Se dice que un centímetro cúbico de una estrella de neutrones pesa miles de millones de toneladas. ¿Cómo es posible?
Un átomo tiene
aproximadamente 10-8
centímetros de diámetro. En los sólidos y líquidos ordinarios los
átomos están muy juntos, casi en contacto mutuo. La densidad de los
sólidos y líquidos ordinarios depende por tanto del tamaño exacto
de los átomos, del grado de empaquetamiento y del peso de los
distintos átomos.
De los sólidos ordinarios, el menos denso es el
hidrógeno solidificado, con una densidad de 0,076 gramos por
centímetro cúbico. El más denso es un metal raro, el osmio, con
una densidad de 22,48 gramos por centímetro cúbico.
Si los átomos fuesen bolas macizas e incomprensibles,
el osmio sería el material más denso posible y un centímetro
cúbico de materia jamás podría pesar ni un kilogramo, y mucho
menos toneladas.
Pero los átomos no son macizos. El físico neozelandés Ernest
Rutherford demostró ya en 1909 que los átomos eran en su mayor
parte espacio vacío. La corteza exterior de los átomos contiene
sólo electrones ligerísimos, mientras que el 99,9 por 100 de la
masa del átomo está concentrada en una estructura diminuta situada
en el centro: el núcleo atómico.
El núcleo atómico
tiene un diámetro de unos 10 13
centímetros (aproximadamente 1/100.000 del propio átomo). Si los
átomos de una esfera de materia se pudieran estrujar hasta el punto
de desplazar todos los electrones y dejar a los núcleos atómicos en
contacto mutuo, el diámetro de la esfera disminuiría hasta
1/100.000 de su tamaño anterior.
De modo análogo, sí se pudiera comprimir la Tierra
hasta dejarla reducida a un balón de núcleos atómicos, toda su
materia quedaría reducida a una esfera de unos 130 metros de
diámetro. En esas mismas condiciones, el Sol mediría 13,7
kilómetros de diámetro. Y si pudiéramos convertir toda la materia
conocida del universo en núcleos atómicos en contacto, obtendríamos
una esfera de sólo algunos cientos de millones de kilómetros de
diámetro, que cabría cómodamente dentro del cinturón de
asteroides del sistema solar.
El calor y la presión que reinan en el centro de las
estrellas rompen la estructura atómica y permiten que los núcleos
atómicos empiecen a empaquetarse unos junto a otros. Las densidades
en el centro del Sol son mucho más altas que la del osmio, pero como
los núcleos atómicos se mueven de un lado a otro sin impedimento
alguno, el material sigue siendo un gas. Hay estrellas que se
componen casi por entero de tales átomos destrozados. La compañera
de la estrella Sirio es una «enana blanca» no mayor que el planeta
Urano, y sin embargo tiene una masa parecida a la del Sol.
Los núcleos atómicos se componen de protones y
neutrones. Todos los protones tienen cargas eléctricas positivas y
se repelen entre sí, de modo que en un lugar dado no se pueden
reunir más de un centenar de ellos. Los neutrones, por el contrario,
no tienen carga y en condiciones adecuadas es posible empaquetar un
sinfín de ellos para formar una «estrella de neutrones». Los
pulsares, según se cree, son estrellas de neutrones.
Si el Sol se convirtiera
en una estrella de neutrones, toda su masa quedaría concentrada en
una pelota cuyo diámetro sería 1/100.000 del actual y su volumen
(1/100.000)3
ó 1/1.000.000.000.000.000 (una milbillónésima) del actual. Su
densidad sería por tanto 1.000.000.000.000.000 (mil billones) de
veces superior a la que tiene ahora.
La densidad global del Sol hoy día es de 1,4 gramos por
centímetro cúbico. Si fuese una estrella de neutrones, su densidad
sería de 1.400.000.000.000.000 gramos por centímetro cúbico. Es
decir, un centímetro cúbico de una estrella de neutrones puede
llegar a pesar 1.400.000.000 (mil cuatrocientos millones) de
toneladas.