Un laboratorio ha recreado la primera molécula tras el Big Bang. El resultado no encaja con nuestra historia del universo

En el principio, Dios creó los cielos y la tierra. Y la tierra estaba sin orden y vacía. Y las tinieblas cubrían la superficie del abismo, y el espíritu de Dios se movía sobre la superficie de las aguas. Entonces dijo Dios: sea la luz. Y hubo luz. Vaya si hubo luz.

Un poco de contexto. Justo después del Big Bang, el universo era un lugar inimaginablemente denso y caliente. Pero a medida que se expandía y enfriaba, la materia comenzó a organizarse. Primero, los protones y neutrones formaron los núcleos de los elementos más ligeros.

En Xataka

Hace más de 100 años Einstein predijo las lentes gravitacionales. Gracias a ello hemos descubierto un “puente de materia oscura”

Trescientos ochenta mil años después, las temperaturas bajaron 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 sencilla 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 fue objeto de intensos debates y simulaciones teóricas.

Ahora, un equipo de investigadores del Instituto Max Planck de Física Nuclear en Alemania ha conseguido recrear por primera vez  las reacciones de esta molécula en condiciones similares a las del universo primitivo. El resultado ha sido una sorpresa mayúscula que obligará a los físicos a reconsiderar lo que creían saber sobre cómo se encendieron las primeras luces.

Las primeras estrellas. Tras la formación de los átomos neutros, el universo entró en un periodo conocido como la “Edad Oscura”. Todavía no había objetos que emitieran luz, como las estrellas. Para que una estrella naciera, una nube de gas tenía que contraerse hasta alcanzar la densidad y la temperatura suficientes para iniciar la fusión nuclear. Pero hay un problema: para que la nube se contrajera hasta ese punto por efecto de la gravedad, necesitaba disipar calor.

Por debajo de los 10.000 grados Celsius, los átomos de hidrógeno no son capaces de irradiar ese calor. Aquí es donde entran en juego las moléculas. El hidruro de helio (HeH+) puede enfriar el gas de una forma mucho más eficiente debido a su fuerte momento dipolar: irradia calor emitiendo fotones al rotar y vibrar.

Algo no cuadra. Los físicos creían que el HeH+ había sido un agente refrigerante clave en el universo primitivo. El problema era que el HeH+ también podía ser destruido al colisionar con los omnipresentes átomos de hidrógeno. Hasta ahora, los modelos teóricos predecían que la reacción de destrucción se había ralentizado drásticamente por las bajísimas temperaturas del universo primitivo, pero nadie lo había comprobado experimentalmente.

Los resultados del experimento, publicados en la revista Astronomy & Astrophysics, son completamente inesperados. Al diferencia de todas las predicciones, la reacción no se ralentiza a bajas temperaturas. De hecho, su velocidad se mantiene casi constante. Ocurre lo que los físicos denominan una “reacción sin barrera”.

Imagen | NASA, ESA

En Xataka | La primera molécula del Universo: tras décadas tras ella, acabamos de descubrir una de las piezas clave del amanecer de la química

–
La noticia

Un laboratorio ha recreado la primera molécula tras el Big Bang. El resultado no encaja con nuestra historia del universo

fue publicada originalmente en

Xataka

por
Matías S. Zavia

.

​En el principio, Dios creó los cielos y la tierra. Y la tierra estaba sin orden y vacía. Y las tinieblas cubrían la superficie del abismo, y el espíritu de Dios se movía sobre la superficie de las aguas. Entonces dijo Dios: sea la luz. Y hubo luz. Vaya si hubo luz.

Un poco de contexto. Justo después del Big Bang, el universo era un lugar inimaginablemente denso y caliente. Pero a medida que se expandía y enfriaba, la materia comenzó a organizarse. Primero, los protones y neutrones formaron los núcleos de los elementos más ligeros.

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Hace más de 100 años Einstein predijo las lentes gravitacionales. Gracias a ello hemos descubierto un “puente de materia oscura”

Trescientos ochenta mil años después, las temperaturas bajaron 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 sencilla 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 fue objeto de intensos debates y simulaciones teóricas.

Ahora, un equipo de investigadores del Instituto Max Planck de Física Nuclear en Alemania ha conseguido recrear por primera vez  las reacciones de esta molécula en condiciones similares a las del universo primitivo. El resultado ha sido una sorpresa mayúscula que obligará a los físicos a reconsiderar lo que creían saber sobre cómo se encendieron las primeras luces.

Las primeras estrellas. Tras la formación de los átomos neutros, el universo entró en un periodo conocido como la “Edad Oscura”. Todavía no había objetos que emitieran luz, como las estrellas. Para que una estrella naciera, una nube de gas tenía que contraerse hasta alcanzar la densidad y la temperatura suficientes para iniciar la fusión nuclear. Pero hay un problema: para que la nube se contrajera hasta ese punto por efecto de la gravedad, necesitaba disipar calor.

Por debajo de los 10.000 grados Celsius, los átomos de hidrógeno no son capaces de irradiar ese calor. Aquí es donde entran en juego las moléculas. El hidruro de helio (HeH+) puede enfriar el gas de una forma mucho más eficiente debido a su fuerte momento dipolar: irradia calor emitiendo fotones al rotar y vibrar.

Algo no cuadra. Los físicos creían que el HeH+ había sido un agente refrigerante clave en el universo primitivo. El problema era que el HeH+ también podía ser destruido al colisionar con los omnipresentes átomos de hidrógeno. Hasta ahora, los modelos teóricos predecían que la reacción de destrucción se había ralentizado drásticamente por las bajísimas temperaturas del universo primitivo, pero nadie lo había comprobado experimentalmente.

Los resultados del experimento, publicados en la revista Astronomy & Astrophysics, son completamente inesperados. Al diferencia de todas las predicciones, la reacción no se ralentiza a bajas temperaturas. De hecho, su velocidad se mantiene casi constante. Ocurre lo que los físicos denominan una “reacción sin barrera”.

Imagen | NASA, ESA

En Xataka | La primera molécula del Universo: tras décadas tras ella, acabamos de descubrir una de las piezas clave del amanecer de la química

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Un laboratorio ha recreado la primera molécula tras el Big Bang. El resultado no encaja con nuestra historia del universo

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Matías S. Zavia

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