¿Cómo surgió el hidrógeno?

Si consideramos que la energía que obedece a la mecánica cuántica en un estado de caos en el que el hidrógeno aún no ha emergido allí es una sopa de átomos de positrones virtuales compuesta de pares de positrones de electrones, que es el único medio disponible, el operador de creación cuántica. Si bien llamamos a estos átomos, no se considera que sean materia porque no son estables y normalmente no persisten en el tiempo como lo que consideramos materia. Los llamamos virtuales porque aparecen y desaparecen de acuerdo con la transformación lógica cuántica en la mayoría de las posibles interacciones en su entorno.

Lo que era necesario para que emergiera la materia era un sistema lógico cuántico que aislara el electrón o el positrón para que persistiera y no pudiera recombinarse con un compañero en el olvido.

Los sistemas lógicos cuánticos son universales y uno puede construirse para hacer cualquier cosa lógicamente concebible. Debido a que los sistemas lógicos se pueden contar desde el más simple hasta el más complejo, dado un entorno caótico, podemos esperar que todos los sistemas lógicos posibles hasta cierta complejidad se muestren por casualidad durante el aparente big bang.

Si fuera posible un sistema lógico cuántico con potencial de electrón o positrón aislado, es probable que se muestre y pueda persistir el tiempo suficiente para considerarse materia.

El muón y el antimuón se acercan a ese objetivo, pero se descomponen en un tiempo relativamente corto. El protón y el antiprotón representan exactamente ese tipo de sistemas de lógica cuántica que persisten, excepto que pueden aniquilarse entre sí.

Dada una distribución aleatoria de protones y antiprotones, podemos esperar que haya regiones con un exceso de protones o antiprotones, y quizás vivamos en una región donde el exceso de protones ha eliminado todos los antiprotones. O puede haber un mecanismo complejo auto-sinérgico exhibido primero por los protones, de modo que los protones empleen la energía atrapada en el antiprotón para generar más protones hasta que el antiprotón se extinga.

Dada la sopa de protones y sus parejas de electrones trenzados, era solo una cuestión de tiempo antes de que la sopa se expandiera lo suficiente para que los electrones y protones se unieran debido a su atracción en su mayoría a átomos de hidrógeno y luego a las moléculas H2 de la primera nebulosa que luego se contrajo. Las estrellas reducen la distancia entre las moléculas hasta el punto en que se fusionan en elementos más pesados ​​que producen todos los elementos de materia que vemos hoy después de varias generaciones de estrellas.

Se piensa que las partículas subatómicas, como los quarks, leptones y mesones, fueron las primeras cosas con masa que se formaron en nuestro universo. Ahora sospechamos fuertemente que tales “subatómicas” se combinan entre sí para formar protones, electrones y neutrones.

Dicha química entre estas partículas no se puede replicar reproduciblemente en experimentos reales, por lo que este tipo de combinación es hipotética. Dondequiera que estos protones, electrones y neutrones realmente se originaron, es tan tentador continuar con esto: así. . . . Cuando los electrones y los protones giraban en el universo temprano, uno de cada uno chocó entre sí para formar el primer átomo de hidrógeno.

Algún día, podremos encontrar evidencia de que sucedió de esta manera, y que colisiones análogas con neutrones condujeron a la formación de los isótopos de hidrógeno y helio.

Estrictamente hablando, nadie sabe. La teoría es que el Big Bang causó un estado de increíble densidad de energía. (Todo el mundo dice que estaba muy caliente, pero el calor requiere energía cinética aleatoria de las partículas, y puede que no haya partículas). Luego, las partículas comenzaron a condensarse, como una mezcla de leptones y hadrones, que se colapsaron en electrones, protones y neutrones. Hablando estrictamente, debería haber cantidades iguales de materia y antimateria, y estas comenzaron a aniquilarse entre sí, pero a través de una asimetría, la materia predominó. En la inmensa densidad de energía, los neutrones también estaban disponibles (creo que tienen una vida media de aproximadamente 9 minutos) y estos combinados con protones, y aproximadamente el diez por ciento de los núcleos formaban helio, con un poco de litio. A medida que la densidad de energía disminuía, las reacciones nucleares se detenían y los electrones caían sobre los núcleos, y teníamos un 90% de hidrógeno y aproximadamente un diez por ciento de helio en un gas en rápida expansión. En la fase muy densa, el Principio de Incertidumbre había conducido a una diferencia de densidad diminuta y esto eventualmente condujo a agrupaciones de gases que formaron galaxias.

