Autor: Alejandro Gangui http://www.iafe.uba.ar/gangui.html
IAFE – Instituto de Astronomía y Física del Espacio Grupo Relatividad
Un campo unificado o campo de gran unificacion es a groso modo un campo como el del electromagnetismo pero que esta presente en epocas muy tempranas de la vida del universo.
Todas las particulas conocidas pueden expresarse en terminos de campos: por ejemplo, el campo electromagnetico es transmitido por el foton (un corpusculo de luz). Esto es, cuando dos particulas cargadas electricamente se atraen o repelen, todos sabemos que es debido a que una de ellas se halla «sumergida» en el campo electromagnetico producido por la otra. Pues bien, otra forma de pensarlo es a traves del intercambio de un foton entre las particulas: es el foton emitido por las particulas cargadas el que le dice a una la existencia y carga de la otra.
Algo analogo sucede tambien con las otras fuerzas fundamentales conocidas.
Hasta mediados del siglo XIX se pensaba que el magnetismo y la electricidad eran dos interacciones independientes y distintas. La «unificacion» de estas interacciones hecha por Maxwell resulto en el electromagnetismo.
Las teorias actuales de fisica de altas energias proponen que en epocas muy tempranas todas las interacciones fundamentales (electromagnetismo, fuerza nuclear debil y fuerza nuclear fuerte) se hallaban «unidas» en una suerte de fuerza unificada (o de «gran unificacion»). Esto es, en dichas epocas, cuando las temperaturas y energias reinantes eran mucho mayores que las actuales, el electromagnetismo como tal aun no existia y el universo contenia distintos campos de interaccion (campos de gran unificacion) cuyas energias luego darian origen a los campos electromagnetico y a los demas conocidos hoy.
2- Einstein, luego de sus teorias de la relatividad (especial y general) se dedico durante muchos anios a la busqueda de una teoria de gran unificacion en donde tambien la gravitacion pudiera amalgamarse con las demas interacciones conocidas. Es cierto que las particulas elementales descubiertas solo anios mas tarde, y que dieron los indicios a los teoricos para proponer los modelos de gran unificacion correctos, NO eran conocidas en la epoca de Einstein. Sin embargo las herramientas matematicas (teoria de grupos, etc..) necesarias para proponer las teorias actuales SI existian. Solo que en aquella epoca, y sin motivacion experimental alguna, las direcciones teoricas por donde transitar eran multiples y dificiles de cotejar con la realidad…
3- respecto a que estamos hechos del polvo estelar, bien romantico por supuesto, pero ademas (y que tambien es importante) es cierto! En las altas temperaturas luego de los primeros instantes del evento conocido como Big Bang se formaron los nucleos de los elementos quimicos mas livianos (como los nucleos de hidrogeno, helio, litio). Este proceso de «fusion nuclear» se lo conoce como nucleosintesis primordial. Sin embargo, los elementos quimicos que nos forman (carbono, etc..) no pudieron ser «fabricados» durante estos primeros minutos de vida del universo, ya que la expansion y enfriamiento del universo eran demasiado rapidos y no dio tiempo para formar sino este puniado de elementos livianos.
Luego, por intermedio de la gravitacion se fueron formando las primeras estructuras astrofisicas que dieron origen a las estrellas etc.. Cuando estas estructuras alcanzaban un densidad adecuada (gracias a la acumulacion de materia y a la propiedad atractiva de la gravitacion) los nucleos estelares lograban apretar lo suficiente a los elementos como para que se produjese nuevamente fusion nuclear. Este proceso se llama nucleosintesis estelar. Y como resultado se «cocinan», a partir de los elementos mas livianos, los elementos mas pesados de la tabla periodica de Mendeleiev.
Cuando este combustible nuclear se acaba, la presion de radiacion (generada por las fusiones nucleares) de la estrella no logra ya contrarrestar la atraccion gravitatoria que tiende a hacerla colapsar. Se produce entonces el colapso gravitatorio y, segun la masa de la estrella, se dara origen a diversos tipos de objetos compactos, como enenas blancas, agujeros negros, etc… Es en este colapso gravitatorio, muchas veces llamado eventos de «nova» o «supernova» («estrellas nuevas» ya que en la antiguedad aparecian de golpe en el cielo y luego desaparecian sin que nadie supiese el porque’) cuando los elementos pesados son dispersados por el espacio intergalactico para ser luego acumulados en otras estrellas en formacion… Asi, en sucesivas etapas, estos elementos llegan a una nebulosa primitiva
(como aquella propuesta por Immanuel Kant en 1755) que da origen al Sol y a su escolta de planetas y a nosotros…. Es en ese sentido que SI, efectivamente, somos polvo de estrellas…
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