades generalmente mucho más grandes —para un peso dado de sustancia— que en
el caso de la energía química.
Una bomba nuclear es un ejemplo de la conversión de energía nuclear en otras formas.
Una vez que se comprendió que existía la energía nuclear, se pudo ver rápidamente que
ésta tenía que ser el origen de la luz solar.
Pero ¿qué era lo que ocurría en el interior del sol para desatar la energía nuclear?
Puesto que el Sol está formado principalmente por hidrógeno, la fuente ha de hallarse en
reacciones en las que intervenga el núcleo de este elemento. No hay en el Sol ninguna otra
cosa que pueda justificar toda la energía que ha emitido, no sólo en unos cuantos millones
de años, sino en miles de millones. Existen indicios que prueban que el Sol ha venido
brillando durante unos cinco mil millones de años prácticamente en la misma forma en que
lo hace actualmente.
En 1938, el físico germano-norteamericano Hans Albrecht Bethe aplicó los conocimientos
que sobre los núcleos atómicos se habían acumulado en los cuarenta años precedentes para demostrar que la energía procede de la formación o «fusión» de cuatro núcleos de
hidrógeno para formar un núcleo de helio.
Cadena de procesos en la
transformación de 4 átomos de Hidrógeno en un aátomo de Helio en el
Sol.
Para mantener al Sol brillando como lo hace actualmente, es preciso que unos
590 millones de toneladas de hidrógeno (leyó bien: 590 000 000 000 kilos) se
conviertan en 585,8 millones de toneladas de helio ¡cada segundo! (585
800 000 000 kilos) (Los 4,2 millones de toneladas – 4 200 000 000 kilos – que faltan se convierten en radiación solar ).
A vista de esto, puede parecer que el Sol está perdiendo peso con una rapidez alarmante,
pero en realidad hay en él una cantidad total de hidrógeno tan grande, que esta pérdida
puede proseguir al ritmo actual durante miles de millones de años, sin que por eso se altere de modo importante la situación.
Nuestro Sol tiene suficiente combustible para continuar fusionando hidrógeno en helio
para por unos 6 000 millones de años, luego, se expandirá para transformarse en una
estrella gigante roja y comenzará a fusionar helio en carbono, pero, ésa es otra historia.
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Hasta la semana que viene
