¿Por qué hay supernovas?

Newsletter Pirata FM

El cielo es el lienzo en el que vemos los procesos más energéticos del Universo. Las estrellas son soles, masas de gases (esencialmente hidrógeno) en las que cada poco estalla una bomba termonuclear. En la Tierra queremos una fusión nuclear suave y controlada, pero en las estrellas no hay control alguno: los procesos son salvajes.

Estrellas hay en Universo para todos los gustos: desde enanas rojas que se convierten en azules a gigantes rojas a estrellas de neutrones.

Las estrellas evolucionan: Lentamente o muy deprisa. Crecen, decrecen, se comprimen  en agujeros negros, estallan en novas y supernovas.

Las energías en una estrella son de varios tipos pero las más importantes son la gravitatoria y la de la fusión nuclear.  Según va produciéndose la fusión a lo largo de millones de años la materia de la estrella se va haciendo más densa: El hidrógeno atómico de masa 1 pasa a helio atómico de masa 4, y de ahí al resto de los elementos cada vez de mayor masa en espacios cada vez más reducidos, pues se concentran en el interior de la estrella apelmazándose por gravedad en volúmenes pequeños. Esta acumulación genera atracción gravitatoria de los gases (hidrógeno esencialmente) hacia el centro.

En la Tierra, la atracción es pequeña, de manera que el hidrógeno gaseoso ha volado fuera de la atmósfera hace ya mucho tiempo. Pero en las estrellas los gases quedan retenidos alrededor de sus núcleos.  Estos gases tienen energías suficientes para que sus átomos se unan entre sí, cuando se encuentran, lo cual es raro, pues las atmósferas estelares son extremadamente tenues. Pero cuando se encuentran bajo la fuerza de la gravedad se unen entre sí, y se produce un estallido a modo de las bombas de hidrógeno que han hecho estallar los seres humanos. Las fuerzas nucleares son inmensas en espacios pequeños, pero las fuerzas gravitatorias, que son extremadamente minúsculas  en esos espacios, son equivalentes a las nucleares cuando la materia se acumula en cantidades ingentes.

En las estrellas tenemos los mismos conflictos que en las sociedades humanas: Las fuerza de atracción y las de repulsión. Durante mucho tiempo (millones a miles de millones de años) en las estrellas se mantiene el equilibrio: El hidrógeno se fusiona para formar Helio, y el Helio avanza hacia los elementos de mayor masa del Sistema Periódico, y las reacciones de fusión aceleran a los electrones del gas de la esfera que radia energía en forma de radiación electromagnética, en ondas similares a las de la radio y la televisión,  unas veces en el infrarrojo, otras como luz visible, otras, en fin, como rayos X, y radiación gamma. Las ondas son todas ondulaciones de los campos eléctrico y magnético que llenan el espacio, y se distinguen solo por la distancia entre sus máximos, como en las olas del mar: Hay olas cuya distancia entre máximos es de 4 metros, otras de 40.

A veces el equilibrio lleva a una desaparición de la fusión nuclear y la estrella deja de serlo, y se convierte en un trozo de roca espacial: La estrella muera suavemente, sin escándalo, sin hacer ruido: Se va yendo como se le va la vida a una persona ya mayor y delicada.

Pero otras veces la cantidad de materia densa acumulada en el núcleo de la estrella es tal que la fuerza de la gravedad hace que el resto de la materia de la misma implosione hacia el centro, o en estrellas binarias, una de ellas atrae bruscamente a la otra que al unirse a ella aumenta de tal modo la fuerza gravitatoria del núcleo aumentado que esta fuerza dispara una reacción de fusión nuclear en cadena.

En la  implosión o colapso gravitacional, la materia del núcleo puede comprimirse tanto en un tiempo muy pequeño que la energía liberada genera la explosión violenta de las capas externas al núcleo comprimido, o no lo suficiente, entonces se forman estrellas de neutrones o quizás agujeros negros.

El que una im-plosión resulte en una ex-plosión se puede entender con el análogo de un termo de café al que se la ha quitado la funda y ha quedado solo el vidrio. Entre las dos capas de vidrio hay vacío: Si hacemos un pequeño agujero en el vidrio exterior, el aire exterior im-plosiona: Llena a altísima velocidad el interior del termo, y posteriormente, al haber aumentado mucho la presión interior, hace estallar a todo el vidrio cuyos cristalitos se reparten por toda la habitación.

Ambos mecanismos han sido detectados en las estrellas. Las supernovas no son muy abundantes.  Se piensa que ocurren unas tres veces cada cien años en la Vía Láctea. Las que han sido visibles a simple vista han sido cuatro desde el año 1006, otra tuvo lugar en 1054, otra en 15072, y la última visible a simple vista ocurrió en 1604 cuando Kepler la observó, y la utilizó como una prueba más del error de Aristóteles y Tomas de Aquino, que insistían en que el cielo era perfecto.

El mundo, el Universo es algo esencialmente no estático, es un sistema altamente complejo donde todas sus partes están en interacción todas con todas y cada una evoluciona de manera distinta de las demás. No es posible seguir manteniendo las ficciones de sistemas ideales, del estudio  de “el electrón” o “el átomo de hidrógeno”, o de máquinas sin rozamiento, no ya en la ingeniería, sino esencialmente en la física.

La naturaleza es interacción y cada interacción lleva a los sistemas por caminos divergentes. Y esas interacciones son, como vemos en las supernovas, muchas veces explosivas. Es decir se alcanzan puntos críticos de no retorno, forzados por dinámicas no lineales.

Necesitamos pasar hacia adelante, sobrepasar las teorías lineales que reinan aún en muchas disciplinas, por ejemplo, en las doctrinas económicas. El Universo tiene, debido a estas múltiples interacciones no lineales, comportamientos aleatorios: Pensamos en la Galaxia hay tres supernovas cada 100 años. Pero no sabemos cuando se produce cada una, ni la intensidad de la misma.

Sabemos que en el sistema económico hay puntos críticos, crashes y colapsos, pero mientras mantengamos la ficción de una teoría lineal, no sabremos nunca que se pueden producir, ni podremos utilizar los recursos de los sistemas estadísticos y complejos para analizar su evolución.

Algo tan lejano como son las estrellas a cientos o miles de años luz nos pueden, quizás convencer de que hay que estudiar las cosas utilizando otras herramientas.

Quizás seamos tan inteligentes que lo hagamos.


wave-background
Da click para seleccionar ☚