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7

¡Las estrellas! Algo más que puntitos brillantes en el cielo

Autor por Emilio Silvera ~ Archivo Clasificado en Astronomía y Astrofísica ~ Comentarios Comments (0)

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Han pasado ya cincuenta años que Richard Feynman dictara su famosa charla: There is plenty of room at the bottom: An invitation to enter a new field of physics (Hay suficiente espacio en el fondo: Una invitación a entrar en un campo en la Física). En ella estableció que las leyes de la Física no impiden manipular las cosas átomo a átomo; –“es algo que no se ha hecho debido a que somos demasiado grandes para hacerlo”-. Eso ha quedado atrás y, en la actualidad, sí que se manipulan los átomos.

¡La Humanidad! (Un fragmento del trabajo)

Hemos logrado determinar con precisión nuestros orígenes como especie mediante precisos análisis genéticos; por ejemplo, los estudios llevados a cabo sobre los genes de las mitocondrias pertenecientes a individuos de todas las poblaciones del mundo y de todas las razas.

Estudiando el A D N mitocondrial de miles de personas se ha llegado a formular la llamada “Teoría de la Eva Negra”, según la cual todos nosotros, los Homo-sapiens sapiens, procedemos de una hembra que vivió en algún lugar de África hace ahora unos tres cientos mil años. Otros estudios se han realizado mediante el análisis del polimorfismo del cromosoma Y.

Resultado de imagen de Las estrellas

¡Las Estrellas! ¡Qué importante son para nosotros!

14. Cúmulos de estrellas, nebulosas y galaxias - El Séptimo Cielo

Surgen como por arte de magia en las Nebulosas, donde ayudadas por los vientos estelares y la Gravedad, se forman protoestrellas que, finalmente, comienzan a brillar en la secuencia principal fusionando elementos sencillos en otros más complejos, y, las edades que puedan alcanzar, dependen de la masa que puedan tener. Una pequeña estrella roja puede llegar a tener más edad que el Universo ahora tiene. Si tiene la masa del Sol, durará (en sus distintas fases) 19.999 millones de años, y, si es una estrella gigante supermasiva, su avidez devoradora de materia, la hará vivir poco tiempo, es decir, unos cientos o miles de millones de años.

WISE: Nebulosas Corazón y Alma en Infrarrojo

“¿Está el Corazón y el Alma de nuestra Galaxia localizadas en Casiopeia? Posiblemente no, pero ahí es donde dos brillantes nebulosa de emisión apodadas Corazón y Alma descansan. La Nebulosa del Corazón, oficialmente catalogada como IC 1805 y visible en la parte superior derecha, tiene una forma en luz visible que nos recuerda a un clásico símbolo de un corazón. La imagen de arriba, sin embargo , fue realizada en luz infrarroja por el recientemente lanzado telescopio WISE. La luz infrarroja penetra bien dentro de las enormes y complejas burbujas creadas por la formación estelar en el interior de estas dos regiones de formación de estrellas.

Los estudios de estrellas y polvo como éstos encontrados en las Nebulosas Corazón y Alma se han focalizado en cómo se forman las estrellas masivas y cómo les afecta su entorno. La luz tarda unos 6.000 años en llegarnos desde estas nebulosas, que juntas abarcan unos 300 años luz.” (APOD)

Ubicadas en el brazo de Perseo de nuestra galaxia, la nebulosa Corazón (derecha) y la nebulosa Alma (izquierda) son muy brillantes (a pesar de eso es necesario un telescopio para verlas) en una región de la galaxia donde muchas estrellas se están formando. IC 1805 (la nebulosa Corazón) es a menudo llamada también como la nebulosa del Perro Corriendo, debido obviamente a la apariencia de la nebulosa vista desde un telescopio.

Cinturón de Orión - Wikipedia, la enciclopedia libre

El Cinturón de Orión

Es curioso que, mirando en la oscura noche como brillan las estrellas del cielo, nos atrae su titilar engañoso (es la atmósfera terrestre la que hace que lo parezca) y su brillo, Sin embargo, pocos llegan a pensar en lo que verdaderamente está allí ocurriendo. Las transformaciones de fase por fusión no cesan. Esta transformación de materia en energía es consecuencia de la equivalencia materia-energía, enunciada por Albert Einstein en su famosa fórmula E=mc²; donde E es la energía resultante, m es la masa transformada en energía, y c es la velocidad de la luz (300 000 kilómetros por segundo). La cantidad de energía que se libera en los procesos de fusión termonuclear es fabulosa. Un gramo de materia transformado íntegramente en energía bastaría para satisfacer los requerimientos energéticos de una familia mediana durante miles de años.

