La mujer que encontró nuestros orígenes

“Las estrellas rigen nuestra condición”. Con esa cita de El rey Lear de Shakespeare la astrónoma británica Margaret Burbidge, fallecida la semana pasada a la edad de 100 años, comenzaba uno de los artículos científicos más relevantes del siglo pasado, en el que dio una respuesta astrofísica a la eterna pregunta filosófica: ¿de dónde venimos?

Si le preguntamos a un médico o a un biólogo, nos dirán que el cuerpo humano está compuesto por agua, proteínas, lípidos, ADN, ARN... Para una física como Eleanor Margaret Burbidge es más interesante hablar de entidades más básicas y preguntarse por los átomos que componen el cuerpo humano y el universo. Los pulmones, el corazón, los músculos, los huesos... Todo es básicamente combinación de 4 elementos, aunque no precisamente los de la filosofía griega. Lo que domina es el oxígeno, que da cuenta del 65% de nuestra masa, seguido del carbono, que contribuye con un 18%, hidrógeno 10%, nitrógeno 3%, y luego hasta casi otra veintena de elementos que se consideran esenciales para nuestra vida, aparte de muchos más que en principio no necesitamos. Si estos elementos se reorganizaran en distintas partes de nuestro cuerpo, cabeza y el tronco serían oxígeno, las piernas serían de carbono, los brazos de hidrógeno, y todos los demás elementos tendrían una masa algo mayor que las manos y los pies. Curiosamente, si nos fijamos no en masa sino en número de átomos, lo que domina es el hidrógeno, igual que en el universo en general, que da cuenta de casi 2 de cada 3 átomos en nuestro cuerpo (en el universo, el 90% de los átomos son hidrógeno).

Es realmente fascinante pensar que más del 60% de los átomos que forman nuestro cuerpo se crearon en los primeros minutos después del Big Bang

¿De dónde vienen todos esos elementos?, ¿de dónde venimos nosotros? Esta pregunta nos la hemos hecho durante milenios, y hace ya más de 70 años hubo un gran debate científico sobre el asunto, en paralelo al desarrollo de la Teoría del Big Bang y a los grandes avances en física atómica y nuclear, tristemente ligados al desarrollo bélico. La publicación que lideró Margaret Burbidge, conocido como el artículo B2FH por las iniciales de sus autores, presentó, ¡en 108 páginas!, una compilación de avances en el estudio de los más de 1000 núcleos de los 102 elementos conocidos hasta ese momento (hoy tenemos 118 elementos y más de 3300 “nucleidos”). Sumando lo poco que se sabía sobre cómo se forman supernovas hasta lo mucho que se había avanzado en la determinación de las abundancias de isótopos como los del uranio (empleado en bombas; en el artículo se mencionan, por ejemplo, resultados de las pruebas de armas nucleares en las Islas Bikini, en esta ocasión usados con propósitos pacíficos), Margaret Burbidge y sus colaboradores presentaron las bases de la teoría del origen de los elementos y la historia de la materia que actualmente es las más aceptada.

Volviendo a la composición del cuerpo humano, hoy sabemos que nuestro origen es doble. La mayor parte de nuestros átomos, que son hidrógeno, se formaron al principio de los tiempos, poco después del Big Bang, en lo que se llamaba nucleosíntesis primordial, estudiada en detalle por otros 2 autores del artículo B2FH, William Fowler (que ganó un premio Nobel por su trabajo sobre reacciones nucleares en estrellas) y Fred Hoyle (famoso por crear el nombre de Big Bang, aunque lo hizo de manera despectiva). Algunos de esos átomos de hidrógeno pudieron formar parte de estrellas, pero es muy poco probable, así que es realmente fascinante pensar que más del 60% de los átomos que forman nuestro cuerpo se crearon en los primeros minutos después del Big Bang. No es menos impresionante saber, gracias a Margaret Burbidge, dónde, a qué velocidad y cuándo se formaron los elementos e isótopos que componen todo lo que vemos alrededor. El origen es la fusión en el interior de estrellas y procesos mucho más energéticos y rápidos en las explosiones de supernova o incluso en el espacio casi vacío entre estrellas y galaxias.

Todavía hoy el estudio de la formación de elementos es uno de los principales temas en astrofísica. Por ejemplo, muy recientemente hemos detectado con el radiotelescopio ALMA los primeros átomos de oxígeno formados en el universo, que ya existían hace 13.3 miles de millones de años. Es decir, una fracción no despreciable del agua que compone nuestros cuerpos pudo formarse a partir de hidrógeno primordial y oxígeno creado en el primer 5% de la vida del universo.

Margaret Burbidge ha sido una de las figuras más prominentes de la astrofísica, por el artículo mencionado y también por medir cómo se mueven las estrellas dentro de las galaxias (lo que prueba la existencia de materia oscura) o por el estudio de cuásares, además de construir un instrumento para el telescopio espacial Hubble. Para todo ello tuvo que luchar contra normativas machistas como la que le impedía obtener tiempo de observación en telescopios profesionales, a los que tenía que acceder con solicitudes firmadas por su marido, también físico. En una ocasión, en los años 1970, devolvió un premio creado específicamente para mujeres por considerarlo discriminatorio, y preguntó “cuántas veces las mujeres habían sido descartadas para plazas de profesora”. Su vocación y su legado para todos se resume en lo que dijo cuando recibió la Medalla Nacional de la Ciencia de Estados Unidos: “el universo siempre nos deparará sorpresas”, “soy consciente de que hay que esperar lo inesperado”.

Pablo G. Pérez González es investigador del Centro de Astrobiología, dependiente del Consejo Superior de Investigaciones Científicas y del Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (CAB/CSIC-INTA).

Patricia Sánchez Blázquez es profesora titular en la Universidad Complutense de Madrid (UCM).

Vacío Cósmico es una sección en la que se presenta nuestro conocimiento sobre el universo de una forma cualitativa y cuantitativa. Se pretende explicar la importancia de entender el cosmos no solo desde el punto de vista científico sino también filosófico, social y económico. El nombre "vacío cósmico" hace referencia al hecho de que el universo es y está, en su mayor parte, vacío, con menos de 1 átomo por metro cúbico, a pesar de que en nuestro entorno, paradójicamente, hay quintillones de átomos por metro cúbico, lo que invita a una reflexión sobre nuestra existencia y la presencia de vida en el universo.

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