May
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La Biologia llego desde las estrellas
por Emilio Silvera ~
Clasificado en AIA-IYA2009 ~
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![](http://wscdn.bbc.co.uk/worldservice/assets/images/2010/10/20/101020113102_sp_animalesraros_09_926.jpg)
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Aeguramente nunca llegaremos a saber con cuántos seres compartimos la madre Tierra.
El gran biólogo J.B.S. Haldane se sintió también atraído por las posibles consecuencias biológicas de las teorías cosmológicas en que las “constantes” tradicionales cambian con el paso del tiempo o donde los procesos gravitatorios se despliegan de acuerdo con un reloj cósmico diferente del de los procesos atómicos (¿será precisamente por eso que la relatividad general – el cosmos –, no se lleva bien con la mecánica cuántica – el átomo –?).
Tales universos de dos tiempos habían sido propuestos por Milne y fueron las primeras sugerencias de que G podría no ser constante. Unos procesos, como la desintegración radiactiva o los ritmos de interacción molecular, podrían ser constantes sobre una escala de tiempo pero significativamente variables con respecto a la otra. Esto daba lugar a un escenario en el que la bioquímica que sustentaba la vida sólo se hacía posible después de una particular época cósmica, Haldane sugiere que:
“Hubo, de hecho, un momento en el que se hizo posible por primera vez vida de cualquier tipo, y las formas superiores de vida sólo pueden haberse hecho posibles en una fecha posterior. Análogamente, un cambio en las propiedades de la materia puede explicar algunas de las peculiaridades de la geología precámbrica.”
El Precámbrico es la etapa más larga de la Historia de la Tierra, engloba los eones Hádico, Arcaico y Proterozoico. Comienza cuando ésta se formó, hace 4.600 millones de años, y termina hace aproximadamente 570 millones de años dejando paso al periodo Cámbrico. A pesar de ser una etapa tan larga y en la que debieron ocurrir muchos sucesos, los geólogos casi no tienen datos sobre ella ya que las rocas formadas durante el precámbrico han sido erosionadas, enterradas o metamorfizadas.
El estudio de las rocas arqueozoicas y proterozoicas proporciona una valiosa información sobre los estados iniciales de la formación de la tierra, el origen de su atmósfera e hidrósfera y las características de los oganismos más primitivos que la habitaron.
Este imaginativo escenario no es diferente del que ahora se conoce como “equilibrio interrumpido”, en el que la evolución ocurre en una sucesión discontinua de brotes acelerados entre los que se intercalan largos periodos de cambio lento. Sin embargo, Haldane ofrece una explicación para los cambios.
Lo que tienen en común todas estas respuestas a las ideas de Eddington y Dirac es una apreciación creciente de que las constantes de la naturaleza desempeñan un papel cosmológico vital:
Existe un lazo entre la estructura del universo en conjunto y las condiciones locales internas que se necesitan para que la vida se desarrolle y persista. Si las constantes tradicionales varían, entonces las teorías astronómicas tienen grandes consecuencias para la biología, la geología y la propia vida.
No podemos descartar la idea ni abandonar la posibilidad de que algunas “constantes” tradicionales de la naturaleza pudieran estar variando muy lentamente durante el transcurso de los miles de millones de años de la historia del universo. Es comprensible por tanto el interés por los grandes números que incluyen las constantes de la naturaleza. Recordemos que Newton nos trajo su teoría de la Gravedad Universal, que más tarde mejora Einstein y que, no sería extraño, en el futuro mejorará algún otro con una nueva teoría más completa y ambiciosa que explique lo grande (el cosmos) y lo pequeño (el átomo), las partículas (la materia) y la energía por interacción de las cuatro fuerzas fundamentales.
¿Será la teoría de Supercuerdas ese futuro?
Me referiré ahora aquí a un físico extraño. Se sentía igualmente cómodo como matemático, como físico experimental, como destilador de datos astronómicos complicados o como diseñador de sofisticados instrumentos de medida.
Tenía los intereses científicos más amplios y diversos que imaginarse pueda. Él decía que al final del camino todos los conocimientos convergen en un solo punto, el saber.
Así de curioso, ya podéis imaginar que fue uno de los que de inmediato se puso manos a la obra para comprobar la idea de la constante gravitatoria variable de Dirac que podía ser sometida a una gran cantidad de pruebas observacionales, utilizando los datos de la geología, la paleontología, la astronomía, la física de laboratorio y cualquier otro que pudiera dar una pista sobre ello. No estaba motivado por el deseo de explicar los grandes números. Hacia mediados de la década de los 60 hubo una motivación adicional para desarrollar una extensión de la teoría de la gravedad de Einstein que incluye una G variable. En efecto, durante un tiempo pareció que las predicciones de Einstein no coincidían en lo referente o sobre el cambio de órbita de Mercurio que era distinta a las observaciones cuando se tenía en cuentra la forma ligeramente achatada del Sol.
