viernes, 07 de agosto del 2020 Fecha
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La familia de la Tierra… Y, nosotros.

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en El Sistema Solar    ~    Comentarios Comments (6)

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El Sistema Solar es un sistema planetario de la Vía Láctea que se encuentra en uno de los brazos de ésta, conocido como el Brazo de Orión. Según las últimas estimaciones, el Sistema se encuentra a unos 28 mil años luz del centro de la Vía Láctea. Está formado por una única estrella llamada Sol, que da nombre a este Sistema, más ocho planetas que orbitan alrededor de la estrella: Mercurio, Venus, Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno; más un conjunto de otros cuerpos menores: planetas enanos (Plutón, Eris, Makemake, Haumea y Ceres), asteroides, cometas, así como el espacio interplanetario comprendido entre ellos. Y, no lo olvidemos, algunos planetas están acompañados de “pequeños mundos” que llamamos satélites naturales y en el caso de la Tierra Luna.

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  La Gran Nebulosa de Orión, también conocida como M42, es una de las nebulosas más famosas del cielo. Si hacemos un viaje en el tiempo hacia el pasado y nos situamos en aquel tiempo de hace unos cuatro mil quinientos millones de años, seguramente podríamos haber contemplado una hermosa Nebulosa que, parecida a ésta de arriba, dió lugar al nacimiento del Sol y de todos los planetas y lunas del Sistema Solar en el que vivimos ahora nosotros. Para entonces, varios miles de millones de estrellas habían vivido y habían muerto, algunas, las más masivas, explosionaron como supernova y dieron lugar a Nebulosas que, como decimos, a partir de una de ellas surgió todo nuestro entorno.

Aunque estemos contemplando IC-434 Nebulosa de la Cabeza de Caballo, lo cierto es que en aquella Nebulosa primordial a partir de la que se formó el Sistema solar, también estaban presentes los gases primordiales y el polvo o sustancia cósmica mezclada con elementos tales como el Carbono, el Oxígeno, el Silicio, el Nitrógeno, Hierro o Azufre entre otros muchos, hechos todos ellos en aquellas estrellas que murieron para poder dejarlos esparcidos por el espacio interestelar para formar nuevas estrellas y nuevos mundos.

Si pudiéramos tener una vida eterna y nos situáramos cerca de una de estas inmensas nubes de material estelar transmutado en las distintas fases de la fusión, podríamos contemplar como inmensas extensiones de espacio estaban ocupadas por estos objetos residuales de las explosiones de estrellas al final de sus vidas. Al principio, la nube primigenia es enorme y en algunas regiones espesa y densa y en otras tenue como el velo de la bailarina de las Mil y una noches. El tiempo sigue su transcurrir y, la Gravedad -que nunca duerme-, va ejerciendo su atracción sobre los átomos que se van juntando hasta crear grandes regiones en las que, el material allí acumulado se hace más y más caliente. Pasan millones de años antes de que, en el núcleo de aquel conglomerado de gas, la temperatura llegue hasta un nivel que hace que, aparezca la incandescencia y, a millones de grados, se producen las primeras etapas de la fusión nuclaer del hidrógeno en Helio. ¡Ha nacido una estrella!

                 Estas son imágenes captadas por el Hubble de una estrella en formación

Las estrellas, a partir de ese momento en el que comienzan la fusión nuclear, son objetos astronómicos que brillan con luz propia y que, según la masa que los conforma, pueden durar millones, cientos o miles de millones de años. Son esferas de plasma que se mantienen gracias al equilibrio de dos fuerzas contrapuestas: Por una parte, la fuerza de Gravedad que trata de comprimir la materia de la estrella hacia el centro de masas, hacia el núcleo, y, por otra parte, la fusión que se está produciendo en el núcleo de la estrella, hace que el plasma se vea expandido con fuerza hacia fuera y, tal como sucede en los gases, tiende a expandirse siendo frenado por la Gravedad y esta es, al mismo tiempo frenada por la presión de radiación de la fusión. Esa es básicamente la explicación de la estabilidad estelar que, a partir de ahí, puede estar, como digo, miles de millones de años en la secuencia principal.

