6. Partículas subatómicas: el origen del Universo
Hemos comenzado este tema, el estudio de la estructura de los átomos, recordando que el átomo se compone de tres tipos de partículas: electrones, protones y neutrones.
Pues bien, hoy en día se sabe que estas partículas no son las más simples, sino que se componen a su vez de otras partículas subatómicas llamadas partículas elementales.
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| Imagen de Anskar en Wikimedia Commons. CC |
Actualmente los científicos clasifican las partículas subatómicas en tres grandes grupos: los quarks, los leptones y los bosones.
En la imagen de la derecha está representado el conocido como Modelo Estándar, una teoría que describe la estructura fundamental de la materia, y en ella están considerados como partículas elementales dos tipos: los fermiones (que se dividen en dos grupos: Quarks y Leptones) y los bosones.
Pincha sobre la imagen si quieres verla ampliada.
Veamos a continuación con un poco de más detalle estos tipos de partículas:
Leptones: Son partículas de interacción débil y masa ligera. Entre los leptones encontramos los:
- Electrones (e-): son partículas muy estables, de carga igual a -1
- Neutrinos (v): son partículas más ligeras que los electrones y carga igual a 0
- Muones (u): son los leptones más pesados.
Quarks: partículas elementales que se unen para formar hadrones y mesones (hadrones más ligeros) que a su vez se unen para formar los protones y neutrones. En la imagen siguiente puedes ver cómo se constituye un neutrón por la unión de tres quarks.
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Estructura de Quarks de un Neutrón |
Bosones: son las partículas portadoras de las fuerzas y se caracterizan por tener espín entero (0,1,2,...). Entre los bosones encontramos:
- Fotones
- Bosones débiles
- Gluones
Curiosidad
Puede que ya hayas visto este capítulo de la serie Big Bang Theory.
En él, el recientemente fallecido profesor Hawking y Sheldon Cooper hablan del bosón de Higgs.
Ya ves que los científicos en la actualidad siguen estudiando y avanzando en este campo de la Ciencia.
El bosón de Higgs es conocido también como partícula de Dios. Puedes leer al respecto en este artículo.
El origen del Universo
Existen diversas teorías científicas que intentan dar una explicación al origen del Universo. Veamos las más importantes:
- Teoría del Big-Bang
También conocida como Gran Explosión, supone que hace 15.000 millones de años toda la materia del Universo estaba concentrada en un punto del espacio, llamado átomo primordial o principal. Esa masa de una densidad enorme explotó, así la materia salió impulsada hacia todas direcciones surgiendo así el universo. Desde entonces el Universo sigue expandiéndose.
- Teoría del Estado Estacionario
Nace a mediados del siglo pasado, como alternativa a la Teoría del Big Bang. Defiende que el universo no tiene principio ni final y que la materia del Universo siempre ha existido tal y como existe ahora.
Para saber más
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Satélite COBE |
Gracias a los avances tecnológicos de los últimos años, se han realizado mediciones que constatan la expansión del Universo.
En noviembre de 1989 la NASA lanzó el satélite científico COBE para observar el fondo cosmológico difuso, una radiación electromagnética descubierta en 1965. Esta radiación inunda uniformemente todo el Universo. La sonda espacial ha observado que la energía de sus fotones sigue la ley de la radiación de un cuerpo negro. Según la teoría del Big Bang, en el universo primordial debía existir una fuerte radiación energética de este tipo. Gracias a la elevada temperatura inicial, se mantenía en equilibrio con la materia ionizada existente. Al condensarse la materia solo quedó la radiación. El COBE la ha detectado, ya enfriada de 3000 K a 3K, tras un viaje de unos quince mil millones de años. Este hecho constituyó un fuerte respaldo al Big Bang.