Robert Dicke, que este era el nombre del extraño personaje, y su estudiante de investigación Carl Brans, en 1.961, demostraron que si se permitía una variación de G con el tiempo, entonces podía elegirse un ritmo de cambio para tener un valor que coincidiera con las observaciones de la órbita de Mercurio. Lamentablemente, se descubrió que todo esto era una pérdida de tiempo. El desacuerdo con la teoría de Einstein a inexactitudes de nuestros intentos de medir el diámetro del Sol que hacían que este pareciera tener una forma de órbita diferente a la real. Con su turbulenta superficie, en aquel tiempo, no era fácil medir el tamaño del Sol. Así que, una vez resuelto este problema en 1.977, desapareció la necesidad de una G variable para conciliar la observación con la teoría.
Robert Dicke ¡qué personaje!
De todas las maneras, lo anterior no quita importancia al trabajo realizado por Dicke que preparó una revisión importante de las evidencias geofísicas, paleontológicas y astronómicas a favor de posibles variaciones de las constantes físicas tradicionales. Hizo la interesante observación de explicar los “grandes números” de Eddington y Dirac bajo el apunte de que allí tenía que subyacer algún aspecto biológico que de momento no éramos capaces de ver.
“El problema del gran tamaño de estos números es ahora fácil de explicar… Hay un único número adimensional grande que tiene su origen estático. Este es el número de partículas del universo. La edad del universo “ahora” no es aleatoria sino que está condicionada por factores biológicos… porque algún cambio en los valores de grandes números impedirían la existencia del hombre para considerar el problema”.
Cuatro años más tarde desarrolló esta importante intuición con más detalle, con especial referencia a las coincidencias de los grandes números de Dirac, en una breve carta que se publicó en la revista Nature. Dicke argumentaba que formas de vidas bioquímicas como nosotros mismos deben su propia base química a elementos tales como el carbono, nitrógeno, el oxígeno y el fósforo que son sintetizados tras miles de millones de años de evolución estelar en la secuencia principal. (El argumento se aplica con la misma fuerza a cualquier forma de vida basada en cualesquiera elementos atómicos más pesados que el helio). Cuando las estrellas mueren, las explosiones que constituyen las supernovas dispersan estos elementos biológicos “pesados” por todo el espacio, de donde son incorporados en granos, planetesimales, planetas, moléculas “inteligentes” auto replicantes como ADN y, finalmente, en nosotros mismos que, en realidad, estamos hechos de polvo de estrellas.
Esta escala temporal está controlada por el hecho de que las constantes fundamentales de la naturaleza sean
t(estrellas) ≈ (Gmp2 / hc)-1 h/mpc2 ≈ 1040 ×10-23 segundos ≈ 10.000 millones de años
No esperaríamos estar observando el universo en tiempos significativamente mayores que t(estrellas), puesto que todas las estrellas estables se habrían expandido, enfriado y muerto. Tampoco seríamos capaces de ver el universo en tiempos mucho menores que t(estrellas) porque no podríamos existir; no había estrellas ni elementos pesados como el carbono. Parece que estamos amarrados por los hechos de la vida biológica para mirar el universo y desarrollar teorías cosmológicas una vez que haya transcurrido un tiempo t(estrellas) desde el Big Bang.
Así pues, el valor que del gran número nos dio Dirac N(t) no es en absoluto aleatorio. Debe tener un valor próximo al que toma N(t) cuando t esta cercano el valor t(estrella).
Paul Dirac | |
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![]() Paul Adrien Maurice Dirac en 1930 |
Todo lo que la coincidencia de Dirac dice es que vivimos en un tiempo de la Historia Cósmica posterior a la formación de las estrellas y anterior a su muerte. Esto no es sorprendente. Dicke nos está diciendo que no podríamos dejar de observar la coincidencia de Dirac: es un requisito para que exista vida como la nuestra.
emilio silvera
el 23 de mayo del 2011 a las 6:58
Un periodista le preguntó, en Londres, a un famoso Astrofísico:
_ ¿Señor, cree que sería un milagro encontrar vida en otros planetas?
_ Jovencito (le contestó el científico), el milagro sería que no la encontrarámos.
Parece como si el Universo hubiera sabido que nosotros ibamos a venir, y, se constituyó en fuerzas y constantes fundamentales que lo hicieran posible. La fuerza Gravitacional, por ejmplo, que actúa entre todos los cuerpos que tienen masa, y, aunque es la más débil de las fuerzas fundamentales de la Naturaleza, es la responsable de mantener unidos los planetas al Sol, tener cohexionadas las galaxias y los cúmulos de estrellas y galaxias, o, simplemente, mantener nuestros pies bien sujetos al suelo. Su intensidad es unas 1040 veces más débil que la electromagnética y disminuye con el cuadrado de las distancias, sin embargo, su alcance es infinito y, precisamente es así para que nuestro Universo sea tal como lo conocemos.