                                        Disco protoplanetario (Pat Rawlings - NASA;)

Se cree que al mismo tiempo que se formó el Sol en el centro caliente de aquella nube, las zonas más extremas y más frías van apareciendo nudos de materia condensada, estas agrupaciones de materia van juntándose también por su propia atracción gravitatoria. Más tarde, y según la moderna teoría sobre el origen del Sistema solar, esos nudos de materia condensada -casi siempre desprendidas de la propia estrella en formación- se convierten en planetas y, algunos, tienen a su vez en órbita otros pequeños nudos de materia que serán sus futuros satélites.

Púlsar encerrado en una superburbuja

           A àrtir de ese disco protoplanetario se fueron formando los mundos del sistema solar

Ese cuadro nos proporciona una imagen más o menos verídica de cómo se llegaron a formar los mayores planetas del Sistema solar: Júpiter Saturno, Urano y Neptuno. Los que denominamos planetas gigantes y están formados principalmente por hidrógeno y helio. Los mismos gases que componían la masa del Sol y de la mayoría de las estrellas. Pocas dudan caben al respecto: Los planetas gigantes se formaron de la misma manera que una estrella, con el importante detalle que, no pudieron llegar a fusionar el hidrógeno en Helio debido a su escasa masa.

Claro que, como en todo lo que gira alrededor del inmenso Universo, también en la formación de planetas alrededor de su estrella van surgiendo polémicas. Recientemente se han descubierto planetas que giran en sentido contrario al de sus estrellas madres y, tal realidad, va en contra de lo que sería físicamente normal, es decir, que giren todos en el mismo sentido que lo hace la estrella.

Resultado de imagen de LOS GIGANTES GASEOSOS DEL SISTEMA SOLAR

Todas esas explicaciones relacionadas con los planetas gigantes, pueden ser más o menos acertadas pero, de momento, esas son las hipótesis que tenemos de cómo se formaron los gigantes gaseosos pero, ¿qué pasó con Mercurio, Venus, la Tierra y Marte, esos planetas pequeñitos y rocosos? Todos ellos, conocidos bajo la denominación de planetas parecidos a la Tierra, son, como podéis contemplar en la imagen comparativa de arriba, bastante pequeños si los comparamos con los planetas gigantes; por ejemplo la Tierra es la trescientasava parte de Júpiter por lo que a la masa se refiere. Es esa pequeña masa de la Tierra la que constituye un problema. No parece haberse podido condensar a partir de los gases de la nube primigenia como hizo Júpiter y el resto de sus hermanos gigantes gaseosos.

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                          Mercurio, Venus, la Tierra y Marte

Entonces, ¿cómo se formó la Tierra y sus hermanos más pequeños? Se trata, aunque no se hable mucho de ello, de uno de los misterios en el relato científico del Génesis. Los astrónomos creen que sucedió algo así:

“Al principio había una nube de materia gaseosa, con el joven Sol en su centro. Gradualmente, a medida que fueron pasando los años, esa nube fue perdiendo su calor en el espacio. Cuando se enfrió lo suficiente, los átomos del interior de la nube comenzaron a juntarse hasta formar pequeños grupos de materia sólida.

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Estos primeros grumos de materia que aparecieron en abundancia eran diminutos trozos de Hierro. Y fueron los primeros en hacer su aparición porque los átomos de hierro tienen más probabilidad de unirse unos a otros que la mayoría de los átomos restantes y es, por tanto, más probable que se reúnan formando pequeños bloques. Después del hierro, los siguientes trozos de materia sólida en aparecer fueron granos de materiales parecidos a las rocas. A continuación, esos trozos de hierro y de roca comenzaron a dar vueltas alrededor del Sol, inmersos en los gases más ligeros de la nube primordial. Algunos chocaron y se unieron, ose vieron atraídos hasta unirse por la fuerza de gravedad, formando así cuerpos más grandes, hasta alcanzar el diámetro de un kilómetro y medio.

A continuación el Sol resplandeció, en medio de un violento estallido, como acostumbran a hacer las estrellas jovenes que quieren demostrar su fuerza energética lanzando emisiones ultravioletas al espacio interestelar mediante violentas erupciones. Ese estallido primordial del Sol, el viento solar, hizo volar los gases ligeros partiendo de la zona interior del Sistema solar. Pero aquellos cuerpos formados por hierro y roca, que contenían miles de millones de átomos independientes, eran demasiado pesados para ser expulsados fuera de la corriente de partículas por la radiación procedente del Sol. Continuaron moviéndose en círculo alrededor del Sol y acumulando materia que los hizo más y más grandes, los gases ya habían desaparecido y, cada uno de ellos: Mercurio, Venus, La Tierra y Marte, quedaron así convertidos en pequeños planetas rocosos que llevaban, en su interior, una inmensa cantidad de elementos que serían la seña de identidad de cada uno de ellos con el paso del tiempo.”

