Ejercicios del tema 1

Foto: CAB JUAN PEREZ MERCADER  Director del Centro de Astrobiología  (CAB)  Es uno de los científicos españoles más prestigiosos pero también más cercanos al gran público, porque entre sus mayores logros está la divulgación. Desde el Centro de Astrobiología, del que es director y creador, eleva los ojos para descubrir las claves de la vida en los planetas de nuestro sistema solar. / Texto: Marta Iglesias

 VIDA MAS ALLA DE LA TIERRA

Las conferencias de Pérez Mercader son una prolongación de sí mismo: amenas, divertidas e interesantes, salpicadas de anécdotas y algún que otro taco que suaviza tanto conocimiento científico. El público se ríe, aprende y vuelve a casa preguntándose si alguna vez encontraremos vida en Venus o en Marte que nos dé pistas sobre nosotros mismos. Paralelamente, este científico investiga si la vida es una consecuencia de la evolución del Universo y desarrolla nueva instrumentación para detectar vida en otros planetas. De momento ya ha conseguido que la NASA lleve un instrumento de tecnología española a bordo de su misión a Marte de 2009.

-¿Cómo convencería al ciudadano de a pie de lo importante que es la labor científica de buscar vida fuera de nuestro planeta?
-Pues no es cuestión de convencerle, sino simplemente de argumentarle que si queremos entender cuál es el futuro de la vida de nuestro planeta tenemos que entender qué es la vida. Si no sabemos qué es no seremos capaces de entender cómo evoluciona, ni podremos predecir -aunque sea de forma global- qué va a ocurrir con ella. Toda la vida que conocemos en el planeta Tierra funciona en base a la química del carbono, y sólo tenemos ese ejemplo hasta ahora. Así que queremos entender si existe vida en otros lugares para compararla con la de la Tierra y así poder predecir nuestro futuro.

"Necesitamos saber cómo Marte ha llegado a ser un frigorífico y Venus un horno. Así veremos qué le espera a la Tierra en un futuro"

-En su caso, como astrobiólogo, ¿qué tendría que encontrar en otro planeta para considerarlo vida?
-Un objeto o un sistema químico muy complejo que tenga una serie de propiedades asociadas a lo que hoy en día entendemos por vida, que todavía no sabemos qué es realmente. Para eso hay que estudiar todas las propiedades de los sistemas vivos en condiciones extremas que hay en nuestro planeta. En particular entendemos por sistemas vivos aquellos con unas determinadas propiedades: un sistema químico complejo adaptativo. Es decir, un sistema con muchos componentes, basados en la química, que tiene la propiedad de metabolizar, reproducirse, transformar en energía la información y que puede evolucionar, cambiar de forma adaptativa. De eso tú eres un ejemplo y una palmera otro.

-Pero todavía no se ha encontrado fuera de nuestro planeta...
-Fuera de la Tierra no se ha encontrado.

-¿Qué podemos descubrir en otros planetas del sistema solar sobre nuestros propios orígenes?
-Hay un montón de cosas que podemos descubrir, que van desde cuál es el origen del inventario de productos químicos que están en la base de la vida, a saber de dónde vienen los aminoácidos que están en tus pestañas. Entender cómo se formó el planeta Tierra y cuál era el aporte inicial de compuestos químicos, y también descubrir la evolución de los cuerpos planetarios. Por ejemplo necesitamos saber cómo Marte ha llegado a ser un frigorífico exponencial o cómo Venus ha evolucionado hacia el horno que es ahora. Y con eso veremos qué le espera a la Tierra en un futuro, mediante planetología comparada.

-¿No teme que una misión enviada por nosotros contamine el planeta al que se dirige, alterando sus condiciones?
-Sin lugar a duda, muchísimo. Por eso en ello se invierte una cantidad de esfuerzo tremendo. El Planetary Protection Strategies -Estrategia de Protección Planetaria- limpia, desinfecta y esteriliza las misiones que van a Marte, de manera que cuando lleguen a la superficie del planeta rojo no lleven restos de la vida de la Tierra que contaminen lo que allí hay.

"No entendemos realmente por qué nuestro planeta está cambiando tan rápidamente, aunque sí sabemos que se debe a un calentamiento producido casi en un 100% por la acción del hombre"

-¿El propio funcionamiento de una nave no altera el entorno?
-No en lo que se refiere a materiales orgánicos, que es lo que te da miedo que se contaminen.

-¿Se reducirán en un futuro próximo las inversiones en investigación espacial, ya que países como EE.UU. tienen que dedicar su presupuesto a sufragar la guerra con Irak y a paliar los efectos de las catástrofes naturales?
-Definitivamente lo que está ocurriendo en Norteamérica y eventos que han tenido lugar en Europa afectan en el presupuesto espacial. Pero nuestros líderes no son insensatos, son personas que tienen buen consejo y una imagen muy global, y saben que es importantísimo invertir en investigación espacial si quieren entender mejor el planeta Tierra. Por ejemplo, si deseamos conocer por qué hay más huracanes ahora, aparte de mirarnos el Protocolo de Kioto, también hay que entender la dinámica de nuestra atmósfera y eso solamente hay una manera de hacerlo: con investigación, investigación e investigación. Comparando la evolución de las atmósferas de la Tierra con la evolución de las atmósferas en otros planetas. Y eso requiere investigación espacial y por supuesto también observación aquí.

-Cuando habla de los cambios que se producirán en el planeta, ¿se refiere a hechos que sucederán en miles de años?
-Una cosa es esperar a que se vaya a producir en miles de años un cambio a muy frío o muy caliente, y otra conocer los procesos que tienen lugar hoy en día. No entendemos realmente por qué nuestro planeta está cambiando tan rápidamente, aunque sí sabemos que se debe a un calentamiento global producido casi en un 100% por la acción del hombre. Pero, ¿qué mecanismos son los que se han puesto en marcha? ¿cómo es la evolución del sol? ¿cuál es la dinámica de nuestra atmósfera? La única manera que tenemos de entenderla es conociendo otras atmósferas y comparándolas con la nuestra.

-¿Qué le pregunta a las estrellas cada noche?
-Pues como vivo en Madrid casi no las veo. Pero entendiendo la cuestión, les pregunto por qué los seres humanos no somos más respetuosos con los demás.

-Además de prestigioso científico es ornitólogo aficionado, productor de música, colabora en programas de radio y traduce cuentos de los indios Hopi y Anasazi. ¿La curiosidad no tiene límites?
-No, en absoluto. La curiosidad es innata en la ciencia, y es lo que me impulsa a participar en estos campos tan variados. Aunque mi actividad profesional es la ciencia pura y dura. Pero es cuestión de ser rápido, saber que se hace y tener la capacidad para hacerlo.

-Ya que en el universo todo se cifra en miles de millones de años, ¿a qué suceso astronómico natural le gustaría asistir?
-Desearía presenciar el nacimiento de un planeta. 

¿QUE OPINIÓN TIENES DE LA INVESTIGACIÓN ESPACIAL?

Que es necesaria y dependemos directamente de ella, por ejemplo gracias a la investigación espacial se descubrió el agujero de la capa de ozono, y así sabemos que remedios hay que poner para no seguir destruyéndola.

¿CREES QUE AYUDA A ENTENDER LOS PRINCIPIOS FÍSICOS Y QUÍMICOS QUE FUNCIONAN EN LA TIERRA?

Si, como dice Pérez Mercader: "van desde cual es el origen del inventario de productos químicos que están en la base de la vida, hasta saber de donde vienen los aminoácidos que están en tus pestañas."

¿PIENSAS QUE LA REALIDAD QUE CONOCEMOS SOBRE LA VIDA EXTRATERRESTRE SE CORRESPONDE CON LAS NOVELAS Y LAS PELÍCULAS DE CIENCIA FICCIÓN?

No, la realidad es lo que hay, y todavía no hay nada demostrado que exista vida en otro planeta.

SIR FRED HOYLE (1915-2001): EL ASTRÓNOMO DESCONTENTO 

Javier Armentia

SIR FRED HOYLE (1915-2001): EL ASTRÓNOMO DESCONTENTO
Por: Javier Armentia


En 1993, la revista de divulgación sobre astronomía Sky & Telescope promovió un concurso entre sus lectores para dar un nuevo nombre a la teoría cosmológica actualmente aceptada, que es conocida desde los años 40 como “BIG BANG”, es decir, “la Gran Explosión”. Entre otras razones, decían los promotores del cambio, la teoría no postula una explosión tal y como se entiende esa palabra en el lenguaje cotidiano. Además en el argot juvenil estadounidense, “Big Bang” tiene más connotaciones sexuales de lo que parece oportuno para un término que se explica en las clases de bachillerato (algo así como “polvazo”). Para colmo, este nombre venía de uno de los principales detractores del modelo, quien lo había usado en tono sarcástico.


El hombre que nombró al Big Bang acaba de morir, a los 86 años de edad. Se llamaba Fred Hoyle, Sir Fred Hoyle, británico y uno de los principales astrofísicos del siglo XX, no sólo por ese bautizo, sino por sus muchos méritos y, curiosamente, también por sus deméritos, algo que puede resultar curioso para el profano en el mundo de la ciencia. Lo que era casi obvio es que la iniciativa de cambiarle el nombre a la teoría cosmológica no cuajó: un año después, Sky & Telescope declaraba desierto el premio, porque, reconocían, la popularidad del término “gran explosión”, el éxito que había tenido la broma de Fred Hoyle, hacía inviable cambio alguno.


Lo cierto es que Hoyle fue uno de los grandes críticos del modelo cosmológico aceptado, un conjunto de teorías que parten de la relatividad general y la física cuántica para dar una visión de conjunto al origen y la evolución del Universo. En los primeros años tras la II Guerra Mundial, los físicos desarrollaron las ecuaciones de la teoría de la gravitación de Einstein, generando modelos que pudieran explicar cómo era el Universo en conjunto. Las soluciones matemáticas explicaban la expansión del Universo, un fenómeno que había sido comprobado en los años 20 por astrónomos como Humason y Hubble. Y, cabía imaginarse, si todo se expandía, era porque antes había sido muy denso (y muy caliente) y en un momento inicial había comenzado a crecer. La teoría de Gamow y otros cosmólogos era sorprendente: ponía un origen determinado en el tiempo para el Universo. Y esto chocaba con una idea bien extendida en la física de que el Universo tenía que ser eterno. Fred Hoyle, que aparte de ser un gran investigador era un no menos grande divulgador científico, acuñó el término “big bang” para referirse a esta teoría, descartándola por impropia, en una serie de charlas por la radio británica.


Hoyle creía que el Universo era eterno y que, por lo tanto, el Big Bang venía de malinterpretar los datos. Frente a este modelo, el astrónomo apoyaba un modelo eterno, en el que la expansión se justificaba con una especie de creación continua y limitada de átomos de hidrógeno. La teoría desarrollada por Gold y Bondi, junto a Hoyle, tuvo cierto éxito en los años 50, y fue conocida como “el estado estacionario”. El debate entre ambos modelos tuvo mucho de científico, y de hecho el descartar finalmente al estado estacionario se debió a la acumulación de pruebas observacionales que iba teniendo el Big Bang; pero también era ideológico. Se suele contar la anécdota de que el primer congreso sobre el Big Bang lo patrocinó el Vaticano, frente al primer congreso sobre el estado estacionario que se hizo bajo los auspicios del Kremlin soviético. En la actualidad, sin embargo, y aun reconociendo que el modelo cosmológico del Big Bang sigue dando algún que otro problema para poder explicar lo que observamos del Universo, se reconoce como el estándar sobre el que se trabaja, mientras que la teoría que fue rival hace medio siglo ha quedado como curiosidad histórica. Sin embargo, Hoyle mantuvo su adhesión a un Universo eterno hasta su muerte, aunque admitiendo periodos de expansión y periodos de contracción en su desarrollo.


