¿Cuántas partículas hay en el universo?
En realidad no hay una respuesta concreta a esta
pregunta, porque de entrada no sabemos cómo es de grande el
universo. Sin embargo hagamos algunas hipótesis.
Uno
de los cálculos es que hay unas 100.000.000.000 (ó 1011,
un 1 seguido de 11 ceros) de galaxias en el universo. Cada una de
estas galaxias tiene por término medio una masa 100.000.000.000 (ó
1011)
mayor que la del Sol.
Quiere
decirse que la cantidad total de materia en el universo es igual a
1011
1011 ó
1022
veces la masa del Sol. Dicho con otras palabras, en el universo hay
materia suficiente para hacer 10.000.000.000.000.000.000.000 (diez
mil trillones) de soles como el nuestro.
La
masa del Sol es de 2
1033
gramos. Esto significa que la cantidad total de materia en el
universo tiene una masa de 1022
2
1033
gramos. Lo cual puede escribirse como
20.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.
Dicho con palabras, veinte nonillones.
Procedamos
ahora desde el otro extremo. La masa del universo está concentrada
casi por entero en los nucleones que contiene. (Los nucleones son las
partículas que constituyen los componentes principales del núcleo
atómico.) Los nucleones son cosas diminutas y hacen falta 6
1023
de ellos para juntar una masa de 1 gramo.
Pues
bien, si 6
1023
nucleones hacen 1 gramo y si hay 2
1055
gramos en el universo, entonces el número total de nucleones en el
universo es 6
1023
2
1055
ó 12
1078,
que de manera más convencional se escribiría 1,2
1079.
Los astrónomos opinan que el 90 por 100 de los átomos
del universo son hidrógeno, el 9 por 100 helio y el 1 por 100
elementos más complicados. Una muestra típica de 100 átomos
consistiría entonces en 90 átomos de hidrógeno, 9 átomos de helio
y 1 átomo de oxígeno (por ejemplo). Los núcleos de los átomos de
hidrógeno contendrían 1 nucleón cada uno: 1 protón. Los núcleos
de los átomos de helio contendrían 4 nucleones cada uno: 2 protones
y 2 neutrones. El núcleo del átomo de oxígeno contendría 16
nucleones: 8 protones y 8 neutrones.
Los cien átomos juntos contendrían, por tanto, 142
nucleones: 116 protones y 26 neutrones
Existe una diferencia entre estos dos tipos de
nucleones. El neutrón no tiene carga eléctrica y no es preciso
considerar ninguna partícula que lo acompañe. Pero el protón tiene
una carga eléctrica positiva y como el universo es, según se cree,
eléctricamente neutro en su conjunto, tiene que existir un electrón
(con una carga eléctrica negativa) por cada protón.
Así
pues, por cada 142 nucleones hay 116 electrones (para compensar los
116 protones). Para mantener la proporción, los 1,2
1079
nucleones del universo tienen que ir acompañados de 1 x 1079
electrones. Sumando los nucleones y electrones, tenemos un número
total de 2,2 x 1079
partículas de materia en el universo. Lo cual se puede escribir como
22.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.-
000.000.000.000.000.000.000.000 (ó 22 tredecillones).
Si el universo es mitad materia y mitad antimateria,
entonces la mitad de esas partículas son antinucleones y
antielectrones. Pero esto no afectaría al número total.
De las demás partículas, las únicas que existen en
cantidades importantes en el universo son los fotones, los neutrinos
y posiblemente los gravitones. Pero como son partículas sin masa no
las contaré. Veintidós tredecíllones es después de todo
suficiente y constituye un universo apreciable.
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