Memorias de un protón

Soy un Protón y en este diario escribo lo que me sucede día a día. Me he dado cuenta de que mi vida es tan larga que merece la pena que hoy haga un pequeño resumen de lo que llevo escribiendo en esta libreta desde que nací.

Pero antes de nada quiero presentarme. Como he dicho soy el protón número 11 de un átomo de hierro dentro del magma del planeta Tierra y tengo 25 hermanos y hermanas Protón que viven conmigo en dicho átomo. A pesar de formar una gran familia somos huérfanos, y difícilmente podemos recordar quienes eran nuestros padres ni como nacimos. Pero por suerte vivimos también en el núcleo de nuestro átomo junto a nuestros 30 primos de la familia Neutrón.

Decía que no recordamos a nuestros padres pero la ciencia sí que ha indagado en nuestro árbol genealógico y nos ha contado que nuestros padres eran Quarks que se unieron y cuyo fruto y resultado fuimos nosotros, la familia de los Protones. A medida que la ciencia ha rebuscado más allá, en busca de información sobre nuestros abuelos y bisabuelas, la cosa se complica y ya me cuesta más entenderlo. Sólo sé que parece ser que todo empezó de una forma bastante confusa hace 13.700 millones de años en una especie de gran explosión denominada Big Bang. Tampoco me quiero olvidar de nuestros primos lejanos, los electrones. Ellos viven mucho más lejos que los neutrones y nosotros, pero también nos unen fuertes lazos de unión y nunca se separan de nosotros. Entre todos formamos el átomo de hierro.

Pero no siempre hemos vivido las familias Protón, Neutrón y Electrón juntos en el átomo de hierro. Es más, ha habido largos periodo de tiempo en los que hemos vivido en átomos más pequeños, en los que ni siquiera vivíamos juntos los 26 protones actuales. Os lo explico desde el principio.

En el comienzo de los tiempos, nuestros padres, los Quarks, vivían en un entorno tan inménsamente caliente que no podían parar quietos ni juntarse entre ellos. A pesar de que entre los Quarks sintieran atracción mutua ( la ciencia le llama fuerza fuerte ) les picaba tanto el culo en un ambiente tan caliente que no se relacionaban entre ellos. Pero llegó un momento en el que la temperatura bajó lo suficiente como para que los Quarks se apaciguaran lo suficiente para asentar un poco la cabeza, y dar rienda suelta a su unión a través de la fuerza fuerte dando lugar a nosotros, los Protones. De forma similar, mediante unión de Quarks surgieron también nuestros primos los Neutrones.

Ya os anticipo que la historia del linaje de mi familia está gobernada por encuentros y desencuentros amorosos y pasionales de diferente tipo. Ya sabemos que hay muchas formas de quererse y de arrejuntarse entre nosotros. Los científicos ( que ya sabemos que tienen una extraña obsesión por ponerle nombre a todo y encasillarlo todo perfectamente ordenado en sus modelos ) les han puesto nombre a estas pasiones: pasión o fuerza fuerte, pasión o fuerza débil...la electromagnética y la gravitatoria. Cada tipo de atracción funciona diferente según el ambiente. Así la fuerza fuerte es la más importante a distancias cortas, la electromagnética a distancias medias....y la gravitatoria es la que más inténsamente funciona en las relaciones a distancia.

A veces estas pasiones son contradictorias. Por ejemplo la fuerza fuerte tiende a atraer a los Quarks que forman los Protones, pero sin embargo la fuerza electromagnética tiende a generar repulsión entre los Protones positivamente cargados. Pues resulta que llegó un momento, que al seguir bajando la temperatura del ambiente, los protones se acercaron más y más; y como a distancias cortas la fuerza fuerte era la dominante, esta venció a la fuerza electromagnética que repelía a los protones. Y así nos unimos Protones y Neutrones para siempre formando lo que hoy llamamos núcleos atómicos. Estos primeros núcleos eran los más simples: los formados por un Protón ( núcleo de hidrógeno ), o por un protón y un neutrón ( deuterio ) o por dos protones y uno o dos neutrones ( helio ). Todo esto sucedió cuando la temperatura era de unos 1.000.000.000 ºC y cuando habían pasado unos 100 sg del Big Bang.

