El papel de las Fuerzas Fundamentales

La mayor parte de la vida de una estrella consiste en quemar su combustible: el hidrógeno. Imagina que tuvieras la capacidad de ver lo que ocurre en su interior incluso en escalas subatómicas, es decir, un millón de veces más pequeño que un grano de arena. Sería posible ver qué compone el núcleo del hidrógeno, y no nos referimos al protón, sino a sus pequeños ‘ladrillos’ llamados quarks.

Hoy en día pensamos que los quarks son la unidad indivisible de la materia junto con los leptones (sed pacientes que ya hablaremos de ellos). Los quarks son muy sociables y siempre los encontramos agrupados, lo que llamamos ‘confinamiento de color’. Consideramos que cada quark posee una carga de color y están obligados a juntarse de tal manera que el color total sea neutro: una partícula de cada color (Azul, rojo y verde) o combinaciones de colores y ‘anticolores’ (azul y ‘antiazul’). ¡Ojo! que los quarks realmente no son de colores, es una interpretación para que no nos explote el cerebro. La responsable de todo esto es la primera de las 4 Fuerzas Fundamentales del Universo, la Fuerza Fuerte, siendo la culpable de que los quarks sean inseparables y den lugar a partículas como los protones (p) o neutrones (n). En núcleos más complejos que el hidrógeno en que tenemos varios nucleones (p y n) es esta misma fuerza la que los mantiene unidos.

Una vez formado el núcleo de nuestro hidrógeno, entra en juego la Fuerza Electromagnética. Como el núcleo tiene carga eléctrica positiva por el protón, un electrón va a sentirse muy atraído por tener carga opuesta y quedará orbitando a su alrededor. Esta fuerza es la misma que nos impide juntar dos imanes con polos iguales. Lo curioso es que la Fuerza Electromagnética es 100 veces más débil que la interacción fuerte, sin embargo con que nos alejemos un poquitín del núcleo deja de ser apreciable el efecto de la Fuerte.

En nuestra estrella no solo encontramos hidrógeno, también hay helio en altas cantidades y la Fuerza Débil juega un papel crucial en el paso previo de su formación. Esta fuerza es capaz de cambiar la identidad de una partícula por otra, en este caso convierte un protón en un neutrón, y es el neutrón que tras una serie de reacciones nucleares da lugar al helio y a la los fotones que llegan a nuestros ojos en forma de luz.

Si acompañamos a un fotón en su recorrido al exterior de la estrella descubriremos un sistema de esferas orbitando a nuestro alrededor. La última de las fuerzas, la Gravitatoria, es la que permite este baile cósmico. El único requisito para experimentarla es tener masa, y a diferencia de la interacción fuerte y débil no importa cuán lejos nos encontremos de otro cuerpo con masa que sentiremos su atracción. Aunque la Fuerza de la gravedad nos mantiene pegados al suelo, hace que orbitemos en torno al Sol, o incluso origina los temibles Agujeros Negros, es increíblemente débil comparada con cualquiera de las otras 3 interacciones fundamentales. Y menos mal que es así… ¡menudo horror sería que los átomos de tu cuerpo se pusieran a orbitar otros más masivos!

Tratar de unificar todas estas fuerzas fundamentales es uno de los problemas más actuales y ‘dolorosos’ a los que se enfrenta la física. Se cree que todas son distintas manifestaciones de una misma, y de hecho la electromagnética y la débil ya se han unificado como la electrodébil. Con este fin se han desarrollado diversas explicaciones (Teorías de Gran Unificación) como la famosa teoría de cuerdas, pero que por el momento no ha sido posible aceptar ni desmentir.

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Esta entrada tiene 5 comentarios

  1. Jose

    Muchas gracias Olga y Antonio por permitir adentrarnos en este mundo tan complejo (para un extaño en la materia lo es) y tan interesante, con un lenguaje tan coloquial y sencillo que permite que “incultos” como yo, podamos aprender un poco más sobre todo lo que nos rodea. Es interesante saber esto de las 4 fuerzas, y me parece muy curioso que, a pesar del nombre de fuerza “débil”, dicha fuerza pueda cambiar la identidad de las partículas. No me parece tan débil pues :). Espero seguir aprendiendo mucho con vuestras publicaciones. ¡¡Me ha gustado el blog!!

    1. quarkalcosmos

      Mil gracias Jose, tanto por tu comentario como por la inquietud que tienes por saber más. Esperamos que te sigan gustando e interesando nuestras publicaciones.
      ¡Un abrazo!

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