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También, más allá de los grandes planetas gaseosos, se formaron pequeños planetas o, planetas enanos que no eran de gas y sí de materiales sólidos y, ese hecho -planetas rocosos cerca y lejos del Sol-, aún nadie ha sabido explicarlo de manera convincente. ¿Por qué unos están cerca del Sol, después se produce una transición intermedia de planetas gasesoso enormes y, mucho más allá, vuelven a formarse pequeños planetas sólidos? Y, por otra parte, están las lunas que acompañan a esos planetas gigantes que, como la misma Tierra, también son sólidas y, como sabemos tienen hasta sus propios volvanes y océanos.

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Al menos seis lunas exteriores tienen océanos bajo la superficie que podrían ser lugares acogedores para la vida: Europa, Ganímedes, Calisto, Titán, Encelado y Tritón. Y, de todos esos pequeños mundos que orbitan alrededor de los grandes planetas gaseosos, tampoco tenemos una explicación muy fiable que digamos. Así que, buscamos el Bosón de Higgs, hablamos de “materia oscura”, nos sumergimos en los profundos océanos del “vacío”, nos atrevemos con teorías que van mucho más allá de nuestros conocimientos actuales de la materia y de la energía que conforma el Universo y… ¡No conocemos ni nuestro propio entorno! Lo único que sabemos de manera más acertada es, la formación del Sol, del resto de los cuerpos planetarios y demás cohorte que por el espacio de “nuestro barrio”, al que llamamos Sistema solar, saber lo que se dice saber, no sabemos lo suficiente como para poder dar una explicación fidedigna de lo que en realidad sucedió en su formación.

Claro que todas esas dudas que tenemos con nosotros, no deben llevarnos al equívoco, ni tampoco debe crear una imagen falsa que nos pueda poner en un plano de desconocimiento que no reflejaría la realidad. Simplemente es, un exponente claro y fiel de las muchas cosas que nos quedan por conocer. Lo cierto es que, en todos los diversos planos del saber humano en relación con la Naturaleza, hemos avanzado de manera asombrosa y, hoy día, podemos decir que estamos en unos aceptables niveles de conocimiento que, sin embargo, son todavía insuficientes para cubrir todo aquello que necesitamos.
Sabemos de las grandes estructuras del Universo, los grandes cúmulos de galaxias y, también, sabemos del átomo y las pequeñas partículas que los conforman, hemos llegado a desvelar las fuerzas que actúan en nuestro Universo y, descubierto, sobre nosotros mismos, sobre la vida, muchos de sus misterios. Sin embargo es mucho más, lo que nos queda por saber.

No es solamente el Sistema solar en el que vivimos lo que nos esconde secretos que tenemos que desvelar, sino que, mucho más cerca de nosotros aún, es decir, nosotros mismos, somos unos desconocidos y no sabemos explicar como se pudo transmutar, “la materia inerte” en “pensamientos”. ¡Son tántos los secretos que no hemos sabido desvelar…!

En un lugar como ese que vemos arriba comenzó todo, surgió nuestra estrella, el Sol y a su alrededor los planetas de nuestro entorno y todos los objetos que los acompañan. Pasados algunos miles de millones de años, se produjo la maravillossa transición que dio lugar a lo que podemos conte,mplar en la segunda imagen de abajo, aquella primera célula replicante que nos trajo aquí. A partir de aquel momento, la historia de nuestra especie caminó por inciertos caminos de peligros e inciertos futuros pero, a pesar de todo, aquí estamos para tratar de saber…

¡Quiénes somos, hacia donde vamos y, donde estamos!

¿Lo lograremos?

emilio silvera

¡Las estrellas! Mucho más que faros luminosos

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en las estrellas y la Vida    ~    Comentarios Comments (3)

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 Entre otras muchas cosas, en ellas se producen los cambios de fase necesarios a partir de la materia más sencilla el Hidrógeno, para poder lograr en una sucesión de cambios, el Helio, Carbono, Oxígeno, Nitrógeno… y demás elementos naturales que conocemos y que son, necesarios para la presencia de la vida en el Universo.