Chandra :: Photo Album :: Sirius A & B :: 26 Sep 00

Imagen de Sirio A (estrella grande) y Sirio B (estrella pequeña), tomadas por el Telescopio Hubble (Créd. NASA). Sirio es la quinta estrella más cercana y tiene una edad de 300, millones de años. Es una estrella blanca de la secuencia principal de tipo espectral A1V con temperatura superficial de 10 000 K y situada a 8,6 años luz de la Tierra. Es una estrella binaria y, de ella, podríamos contar muchas historias. La estrella fue importante en las vidas de Civilizaciones pasadas como, por ejemplo, la egipcia.

Lo que conocemos como estrella es una bola de gas luminosa que, durante una etapa de su vida, produce energía por la fusión nuclear del hidrógeno en helio. El término estrella, por tanto, no sólo incluye estrellas como el Sol, que están en la actualidad quemando hidrógeno, sino también protoestrellas, aún en formación y no lo suficientemente calientes como para que dicha combustión nuclear haya comenzado, y también varios tipos de objetos más evolucionados como estrellas gigantes y supergigantes, que están quemando otros combustibles nucleares, o las enanas blancas y las estrellas nucleares, que están formadas por combustible nuclear gastado.

En el centro de la Nebulosa del Corazón ¿Qué poderes

Seguimos en la Nebulosa del Corazón (otra región)

Las estrellas se forman a partir de enormes nubes de gas y polvo que a veces tienen hasta años-luz de diámetro. Las moléculas de polvo, unidas a las de los gases, se rozan y se ionizan, se calientan y la nube comienza a girar lentamente. El enorme conglomerado, poco a poco se va juntando y la temperatura aumenta. Tal enormidad de materia crea una fuerza gravitatoria que hace contraerse la nube sobre sí misma; su diámetro y su temperatura en el núcleo es tal que se produce la fusión de los protones de hidrógeno que se transforman en un material más complejo, el helio, y ese es el momento en que nace la estrella que, a partir de ahí, puede estar miles de millones de años brillando y produciendo energía termonuclear.

La masa máxima de las estrellas puede rondar las 120 masas solares, es decir, ser 120 veces mayor que nuestro Sol, y por encima de este límite sería destruida por la enorme potencia de su propia radiación. La masa mínima para poder ser una estrella se fija en 0’08 masas solares; por debajo de ella, los objetos no serían lo suficientemente calientes en sus núcleos como para que comience la combustión del hidrógeno y se convertirían en enanas marrones. Las luminosidades de las estrellas varían desde alrededor de medio millón de veces la luminosidad del Sol para las más calientes hasta menos de la milésima de la del Sol para las enanas más débiles. Aunque las estrellas más prominentes visibles a simple vista son más luminosas que el Sol, la mayoría de las estrellas son en realidad más débiles que éste y, por tanto, imperceptibles a simple vista.

La estrella Sirio es la más brillante y tiene el doble de tamaño que nuestro Sol

Eta Carinae (NGC 3372) tiene 400 veces el diámetro del Sol inmersa en esa Nebulosa que la esconde dentro del gas y el polvo.

Betelgeuse tiene 1.000 veces el diámetro de nuestro Sol

Pero la estrella más grande conocida es:

VY Canis Majoris, supergigante roja que es aproximadamente 2.100 veces más grande que nuestro Sol.

El brillo de las estrellas (la luz y el calor) es el resultado de la conversión de masa en energía (E = mc²), por medio de reacciones nucleares, las enormes temperaturas de millones de grados de su núcleo, hace posible que los protones de los átomos del hidrógeno se fusionen y se conviertan en átomos de helio. Por cada kilogramo de hidrógeno quemado de esta manera, se convierten en energía aproximadamente siete gramos de masa. De acuerdo con la famosa ecuación de Einstein (arriba reseñada), los siete gramos equivalen a una energía de 6’3 × 10¹⁴ julios. Las reacciones nucleares no sólo aportan la luz y el calor de las estrellas, sino que también producen elementos pesados, más complejos que el hidrógeno y el helio que, posteriormente, son distribuidos por el universo, cuando al final de la estrella, esta explota en supernova, lanzando sus capas exteriores al espacio que de esta forma, deja “sembrado” de estos materiales el “vacío” estelar.