En esas circunstancias teníamos núcleos atómicos simples, y electrones danzando a temperaturas todavía lo suficientemente altas como para que las fuerzas de atracción electromagnéticas núcleo-electrón no fueran suficientes para que núcleos y electrones formalizaran sus uniones. Hubo que esperar unos 300.000 años para que la temperatura bajara a unos miles de grados. Las fuerzas electromagnéticas entre núcleos con carga positiva y electrones con carga negativa empezaron a ser lo suficientemente intensas como para imponerse sobre el nivel de agitación de las partículas en ese rango de temperaturas. Así nos unimos por primera vez núcleos ( protones y neutrones ) y electrones formando la comunidad fundamental de la materia del universo: los átomos.

Así, como Protón, formé parte de los primeros átomos de la historia, los átomos más simples y ligeros: los de Hidrógeno, Deuterio y Helio. Todavía no me había reunido con el resto de mis 25 hermanos Protones.

Recuerdo aquella época como una época oscura, no había luz como la hay ahora proviniente de las estrellas. Pasé 200.000.000 de años en penumbra hasta que las primeras estrellas se crearon. Pero, ¿ como se crearon las estrellas ?

Toda la materia estaba distribuida en forma de átomos de Hidrógeno y Helio a lo largo del universo, y al ser las distancias ya grandes, la fuerza que predominaba era la gravitatoria. Así los átomos fueron atrayéndose mutuamente hasta formar masas cada vez más compactas. La lógica nos lleva a pensar que en algún momento, las distancias entre átomos se reducirían tanto que las fuerzas electromagnéticas de repulsión volverían a retomar el liderazgo. No obstante, la acumulación de masa fue tan inmensa, que las fuerzas gravitatorias predominaron a pesar de que el rango de distancias fuera corto y a priori más favorable para las fuerzas electromagnéticas. Así esas enormes fuerzas gravitatorias superaron las fuerzas electromagnéticas y atrajeron tanto los núcleos de Hidrogeno unos a otros que los fusionaron produciendo átomos con 2 protones y 2 electrones. Esto es, produciendo átomos de Helio. Estos procesos son denominados reacciones de fusión nuclear. Y además de producir átomos mayores a partir de átomos menores, liberan una cantidad ingente de energía. El proceso de la fusión nuclear es el inverso al de la fisión nuclear que se da en las centrales nucleares y que consiste en dividir un átomo grande y pesado en 2 átomos más pequeños y ligeros. Decía que se libera cantidad ingente de energía; esa energía es precisamente la luz que nos llega del espacio y nos ilumina y calienta.

Así es como se hizo la luz en el Universo tras la formación de muchísimas estrellas a lo largo y ancho de muchísimas galaxias. Dentro de esa inmensidad universal de estrellas una fue nuestro humilde aunque todo poderoso para nosotros Sol.

Pero yo soy un protón de un átomo de hierro. Hasta ahora he explicado como se formaron los primeros átomos de Hidrogeno y a partir de ellos a través de reacciones de fusión nuclear átomos de Helio. Pues, si me permitís la simplificación, el proceso se sucedió iterativamente: fusionando átomos de Hidrógeno y Helio se formaron átomos de Litio....y de Berilio...y siguiendo el orden de la tabla periódica llegamos hasta la formación de átomos de hierro como el átomo en el que vivo.

Así se formaron todos los átomos que forman el universo. Pero para entender como llegamos a lugares como el planeta tierra hay que explicar que las estrellas, en sus procesos de fusión nuclear llegan a colisionar y estallar repartiendo por el universo toda su producción de átomos de los diferentes elementos. Una vez dispersados esos átomos por el universo vuelve a ser la fuerza de la gravedad la que se encarga de volver a poner orden e ir condensando todas esas partículas en estructuras como el Planeta Tierra.

Básicamente este es el resumen de mi vida como protón. Así es como fui concebido como unión de Quarks y como fui cambiando de hogar: de núcleos atómicos a átomos de Hidrógeno, y de átomos de Hidrógeno a átomos más pesados hasta llegar a mi actual hogar del átomo de hierro. Así es como he viajado a lo largo de millones de años desde el Big Bang a este recóndito lugar del universo llamado planeta Tierra.