Telescopio Spitzer de la NASA ha detectado los pilares de la vida en el universo distante, aunque en un entorno violento. Ha posado su poderoso ojo infrarrojo en un débil objeto situado a una distancia de 3.200 millones de años luz (recuadro), Spitzer ha observado la presencia de agua y moléculas orgánicas en la galaxia IRAS F00183-7111.

Como podemos ver, amigos míos, la vida, como tantas veces vengo diciendo aquí, pulula por todo el Universo en la inmensa familia galáctica compuesta por más de ciento veinticinco mil millones y, de ese número descomunal, nos podríamos preguntar: ¿Cuántos mundos situados en las zonas habitables de sus estrellas habrá y, de entre todos esos innumerables mundos, cuántos albergaran la vida?

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Las estrellas masivas mueren y se convierten en supernovas que dejan sembrado el espacio interestelar de bellas Nebulosas y, en estas, han sido detectados muchas de las moléculas necesarias para el surgir de la vida. Muchos serán los mundos que estén habitados por formas de vida que, como aquí en la Tierra, será diversa y abundante al haber recorrido los mismos caminos evolutivos que nosotros recorrimos.

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En el universo existen numerosas estrellas cuyas masas son considerablemente mayores que las del Sol, debido a lo cual, la fuerza gravitotoria en su superficie es considerablemente más intensa que sobre la Tierra o sobre el Sol. La enorme cantidad de materia de una de esas estrellas causa una presión inimaginablemente alta en su interior, pero como  las tenperaturasd en el interior de las estrellas es también altísima, se produce una presión contraria que evita que la estrella se colapse. La estrella, sin embargo, pierde calor continuamente. Al proncipio de su vida, en las estrellas se producen todo tipo de reacciones nucleares que mantienen su temperatura alta y que incluso la pueden elevar, pero antes o después el combustible nuclear se acaba. Cuanto más pesada sea la estrella, mayor es la prsión y la temperatura, y más rápidamente se consume su combustible. La contrapresión disminuye progresivamente y la estrella se va colapsando bajo la presión. según disminuye el tamaño de la estrella, la fuerza gravitatoria aumenta hasta que finalmente se produce una implosión -un colapso repentino y completo- que no puede ser evitado por más tiempo.

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Especialmente intrigante es la apariencia de una estrella en implosión observada desde un sistema de referencia externo estático, es decir, vista por observadores exteriores a la estrella que permanecen siempre en la misma circunferencia fija en lugar de moverse hacia adentro con la materia de la estrella en implosión. La estrella, vista desde un sistema externo estático, empieza su implosión en la forma en que uno esperaría. Al igual que una pesada piedra arrojada desde las alturas, la superficie de la estrella cae hacia abajo (se contrae hacia adentro), lentamente al principio y luego cada vez más rápidamente. Si las leyes de gravedad de Newton hubieran sido correctas, esta aceleración de la implosión continuaría inexorablemente hasta que la estrella, libre de cualquier presión interna, fuera aplastada en un punto de alta velocidad. Pero no era así según las fórmulas relativistas de Oppenheimer y Snyder. En lugar de ello, a medida que la estrella se acerca a su circunferencia crítica su contracción se frena hasta hacerse a paso lento. Cuanto más pequeña se hace la estrella, más lentamente implosiona, hasta que se congela exactamente en la circunferencia crítica.

Por mucho tiempo que uno espere, si uno está en reposo fuera de la estrella (es decir, en reposo en el sistema de referencia externo estático), uno nunca podrá ver que la estrella implosiona a través de la circunferencia crítica. Este era el mensaje inequívoco de Oppenheimer y Snyder.

¿Se debe esta congelación de la implosión a alguna fuerza inesperada de la relatividad general en el interior de la estrella? No, en absoluto, advirtieron Oppenheimer y Snyder. Más bien se debe a la dilatación gravitatoria del tiempo (el frenado del flujo del tiempo) cerca de la circunferencia crítica. Tal como lo ven los observadores estáticos, el tiempo en la superficie de la estrella en implosión debe fluir cada vez más lentamente cuando la estrella se aproxima a la circunferencia crítica; y, consiguientemente, cualquier cosa que ocurre sobre o en el interior de la estrella, incluyendo su implosión, debe aparecer como si el movimiento se frenara poco a poco hasta congelarse.