Resultado de imagen de ClasificaciÃ³n estelar

Las estrellas pueden clasificarse de muchas maneras. Una manera es mediante su etapa evolutiva: en pre-secuencia principal, secuencia principal, gigante, supergigante, enana blanca, estrella de neutrones y agujeros negros. Estas últimas son la consecuencia del final de sus vidas como tales estrellas, convirtiéndose en objetos estelares de una u otra clase en función de sus masas originales. Estrellas como nuestro Sol, al agotar el combustible nuclear se transforman en gigantes rojas, explotan en novas y finalmente quedan como enanas blancas. Si la masa es mayor serán estrellas de neutrones, y si aún son mayores, su final está en agujeros negros.

Nuestro Sol, nos parece un objeto enorme, grandioso que, es capaz, con su actividad de enviar a la Tierra luz y calor (radiación) para que podamos vivir los seres que la pueblan. Sin embargo, a pesar de su “grandeza”, la comparamos con otros objetos celestes y, desde luego, nos podemos quedar asombrados de que puedan existir cosas tan grandes como VY Canis Majoris. Podéis observar en ellas su tamaño en comparación con nuestro Sol.

El Color de las estrellas indican de qué materiales están conformadas y, así se comprueba mediante el estudio de sus espectros.

Qué es Spica? – Estrella en Virgo | Alpha Virginis | Constelación de Spica | Luminosidad de Spica | Star Walk

Color blanco-azul, como la estrella Spica

Color blanco, como la estrella Vega

Color blanco-amarillo, como la estrella Proción

De qué color es realmente el Sol (y no, no es amarillo) - BBC News Mundo

Color amarillo, como el Sol

Las estrellas amarillas, como el Sol, son llamadas enanas amarillas y pertenecen a la clase espectral G. Aunque el Sol parece amarillo desde la Tierra, es en realidad de color blanco porque emite luz en todos los colores del espectro visible; el término “enana amarilla” se refiere a su temperatura superficial, que está en el rango de estas estrellas.

Color naranja, como Arcturus

Color rojo, como la estrella Betelgeuse.

Otra clasificación es a partir de sus espectros, que indican su temperatura superficial. También por el color. Otra manera es en poblaciones I, II y III, que engloban estrellas con abundancias progresivamente menores de elementos pesados, indicando paulatinamente una mayor edad. También evolución estelar y magnitudes aparentes y absolutas y el tipo espectral con la distancia en a. L., es otra de las clasificaciones.

Después de estas clasificaciones genéricas tenemos otras mas particulares y definidas referidas a estrellas binarias, estrellas capullo, con baja velocidad, con envoltura, con exceso de ultravioleta, de alta velocidad, de baja luminosidad, de baja masa, de bario, de bariones, de campo, de carbono, de circonio, de estroncio, de helio, estrella de la población I extrema, de la población intermedia, de la rama gigante asintótica, estrella de litio, de manganeso, de manganeso-mercurio y, viceversa, estrella de metales pesados, de neutrones, estrellas de quarks (hipotética con densidad intermedia entre la estrella de neutrones y el agujero negro), estrella de referencia, de silicio, de tecnecio, de tiempo intermedio, de tipo tardío, de tipo temprano, estrella del polo, estrella doble, estrella enana, estándar, evolucionada, etc.

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La luz proveniente de la superficie caliente del Sol pasa a través de la atmósfera solar más fría, es absorbida en parte, por eso llega a nosotros presentando las características líneas oscuras en su espectro. Las líneas oscuras del espectro del sol coinciden con líneas de los espectros de algunos elementos y revelan la presencia de estos elementos en la superficie solar. Las longitudes de onda de las radiaciones se indican en nanometros (nm).