La interacción débil es unas 1010 veces menor que la interacción electromagnética. Es la responsable de la desintegración βeta de las partículas y núcleos, es una fuerza mediada por el intercambio de partículas virtuales, llamadas bosones vectoriales intermediarios, está descrita por la teoría electrodébil, que las unifica con la interacción electromagnética.
La interacción electromagnética es la responsable de las fuerzas que controlan la estructura atómica, reacciones químicas y todos los fenómenos electromagnéticos. Puede explicar las fuerzas entre partículas cargadas pero, al contrario que las interacciones gravitacionales, pueden ser tanto atractivas como repulsivas. Algunas particulas neutras se desintegran por interacción electromagnéticas. Esta interacción puede ser interpretada tanto como un campo clásico de fuerzas (ley de Coulomb), como por el intercambio de unos fotones virtuales. Igual que en las interacciones gravitatorias ocurre con el gravitón. El hecho de que la interacciones gravitatorias sean de largo alcance significa que tiene una teoría clásica bien definida dada por las ecuaciones de Maxwell. La Teoría cuánticva de las interacciones electromagnéticas se describen con la electrodinámica cuántica, que es una forma sencilla de teoría gauge.
La Interacción fuerte que es unas 102 veces mayor que la interacción electromagnética, aparece sólo entre los Hadrones y es la responsdable de la fuerza entre los nucleones que confiere a los núcleos su gran estabilidad. Actúa a muy corta distancia dentro del núcleo (tan corta como 10-15 metros) y se puede interpretar como una interacción mediada por el intercambio de mesones cvirtuales (gluones). Las interacciones fuertes son descritas por una teorìa gauge llamada cromodinámica cuántica. Esta fuerza, que al contrario de las demás, aumenta con la distancia, hace posible que existe toda la amteria del Universo al hacer posible la existencia de los átomos que juntos forman moléculas y estas se juntan para formar células que forman la materia.
Todas estas fuerzas están, arropadas por lo que llamamos constantes fundamentales de la Naturaleza que, contribuye al aseguramiento de que todo en este Universo sea como es, se comporte tal como podemos observar y, haga posible la existencia de la vida, y, esas constantes son:
La carga del electrón, las constantes de Avogadro, Faraday y Boltzmann, de los gases de Planck, Loschmidt y _Stefan-Boltzmann, la constante eléctrica, gravitacional y magnética, la aceleración en caída libre, y las masas en reposo del electrón, neutrón y protón, sin olvidar, la velocidad de la luz ni la constante de estructura fina. Todas estas constantes hace que nuestro Universo sea como es.
Si estas constantes variaríaran en tan sólo una pequeña fracción, por ejemplo, la carga del electrón en tan sólo una diez millonésima, nosotros, no estaríamos aquí. Lo cual quiere decir que, el Universo tiene sus reglas y su Normativa que hace posible la presencia de la vida y, desde luego, no se ha tomado tanta molestia en regular con complejas leyes para una sola región, la nuestra, sino que, lo ha hecho para el Universo entero, y, siendo así que lo es, la vida, amigos míos, prolifera por todas partes y no se ha podido poner en comunicación por dos cosas:
1. Su juventud, toda vez que la vida inteligente hace muy poco que ha podido hacer acto de presencia y aún continúa en evolución, todqa vez que, estrellas que han vivido más de diez mil millones de años fabricaron los materiales necesarios para que, la química-biológica de la vida se hiciera posible y, a partir de ahí un largo proceso evolucivo hizo posible el surgir de las mentes pensantes con consciencias de ÇSER.
2.La Distancia, ese muro infranqueable con el que nos tenemos que enfrentar de miles, cientos de miles, millones y miles de millones de años luz para poder alcanzar otros mundos que, lejos del nuestro, podrían estar habitados por criaturas inteligentes que estarán, probablemente, en nuestra misma situación.
Todo esto quiere decir que, Vida en el Universo tenemos. Ahora tenemos por delante el reto de hacer posible la tecnología necesaria que nos permita ese constacto, que tendrá que ser a travéz de un medio aún desconocidio, toda vez que el más rápido por nosotros conocidos, el de la velocidad de la luz, tardaría miles o cientos de miles de años en llegar a sus destinatarios y para cuando nos puedan contestar…¿quién recibiría esa respuesta?
Así que, vida hay pero, al menos de momento, como si no la hubiera. Pero, hay una excepción, es la vida que también la hay más cercana en las lunas o planetas vecinos pero, que no será inteligente sino bacteriana.
el 24 de mayo del 2011 a las 23:50
Un libro muy bello que leí como dos veces, de dos autores, uno de apellido Hoyle o parecido, y científicos famosos parece. Todo el libro está la tesis de que las semillas de las plantas, especialmente las que civilizaron la agricultura como el maíz, la avena…habían venido del espacio a a travéz de los cometas, lo voy a buscar y otro día comento con más base.