Por extraño que esto pueda parecer, aún había otra predicción más extrañas de las fórmulas de Oppenheimer y Snyder: si bien es cierto que vista por observadores externos estáticos la implosión se congela en la circunferencia crítica, no se congela en absoluto vista por los observadores que se mueven hacia adentro con la superficie de la estrella. Si la estrella tiene una masa de algunas masas solares y empieza con un tamaño aproximado al del Sol, entonces vista desde su propia superficie implosiona hacia la circunferencia crítica en aproximadamente una hora, y luego sigue implosionando más allá de la criticalidad hacia circunferencias más pequeñas.

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Allá por el año 1939, cuando Oppenheimer y Snyder descubrieron estas cosas, los físicos ya se habían acostumbrados al hecho de que el tiempo es relativo; el flujo del tiempo es diferente medido en diferentes sistemas de referencia que se mueven de diferentes formas a través del Universo. Claro que, nunca antes había encontrado nadie una diferencia tan extrema entre sistemas de referencia. Que la implosión se congele para siempre medida en el sistema externo estático, pero continúe avanzando rápidamente superando al punto de congelación medida en el sistema desde la superficie de la estrella era extraordinariamente difícil de comprender. Nadie que estudiara las matemáticas de Oppenheimer y Snyder se sentía cómodo con semejante distorsión extrema del tiempo. Pero ahí estaba, en sus fórmulas. Algunos podían agitar sus brazos con explicaciones heurísticas, pero ninguna explicación parecía muy satisfactoria. No sería completamente entendido hasta finales de los cincuenta.

Fue Wheeler el que discrepó del trabajo de Oppenheimer y Snyder, alegando, con toda la razón que, cuando ellos habían realizado su trabajo, habría sido imposible calcular los detalles de la implosión con una presión realista (presión térmica, presión de degeneración y presión producida por la fuerza nuclear), y con reacciones nucleares, ondas de choque, calor, radiación y expulsión de masa. Sin embargo, los trabajos desde las armas nucleares de los veinte años posteriores proporcionaron justamente las herramientas necesarias.

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Presión, reacciones nucleares, ondas de choque, calor radiación y expulsión de masa eran todas ellas características fundamentales de una bomba de hidrógeno; sin ellas, una bomba no explosionaría. A finales de los años cincuenta, Stirling Colgate quedó fascinado por el problema de la implosión estelar. Con el apoyo de Edward Teller, y en colaboración con Richard White y posteriormente Michael May, Colgate se propuso simular semejante implosión en un ordenador. Sin embargo, cometieron un error, mantuvieron algunas de las simplificaciones de Oppenheimer al insistir desde el principio en que la estrella fuera esférica y sin rotación, y, aunque tuvieron en cuenta todos los argumentos que preocupaban a Wheeler, aquello no quedó perfeccionado hasta después de varios años de esfuerzo y, a comienzo de los años sesenta ya estaban funcionando correctamente.

Un día a principio de los años sesenta, John Wheeler entró corriendo en la clase de relatividad de la Universidad de Princeton. Llegaba un poco tarde, pero sonreía con placer. Acababa de regresar de una visita a Livermore donde había visto los resultados de las simulaciones recientes de Colgate y su equipo. Con excitación en su voz dibujó en la pizarra un diagrama tras otro explicando lo que sus amigos de Livermore habían aprendido.

Cuando la estrella en implosión tenía una masa pequeña, desencadenaba una implosión de supernova y formaba una estrella de neutrones precisamente en la forma que Fritz Wicky había especulado treinta años antes. Sin embargo, si la estrella original era más masiva lo que allí se producía (aparte de la explosión supernova) era un agujero negro notablemente similar al altamente simplificado  modelo que veinticinco años  calcularon Oppenheimer y Snyder. Vista desde fuera, la implosión se frenaba y se quedaba congelada en la circunferencia crítica, pero vista por alguien en la superficie de la estrella, la implosión no se congelaba en absoluto. La superficie de la estrella se contraía a través de la circunferencia crítica y seguía hacia adentro sin vacilación.