La labor de “Pepito Grillo” de Fred Hoyle fue, en cualquier caso, un importante acicate para que los cosmólogos refinaran su teoría. Su nombre era uno de los más citados, aunque solo fuera para criticarle. Y lo cierto es que, a menudo, sus incisivos comentarios eran capaces de promover nuevas investigaciones. Un ejemplo de esto (no el único, porque entre los 50 y los 70 pocos campos de interés dejaron de ser tocados por este activo hombre de ciencia) lo constituye una de las principales aportaciones de Hoyle a la astrofísica, el establecimiento de lo que se llama nucleosíntesis estelar. Gran parte de las especies atómicas que existen en el Universo, casi todos los átomos que no sean Hidrógeno y Helio, pues éstos se formaron principalmente durante los primeros minutos del Universo, se forman en el núcleo de las estrellas. Las condiciones de temperatura y presión existentes en el centro de una estrella permiten la fusión nuclear. Todos los elementos, hasta el hierro (es decir, entre otros el carbono, el nitrógeno o el oxígeno tan necesarios para la vida) se forman en sucesivas reacciones nucleares en el interior estelar. Para hacer los elementos de mayor peso que el hierro, se requieren explosiones gigantescas de estrellas, las supernovas. La teoría que explicó todo esto fue desarrollada inicialmente por Hoyle, y establecida con otros tres científicos: su alumno Fowler (quien recibió el Premio Nobel entre otras cosas por ello) y el matrimonio Burbidge.


Tenía fama de carácter agrio, aunque posiblemente era la terquedad con que mantenía sus opiniones la que creara ese mito: sus alumnos a lo largo de muchos años de docencia y de responsabilidad como investigador jefe en numerosos proyectos suelen hacer notar su gran valía humana. Pero siempre fue díscolo: entre el 66 y el 72 dirigió el Instituto de Astronomía Teórica de Cambridge, de donde salió dando un portazo por diferencia de criterios con otros astrónomos. Quizá esa ruptura fue la que propició el despertar de lo que Hoyle creyó una nueva ciencia: la Panspermia, es decir, la idea de que la vida no es original de la Tierra, sino un fenómeno común en el Universo que fue “plantada” en nuestro planeta.


Hoyle, en la Universidad de Cardiff, con su colega –primero alumno- Chandra Wickramasinghe, fue desarrollando esta teoría que, a pesar de sus esfuerzos, no ha conseguido ser aceptada, sino que está encasillada dentro de las “heterodoxias” del mundo de la ciencia que se miran con cierta compasión por ser un trabajo honrado de científicos que, por mucho convencimiento que tienen, no logran probar sus teorías. A lo largo de los años, sus propuestas han ido siendo cada vez más exóticas: que las epidemias de gripe vienen montadas en cometas como el Halley, que la evolución humana que proponer el darvinismo no funciona (frente a la abrumadora evidencia en contra) o, más recientemente, que la encefalopatía espongiforme bovina se debía a microogranismos que caen sobre la Tierra los meses de invierno.


Aunque obcecado en estas teorías, Hoyle no dejó de ser un gran divulgador y docente, amante de las discusiones y prolífico escritor de ficción, en concreto de ciencia-ficción. Sus investigaciones sobre el origen del sistema solar, la formación de las galaxias, la estructura del universo o los cuásares quedan como prueba de su gran talla científica.


El Boeing 747 y el Archaeopteryx


En su libro “Matemáticas de la Evolución”, publicado a finales de los 80, Hoyle describía la imposibilidad de que el ADN se formara de manera casual. Decía: “tengamos en un desguace las piezas necesarias para construir un Boeing 747, desmontadas y desordenadas. Entonces llega un tornado y atraviesa la zona. ¿Cuál es la posibilidad de que después nos encontráramos allí el avión completamente montado y listo para volar?”. La probabilidad de este suceso, según Hoyle, era la misma –o incluso menor- de la que el ADN se formara de manera casual. La imagen resultaba tan llamativa que desde entonces ha sido utilizada constantemente por los críticos de la evolución. Sin embargo, no tiene mucho sentido: el ADN no se formó desde cero, sino a través de procesos intermedios. Por otro lado, calcular las probabilidades de un hecho, tras haber sucedido éste, es una falacia: continuamente asistimos a hechos improbables, que suceden por azar.


Este es un ejemplo de las críticas de Hoyle a la evolución. Uno de los razonables, al menos, porque en 1986 se embarcó en una extraña cruzada pretendiendo que los fósiles existentes del dinosaurio volante Archaeopteryx no eran sino una falsificación destinada a favorecer al darvinismo. Resulta curioso este obcecado ataque, en el que malinterpretaba datos, acusaba de fraude a científicos desaparecidos o, simplemente, metía la pata hasta el fondo (hasta el punto de afirmar que los fósiles eran falsificaciones de cemento). ¿Un síntoma de vejez?

EL NOMBRE DE BIG BANG FUE PUESTO  COMO UNA BROMA POR UNO DE LOS DETRACTORES DE ESA TEORÍA.¿TE PARECE ADECUADO ESE NOMBRE PARA UNA TEORÍA CIENTÍFICA SOBRE EL ORIGEN DEL UNIVERSO?¿QUE FORMA TE GUSTA MAS EN ESPAÑOL:GRAN EXPLOSIÓN O GRAN ESTALLIDO?

Si me parece el mas adecuado, porque si supuestamente fue de eso, de una gran explosión como se creo el universo, pues es la mas apropiada, y la forma que mas me gusta es la de gran explosión.

EN EL ARTICULO SE CITA UNA TEORÍA QUE FUE RIVAL DE LA DEL BIG BANG A MEDIADOS DEL SIGLO XX.¿CUAL ES?

Fue la teoría de Gamow y otros cosmólogos que ponía un origen determinado en el tiempo para el universo. Que decía que no es que el universo se hubiera creado poco a poco, sino que se creo de un día para otro.

 TRIBUNA: PREMIOS NOBEL DE CIENCIAS 2011 ÁLVARO DE RÚJULA

         Con galaxias y a lo loco

Un sorprendente descubrimiento sobre el universo y su dinámica, las claves del sistema inmunitario y una simetría de cristales que tiró por tierra las teorías vigentes, merecen este año los galardones de mayor prestigio en ciencias. Cinco especialistas españoles explican los méritos de sus distinguidos colegas en física, química y medicina

En el horno la masa de un pan de nueces se expande, pero las nueces no. Del mismo modo, observamos que el universo está en expansión: las galaxias tienen tamaños estables, pero el espacio entre ellas se estira. Mirando el universo desde cualquier galaxia, astrónomos de aquí o de allá podrían pensar que ellos están en reposo mientras que los demás se alejan, más velozmente cuanto más lejos estén. Pero esta velocidad es solo aparente: las nueces no se desplazan, es la masa la que se hincha. Edwin Hubble, en 1928, se hizo famoso por descubrir la expansión universal, aunque lo más novedoso de su publicación fuese el bello título: El Reino de las Nebulosas (o galaxias). En su favor diré que era un gran futbolista... pero eligió ser astrónomo. Los salarios relativos no eran lo que son.

Para comentar el descubrimiento premiado este año con el Nobel conviene ir pasito a paso. La expansión del pan es algo más fácil de visualizar que la del cosmos. La entendemos (esta última) en el contexto de la teoría de la gravitación de Einstein, o Relatividad General, comprobada -a escalas menores que el universo- con precisión asombrosa. El pan se expande en el espacio que lo circunda, pero el universo no. El espacio y el tiempo son propiedades intrínsecas del universo y nacieron con él. La frase "al norte del Big Bang" es aún más indefendible que la de "antes del mismo".

Otros pasitos: una supernova es una estrella que explota; su luminosidad aumenta hasta competir con la de una galaxia entera. Las supernovas más luminosas -visibles hasta mayor distancia- son de tipo Ia, apodadas SN Ia. Tienen masas tan grandes como la del Sol pero, antes de explotar, son tan pequeñas como la Tierra. Consecuentemente, son muy densas: diga "póngame un litro de futura SN Ia" y le darán una botella de dos toneladas de masa.

Al parecer, las SN Ia explosionan al volverse inestables tras haberse zampado parte de otra estrella muy cercana. No está demasiado claro por qué, pero una virtud de estas supernovas es que su luminosidad es (con pequeñas correcciones) fija o estándar. Si tuviéramos un tren estándar (que pitase siempre con la misma nota e igual de fuerte) podríamos saber cómo está de lejos y a qué velocidad va, midiendo la intensidad y frecuencia de su pitido; lo oímos más flojo cuanto más lejos está, más grave cuanto más raudo se aleja. Pues con la luz de las supernovas, igualito. Uno puede medir la distancia y la velocidad aparente de las galaxias en las que las SN Ia están. Midiendo docenas de ellas, desde cercanas a muy lejanas, se consigue reconstruir buena parte de la historia de la expansión del universo. Historia porque mirando lejos miramos al pasado, la luz tarda en llegar.

La mitad del Nobel de Física de 2011 le ha tocado a Saul Perlmutter, líder de un grupo de cazadores de supernovas y sendos cuartos a Brian Schmidt y Adam Riess, del grupo competidor. No se hubieran repartido el Gordo si el resultado no fuese inesperadamente loco: el universo no solo se expande, sino que está acelerando. Cuando lo anunciaron, en 1998, hasta a ellos les costaba creérselo.

Más pasos: a una bola de billar le basta su inercia para moverse a velocidad constante, un cohete necesita algo que lo acelere. Evitando discutibles imitaciones, lo único capaz de acelerar la expansión del universo es su energía oscura, que Einstein inventó bajo el nombre de constante cosmológica. Esa energía sería la del vacío, lo que quedaría en el cosmos si pudiéramos sustraerle toda la materia y radiación que contiene. Que el vacío sea distinto de la nada es fascinante, que pueda ejercer sobre sí mismo un efecto gravitacional repulsivo que acelere el universo... lo es más. Pero la mayor sorpresa surge de la combinación de los datos de las SN Ia con otros, en particular los de la radiación cósmica de fondo, que nos llega de cuando el universo era un jovencito de 379.000 años de edad, unas 36.000 veces más joven que ahora. En promedio, la energía del vacío contribuye un 75% de la densidad de energía del universo, el resto es materia, de la cual solo 1/5 es la ordinaria, de la que nosotros y las estrellas estamos constituidos.

También le atribuimos al vacío, por el llamado mecanismo de Higgs, la generación de la masa de las partículas elementales, solo las partículas de luz tienen masa nula. Una vibración de la sustancia del vacío sería el tan buscado bosón de Higgs, que algunos madridistas llaman la partícula de Mou. Pero el valor medido de la constante cosmológica y el que uno sospecharía a partir del mecanismo de Higgs discrepan enormemente, paso atrás.

Ultimo paso: el universo visible es una parte del universo, puesto que solo podemos ver hasta el horizonte: allá desde donde le ha dado tiempo a la luz a llegarnos desde que el cosmos nació. Por eso, el año pasado el universo visible era un año-luz más pequeño que hoy (incluso más, ya que se está expandiendo). La parte del universo que aún no vemos se está alejando de nosotros a una velocidad (¡aparente!) mayor que la de la luz, que es la máxima a la que podemos enviar información de un lugar a otro. ¡Pero del universo hoy invisible no nos llegará información hasta que lo veamos!

