Edat de l'univers

2001/02/13 Galarraga Aiestaran, Ana - Elhuyar Zientzia

• Astrofisika

Quants anys té l'univers?

Aquesta senzilla i bàsica pregunta ha estat la preocupació dels astrònoms al llarg dels segles. Per al càlcul de l'edat se solen utilitzar molts mètodes, com el mesurament de la velocitat d'allunyament de l'univers o de les nanes blanques, les estrelles febles que estan morint, la claredat. No obstant això, aquests mètodes no proporcionen un càlcul correcte de l'edat (estimen que pot aconseguir els 9-16 mil milions d'anys), ja que tots ells es basen en suposicions sobre l'objecte estudiat.

La cosmocronometría radioactiva, mètode basat en la quantitat de tori radioactiu en les estrelles, és més fiable. Ara, l'equip de l'astrònom Cayrel de l'observatori parisenc ha donat a conèixer un nou pas: En una estrella molt antiga anomenada CS31082-001 s'ha trobat urani radioactiu.

D'on vénen els elements radioactius?

Gairebé tots els elements químics s'han produït en reaccions de fusió nuclear, cors calents i densos de les estrelles o supernoves. Els cicles de fusió alliberen energia, la qual cosa dóna a les estrelles la pressió cap a l'exterior necessària per a estabilitzar la força cap a l'interior de la gravitació. Encara que inicialment el nucli està format per elements de baix pes atòmic, com l'hidrogen i l'heli, amb el temps es formen elements més pesats fins a arribar al ferro. En conseqüència, la força de gravetat també augmenta i l'obtenció d'energia mitjançant la fusió es fa més difícil. Al final les forces de gravetat no es poden equilibrar i les estrelles s'impliquen, empassant capes exteriors. En arribar al nucli, les estrelles exploten alliberant tota l'energia, la qual cosa es diu supernova. No obstant això, encara que la supernova és un dels episodis més espectaculars que es poden veure en l'espai, només algunes estrelles acaben així. La supernova genera molts neutrons inestables i, per a estabilitzar-los, es concentren en un nucli. Paral·lelament es generen elements radioactius de gran pes i llarga vida, principalment el tori i l'urani.

Per què són tan importants el tori i l'urani per als astrònoms?

Els elements radioactius es van desintegrant al llarg del temps i cadascun té una velocitat de desintegració diferent i constant. Aquesta característica s'utilitza per a calcular l'edat de les restes d'antany, tant fòssils com estrelles, i és el mètode de 14C ^utilitzat en arqueologia. Al seu torn, la velocitat de desintegració d'aquests elements radioactius és coneguda, per la qual cosa es pot saber quan es van formar.

El tori i l'urani radioactiu creat després del final de la supernova de les vivències d'una estrella nascuda al principi de la història de la nostra galàxia poden estar encara al seu voltant pel seu llarg temps de desintegració. L'anàlisi de la quantitat en què es troben ha permès conèixer la data de naixement de l'univers i determinar la data de naixement. No obstant això, malgrat haver observat estrelles velles amb tori radioactiu, no ha estat tan fàcil veure que també tenien urani radioactiu.

Els astrònoms pensen que l'univers va néixer fa entre 14 i 16 mil milions d'anys, després de mesurar el tori que tenen les estrelles antigues, que suposadament van néixer amb l'univers. No obstant això, aquesta dada no és tan exacte com s'esperava, ja que el temps de desintegració del tori és tan llarg que el marge d'error calculat també és molt gran, 4 mil milions, que és massa gran per als astrònoms.

L'últim descobriment

Cayrel i el seu equip van observar amb un telescopi especial el CS31082-001 a la recerca d'estrelles velles. L'estudi realitzat a aquesta estrella ha permès acostar-se molt més a conèixer l'edat exacta de l'univers. A més del tori radioactiu, té urani radioactiu. Tenint en compte els temps de desintegració de tots dos i la quantitat en la qual es troben, l'equip de Cayrele creu que aquests elements es van formar fa 12,5 milions d'anys. Aquest càlcul és més precís que els realitzats anteriorment i presenta un marge d'error menor de 3,3 mil milions.

Moltes estrelles nascudes al principi de la història de la galàxia tenen nombrosos toris radioactius, i almenys una té urani radioactiu. Com la nova generació de grans telescopis comença ara, esperen trobar més exemples similars. Els resultats dels seus estudis permetran acostar-nos a l'edat exacta de l'univers.