Hoy sabemos que las partículas más pequeñas del universo se llaman quarks, pero antes del descubrimiento de los quarks, el hombre descubrió el átomo. La materia, tal como la conocemos, se descompone en diminutas partículas que son las que dan forma al universo: los átomos. Te invitamos a descubrir la historia del átomo, cuyo descubrimiento cambió la comprensión del universo y todo lo que nos rodea. ¡Un gran avance para la ciencia!

¿Qué son los átomos?

Se puede decir, a grandes rasgos, que un átomo es una partícula que forma parte de la materia. En esencia, el átomo se compone de un núcleo central en el que es posible encontrar protones y neutrones. El núcleo está rodeado por electrones que orbitan en unas capas específicas. Átomos hay muchos y de todos los elementos que se conocen. Por ejemplo, hay átomos de hidrógeno (formados de un protón y un electrón) y átomos más pesados con núcleos complejos formados por más protones y neutrones.

Los átomos viven en un mundo subatómico que, por naturaleza, es caótico. Pero, sorprendentemente, estas partículas tienen gran estabilidad. Esto es posible gracias a la fuerza electromagnética que mantiene a los electrones girando alrededor del núcleo; la fuerza nuclear mantiene unidos a los protones y neutrones dentro del propio núcleo. A esto nos referimos cuando hablamos del equilibrio atómico. ¿Por qué es importante? Porque la materia existe tal y como la conocemos.

¿Cómo se formaron los átomos?

Como parte de la historia del átomo tenemos que hablarte de su formación. ¡Esto ocurrió hace cerca de 13,8 millones de años! En los albores del tiempo y después del Big Bang, el universo estaba en situación de extrema densidad y temperatura. Esta situación de caos primordial, permitió la formación de las partículas subatómicas: los quarks y los electrones. A medida que el cosmos se expandió y se enfrió, ocurrió una transición.

La temperatura y densidad del universo (cientos de miles de años después del Big Bang), permitieron la formación de los primeros átomos. Aquí aparecieron el hidrógeno y el helio, que sirvieron para marcar la creación del cosmos. A esta etapa se le conoce como recombinación y sigue siendo importante cuando se habla de la historia cósmica, pues sirvió para sentar las bases de otros grandes fenómenos astronómicos.

En la historia del átomo y del universo en sí mismo, los primeros átomos de helio e hidrógeno permitieron la formación de las primeras galaxias y sus estrellas. 100 o 200 millones de años después del Big Bang, las fuerzas gravitacionales se agruparon en estructuras más grandes que generaron las proto-galaxias y estrellas primigenias. Es decir, el caos y la oscuridad reinante en el universo, se convirtieron en luz.

La historia del átomo y las supernovas

La historia del átomo y las estrellas va muy ligada. Y es que en los núcleos de las estrellas se forman átomos muy ligeros (hidrógeno) que se fusionan para formar átomos de composición más pesada. Esto produce la liberación de grandes cantidades de energía que genera, además, elementos mucho más complejos.

Claro ejemplo son las supernovas, unas colosales detonaciones de estrellas que iluminan el cielo y, además, generan átomos todavía más pesados. Es así como existen una gran variedad y cantidad de átomos con su propia historia y originada, en su mayoría, por las supernovas. Los átomos que surgen después de la explosión de una supernova se dispersan por el espacio y permiten la formación de sistemas solares.

¿Quién descubrió el átomo?

Ya sabemos que los primeros átomos se formaron después del Big Bang, pero ¿Quién y cuándo los descubrió? Tenemos que remontarnos a la antigua Grecia, donde los primeros filósofos, matemáticos y científicos trabajaban arduamente intentando encontrar una explicación del universo. Demócrito y Leucipo fueron los primeros en interesarse por la naturaleza de la materia, es decir, ¿de qué se compone todo aquello que podemos ver?

Fue en el siglo V a.C; cuando Demócrito propuso la idea de que la materia se compone de partículas indivisibles conocidas como átomos. ¿Y por qué átomo? Átomo proviene del griego ἄτομον que hace referencia a algo que no se puede dividir o cortar. Los griegos plantearon la idea de pequeñas partículas que formaban a la materia, pero no tenían bases científicas. ¡Hubo que esperar cientos de años para ello!

El Renacimiento y el nuevo pensamiento científico rescataron la teoría de los átomos y el origen de la materia. En el siglo XIX, John Dalton propuso un famoso modelo atómico muy refinado. Según Dalton, los átomos son esferas indivisibles, de diferentes pesos y con distintas proporciones.

A finales del siglo XIX y principios del XX, se realizaron numerosos experimentos con la radiactividad. Estos experimentos revelaron que existían partículas subatómicas que pusieron en relieve las ideas previamente establecidas. Fue en estos años cuando Thompson descubrió el electrón (una partícula de carga negativa); mientras que Rutherford estableció la idea de que el núcleo atómico es denso y está positivamente cargado. Estos descubrimientos sirvieron para comprender mejor la historia del átomo, su composición y sentaron las bases del modelo nuclear.

En 1910, Niels Bohr propuso su famoso modelo atómico. Aquí ya se incorporaban elementos de lo que más tarde se conocería como mecánica cuántica emergente. Este modelo explicaba las líneas espectrales de los elementos centrándose en niveles de energía cuantizados. Años más tarde surgiría el modelo de mecánica cuántica de Schrödinger, que hizo una descripción más precisa y compleja a nivel subatómico. Esto consolidó las bases del comportamiento de las partículas subatómicas y la teoría cuántica moderna.