Il problema della formazione degli elementi nel cosmo è uno tra i più affascinanti in
campo scientifico. Di tale studio si sono interessati fisici, chimici, astronomi, geologi
ecc.; esso è infatti collegato ad un altro problema ancora più ampio che è quello
dell’origine e dell’evoluzione dell’universo.
Mentre sulla terra troviamo una grande quantità di elementi, se consideriamo
l’universo nel suo insieme, solo l’1% della sua massa è costituito
dall’intera gamma di questi, il 76% è formata da idrogeno e il 23% da elio. Tenendo
presente che l’idrogeno è l’atomo più semplice, viene spontaneo pensare che
tutti gli altri elementi derivino da esso. Ma come si sono originati tali elementi? Si
sono formati in un particolare momento dell’evoluzione dell’universo o
continuano a formarsi ancora oggi?
Se consideriamo una delle teorie cosmologiche più note e attualmente la più accreditata
proposta da Gamow nel 1946, nota come teoria del Big-Bang (grande scoppio) il nostro
universo avrebbe avuto inizio 15/20 miliardi di anni fa dall’esplosione immane di un
nocciolo di materia supercondensata (l’uovo primigenio), che espandendosi e
raffreddandosi avrebbe determinato la sintesi di particelle sub atomiche, poi dei nuclei
degli elementi chimici leggeri che proiettati tutt’intorno, avrebbero iniziato allora
quella fuga verso l’esterno che per moltissime di esse dura tuttora.
Che cosa sarà accaduto nei primi istanti di questo apocalittico evento, all’interno
della massa primordiale in rapida espansione e raffreddamento? Quali "fusioni"
avranno determinato gli urti violentissimi tra particelle? Se di fusione si è trattato,
da esse può essersi formato certamente solo il nucleo
dell’elemento più semplice e leggero, l’idrogeno. Tutti gli altri indubbiamente
avrebbero richiesto condizioni di pressioni e temperatura ancor più elevate.
Oggi si ritiene che queste condizioni propizie siano presenti nei nuclei delle stelle e
che, proprio in questi ultimi, continui ancora il processo "creativo" di fusione
degli elementi con massa superiore all’idrogeno. Ciò accadrebbe, in particolare,
nelle stelle che si trovano in una fase avanzata della loro evoluzione, le giganti rosse,
le stelle a neutroni (pulsars) ecc.
Una conferma sperimentale di tale teoria viene dall’osservazione delle righe
spettrali del tecnenzio (Z=43)presenti nella luce proveniente da alcune giganti rosse.
Tale elemento, con periodo di semivita molto breve, non è presente nella crosta
terrestre, ma viene prodotto artificialmente. Tenendo presente che le giganti rosse sono
certamente molto più antiche della terra, è impossibile che questo atomo, eventualmente
presente all’origine, non sia nel frattempo decaduto. Quindi, l’unica
spiegazione plausibile della sua presenza è che nella stella avvengano reazioni nucleari che lo
producono, rinnovandolo in continuazione.