Si los neutrinos pudiesen viajar más rápido que la luz, como los autores del experimento Opera han anunciado recientemente, la explicación más razonable -de lejos- sería que las leyes de la relatividad fueran válidas para todo ente... menos el vacío. Pero los resultados de Opera, si así fuera, serían inconsistentes consigo mismos. Por ahora, opino, Einstein puede reposar tranquilo, aunque su energía oscura aún no esté del todo clara.

Álvaro de Rújula es científico del Instituto de Física Teórica del CSIC en la Universidad Autónoma de Madrid y del Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN).

1.-¿QUE ES UNA SUPERNOVA?¿Y UNA SNIa?


-Una supernova la explosión de una estrella moribunda.
-Una SNIa es una supernova mas luminosa, y de luminosidad constante.

2.- ¿QUE DICEN LAS SNIa DEL UNIVERSO?


Con la luz de las SNIa se puede medir la distancia y la velocidad de las galaxias en las que las SNIa están.

3.-¿CUANDO SE RALENTIZO Y CUANDO SE ACELERO LA EXPANSION?


-Se ralantizó después del big ban.
-Se expandió desde hace 5000 millones de años.

4.-¿QUIEN SE OPONE A LA EXPANSIÓN Y QUIEN LO ACELERA?¿QUE ES LO QUE LO ACELERA?


-La gravedad existente en el espacio se opone a la expansión y la acelera la energía oscura del universo.
-La energía oscura es la energía vacía, la que quedaría en el cosmos si pudiéramos sustraerle toda la materia y radiación que contiene.

5.-¿ES VISIBLE TODO EL UNIVERSO?¿COMO VARÍA?


-El Universo no es visible por completo.
-Solo vemos hasta el horizonte, donde le ha dado tiempo a la luz a llegarnos desde que el cosmos nació.Por la expansión se va expandiendo continuamente a razón de 1 año luz al año.

6.-EL UNIVERSO, ESPACIO Y TIEMPO.¿SIEMPRE EXISTIERON?

-No existieron siempre, el espacio y el tiempo son propiedades intrínsecas del Universo y nacieron con el.

7.-¿REALMENTE LAS GALAXIAS SE ALEJAN MAS RÁPIDAMENTE CUANTO MAS LEJOS?

-Realmente si, Edwin Huble descubrió que todas las galaxias se alejan de nosotros, pero cuanto mas lejos están, mas rápidamente lo hacen. Es la llamada ley de Huble. Es una consecuencia lógica de la expansión del Universo.

       TRIBUNA: PREMIOS NOBEL DE CIENCIAS 2011 JUAN MANUEL GARCÍA RUIZ

    Cuasicristales, osadía, tesón y belleza

   

Un sorprendente descubrimiento sobre el universo y su dinámica, las claves del sistema inmunitario y una simetría de cristales que tiró por tierra las teorías vigentes, merecen este año los galardones de mayor prestigio en ciencias. Cinco especialistas españoles explican los méritos de sus distinguidos colegas en física, química y medicina

Belleza es sinónimo de simetría, de orden, y de eso va la cristalografía. Los cristales no son otra cosa que apilamientos ordenados de pedacitos idénticos de materia (átomos, moléculas, macromoléculas ...). No vemos ese orden íntimo porque esos pedacitos de materia son demasiado pequeños para nuestros ojos, e incluso para nuestros microscopios, pero podemos reconocer el resultado de ese orden regular en las subyugantes y angulosas formas externas de los cristales. Y podemos notarlo a diario por las propiedades derivadas de ese orden interno: en alimentos que comemos, en medicinas que tomamos, en dispositivos tecnológicos que usamos, o en los huesos que nos mantienen erguidos. Casi todo está basado en cristales.

¿Cuántos tipos de cristales existen? Es decir, ¿de cuantas formas distintas puede ordenarse la materia? Aunque parezcan ilimitadas, lo cierto es que son muy pocas las opciones para rellenar ordenadamente un espacio repitiendo periódicamente una misma pieza. Por ejemplo, si queremos rellenar una superficie lo podemos hacer con rectángulos, con triángulos, con cuadrados o con hexágonos, pero no con pentágonos. Por eso no venden losetas pentagonales, o si las venden, se combinan con los rombos necesarios para rellenar los inevitables huecos entre pentágonos. Desde el siglo XIX, la cristalografía goza de una preciosa demostración de que hay únicamente 17 formas distintas de alicatar una superficie, formas que se pueden disfrutar visitando la Alhambra, ya que eran conocidas por los geómetras árabes. Y también se demuestra que sólo existen 230 formas distintas de empaquetar periódicamente un volumen con unidades idénticas. Ni una más, ni una menos.

Los cristalógrafos comprobamos ese orden cuando iluminamos un cristal con un haz de electrones, neutrones o rayos X. Entonces el cristal genera (difractando la luz) bellas constelaciones de puntos que muestran la simetría del ordenamiento. Y siempre esas constelaciones coinciden, como manda la teoría, con una de las 230 formas distintas de empaquetamiento. Siempre con simetría de orden uno, dos, tres, cuatro o seis. Nunca con ejes de rotación de orden cinco, ni más de seis.

Hace 29 años, durante una estancia sabática en Estados Unidos, el israelí Daniel Shechtman realizaba uno más de los estudios de difracción que se hacen a diario, cuando observó que su constelación de puntos tenía una simetría de orden cinco: ¡pentágonos! Un científico que no mereciera un Nobel habría pensado que había cometido un error, y se hubiera olvidado de ello. Dan Shechtman no. Lo revisó una y otra vez y se lo contó a sus colegas de laboratorio. Ellos le dijeron que eso era imposible y que él debería saberlo. Repitió los experimentos, comprobó una y otra vez los resultados y trató de publicarlos sin éxito. Los publicó dos años después con ayuda de otros colegas.

Les asaetearon con duras críticas, incluyendo la de cristalógrafos y químicos tan excelsos como Linus Pauling, dos veces laureado con el Nobel. ¡Cómo iba a ser errónea una teoría cerrada y probada durante más de un siglo! Le resultó difícil seguir investigando, pero no cejó en el empeño.

Más tarde, otros colegas descubrieron muchos más casos similares que también rompían la simetría canónica de la cristalografía. La explicación estaba en algo que los matemáticos habían encontrado unos años antes: que las superficies y los volúmenes pueden rellenarse completamente siguiendo pautas regulares pero no necesariamente, periódicamente perfectas. Por ejemplo, pueden hacerlo con simetría de dilatación, siguiendo pautas como la serie de Fibonacci, ligada al famoso número de oro, para algunos el canon geométrico de belleza.

Lo que Shechtman había encontrado eran los primeros materiales que -contra todo pronóstico- estaban ordenados cuasi periódicamente, es decir, los cuasicristales. Ya se le busca a este descubrimiento aplicaciones como materiales antiadherentes, aislantes y en la fabricación de aceros de alta tecnología. Pero eso cuenta poco en este caso. Lo que importa es que la tenacidad de este israelí ha roto una teoría considerada cerrada, intachable e intocable, mostrando que aún le queda larga vida a la cristalografía y que el mundo que tenemos ahí afuera, cada vez se revela menos discreto, menos compartimentado y clasificable y más continuo de lo que parecía.

Este Nobel de Química es un premio a la mera curiosidad, el motor de todo descubrimiento. Y también una llamada de atención para los jóvenes científicos. Como el propio Shechtman aconseja, "si encuentras algo radicalmente nuevo, defiéndelo". Te lloverán las críticas, y serán más duras cuanto más heterodoxo sea tu hallazgo. Si estás en lo cierto, al final te darán la razón. Y si no, todos habremos aprendido mucho en el camino.

Juan Manuel García Ruiz es investigador del CSIC y director del Master on Crystallography and Crystallization del CSIC y la Universidad Internacional Menéndez Pelayo.

1.-) ¿COMO SE ESTUDIAN LOS CRISTALES SI NO PODEMOS VERLOS?
Iluminando un cristal con una haz de electrones neutrones o rayos X.

2.-) ¿QUE DESCUBRIÓ DANIEL SHEHTMAN Y COMO SE LO TOMO?
Descubrió una simetría pentagonal, lo reviso varias veces y llego a publicarlo recibiendo duras criticas hasta demostrar con ayuda de unos colegas que era cierto.

3.-) ¿COMO SE EXPLICA SU DESCUBRIMIENTO?
Por algo que los matemáticos habían encontrado unos años antes que era que las superficies y los volúmenes podían rellenarse completamente siguiendo pautas regulares pero no necesariamente, periódicamente perfectas.

4.-) ¿CUAL ES LA IMPORTANCIA DE SU DESCUBRIMIENTO?
Que se ha roto una teoría considerada cerrada, intachable e intocable.

5.-) ¿QUE LE RECOMIENDA A LOS JÓVENES?
Que si encuentran algo nuevo, que lo defiendan, hasta el final, que no le den importancia a las criticas que serán muchas, que si están en lo cierto le darán la razón y le lloverán los alagos, y si no es cierto, le servirá de aprendizaje.

Hay otros mundos 

posibles

La idea de que las leyes físicas están finamente ajustadas para permitir la vida es errónea - Otros universos muy distintos serían también habitables

Los físicos llevan décadas perplejos por la inverosímil precisión con que parecen ajustadas las constantes fundamentales de nuestro cosmos. Por ejemplo, bastaría aumentar en un 0,2% la masa del protón para que fuera imposible construir un solo átomo. Sin átomos no habría estrellas ni planetas, ni por tanto seres vivos. De modo similar, si la fuerza que mantiene unido el núcleo de los átomos (la fuerza nuclear fuerte,para distinguirla de la débil) tuviera una magnitud ligeramente diferente, las estrellas no habrían podido cocinar el carbono en que se fundamenta toda la materia orgánica.

Otras constantes físicas también parecen tener el valor adecuado, dentro de unos márgenes muy estrechos, para permitir la evolución de la vida. Entre ellas están la vida media del neutrón, la masa del electrón o la magnitud de la gravedad y las demás fuerzas fundamentales de la naturaleza. Parecemos vivir en el único universo habitable. Los físicos suelen llamar a esta idea el "principio antrópico", un nombre no sólo confuso, sino casi cabalístico.

Es curioso que el primer científico en utilizar un argumento antrópico de ese tipo no fuera un físico, sino un naturalista, y más curioso aún que se tratara de Alfred Russell Wallace, codescubridor junto a Darwin de la evolución por selección natural. Wallace escribió en 1904: "Es posible que un universo tan enorme y complejo como el que vemos a nuestro alrededor sea un requerimiento absoluto para producir un mundo adaptado en todo detalle para que la vida se desarrolle ordenadamente y culmine en el hombre".

Pero todos estos argumentos se basan en cálculos que modifican una sola constante fundamental, dejando igual todas las demás. Los estudios de Alejandro Jenkins, de la Universidad Estatal de Florida, y Gilad Perez, del Instituto Weizmann en Rehovolt, Israel, muestran ahora que las cosas son muy diferentes si se alteran varias constantes a la vez.

Según estos físicos, hay muchos otros conjuntos de leyes físicas que son compatibles con la vida. Es decir, que hay otros universos posibles que son también habitables. Jenkins y Perez han presentado sus teorías en Physical Review D (agosto de 2006 y marzo de 2009) y Scientific American (enero de 2010).

Un caso muy notable son los universos sin fuerza nuclear débil (o universos weakless,como ellos los llaman), una de las cuatro fuerzas fundamentales de la física junto a la gravedad, el electromagnetismo y la fuerza nuclear fuerte mencionada antes. La fuerza débil es responsable de la radiactividad, lo que incluye la conversión de protones en neutrones (que emite radiación).