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                                          De estrella masiva a Agujero Negro

Lo cierto fue que allí, por primera vez, se consiguió simular por ordenador la implosión que debía producir agujeros negros. Está claro que la historia de todo esto es mucho más larga y contiene muchos más detalles que me he saltado para no hacer largo el trabajo que, en realidad, sólo persigue explicar a ustedes de la manera más simple posible, el trabajo que cuesta obtener los conocimientos que no llegan (casi nunca) a través de ideas luminosas, sino que, son el resultado del trabajo de muchos.

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Hoy, sabemos mucho más de cómo finaliza sus días una estrella y, dependiendo de su masa, podemos decir de manera precisa que clase de Nebulosa formará, que clase de explosión (si la hay) se producirá, y, finalmente, si el resultado de todo ello será una estrella enana blanca que encuentra su estabilidad final por medio del Principio de exclusión de Pauli (en mecánica cuántica)que se aplica a los fermiones pero no a los Bosones (son fermiones los quarks, electrones, protones y neutrones), en virtud del cual dos partículas idénticas en un sistema, como los electrones en un átomo o quarks en un hadrón (protón o neutrón, por ejemplo), no pueden poseer un conjunto idéntico de números cuánticos.

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Una estrella masiva alejándose de su antiguo compañero se manifiesta haciendo un imponente surco a través de polvo espacial, como si se tratase de la proa de un barco. La estrella, llamada Zeta Ophiuchi, es enorme, con una masa de cerca de 20 veces la de nuestro Sol. En esta imagen, en los que se ha traducido la luz infrarroja a colores visibles que vemos con nuestros ojos, la estrella aparece como el punto azul en el interior del arco de choque. Zeta Ophiuchi orbitó una vez alrededor de una estrella aún más grande. Pero cuando la estrella explotó en una supernova, Zeta Ophiuchi se disparó como una bala. Viaja a la friolera 24 kilómetros por segundo, hacia la zona superior izquierda de la imagen.

Mientras la estrella se mueve través del espacio, sus poderosos vientos empujan el gas y el polvo a lo largo de su camino en lo que se llama un arco de choque. El material en el arco de choque está tan comprimido que brilla con luz infrarroja qu el WISE puede ver. El efecto es similar a lo que ocurre cuando un barco cobra velocidad a través del agua, impulsando una ola delante de él.  Esta onda de choque queda completamente oculta a la luz visible. Las imágenes infrarrojas como esta son importantes para arrojar nueva luz sobre la región.

El Principio de Exclusión de Pauli: o, por qué no implosionamos

¿Cuál es la razón por la que la materia no se colapsa sobre sí misma? El mismo principio que impide que las estrellas de neutrones y las estrellas enanas blancas implosionen totalmente y que, llegado un momento, en las primeras se degeneran los neutrones y en las segundas los electrones, y, de esa manera, se frena la compresión que producía la gravedad y quedan estabilizadas gracias a un principio natural que hace que la materia normal sea en su mayor parte espacio vacio también permite la existencia de los seres vivos. El nombre técnico es: El Principio de Exclusión de Pauli y dice que dos fermiones (un tipo de partículas fundamentales) idénticos y con la misma orientación no pueden ocupar simultáneamente el mismo lugar en el espacio. Por el contrario, los bosones (otro tipo de partículas, el fotón, por ejemplo) no se comportan así, tal y como se ha demostrado recientemente por medio de la creación en el laboratorio de los condensados de Bose-Einstein.

Pero, estábamos diciendo: “…no pueden poseer un conjunto idéntico de números cuánticos.” A partir de ese principio, sabemos que, cuando una estrella como nuestro Sol deja de fusionar Hidrógeno en Helio que hace que la estrella deje de expandirse y quede a merced de la Gravedad, ésta implosionará bajo el peso de su propia masa, es decir, se contraerá sobre sí misma por la fuerza gravitatoria pero, llegará un momento en el cual, los electrones, debido a ese principio de exclusión de Pauli que les impide estar juntos, se degeneran y se moverán de manera aleatoria con velocidades relativista hasta el punto de ser capaces de frenar la fuerza provocada por la gravedad, y, de esa manera, quedará estabilizada finalmente una estrella enana blanca en el centro de una Nebulosa planetaria.