Mucho tiempo después de la creación del universo, algunos quarks decidieron formar un protón.

Entonces alguna otra partícula decidió formar un electrón.

Cuando finalmente se encontraron el electrón y el protón, decidieron permanecer juntos para la estabilidad eléctrica.

Y voila aquí fue el primer átomo de hidrógeno.

Luego, viendo la felicidad, algunos otros protones y electrones también formaron átomos de hidrógeno.

Cuando se reunieron 2 átomos de hidrógeno, decidieron permanecer juntos para la estabilidad molecular. Y aquí estaba la primera molécula de hidrógeno estable.

Creo que este tipo de pregunta es mejor respondida por un físico , un astrofísico o incluso por un cosmólogo . La forma en que podrían responder eso es algo así como la siguiente afirmación: “el hidrógeno, como elemento, se creó en los primeros momentos de la existencia del Universo, cuando se enfrió a una temperatura en la que los electrones podrían combinar los protones para formar los átomos de hidrógeno. Más adelante, en una temperatura más pequeña, los propios átomos podrían combinarse para formar moléculas de hidrógeno. Y aparte de la formación de hidrógeno, también se formó una pequeña cantidad de átomos primarios de helio ”.

Sin tener en cuenta algunos errores, este es el tipo de respuesta que un físico podría responder a su pregunta. Pero él / ella podría hacerlo mejor que yo, seguramente.


EL BIG BANG

Hidrógeno – Wikipedia

Recombinación (cosmología) – Wikipedia

Los protones se formaron por primera vez a partir de quarks aproximadamente 10 ^ -4 s después del Big Bang cuando el universo se enfrió lo suficiente y la densidad disminuyó lo suficiente como para que los quarks ya no pudieran ser partículas “libres”. Poco después, se formaron otros núcleos, en su mayoría helio y litio, pero aún era demasiado caliente para que los electrones se unieran a los núcleos, y los átomos de hidrógeno solo se formaron unos 380,000 años después del Big Bang cuando la temperatura de la partícula se enfrió a la temperatura de ionización. de hidrógeno.

La respuesta corta es que los protones y los electrones se juntaron.

La respuesta un poco menos breve es que el Universo se expandió desde un punto muy caliente y muy pequeño en el espacio, y cuando se extendió, las cosas empezaron a enfriarse. A medida que esto sucedía, los quarks comenzaron a combinarse en protones, y estos luego entrarían en contacto con los electrones, formando hidrógeno.

Para una respuesta más larga, debes pedirle a un astrofísico una descripción detallada de la historia del Universo.

Habría sido parte de la realización del universo.
Compuesto por un solo protón y un solo electrón, el hidrógeno es el elemento más simple y más abundante del universo. Se estima que el 90% del universo visible está compuesto de hidrógeno.
Así que sin que no haya universo.

380 000 años después del Big Bang, el Universo estuvo lo suficientemente fresco como para que los electrones se combinen con los protones, dando a luz a los átomos de hidrógeno que conocemos. Más tarde se condensaron en estrellas que hicieron los elementos más pesados.

(Esta recombinación ha dejado un poco de helio, y trazas de litio y berilio además del hidrógeno).

se llama Recombinación (cosmología) al menos según la teoría del Big Bang. En resumen, los electrones libres y los protones libres producidos en la época anterior se fusionan para formar hidrógeno que es más estable a las energías más bajas que los protones libres o los electrones libres. Ahora no preguntes de dónde provienen esos electrones y protones, y así sucesivamente, y llegarás al punto de la creación que marca el límite del conocimiento de la física de la humanidad.