La fuerza débil fue necesaria poco después del Big Bang para que los primitivos grupos de cuatro protones se convirtieran en átomos de helio, formados por dos protones y dos neutrones. Pocas cosas parecen tan poco negociables en la física.

Sin embargo, Perez y su equipo han diseñado un universo con sólo tres de las fuerzas fundamentales, eliminando por completo la fuerza nuclear débil. Aunque ello requiere ajustar varios parámetros del modelo estándar de la física de partículas, el resultado es que las tres fuerzas restantes se comportan igual que en nuestro universo.

También la masa de los quarks es la misma. Los quarks son las partículas elementales que constituyen a los protones y los neutrones, y por tanto a todos los núcleos atómicos. En el universo sin fuerza débil de Perez, los núcleos de helio se construyen de otra forma (a partir de la fusión de dos tipos de hidrógeno). Pero forman estrellas de todos modos, que es de lo que se trata.

Las estrellas vivirían menos (nuestro Sol estaría ya hacia el final de su vida) y brillarían menos, por lo que la Tierra tendría que estar seis veces más cerca del Sol, y éste les parecería enorme a sus habitantes. Pero el caso es que podría haber habitantes.

Los movimientos de los continentes y la actividad volcánica se deben también a la desintegración radiactiva del uranio subterráneo, luego en el universo de Perez no habría nada de eso. Sin embargo, la química sería muy similar a la nuestra, si bien "la tabla periódica sólo llegaría hasta el hierro", como dice el físico.

Una solución a la paradoja del principio antrópico ha sido propuesta por el físico teórico Lee Smolin, del Perimeter Institute de Waterloo (Canadá). Consciente de que la selección natural de Darwin (y Russell) es una teoría capaz de generar diseños sin necesidad de un diseñador, Smolin ha tomado prestada la idea para eliminar la necesidad de diseño que parece implicar el principio antrópico.

Muchas estrellas acaban sus días colapsándose para formar un agujero negro, y de cada agujero negro -propone Smolin- puede surgir un nuevo universo con unas leyes físicas similares, aunque no idénticas, a las del universo anterior.

Si esas leyes son incompatibles con la formación de estrellas, el nuevo universo se habrá quedado sin gónadas: no hay estrellas, no hay agujeros negros, no hay nuevos universos hijos. Los universos que mejor se reproducen son, por definición, los que tienen las leyes físicas más adecuadas para la formación de estrellas, y por tanto de seres vivos.

Naturalmente, esta idea implica que existen innumerables universos. Pero esto es algo que muchos físicos creen probable de todos modos, y por otras razones. Esta línea de pensamiento arranca de otra paradoja: el gato de Schrödinger.

El gran físico Erwin Schrödinger ideó esta paradoja porque, al igual que Einstein, no podía creer que Dios jugara a los dados con el mundo. Un gato está encerrado en una caja junto a un trocito de uranio radiactivo. Un átomo de uranio puede desintegrarse, pero no hay forma de predecir cuándo. Todo lo que la física cuántica nos permite saber es cuál es la probabilidad de que se desintegre en un plazo dado: digamos, por ejemplo, que hay una probabilidad del 50% de que cualquier átomo del trocito de uranio se desintegre en el próximo segundo.

En la caja hay un contador Geiger (capaz de detectar las partículas alfa de la desintegración) conectado a un martillo suspendido sobre una ampolla de gas mostaza. Si a cualquier átomo de uranio le da por desintegrarse en el próximo segundo, adiós gato. Pero, hasta que no abramos la caja, no tenemos forma de saber si el gato está vivo o muerto. Sólo sabemos que hay una probabilidad del 50% de que esté vivo y otra del 50% de que esté muerto.

Pero, según la física cuántica, el átomo de uranio está 50% intacto y 50% desintegrado a la vez. Luego el gato está 50% vivo y 50% muerto a la vez. Por supuesto, al abrir la caja veremos que el gato está vivo, o que está muerto. Y si está vivo, ¿dónde está el 50% de gato muerto que coexistía con él hasta que abrimos la caja? Para Schrödinger, esta consecuencia absurda de la interpretación probabilística del mundo subatómico demostraba que esa interpretación era incorrecta. Dios no juega a los dados.

El físico alemán Dieter Zeh, sin embargo, se dio cuenta en 1970 de que había una trampa en la paradoja de Schrödinger. El estado mágico en el que las probabilidades se superponen (ese gato que está 50% vivo y 50% muerto simultáneamente) existe, pero es muy frágil. Una simple molécula de aire que choque con el gato basta para destruir la magia. El gato vivo-muerto se ramifica en un gato vivo y un gato muerto que ya no se pueden comunicar entre sí.

Pero, una vez perdida la coherencia, ¿dónde están los dos gatos, el vivo y el muerto? El estudiante Hugh Everett III propuso la solución en 1957, al leer su tesis doctoral: ambos gatos existen, pero en dos universos paralelos. En el primer universo, tú abres la caja, ves el gato muerto y te preguntas dónde está el gato vivo. En el otro, ves el gato vivo y te preguntas dónde está el gato muerto.

"En esta misma habitación", escribe el físico teórico Michio Kaku, "coexisten mundos donde los alemanes ganaron la II Guerra Mundial, donde los extraterrestres nos han visitado desde el espacio exterior, donde usted no ha nacido". Otro físico, Frank Wilczek, añade: "Una infinidad de copias levemente diferentes de nosotros mismos están por ahí viviendo sus vidas paralelas, y en cada momento surgen nuevos duplicados que van ocupando nuestros muchos futuros alternativos".

El núcleo atómico se compone de protones y neutrones, que a su vez están hechos de quarks. El protón y el neutrón tienen masas muy similares, pero no idénticas: el neutrón es un 0,1% más pesado que el protón. Ese porcentaje se puede alterar (imaginariamente) jugando con las masas de los quarks, y así lo ha hecho el equipo de Jenkins.

Si la diferencia de masas creciera levemente, desaparecerían los átomos fundamentales para la química orgánica, como el carbono y el oxígeno. Y si la situación se invirtiera, haciendo al protón más pesado que el neutrón, ni siquiera existiría el átomo más simple, el hidrógeno, con un solo protón y ningún neutrón. Ésta es una manifestación más del principio antrópico.

Pero, nuevamente, hay múltiples salidas que nadie había considerado hasta ahora. Cada elemento químico existe en varias formas, o isótopos, todos con el mismo número de protones, pero con algunos neutrones más o menos. El hidrógeno, por ejemplo, siempre tiene un solo protón, pero puede contener además un neutrón (se llama entonces deuterio) o dos (tritio). El hidrógeno común no tiene ninguno.

Y esos dos isótopos pesados del hidrógeno sí serían estables en un intervalo de condiciones más amplio. Lo mismo vale para algunos isótopos del carbono y el oxígeno. Según los cálculos de Jenkins, la relación de masas entre el protón y el neutrón no sólo puede crecer 20 veces respecto a nuestro universo (del 0,1% hasta el 2%), sino incluso invertirse hasta que el protón pese un 1% más que el neutrón. En todos esos universos habría formas estables del hidrógeno, el carbono y el oxígeno.

¿Quiere decir eso que podría haber vida? Jenkins y Perez creen que sí, aunque no sería exactamente la vida que conocemos. Los océanos, por ejemplo, estarían hechos de agua pesada (la versión del H2O en que los dos H son deuterio o tritio). Pero nada de esto parece un obstáculo insalvable para la evolución biológica.

La historia de la ciencia ha implicado hasta ahora nuestra expulsión progresiva del paraíso, o del centro geométrico de la creación. Copérnico y su modelo heliocéntrico son un caso bien conocido de expulsión, pero también frustrado en cierta medida, porque el paraíso se reencarnó enseguida en la forma de un sistema solar que abarcaba el universo entero.

Cuando se pudieron calcular las distancias a las estrellas, quedó claro que la creación era miles de veces mayor que nuestro sistema solar, pero entonces fue la Vía Láctea, nuestra galaxia, la que ocupó todo el cosmos. En las primeras décadas del siglo XX, los astrónomos descubrieron con perplejidad que ciertos objetos celestes, las nebulosas, eran en realidad galaxias enteras y verdaderas, pero todo el mundo supuso entonces que la Vía Láctea era la mayor y principal entre todas ellas.

Ahora que vivimos en un arrabal perfectamente vulgar de un cosmos tan enorme que ni la imaginación puede abarcarlo, sólo el propio cosmos puede ser especial, y por eso el principio antrópico se puede ver como la última reencarnación del paraíso. Pero la historia de la ciencia se repite. Parecemos condenados a ser cada vez menos especiales.


1.-) EL GATO DE SHRODINGER
Las probabilidades que explica esta teoría cuántica no sirve para el cosmos, pero si para el mundo subatómico.

2.-) PRINCIPIO ANTRÓPICO Y ANTROPOCENTRISMO.
El único universo en el que puede existir vida es el nuestro.

3.-) ¿QUE OCURRIRÍA SI SE MODIFICASE LA RELACIÓN ENTRE MASAS DE NEUTRONES Y PROTONES?
Si la diferencia de masas creciera, desaparecerían los átomos fundamentales, como el carbono y el oxígeno. Y si la situación se invirtiera, ni siquiera existiría el átomo mas simple, el hidrógeno, no se formaría la vida, pero si sería posible en el primer caso con isotopos.

4.-) ¿CUALES SON LAS CUATRO FUERZAS FUNDAMENTALES DEL UNIVERSO?¿QUE OCURRIRÍA SI SE ELIMINASE LA FUERZA NUCLEAR DÉBIL?
Gravedad: fuerza con la que se atraen las masas.
Electromagnetismo: fuerza con la que se atraen las cargas eléctricas.
Fuerza nuclear fuerte: mantiene unido el núcleo.
Fuerza nuclear débil: responsable de la radioactividad, permite la conversión de átomos inestables en estables y la conversión de protones en neutrones.
Seguiría existiendo vida en la Tierra y en el Universo.

5.-)¿QUE ES EL PRINCIPIO ANTRÓPICO?
Es lo que establece que cualquier teoría válida sobre el universo tiene que ser consistente con la existencia del ser humano, solo en nuestro Universo.

500 mundos cercanos, ninguno como la Tierra

La búsqueda de planetas extrasolares da pasos acelerados y abre una nueva ventana al universo - Conocer más cuerpos en torno a otras estrellas ayuda a averiguar cómo se formó el sistema solar

En el universo, en torno a estrellas como el Sol, o más grandes, o más pequeñas, o más viejas, o más jóvenes..., debe haber millones de mundos. Se han encontrado ya más de medio millar y la lista crece a un ritmo frenético. Los descubrimientos empezaron hace pocos años y el alcance de los telescopios y de las técnicas de observación son aún limitados, pero mejoran de modo espectacular. Y las perspectivas son enormes: puede haber planetas en órbita en un tercio o incluso en la mitad de las estrellas, aunque esta sea una estimación muy especulativa, advierten los científicos.

¿Habrá planetas como la Tierra? ¿Serán habitables? Los científicos intentan contestar estas preguntas obvias, pero todavía no están en condiciones de hacerlo. De momento ni siquiera ven esos otros planetas, en la inmensa mayoría de los casos, sino que deducen su presencia indirectamente.

"Si nuestra galaxia fuera una ciudad de tipo medio, la zona en la que estamos encontrando exoplanetas sería nuestro propio bloque de viviendas y el más cercano (a 10 años luz de la Tierra) estaría en nuestro descansillo", explica Ignasi Ribas, del CSIC y del Instituto de Estudios Espaciales de Cataluña. Con el símil, Ribas pone en perspectiva el territorio de esta cacería científica de objetos celestes que se parezcan más o menos a nuestro mundo, aunque a esta altura "hemos aprendido ya a llevarnos una sorpresa tras otra en el campo de los planetas extrasolares", dice Carlos Eiroa, astrónomo de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM).