Si la estrella original es más masiva, la degeneración de los electrones no será suficiente para frenar la fuerza gravitatoria y, los electrones se fusionaran con los protones para convertirse en neutrones que, bajo el mismo principio de exclusión sufrirán la degeneración que frenará la fuerza de gravedad quedando entonces una estrella de neutrones. Por último, si la estrella es, aún más masiva, ni la degeneración de los neutrones será suficiente para frenar la inmensa fuerza gravitatoria generada por la masa de la estrella que, continuará la implosión contrayéndose cada vez más hasta desaparecer de nuestra vista convertida en un agujero negro.

¿Qué forma adoptará, qué transición de fase se produce en la materia dentro de una Singularidad?

¡Resulta todo tan complejo!

emilio silvera

¡Los Genes! Nos dicen quiénes somos

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Biologia    ~    Comentarios Comments (0)

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Existen “claves” que son diagramas , trazados a escala, de cuatro moléculas (base del nucleótido) cuya excepcional interrelación interna, inserta bajo la cremallera del ácido desoxirribonucleico (ADN), contiene el código de toda la vida en la Tierra. Se ha llegado a explicar con precisión cómo miles de características únicas, que varían de un individuo a otro, se transmiten intactas de generación en generación. Este descubrimiento fue el progreso más grande del siglo XX en el campo del conocimiento biológico.

         Situación del ADN dentro de una célula

En el interior de cada célula de nuestro cuerpo tenemos cadenas de ADN increíblemente largas. Es la materia prima de los genes. Almacena, reproduce y transmite todas nuestras características personales y únicas, nuestra herencia genética. Estas cadenas de ADN contienen las plantillas codificadas de las proteínas, que son los ladrillos de nuestros cuerpos.

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Esta codificación es una serie de combinaciones de cuatro moléculas llamadas bases de los nucleótidos (y representadas por las letras A, G, C y T), que dan todas las instrucciones necesarias para fabricar nuestro cuerpo. Heredamos ADN de nuestros dos progenitores y, puesto que recibimos una mezcla única de ambos, la cadena de ADN de cada uno de nosotros es ligeramente distinta de la de los demás. Nuestro ADN es como una huella dactilar molecular.

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Durante la reproducción sexual humana, el ADN de los progenitores se copia y se transmite en proporciones iguales. Es importante saber que, aunque casi todo el ADN de cada progenitor se separa durante la reproducción, en cada generación se barajan y se mezclan pequeños fragmentos de las dos aportaciones. Por mezcla no se entiende la distribución aleatoria y masiva, sino pequeños intercambios, duplicaciones y permutas entre el lote materno y el lote paterno de ADN. Este fenómeno se llama técnicamente “recombinación”. Afortunadamente para los fines de los investigadores genéticos, hay dos pequeñas porciones de nuestro ADN que no se recombinan. El ADN no recombinante es más fácil de rastrear, dado que su información no se altera durante su transmisión de una generación a otra. Las dos pequeñas porciones son el ADN mitocondrial (ADNmt) y la parte no recombinante del cromosoma Y (YNR).

Así que, el ADN mitocondrial es útil para el estudio evolutivo, en primer lugar, porque su variabilidad depende exclusivamente de las mutaciones, ya que no sufre el ya mencionado proceso de recombinación durante la concepción. En segundo lugar, permite un seguimiento de la línea materna evolutiva, pero solamente se podría estudiar en zonas que se saben estuvieron habitadas por mujeres, por lo que poría traer fallas, en caso de que la población femenina fuera mayor a la masculina. Aquellas regiones donde el ADN m. presnetan mayor variabilidad, significaran que allí se han producido mayores mutaciones en el tiempo, por tanto serán más antigua, rastreándose así nuestra posible zona de origen. El número de genes en el ADN mitocondrial es de 37, frente a los 20.000 – 25.000 genes del ADN cromosómico nuclear humano.

Así que, decir que recibimos el 50% de nuestro ADN de nuestro padre y el otro 50% de nuestra madre no es totalmente verdadero. Un pequeño fragmento de nuestro ADN se hereda sólo a través de la madre. Es al que antes nos referíamos como el ADN mitocondrial porque se trata de filamentos circulares individuales contenidos en pequeñas cápsulas tubulares llamadas mitocondrias que funcionan un poco como baterias en el interior del citoplasma celular.

