Al principio, Dios creó cielos y tierra. Y la tierra estaba sin orden y vacía. Y la oscuridad cubrió la superficie del abismo, y el espíritu de Dios se movió en la superficie de las aguas. Entonces Dios dijo: Sé la luz. Y había luz. Ve si había luz.
Un poco de contexto. Justo después del Big Bang, el universo era un lugar inimaginablemente denso y caliente. Pero a medida que se expandió y se enfrió, el asunto comenzó a organizarse. Primero, los protones y neutrones formaron los núcleos de los elementos más ligeros.
Trescientos ochenta mil años después, las temperaturas cayeron lo suficiente para que los electrones se unieran a estos núcleos, formando los primeros átomos neutros: principalmente hidrógeno y helio. Y fue entonces, en esa infancia cósmica, cuando nació la química.
La primera molécula. El primer enlace químico del universo fue el ion de hidruro de helio (heh+). Una molécula simple formada por un átomo de helio neutro y un núcleo de hidrógeno; Es decir, un protón. Durante décadas, su papel en el nacimiento de las primeras estrellas estuvo sujeto a intensos debates y simulaciones teóricas.
Ahora, un equipo de investigadores del Instituto Max Planck de Física Nuclear en Alemania ha logrado Recrear por primera vez Las reacciones de esta molécula en condiciones similares a las del universo primitivo. El resultado ha sido una sorpresa capital que obligará a los físicos a reconsiderar lo que pensaron que sabían sobre cómo se encendieron las primeras luces.
Las primeras estrellas. Después de la formación de átomos neutros, el universo entró en un período conocido como la «Edad Oscura». Todavía no había objetos que emitieran luz, como las estrellas. Para que nazca una estrella, una nube de gas tuvo que contraerse hasta que la densidad y temperatura suficiente para comenzar la fusión nuclear. Pero hay un problema: para que la nube se contraiga hasta ese momento debido a la gravedad, necesitaba disipar el calor.
Debajo de los 10,000 grados Celsius, los átomos de hidrógeno no pueden irradiar ese calor. Aquí es donde entran en juego las moléculas. El hidruro de helio (heh+) puede enfriar el gas de una manera mucho más eficiente debido a su fuerte momento dipolar: irradia fotones emisores de calor al girar y vibrar.
Algo no encaja. Los físicos creían que Heh+ había sido un agente de enfriamiento clave en el universo primitivo. El problema era que HEH+ también podía ser destruido colisionando con los átomos de hidrógeno omnipresentes. Hasta ahora, los modelos teóricos predijeron que la reacción de destrucción se había ralentizado drásticamente debido a las temperaturas muy bajas del universo primitivo, pero nadie la había verificado experimentalmente.
Los resultados del experimento, publicado en la revista Astronomía y astrofísicaSon completamente inesperados. A la diferencia de todas las predicciones, la reacción no se ralentiza a bajas temperaturas. De hecho, su velocidad permanece casi constante. Se produce lo que los físicos llaman una «reacción sin barrera».
Imagen | NASA, que
En | La primera molécula del universo: después de décadas después, acabamos de descubrir una de las piezas clave de la química.