Las distancias reales son abrumadoras y la comparación de la ciudad y la casa se agradece para digerir el hecho de que los 505 planetas extrasolares descubiertos están en un radio de unos pocos centenares de años luz a nuestro alrededor, y la Vía Láctea, con 300.000 millones de estrellas, tiene un diámetro de 100.000 años luz. Por cierto, hay cientos de millones de galaxias en el universo.

La cacería está siendo un éxito, hasta el punto de que, en 15 años, se ha pasado de conocer solo los ocho planetas que giran en torno al Sol (entonces nueve, porque Plutón se consideraba planeta de pleno derecho) a 505. Y, como buena cacería, la competición por obtener más presas -planetas- y más interesantes es feroz, sobre todo entre dos familias de astrónomos, una estadounidense, liderada por Geoff Marcy, y otra europea, con Michael Mayor a la cabeza. Esta última, por cierto, lleva últimamente la delantera.

Los exoplanetas tienen algo especial en la cultura y la imaginación social, incluidos los astrónomos. Es algo que toca una fibra sensible de la gente: "Todos nos preguntamos si estamos solos, y la astrofísica intenta responder a esta cuestión, pero estamos dando solo los primeros pasos", dice Eva Villaver, de la UAM.

"Creo que toda la comunidad astronómica estaba convencida, antes de que se descubrieran, de que debían existir planetas en torno a otras estrellas", apunta Benjamín Montesinos, del Centro de Astrobiología. "Era pretencioso pensar que nuestro sistema planetario fuera único, así que era cuestión de tiempo el descubrirlos, y sucedió cuando las técnicas de detección y análisis estuvieron suficientemente pulidas", añade.

El gran ¡eureka! planetario, en 1995, fue del suizo Mayor (Observatorio de Ginebra), trabajando con su entonces joven discípulo Didier Queloz. Ellos pusieron a punto un método sutil para notar la presencia de un cuerpo en órbita de una estrella similar al Sol, y triunfaron con el descubrimiento de 51 Pegasi b, un planeta grande, como Júpiter, girando alrededor de una estrella -y muy cerca de ella- que está a una distancia de unos 42 años luz de la Tierra.

Tres años antes se habían detectado tres cuerpos en órbita de un pulsar (un remanente de estrella muerta) y se consideran más bien precursores peculiares, dando la primicia a Mayor y Queloz.

Su hallazgo despertó enorme interés y voló la imaginación buscando mundos como el nuestro -y, a ser posible, con vida extraterrestre- alimentada, a veces, por términos que para los científicos no tiene el significado corriente. "Hay que tener mucho cuidado para no confundir a la gente", advierte Montesinos. "Por ejemplo, cuando usamos la definición de zona habitable alrededor de una estrella, nos referimos a un conjunto de órbitas en las cuales un planeta similar al nuestro, rocoso y con atmósfera, podría tener agua líquida, que los biólogos consideran solvente indispensable para la formación de la vida, en nuestro caso". De momento, ni siquiera se ha descubierto un planeta como la Tierra (el menor tiene una masa varias veces superior), y la vida exige más condiciones que el agua. Así que de identificar habitable con lugar al que viajar, nada de nada, por mucho tiempo.

"Cuando uno tiene pocos ejemplos, y en el caso de nuestro sistema solar era un ejemplo único, tiendes a pensar que todos los demás serán más o menos iguales; pero no, con los exoplanetas estamos descubriendo la enorme variedad de la naturaleza, porque son muy distintos", explica Ribas. "La verdad es que, hasta ahora, clones de nuestro sistema solar no hemos encontrado ninguno, así que no sabemos cómo es de común este modelo de sistema planetario", añade.

El nombre del primer exoplaneta, 51 Pegasi b, como todos los demás, es escuetamente técnico, tal vez, como dice Mayor, "porque no puedo bautizar de otro modo algo que no veo".

Solo una docena de planetas extrasolares han sido vistos directamente y aparecen en las fotografías como un puntito tenue. El resto se ha detectado por métodos indirectos. El más común consiste en medir en la estrella el efecto de la interacción gravitatoria que tiene con el planeta. Una forma de entenderlo es imaginando una persona adulta que hace girar a su alrededor a un niño muy pequeño sujetándole por las manos: de lejos no se distinguirá al niño, pero de su existencia informa el bamboleo del adulto al darle vueltas. Los tamaños no se ajustan ni de lejos a la realidad de las observaciones de los astrónomos, pero el adulto es la estrella y el niño, el planeta que no se ve. "Júpiter induce en el Sol un cambio de su velocidad de 13 metros por segundo", explica Eiroa.

Otra técnica se denomina de tránsito, que es como un minieclipse en el que el planeta se cruza por delante de la estrella en la línea de visión del telescopio terrestre, provocando un mínimo oscurecimiento del astro. "El tránsito de un planeta tipo Júpiter produce una disminución del brillo de la estrella del orden del 1%", explica Eiroa. Y aun así se puede medir con las técnicas actuales. Pero si el planeta es mucho más pequeño, como la Tierra, "la disminución del brillo de la estrella es en torno a 0,01% y eso no lo podemos apreciar aún desde observatorios terrestres, aunque no podemos excluir que pronto haya una noticia en este sentido desde telescopios espaciales", añade.

¿Tan difícil es verlos directamente? "Es como intentar fotografiar una bombilla de un árbol de navidad que está encendida junto a cinco estadios de fútbol de primera división iluminados", responde Montesinos. Lo que se hace es intentar tapar la estrella en el telescopio con una máscara, o restar luz al astro en el detector, pero aun así solo se ven, de momento, algunos casos especiales, como planetas grandes en torno a estrellas de poco brillo intrínseco.

Estas dificultades de observación tienen mucho que ver en el extraño zoológico de exoplanetas encontrados. "Estamos limitados por las técnicas de detección, que son sensibles, sobre todo, a los planetas grandes que están cerca de su estrella, porque así esta se agita mucho", dice Villaver. Pero se estudian características físicas y químicas de estos cuerpos y sus sistemas planetarios (se han hallado más de medio centenar). En algunos casos, los astrónomos incluso aprecian la existencia de atmósfera en un planeta y, analizando en su luz las firmas químicas, deducen su composición.

Si alguien pensó en apuntar los telescopios para dar con sistemas como el solar y planetas como la Tierra, a estas alturas puede decir que ha visto casi de todo menos esos dos ejemplos. Estrellas mucho más masivas que el Sol, similares, enanas blancas, gigantes rojas... todas ellas pueden, al parecer, tener planetas (rocosos o gaseosos). La mayoría de ellos son enormes, como Júpiter o más, y están tan cerca de su estrella que deben ser infiernos.

La investigación de esos mundos tiene interés científico por partida doble: por un lado, se trata de conocer el universo en sí mismo, como sea, y por otro, de averiguar, por comparación, qué procesos originaron el sistema solar hace unos 4.500 millones de años, seguramente a partir de un disco de materia suelta.

"Hasta ahora, los exoplanetas más pequeños que se han visto son las llamadas supertierras, de unas cinco veces la masa del nuestro, pero posiblemente dentro de poco tengamos algún candidato de exoplaneta similar a la Tierra", dice Eiroa. En los observatorios espaciales -los actuales y, sobre todo, los futuros- se pone mucha esperanza por su gran resolución y la posibilidad de que observen en el infrarrojo adecuado para ver objetos fríos como los planetas. Pero también los telescopios terrestres tendrán algo que decir. "Con el gigante europeo E-ELT posiblemente se puedan detectar directamente planetas tipo Júpiter alrededor de estrellas tipo Sol", dice Eiroa. Para ver una foto de un exoplaneta con resolución espacial, como se fotografía ahora Neptuno o Júpiter, habrá que esperar bastante tiempo.

En cuanto a encontrar en esos mundos condiciones de vida y, tal vez, ejemplos de ella, primero hay que dar con los habitables. Pero no bastará: "Para saber si un planeta alberga algún tipo de actividad biológica debemos estudiarlo de forma directa: detectarlo directamente y, después, sacar análisis de su luz que nos revelen las propiedades físico-químicas de la atmósfera", concluye Eiroa. "A partir de ahí, podríamos deducir si esa atmósfera está modulada por la existencia de vida en el planeta".








1.-) ¿COMO SABREMOS DONDE PUEDE HABER VIDA?


Primero hay que encontrar un exoplaneta habitable y estudiar directamente si las propiedades físicas y químicas de su atmósfera y que sean compatibles con la vida.


2-) ¿CUALES SON LOS EXOPLANETAS QUE PODEMOS OBSERVAR Y CUALES DE ELLOS SON LOS MAS PARECIDOS A NUESTRA TIERRA?


Los grandes y cercanos a su estrella y los mas parecidos son las llamadas Super Tierra que la menor tiene una masa varias veces superior y la vida exige mas condiciones que el agua.


3.-) ¿QUE NOS FALTA PARA PODER OBSERVAR MAS EXOPLOANETAS?


El alcance de los telescopios y las técnicas de observación son limitados, necesitamos mejorarlas, esencialmente debemos obtener telescopios de mayor resolución.


4.-) ¿QUE ES LA ZONA HABITABLE ALREDEDOR DE UNA ESTRELLA?


Es un conjunto de órbitas donde un planeta parecido al nuestro, rocoso y con atmósfera, podría tener agua líquida que es lo imprescindible para que se pueda formar la vida.


5.-) ¿CUANDO, CUAL Y A QUE DISTANCIA(EN KM) DE NOSOTROS SE ENCUENTRA EL PRIMER EXOPLANETA CONOCIDO?
Se descubrió en 1995 alrededor de una estrella como el Sol, fue el 51 Pegasi b y está a una distancia de unos 42 años luz de la Tierra.(la velociada de la luz es de 300.000 km/s)


6.-) ¿CUANTAS GALAXIAS HAY EN EL UNIVERSO?¿CUANTAS ESTRELLAS HAY EN NUESTRA GALAXIA?¿CUANTOS EXOPLANETAS SE CONOCEN EN LA ACTUALIDAD?
Hay cientos de millones de galaxias. 300.000 millones de estrellas, Y 505 planetas extrasolares.


7.-) ¿CUANTAS ESTRELLAS TENDRAN PLANETAS?¿DE QUE DEPENDE EL DESCUBRIMIENTO DE EXOPLANETAS?
Entre 1/3 y 1/2 de las estrellas que hay tendrán planetas.
El descubrimiento de exoplanetas depende de las mejoras de técnicas de observación inexistentes y mejoras de los telescopios, y las técnicas de infrarrojos.


8.-) ¿LOS EXOPLANETAS CONOCIDOS SON COMO LOS PLANETAS DEL SISTEMA SOLAR?¿CUANTOS SE HAN VISTO DIRECTAMENTE?¿Y LOS DEMAS?
Ninguno es como el nuestro. Solo se han visto directamente una docena. Los demás se han visto indirectamente por bamboleo del planeta que provoca a sus estrellas por interacción gravitatorio y por los minieclipses que provoca.

Si lo dice un científico, va a misa

Los investigadores están divididos: unos son creyentes y otros piensan que Dios es incompatible con la ciencia - ¿Es cometido de los laboratorios demostrar la existencia divina?