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Algunos biólogos moleculares dicen que, cuando el mundo era joven, la mitocondria era un organismo autónomo con su propio ADN y poseía el secreto de generar muchísima energía. Invadió organismos unicelulares nucleados y allí sigue desde entonces, dividiéndose, como la levadura, por fusión binaria. Aunque los varones reciben y usan el ADN mitocondrial de la madre, no pueden transmitirlo a los hijos. El esperma tiene mitocondrias propias para propulsar el largo viaje desde la vagina hasta el óvulo, pero al entrar en éste, las mitocondrias masculinas se marchitan y se mueren.

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                      Eva mitocondrial y los orígenes del hombre

Así pues, cada cual hereda el ADNmt de la madre, quer a su vez lo ha heredado intacto de su madre y ésta de la suya, hasta el infinito; de ahí que el nombre popular del ADNmt, “el gen EVA”. En última instancia, todas las personas que viven hoy en el mundo han heredado su ADN mitocondrial de una única antepasada que vivió hace casi 200.000 años. Este ADNmt nos proporciona un raro punto de estabilidad en las arenas movedizas de la transmisión del ADN. Sin embargo, si todos los cromosomas EVA del mundo actual fueran una reproducción exacta del primer gen Eva, todos serían idénticos. Sería algo prodigioso, pero significaría que el ADNmt tiene poco que decirnos sobre nuestra prehistoria. Saber que todas las mujeres descienden de una remota EVA común resulta emocionante, pero no nos ayuda a reconstruir la vida de cada una de sus hijas. Necesitamos un poco de variedad.

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Los genes pueden mutar (transformarse) de diferentes formas. La forma más sencilla de mutación implica un cambio en una base individual a lo largo de la secuencia de bases de un gen en particular–muy parecido a un error tipográfico en una palabra que ha sido mal escrita. En otros casos, se pueden agregar o eliminar una o más bases. Y algunas veces, grandes segmentos de una molécula de ADN se repiten, se eliminan o se trastocan accidentalmente.

Así, aparecen mutaciones puntuales del ADN. Al heredar el ADNmt de nuestra madre, a veces hay un cambio en una o más “letras” del código del ADNmt, aproximadamente una mutación cada mil generaciones. La nueva letra, llamada “mutación puntual”, se transmitirá desde entonces a todas las descendientes. Aunque otra mutación es un fenómeno raro dentro de una sola línea familiar, la probabilidad total de las mutaciones aumenta de manera visible a causa de la cantidad de mujeres que tienen hijas. Así, en una generación, un millón de mujeres podrían tener más de mil hijas con una mutación personal e intransferible. Por este motivo, y salvo que hayamos tenido una antepasada común en los últimos 10.000 años, cada cual tiene un código que es ligeramente distinto del de los demás.

                           Sí, aunque pequeñas, existen esas probabilidades de mutaciones de la genética

Claro que, también existe el “Gen Adán”. A semejanza del ADNmt de transmisión materna y que reside fuera del núcleo de la célula, dentro del núcleo hay un paquete de genes que sólo se transmite por línea masculina. Es el cromosoma Y, el cromosoma definidor de la masculinidad. Exceptuiando un pequeño segmento, el cromosoma Y no desempeña ningún papel en el promiscuo intercambio de ADN que se permiten otros cromososmas, esto significa que, al igual que el ADNmt, la parter no recombinable del cromosoma Y pasa intacta a cada generación y puede ser rastreado, siguiendo una linea ininterrumpida, hasta nuestro primer antepasado masculino.

Los cromosomas Y se utilizan desde hace menos tiempo que el ADNmt en la reconstrucción de árboles genéticos y existen problemas para estimar el alcance cronológico. Cuando se solucionen, el método YNR podría tener una resolución cronológica y geográfica mucho mayor que el ADNmt, tanto para el pasado reciente como para el remoto. Esto se debe sencillamente a que el YNR es mucho mayor que el ADNmt y en consecuencia tiene mayor viabilidad potencial.

Bueno, tanto este artículo, o, pasaje (de una parte de nosotros) como el del día anterior que llamé: Estamos señalados por muchos dones pero…¡El habla!, nos viene a confirmar que, la vida, no es sólo “la materia evolucionada”. ¡La Vida! es mucho más que todo eso y, seguramente, como nos dice el amigo Kike, sea una parte sustancial del Universo que, a través de su sabia Naturaleza, nos ha creado para poder contemplarse (también lo decía Nelson) como nos dijo el sabio.

emilio silvera