Origen de los elementos: Teorías actuales

         Unas de las teorías que aún tiene validez y es estudiada con vehemencia es la Teoría de la explosión de Supernova. Esta teoría señala la posibilidad de que los elementos más pesados de este planeta se formaron a través de las supernovas que colapsaron en los primeros tiempos del universo. La teoría de la Supernova señala que dicha explosión provocó la separación de las capas externas de la estrella por medio de fuertes ondas de choque que permitieron «enriquecer» el espacio que la rodea con elementos pesados.

        Los restos de este suceso disponen de nubes de polvo y gas. Entonces, cuando el frente de onda de la explosión alcanzó otras nubes de gas y polvo que estaban en las adyacencias, las comprimió y desencadenó el origen de nuevas nebulosas solares, que luego ocasionaría la formación de nuevos sistemas estelares (quizá con planetas, al estar las nebulosas enriquecidas con los elementos procedentes de la explosión).

         Por su parte, otra teoría que todavía está en vigencia y que explica el surgimiento de los elementos de la corteza terrestre es la teoría del Big Bang, o lo que en español seria, el gran estallido. Esta teoría señala que de la «nada» emerge toda la materia, es decir, el origen del Universo. La materia, hasta ese momento, es un punto de densidad infinita, que en un momento dado «explota» generando la expansión de la materia en todas las direcciones y creando lo que conocemos como nuestro Universo. La materia lanzada en todas las direcciones por la explosión primordial está constituida exclusivamente por partículas elementales: electrones, positrones, mesones, bariones, neutrinos, fotones, hasta más de 89 partículas conocidas hoy en día.

         Para el año 1948 el físico ruso George Gamow modificó la teoría de Lemaître del núcleo primordial. Gamow planteó que el Universo se creó en una explosión gigantesca y que los diversos elementos que hoy se observan se originaron durante los primeros minutos después del Big Bang, cuando la temperatura extremadamente alta y la densidad del Universo fusionaron partículas subatómicas en los elementos químicos.

         En la actualidad se han efectuado cálculos que señalan que a los 8 minutos del Big-Bang la composición del universo era ¼ de la masa era helio y las ¾ eran de hidrógeno. De igual manera se cree que había 10-3% del elemento deuterio y 10-6% núcleos de litio. El elemento hidrógeno es el más abundante en el universo constituyendo el 88,6%, después el helio que es 8 veces menor que el hidrógeno (11.3 %) y los demás elementos el 0,1%.

         Sin embargo, la teoría de Gamow proporciona una base para la comprensión de los primeros inicios del Universo y su posterior evolución. A causa de su elevadísima densidad, la materia existente en los primeros momentos del Universo se expandió con rapidez. Al expandirse, el helio y el hidrógeno se enfriaron y se condensaron en estrellas y en galaxias. Esto explica la expansión del Universo y la base física de la ley de Hubble. En términos un poco más simples, podemos explicar la teoria de esta manera: El planeta Tierra, en sus inicios, poseía una temperatura muy elevada; por la expansión sufrió un enfriamiento, originándose así las distintas capas. Primero: un núcleo denso y sólido, formado por hierro y níquel. Segundo: Una fase líquida llamada magma que envuelve al núcleo. Tercero: una corteza externa.

         Los elementos más pesados que el hierro, según esta teoria, se originaron a partir de la adición de neutrones a los núcleos y posterior emisión electrónica. En ambientes de baja densidad neutrónica la adición se producía más lentamente, sin embargo en entornos de alta densidad neutrónica la adición era rápida, como se da en a las Novas, donde se puede adicionar de 10 a 15 neutrones en poco tiempo originando otro tipo de elementos.

      Actualmente se conocen 118 elementos, de los cuales 90 comprendidos entre el hidrógeno y el uranio son elementos naturales, pero existen el promecio,  el tecnecio y uno de los más recientes el copernicio (Cn), 112 en la tabla periódica, que no son naturales, y se obtienen mediante reacciones nucleares.

      Para producir átomos del elemento 112 (copernicio), los científicos aceleraron átomos de zinc cargados con la ayuda de un acelerador de partículas de 120 metros de largo en el GSI y “disparándolos” sobre una diana de plomo. Los núcleos de zinc y plomo se unieron en una fusión nuclear para formar el núcleo de un nuevo elemento.

          Este elemento posee un número atómico de 112, que es la suma total de los números atómicos de los dos elementos iniciales: el zinc que tiene un número atómico de 30 y el plomo de 82. El número atómico de un elemento indica el número de protones de su núcleo. Los neutrones que también están situados en el núcleo no tienen efectos en la clasificación del elemento. Son los 112 electrones, los cuales orbitan el núcleo, los que determinan las propiedades químicas del nuevo elemento.

          De los cuatro nuevo elementos ubicados en la tabla periódica no se tiene muchos datos aún, salvo que son sintéticos radiactivos. IUPAC inició el proceso de formalización de los nombres y símbolos para estos nuevos elementos nombrados temporalmente como ununtrium, (Uut o elemento 113), Ununpentium (Uup, elemento 115), ununseptium (Uus, elemento 117), y ununoctium (Uuo, elemento 118 ).