Antes de decidirse a hacer el primer trasplante de órganos entre humanos, en 1954, el cirujano Joseph E. Murray, Nobel de Medicina en 1990, consultó a varios líderes religiosos: "Parecía lo natural", ha dicho Murray. Es solo uno de los múltiples ejemplos del vínculo entre religión y ciencia. Un nexo tan vigente aún hoy como encendidos han sido los debates sobre la investigación con células madre o la enseñanza de la teoría de la evolución -no en España pero sí en Estados Unidos-. Para muchos, estos asuntos trazan una frontera clara entre los científicos, que buscan respuestas con un método en teoría blindado a las propias creencias, y otra parte de la sociedad. La comunidad científica -vienen a decir- crece y se desarrolla al margen (a salvo) de la fe; la ciencia va a lo que va y no se ocupa de eventuales conflictos entre hechos demostrados experimentalmente y la religión. Pero entonces llega el físico Stephen W. Hawking, escribe que no hace falta Dios para explicar el Universo ... y se produce una tormenta mediática. ¿Por qué? ¿No se consideraba este tema una prueba superada?

Parece que no. La muralla entre Dios y la ciencia es permeable, la comunidad científica no es un reducto social libre de religión. Tampoco hay algo así como una postura científica oficial respecto a la cuestión religiosa. En 1997, un artículo en la revista Nature recogía los resultados de una encuesta sobre creencias religiosas de científicos: el 40% de los biólogos, físicos y matemáticos consultados dijo creer en un dios al que uno reza "a la espera de recibir respuesta". El trabajo, de Edward J. Larson (Universidad de Georgia), reproducía otra encuesta similar de 1914, que daba cifras muy parecidas. No todo el mundo acepta estos resultados, pero tampoco hay, o no se citan, estudios más recientes a este respecto en publicaciones de renombre.

Lo que sí hay ahora son científicos, de prestigio, que no solo se declaran creyentes, sino que consideran que hacerlo es casi un acto de rebeldía ante lo políticamente correcto en ciencia (ser ateo). Para otros, en cambio, ser un investigador de primera fila es simplemente incompatible con creer en Dios. También es animada la siguiente cuestión: ¿tiene la ciencia algo que decir sobre la necesidad de Dios para explicar el mundo? O esta otra: ¿hasta qué punto el subconsciente religioso de una sociedad influye en las conclusiones a las que llegan sus científicos?

"Dado que hay una ley como la gravedad, el Universo puede crearse de la nada y lo hace", escribe Hawking. "La creación espontánea es la razón de que haya algo en lugar de nada (...) No es necesario invocar a Dios para que encienda la luz y eche a andar el Universo". En realidad, la postura de Hawking no es nueva. En el prólogo de la primera edición de su obra superventas Breve historia del Universo, publicada en 1988, el astrónomo Carl Sagan escribe: "Hawking está intentando, como él mismo afirma, entender la mente de Dios. Y esto hace que sea aún más inesperada la conclusión de este esfuerzo: un Universo sin frontera en el espacio, sin principio ni final en el tiempo, y en el que un creador no tiene nada que hacer".

La postura de Hawking tampoco es nueva en la ciencia. Lo recuerda el cosmólogo británico John Peacock, participante en un reciente congreso sobre cosmología organizado en Benasque por Juan García Bellido y financiado por la Fundación BBVA: "Hace 200 años, el físico francés Laplace fue criticado por Napoleón por excluir a Dios de su explicación sobre cómo se formó el Sistema Solar; la famosa respuesta de Laplace fue: 'No necesito esa hipótesis'. Hawking está aplicando la lógica de Laplace a todo el Universo, en lugar de solo al Sistema Solar, pero la cuestión de fondo es la misma".

Ahora bien, Hawking no dice que Dios no exista. "Es fácil imaginar una prueba de la existencia de Dios", dice Peacock. "Si mañana viéramos que las estrellas se han movido para escribir en el firmamento el mensaje de que Dios existe, para mí sería bastante convincente. Pero una prueba de la no existencia de Dios es mucho más difícil de imaginar".

Sea o no difícil demostrar que Dios no existe, ¿compete eso a los científicos? "La existencia de Dios queda fuera del ámbito de la ciencia", dice Josh Frieman, investigador implicado en las misiones espaciales que exploran la radiación de fondo del Universo -una energía que llena todo el cielo y cuya existencia prueba que el Universo que conocemos empezó a expandirse tras un Big Bang hace 13.700 millones de años-. Por eso mismo, "las creencias de los cosmólogos no son relevantes para su trabajo como investigadores; muchos cosmólogos tienen intensas creencias religiosas, y muchos otros no".

Esa visión es compartida por Evencio Mediavilla, que investiga sobre galaxias en el Instituto de Astrofísica de Canarias: "A lo largo de la historia ha habido grandes pensadores y científicos creyentes y no creyentes. Parece que ahora en la comunidad científica hay una mayoría que se declararía indiferente o no creyente, pero no pienso que sea incompatible ser un buen científico y creer en Dios. Son asuntos separados".

Ahora bien, que la ciencia no pueda o deba buscar a Dios no significa que no pueda o deba investigar qué ocurrió antes del Big Bang, por ejemplo. El único límite para la ciencia es el propio método científico; toda pregunta que pueda ser sometida a este método es territorio científico: "Lo importante es que la ciencia descansa sobre fundamentos que se pueden poner a prueba experimentalmente", dice Frieman. "Es legítimo que los cosmólogos analicen qué pasó en torno al tiempo del Big Bang. Hawking y otros han explorado teorías en las que el Universo se crea a partir de la nada; es una posibilidad difícil de poner a prueba, pero viable. Por desgracia, nuestro conocimiento hoy en día sigue siendo insuficiente para dar esta cuestión por cerrada".

Pero el debate no acaba aquí. Para algunos la necesidad de Dios emerge de la propia ciencia, y es perfectamente lícito que esta intente responder a cuestiones religiosas. "Hoy parece que hablar de Dios [entre los científicos] es una especie de herejía, pero lo cierto es que la cosmología siempre ha sido, y sigue siendo, una ciencia muy cercana a los límites, a las preguntas fundamentales que todos nos hacemos", comenta Eduardo Battaner, astrofísico de la Universidad de Granada y autor de obras de divulgación comoUn físico en la calle: fluidos, entropía y antropía. "La postura que afirma que la ciencia no puede responder a si Dios existe no me parece sincera. De hecho, hoy se sigue discutiendo si la cosmología apoya una creación en el principio, o no. El Big Bang no demuestra ni refuta la existencia de Dios, pero es un debate interesante y pertinente; no estoy de acuerdo con eso de que la ciencia y la religión van por caminos distintos, lo considero una pose: la cabeza es una sola, y todo, Dios y la ciencia, pasan en la cabeza".

Battaner ve a Dios "como una especie de razonamiento que puede salir de la ciencia". "Tengo, desde luego, muchas dudas, pero me parece vislumbrar una necesidad racional de Dios. No un dios que castiga a los malos y recompensa a los buenos, sino un dios como una necesidad científica. Me convence el argumento de lo contingente: el Universo podría no existir, yo podría no existir... es decir, todos somos contingentes; debe de haber algo que no lo sea".

Francis Collins, director del Instituto Nacional de Investigación en el Genoma Humano estadounidense, cristiano declarado, tiene una opinión similar. "Este no debería ser un tema tabú, pero a menudo lo es en círculos científicos", ha declarado a The New York Times. Collins no cree adecuado mantener completamente separados el trabajo como científico y las creencias religiosas. Pero esto no implica que dude de hechos ya establecidos por la ciencia, como la evolución: "Pedir a alguien que rechace [las evidencias a favor de la evolución] para demostrar que realmente ama a Dios... ¡Qué elección más horrible!". En su opinión, Dios hace falta para comprender al ser humano; sin él "no entenderíamos por qué estamos aquí". "La ciencia no tiene poder para abordar estas preguntas. Y ¿no son, al fin y al cabo, las más importantes que nos hacemos?".

Es cierto, dicen los historiadores de la ciencia, que el trabajo del científico debió de nacer de la misma curiosidad que hizo germinar la religión. Pero en cierto momento la ciencia labró su propio camino. "En época de Newton no se podía pensar en cuestiones científicas sin, tarde o temprano, llegar a la cuestión de Dios", explica José Ferreirós, catedrático de Lógica y Filosofía de la Ciencia de la Universidad de Sevilla. "La cosa dejó de ser así en el siglo XIX, antes de Einstein. ¿Por qué cambió? Porque 'Dios ha muerto' en la sociedad, como dijo Nietzsche. El desarrollo de la ciencia y de la filosofía moderna tuvo mucho que ver con esa muerte, pero también la Revolución Francesa, el fin del Antiguo Régimen". Para Ferreirós, "el tema religioso es hoy más que nada un asunto privado".

No deja de ser curioso que la teoría del Big Bang la propusiera precisamente un sacerdote. En 1927, el belga Georges Lamaitre postuló que el Universo está en expansión y que, por tanto, debió de haber un comienzo -describió su teoría como "un huevo cósmico explotando en el momento de la creación"-. Pocos años después, el astrónomo Edwin Hubble observó que, efectivamente, las galaxias se alejan entre sí. Pero durante la mayor parte del siglo XX, y hasta que hace unas décadas las pruebas a favor del Big Bang empezaron a considerarse irrefutables, la idea de que hubo un tiempo cero fue muy discutida -entre otros por el prestigioso físico Fred Hoyle, precisamente el autor del término Big Bang, que defendía un Universo sin principio ni fin y que vinculaba el éxito del Big Bang precisamente a su buen encaje con la idea religiosa de creación-.

En cualquier caso, no es la cosmología la única rama de la ciencia que roza la frontera con la religión. La vida y su origen son otro frente abierto. En una obra reciente el Nobel de Química Christian de Duve, La vida en evolución: moléculas, mente y significado, explica cómo ha llegado a la conclusión personal de que "el diálogo entre ciencia y religión es imposible", dado que la segunda rechaza los descubrimientos de la primera.

Quizás, sorprendentemente, la matemática es otra de las áreas donde el debate ciencia-religión es más activo. "Los matemáticos discrepan sobre si las matemáticas son un constructo humano o si se descubren porque ya estaban en la naturaleza (¿dadas por Dios?)", señala Manuel de León, director del Instituto de Ciencias Matemáticas. "Creo que las descubrimos aunque les demos una determinada forma que puede diferir de unos a otros, y las descubrimos porque son al final las leyes que rigen el Universo; esa física que Hawkings aduce como causa de la creación del Universo se expresa en términos matemáticos". Y está la simple admiración ante lo que los matemáticos llamanbelleza, "esa sensación estética que a algunos les lleva a considerar las matemáticas como la verdad última", dice De León.

Y, cómo no, a la cuestión ciencia-religión no le falta un toque irónico: ¿Qué pasa cuando los científicos ocupan en la sociedad el papel de... sacerdotes? O sea: ¿Por qué lo que dice Hawking va a misa? "La opinión de un científico acerca de este tema no tiene por qué ser a priori más interesante que la de cualquier otra persona", dice Evencio Mediavilla. "Sería infantil crear una iglesia de científicos no creyentes".




1.-) ¿EL BIG BANG ES INCOMPATIBLE CON DIOS?
Ni una cosa ni otra, no se puede demostar.


2.-) ¿CUALES SON LOS LÍMITES DE LAS CIENCIAS?
El límite de la ciencia es a lo que no se le puede aplicar el método científico.


3.-) ¿CUAL FUE LA CONCLUSIÓN DE STEPHEN HOWKING SOBRE LA EXISTENCIA DE DIOS EN SU BREVE HISTORIA DEL UNIVERSO?¿Y SOBRE DE QUE SE FORMO EL UNIVERSO?
Un universo sin comienzo ni final o límite no necesita un creador.
Gracias a la ley de la gravedad, el Universo puede crearse de la nada, se crea espontáneamente de la nada.


4.-) ¿CUAL ES EL OBJETIVO DE LA CIENCIA?
Comprender la realidad si es posible sin la ayuda de Dios.


5.-) ¿COMO BUSCAN LOS CIENTÍFICOS LAS SOLUCIONES A LOS PROBLEMAS NATURALES?
A través de la experimentación y del método científico con echos demostrados.


6.-) ¿ESTAN SEPARADOS CIENCIA Y RELIGIÓN EN EL MUNDO ACTUAL?
No porque la mayoría de los científicos son creyentes y pueden tener alguna influencia en los resultados obtenidos.


7.-) ¿PAPEL DE DIOS EN LA TEORIA FISICA DEL TODO?
Dios había creado las leyes de la naturaleza para que luego se produjera el big bang y todo lo demás, y Dios es la Teoría del Todo.

COMPLETANDO A CHARLES DARWIN

La tectónica, la oceanografía o el clima están dando respuesta a los interrogantes pendientes sobre la evolución – Los nuevos hallazgos cierran lagunas en el 200º aniversario del científico.

 

 

Una crítica clásica contra Darwin es que, pese a haber titulado su libro El origen de las especies (1859),

justo no aclaró cómo se originaban las especies. La selección natural -el mecanismo evolutivo descubierto por el naturalista- se basa en la acumulación gradual de pequeños cambios, mientras que las especies suelen ser entidades discretas y bien definidas: vemos leones y tigres, no una escala Pantone de leotigres. La investigación reciente, sin embargo, ha aclarado muchos puntos del problema de la especiación, o generación de nuevas especies, y ha confirmado que la especiación tiene una relación directa con la selección natural darwiniana. También han revelado unos principios generales que hubieran resultado sorprendentes para el padre de la biología moderna.

"La competencia por los recursos, las carreras de armamentos entre predadores y presas y otros factores biológicos dan forma a los ecosistemas locales durante periodos cortos", dice el evolucionista Michael Benton, de la Universidad de Bristol. "Pero son factores externos como el clima, la oceanografía y la tectónica continental los que explican las pautas de la evolución a gran escala". Benton es el autor de uno de los cinco artículos con que la revista Science celebra hoy el 200º aniversario del nacimiento de Charles Darwin (12 de febrero de 1809-19 de abril de 1882).

La idea de que la competencia entre seres vivos es el principal motor de la evolución arranca del propio Darwin y suele ser la preferida por los biólogos. Se la conoce como la hipótesis de la reina roja, por el personaje de Lewis Carroll que le dice a Alicia en A través del espejo: "En este país tienes que correr todo lo que puedas para permanecer en el mismo sitio".

El paradigma de la reina roja son las carreras de armamentos entre predador y presa: los conejos corren cada vez más para escapar de los zorros, lo que fuerza a los zorros a correr cada vez más para seguir comiendo lo mismo que antes; las corazas de las presas se hacen cada vez más duras y las pinzas de sus predadores cada vez más fuertes, con lo que todos corren lo más que pueden para que todo permanezca en el mismo sitio.

El problema es que la evolución a gran escala no permanece en el mismo sitio como Alicia. Los modelos del tipo reina roja, según Benton, no explican que los seres vivos se hayan hecho más complejos en la historia del planeta, ni que hayan colonizado nuevos espacios (como la tierra firme), ni que ciertos linajes concretos hayan brotado enexplosiones evolutivas de radiación de nuevas especies. "Todas estas cosas han ocurrido muchas veces en los últimos 500 millones de años", afirma el científico británico.

La razón hay que buscarla en la geología, y algunos ejemplos son bien conocidos. Desde que el supercontinente Pangea empezó a quebrarse hace 250 millones de años, el baile de sus fragmentos por la corteza terrestre ha tenido un efecto decisivo. La biología alienígena de Australia -ornitorrincos, canguros, koalas, wombats, emús, cucaburras- y de Suramérica -llamas, anacondas, pirañas, vicuñas, tapires- se debe a que ambos territorios han sido islas durante casi 100 millones de años.

El sentido común no es la mejor guía para averiguar las relaciones de parentesco entre las distintas especies. El damán, un animalillo africano al que cuesta distinguir de una rata, se agrupa con el elefante en una gran rama evolutiva de los mamíferos, la de los afroterios. Las personas, los delfines y las vacas nos apiñamos junto a las ratas propiamente dichas en la segunda rama (los boreoterios), dejando la tercera (los desdentados) para el armadillo y el oso hormiguero.

La razón es que los mamíferos originales se dividieron físicamente en tres grupos hace 100 millones de años, cuando las actuales África, Eurasia y Suramérica se escindieron de un continente único.

En los últimos años, los geólogos también han encontrado fuertes correlaciones entre la diversidad del plancton -los organismos microscópicos que flotan en el mar- y la temperatura del agua en esa época. El enfriamiento oceánico de los últimos 70 millones de años, por ejemplo, se asocia a una gran radiación de especies de foraminíferos, los principales microfósiles marinos. En general, las fases de calentamiento por las que ha pasado el planeta se han caracterizado por una menor riqueza de géneros, y de familias enteras, de seres vivos.

Si la competencia entre seres vivos es la reina roja, la evolución guiada por las condiciones externas se conoce como la hipótesis del "bufón de corte". Los bufones sólo pretendían complacer a los poderosos, y jamás cambiaban sus números a menos que se vieran forzados por una catástrofe (como una guerra o un cambio de régimen). Si la reina roja es la idea preferida por los biólogos, el bufón de corte es la favorita de los geólogos, como parece lógico. Y es el motor del cambio que parece predominar a las escalas evolutivas, de 100.000 años para arriba en el tiempo, y de especie para arriba en la taxonomía, la ciencia que clasifica a los seres vivos en una jerarquía de especies, géneros, familias, órdenes, clases, filos y reinos.

La cuestión de la reina roja tiene mucha relevancia para el problema estrella de la biología evolutiva: la explosión cámbrica, la gran dificultad que atormentó a Darwin hace un siglo y medio. La Tierra tiene 4.500 millones de años, y los primeros microbios aparecieron poco después (hay evidencias fósiles de 3.500 millones de años). Pese a ello, la explosión de la vida animal sólo ocurrió al empezar el periodo Cámbrico, hace 543 millones de años. La evolución tardó poco en inventar a los animales, aunque tardó 3.000 millones de años en ponerse a ello. Ésta es la versión moderna del dilema de Darwin.

"Creo que la explosión cámbrica es un excelente ejemplo de evolución por el modelo del bufón de corte", confirma Benton a EL PAÍS. "Es un caso en que el cambio dramático del entorno físico tiene un profundo efecto en la evolución. Esto no tiene nada que ver con sugerir que la selección natural es errónea, o que Darwin se equivocó. Se trata simplemente de que los cambios dramáticos e inesperados, como el que ocurrió entonces, pueden abrumar a los procesos normales de la selección natural y poner a cero el reloj evolutivo, como solía decir Steve Gould". Stephen Jay Gould fue un destacado (y polémico) evolucionista norteamericano hasta su muerte en 2002.

El periodo anterior al Cámbrico (de 1.000 a 543 millones de años atrás) se llama Neoproterozoico, de mote "precámbrico", e incluye las más brutales glaciaciones conocidas por los geólogos, como la Sturtian y la Marinoan. Algunos científicos creen que fue una era de bola de nieve planetaria (snowball earth), en la que los casquetes polares cubrían incluso el ecuador terrestre.

Antes de esa era del hielo, los niveles de oxígeno en la atmósfera eran muy bajos, inferiores al 1% de la concentración actual, como habían sido en los 3.000 millones de años anteriores. La última de las grandes glaciaciones precámbricas, la Marinoan, terminó hace 635 millones de años, y los últimos datos indican que los primeros animales, las esponjas, ya habían evolucionado para entonces. Y los datos indican que el fondo marino no estuvo bien oxigenado hasta los tiempos de la explosión cámbrica. Si la biología tardó 3.000 millones de años en inventar a los animales, la razón parece ser que la geología no se lo permitió antes.

La mosca Drosophila ha resultado un modelo muy útil para estudiar los fundamentos genéticos de la especiación. Por ejemplo, la especie americana Drosophila pseudoobscura se separó hace 200.000 años en dos subespecies llamadas USA y Bogotá. Como los caballos y los burros, las moscas USA y Bogotá pueden cruzarse, pero sus hijos son estériles. En casos de especies más divergentes, los hijos suelen ser no ya estériles, sino directamente inviables. El punto es que la genética de la mosca permite hallar los genes exactos que son responsables de la esterilidad o de la inviabilidad.

Los resultados apuntan a muy pocos genes, y varios están relacionados con el transporte nuclear, el intercambio de materiales entre el núcleo y el resto de la célula. Dos de los genes de la especiación son Nup96 y Nup160, componentes del poro nuclear que comunica al núcleo con su entorno, y otro es RanGAP, que regula el mismo proceso. No hay ninguna razón a priori para que la especiación esté relacionada con un mecanismo tan concreto como el transporte nuclear, y estos resultados son inesperados en ese sentido.

Pero estos genes también tienen relación con un fenómeno que lleva décadas siendo un sospechoso central para los genetistas interesados en la especiación. Se llama impulso meiótico (meiotic drive), o más en general "conflicto intragenómico". Al igual que la selección natural clásica, se trata de un proceso de competencia, pero no entre individuos dentro de una especie, ni entre especies dentro de un ecosistema, sino entre genes dentro de un genoma, es decir, entre las partes de un mismo individuo.

Esto es posible porque cada individuo produce miles o millones de gametos (óvulos o espermatozoides, según su sexo), cada uno con una combinación distinta de genes. Y hay genes que sesgan a su favor la producción de gametos, de modo que se aseguran su presencia en más de la mitad de los espermatozoides o los óvulos, que es lo que les correspondería por azar. Estos genes son auténticas bombas evolutivas, porque pueden imponerse en una población en pocas generaciones aun cuando no hagan nada beneficioso para el individuo que los alberga. Los demás genes se ven forzados a adaptarse para convivir en el mismo genoma que ellos, y esto conduce a las poblaciones por caminos separados aun cuando sus entornos sean similares. Esto es la evolución por "conflicto intragenómico".

En el ejemplo mencionado antes de las dos subespecies de Drosophila pseudoobscura,USA y Bogotá, el grupo de Allen Orr, de la Universidad de Rochester, acaba de demostrar que un solo gen (llamado overdrive) es responsable a la vez de la esterilidad de los híbridos entre las dos subespecies, y de causar su propia representación en los gametos por encima del 50% que le correspondería por azar. "Nuestros resultados", afirma Orr, "indican que el conflicto intragenómico, una forma de adaptación al ambiente genómico interno, es una fuerza importante en la especiación".

Otro descubrimiento reciente es la importancia crucial de las duplicaciones de genes en la evolución. Las duplicaciones o pérdidas de genes son la principal fuente de variación genética en nuestra especie: cualquier persona se distingue de cualquier otra en un promedio de 70 regiones duplicadas o amputadas en uno de sus cromosomas.

Dos siglos después, la ciencia rellena huecos que a Darwin le hubiera encantado explicar.

1.-) BREVE RESUMEN DEL TEXTO.
Se sigue pensando que la especiación tiene una relación directa con la selección natural pero Darwin nunca explicó de verdad el origen de las especies y la tectónica, oceanografía y el clima nos están dando las respuestas a esas interrogantes de la evolución.


2.-) HIPOTESIS DE LA REINA ROJA
Es una hipótesis evolutiva, que describe la necesaria mejora continua de las especies para mantener el estado del momento con su entorno, serviría para explicar la evolución a pequeña escala.


3.-) ¿COMO SE EXPLICA LA EVOLUCIÓN A GRAN ESCALA?PON EJEMPLOS
Se encuentra en la geología, que es la evolución guiada por las condiciones externas.
Los mamíferos de Australia y Sudamérica son los mas extraños porque fueron islas durante muchos años.
En el precrámbico entre 3.500 y 543 millones de años, los niveles de oxigeno en el aire y en el agua no permitieron la diversificación de los seres vivos hasta que tras la última glaciación precrámbica se alcanzaron unos niveles que permitieron la gran explosión cámbrica de la evolución.
La geología no había permitido a la evolución salir de los microorganismos, se tardaron 3.000 millones de años en inventar los animales cuando las condiciones ambientales geológicas lo permitieron.


4.-) HIPOTESIS DEL BUFÓN DE LA CORTE
Es una hipótesis evolutiva que describe la evolución de las especies debido a grandes catástrofes medioambientales, para adaptarse al entorno.(clima oceanografía, cambios en los continentes) que tienen un profundo efecto en la evolución.

Resucitar al neandertal no es posible. Todavía

El genoma del mamut abre la puerta a revivir especies extinguidas - Las dificultades técnicas no son insalvables, pero surgen dilemas éticos

El genoma recuperado de los hielos siberianos es un paso enorme que no osó imaginar ni el recién fallecido Michael Crichton en Parque Jurásico. De ahí a resucitar al mamut median obstáculos formidables que la genética actual no puede resolver. Pero todos los problemas son puramente técnicos, y se irán esquivando tarde o temprano. ¿Veremos un safari park en Siberia con los mamuts devueltos a la vida por la gracia del hombre? Y, sobre todo, ¿qué pasará después con los neandertales, segundo genoma fósil previsto?

Un óvulo fecundado humano y uno de mamut son casi lo mismo. Si el primero produce una persona y el segundo un mamut es por el genoma, o conjunto de los genes, que dirige el desarrollo y la evolución. El genoma del mamut consiste en 4.000 millones de bases, o letras químicas del ADN (aggcttcaa...), y secuenciarlo es determinar su orden exacto. Esto es lo que (casi) han conseguido recientemente científicos rusos y norteamericanos.

El genoma del mamut actual es una copia imperfecta de un libro (técnicamente, sucobertura es de 0,7 veces un genoma). Según estima el cazador de genomas fósiles Svante Pääbo, director del Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva en Leipzig, una secuencia de "calidad razonable" precisaría una cobertura de 12 veces, o 12 libros imperfectos.

Y aún así, una "calidad razonable" significa un error por cada 10.000 bases (las letras a, g, c, t del ADN). Como el genoma de esta especie tiene unos 4.000 millones de bases, eso da un total de 400.000 errores. Y los "errores" en el genoma de papel se convertirían en "mutaciones" reales en el mamut reconstruido.

"Todavía no podemos devolver el mamut a la vida", dice el subdirector del centro de ADN antiguo de la Universidad de Adelaida, Jeremy Austin. "Una secuencia genómica no hace un ser vivo. Todo lo que tenemos ahora es un genoma parcial, con un considerable número de errores. Sería como intentar fabricar un coche con sólo el 80% de las piezas, y sabiendo que algunas están rotas".

Sin embargo, ninguno de estos impedimentos es insalvable. Sortearlos es sólo cuestión de más mamuts y más dinero. Y la solución a muchos otros problemas aparentemente más graves puede ser más simple aún: hacer trampas. Se trata de no obsesionarse con reproducir fielmente un mamut, sino en conformarse con algo que lo parezca. La evolución biológica, al fin y al cabo, es también una oportunista.

Por ejemplo, los genes del mamut son ahora entidades virtuales: textos (aagattcct...) escritos en un papel, o grabados en la memoria de un ordenador, y será preciso convertirlos en cosas, ADN real empaquetado en cromosomas palpables, para que sirvan de algo. "Aún teniendo un genoma completo y lo bastante preciso", apunta Jeremy Austin, "queda la cuestión de cómo construir los cromosomas". Ni siquiera sabemos cuántos cromosomas tenía el mamut.

Pero es probable que no haga falta. Dos especies de moscas indistinguibles a simple vista pueden diferir enormemente en su estructura cromosómica. Incluso dos personas diferimos algo en ella. Los elementos esenciales de cada cromosoma son los que inician su duplicación en cada ciclo de división celular -orígenes de replicación- y los que garantizan la distribución de las dos copias a las dos células hijas -centrómeros-. Y ambos se han sintetizado artificialmente con éxito.

Lo mismo vale decir para empaquetar los cromosomas en un núcleo. Y el resto son técnicas que no se han probado todavía en elefantes, pero que resultan ya cotidianas en otros mamíferos: introducir el núcleo en un óvulo, estimularlo para que empiece a desarrollarse e implantarlo en una elefanta. Se trata de los pasos de una clonación, aunque entre especies distintas, y una de ellas inexistente.

Por los proyectos conocidos hace años, el primer objetivo de una hipotética resurrección del mamut será probablemente un safari park. En 2002, por ejemplo, un equipo de científicos japoneses financiados por la compañía tecnológica Field inspeccionaron los hielos siberianos en busca de mamuts bien preservados. Les interesaban en concreto sus testículos, porque el esperma es uno de los tejidos que mejor se conservan en frío. Su intención era utilizar un espermatozoide para fecundar un óvulo de elefanta. Si naciera una hembra híbrida, la volverían a fecundar con otro espermatozoide del mamut original, y así hasta hacer un safari park de 150 kilómetros cuadrados en la república siberiana de Sakha, en el noreste de Rusia.

Si la finalidad de resucitar al mamut es exhibirlo en un safari park siberiano, las trampas pueden llevarse al extremo, tal y como sugiere Pääbo en Nature. El Instituto Broad de Cambridge, Massachusetts, uno de los nodos del proyecto genoma, trabaja ya en la secuencia de uno de los parientes vivos del mamut, el elefante africano Loxodonta africana.

Comparar los genomas de los dos paquidermos conducirá a los científicos a los genes clave que distinguen al mamut, en concreto a los responsables de su color oscuro, de su abundante pelo y, sobre todo, de sus aparatosos colmillos. Pääbo cree que la introducción de esos pocos genes en un vulgar elefante produciría algo lo bastante parecido a un mamut como para exhibirlo en un safari park. Un seudomamut de feria.

"No sería un mamut en ningún sentido que pudiera satisfacer a un purista", dice el genetista de Leipzig, "ni a un ecologista, ni al idealista que sueñe con restaurar un grandioso pasado perdido. Pero sería suficiente para un parque de atracciones y evitaría los problemas técnicos más peliagudos. Y es todo lo que puedo aspirar a ver en mis años de vida".

Michael Crichton acertó tres veces con su novela Parque Jurásico (1990). Primero, predijo la resurrección de especies extintas. Segundo, su exhibición en parques de atracciones. Y tercero, las trampas a la Pääbo. Sus científicos no pudieron recuperar ningún genoma completo de dinosaurio, así que introdujeron genes clave de dinosaurio en simples ranas (una elección discutible; el avestruz parece mejor opción, ya que las aves evolucionaron de los dinosaurios). Así que los monstruos jurásicos del parque no eran más que unos seudosaurios de feria incapaces de satisfacer a un purista. Ello no les impedía dar bocados.

El verdadero dilema ético es que, en cuanto se pueda resucitar al mamut, se podrá resucitar también al neandertal, pues éste será el segundo genoma fósil secuenciado. Ésta es una cuestión totalmente distinta, y no por cuestiones ecológicas. Los problemas técnicos serán tan formidables como en el caso del mamut. Pero también de modo similar, ninguno de ellos será insalvable. Y la solución estará en no obsesionarse con reproducir fielmente un neandertal, sino en conformarse con algo que lo parezca.

La comparación del genoma humano con el neandertal ya está en marcha, y poco a poco irá revelando los genes específicos del neandertal. Será entonces posible crear un seudoneandertal, pero la historia parece ahora muy distinta, porque hablamos de una especie humana inteligente, que cuidaba a sus enfermos y enterraba a sus muertos.

Los neandertales se extinguieron hace menos de 30.000 años. Las últimas poblaciones vivieron en Gibraltar. Su capacidad craneal era mayor que la nuestra, y las evidencias anatómicas y genéticas apuntan a que poseían la facultad del lenguaje. Se extendieron por todo el continente europeo durante cientos de miles de años, y coexistieron con nuestra especie, el Homo sapiens, durante cerca de 10.000 años en Europa. Nuestro papel en su extinción es un misterio.

En cualquier caso, el avance de la genética ha resultado más rápido de lo que imaginó Crichton, o cualquier científico en 1990. Los únicos genomas secuenciados por entonces eran de virus, con unas 10 kilobases (10.000 letras del ADN).

El genoma humano es 10.000 veces mayor, y los mamuts y dinosaurios andan cerca, de modo que leer un genoma fósil completo de estos animales era inimaginable (de ahí las ranas). Pero 20 años después es un hecho.

"El campo del ADN antiguo ha avanzado mucho desde el primer estudio, de 1984, que consiguió una pizca de material genético del quagga, una especie de cebra extinta", dice Michael Bunce, jefe de ADN antiguo de la Universidad de Murdoch, en Australia Occidental. Para este científico, como para la mayoría, el mayor interés de estos trabajos no es revivir a las fieras, sino aprender cómo los genomas computan a los organismos, cómo las variaciones de los genes alteran la forma y las características de las especies.

"Comparando los genomas del mamut y de los elefantes actuales, o del neandertal y los humanos modernos, podemos empezar a responder las cuestiones biológicas más fundamentales", afirma Bunce. "¿Qué genes son responsables de qué rasgos físicos? Comparado con sus primos africanos, ¿qué genes alteraron al mamut para adaptarlo a los climas fríos?

En el fondo, Bunce está buscando los mismos genes que los hipotéticos creadores delsafari park, aunque por distintas razones: "¿Pero podremos en unos años devolver al mamut a la vida? Nada de eso. Que sepamos la secuencia de ADN de algo no quiere decir que podamos manipularlo genéticamente para recrear el organismo extinto. Este tipo de desarrollo es todavía una fantasía", sentencia el experto.

Pero hay una palabra que aparece por todas partes en este contexto: todavía.

1.-) RESUME EN DIEZ LINEAS EL TEXTO
A través de las investigaciones de como resucitar al mamut, a través de su ADN, cosa hoy en día un poco difícil ya que solo tienen más o menos el 80%, quieren terminar resucitando al neandertal, no posible en la actualidad, todavía.


2.-) ¿QUE OBJETIVOS PERSIGUEN ESTAS INVESTIGACIONES?
Recrear especies extinguidas con los medios que tenemos en la actualidad.

3.-) ¿CUAL ES EL MAYOR INTERES CIENTIFICO DE ESTOS TRABAJOS?
Aprender como los genomas computan a los organismos, como las variaciones de los genes alteran a la forma, porque se diferencian y como evolucionaron para adaptarse al medio, y de donde pueden venir los rasgos físicos.


4.-) ¿COMO SE PUEDE CONOCER EL GENOMA DE UN ANIMAL EXTINGUIDO?
A través del ADN.


5.-) ¿SE PUEDE SIMULAR LA EVOLUCIÓN EN EL LABORATORIO? EXPLÍCATE
Si. Mezclando por ejemplo el gen del mamut con el de un elefante.