El Sol

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Sabemos de qué está hecho el Sol y cómo son los mecanismos que allí se producen para formar elementos

La posición e intensidad de las líneas oscuras del espectro solar han permitido establecer que casi las tres cuartas partes de la masa del Sol son hidrógeno, el elemento más simple. Casi todo el resto es helio, el segundo elemento más simple. En suma, entre hidrógeno y helio suman alrededor del 98 por ciento de la masa solar. El 2% restante está compuesto, aproximadamente, por la siguiente proporción de elementos: 0,8% de oxígeno, 0,6% de carbono, 0,2% de neón, 0,15% de nitrógeno, 0,05% de magnesio, y, en menor porcentaje aún, hierro, sodio y silicio.

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R. Leporis, la estrella de Carbono que denominaron con el sobrenombre de “Carmesí”

La composición química de una estrella varía según la generación a la que pertenezca. Cuánto más antigua sea, más baja será su metalicidad. Al inicio de su vida una estrella similar al Sol contiene aproximadamente 75% de hidrógeno y 23% de helio. El 2% restante lo forman elementos más pesados, aportados por estrellas que finalizaron su ciclo antes que ella. Estos porcentajes son en masa; en volumen, la relación es 90% de hidrógeno y 10% de helio.

En la Vía Láctea las estrellas se clasifican según su riqueza en metales en dos grandes grupos. Las que tienen una cierta abundancia se denominan de la población I, mientras que las estrellas pobres en metales forman parte de la población II. Normalmente la metalicidad está directamente relacionada con la edad de la estrella. A más elementos pesados, más joven es la estrella.

Un equipo japones de astrónomos han descubierto una fuerte correlación entre la metalicidad del disco de polvo protoplanetario y su longevidad. A partir de éste hallazgo proponen que las estrellas de baja metalicidad son menos propensas a tener planetas, incluyendo gigantes gaseosos, debido a la corta vida de los discos protoplanetarios.

La composición de una estrella evoluciona a lo largo de su ciclo, aumentando su contenido en elementos pesados en detrimento del hidrógeno, sobre todo. Sin embargo, las estrellas sólo queman un 10% de su masa inicial, por lo que globalmente su metalicidad no aumenta mucho. Además, las reacciones nucleares sólo se dan en las regiones centrales de la estrella. Este es el motivo por el que cuando se analiza el espectro de una estrella lo que se observa es, en la mayoría de los casos, la composición que tenía cuando se formó. En algunas estrellas poco masivas los movimientos de convección penetran mucho en el interior, llegando a mezclar material procesado con el original. Entonces se puede observar incluso en la superficie parte de ese material procesado. La estrella presenta, en esos casos, una composición superficial con más metales.

La variedad de estrellas es grande y para los estudiosos fascinantes. Tal diversidad es debida a la evolución que desde su formación tiene cada tipo de estrella en función de su masa y de los gases y polvo cósmico que la forman y los que se crean en su núcleo (horno solar) a miles de millones de grados de temperatura capaces de transformar materiales simples como el hidrógeno hacia una gama más compleja y pesada que, finalmente, mediante la explosión de supernova (más temperatura), arroja al espacio materiales que, a su vez, forman nuevas estrellas de 2ª y 3ª generación con materiales complejos. La vida en nuestro planeta pudo surgir gracias a que en la Tierra había abundancia de estos materiales creados en las estrellas. Podemos decir, sin temor a equivocarnos que nosotros mismos estamos hechos del material creado en las estrellas lejanas que posiblemente, hace miles de millones de años explotó en supernova a millones de años luz de nuestro Sistema Solar.

Resultado de imagen de Las fuerzas fundamentales de la Naturaleza

Pero el Universo se rige por lo que llamamos las Fuerzas y Constantes Fundamentales de la Naturaleza, tenemos que decir que, precisamente, estas constantes son las que tienen el mérito de que las estrellas brillen en las galaxias y de que nosotros estemos aquí para mirar a los cielos y contemplar su belleza.

Las constantes fundamentales (constantes universales) están referidas a los parámetros que no cambian a lo largo del universo. La carga de un electrón, la velocidad de la luz en el espacio vacío, la constante de Planck, la constante gravitacional, la constante eléctrica y magnética se piensa que son todos ejemplos de constantes fundamentales.

Las fuerzas de la naturaleza que gobiernan la electricidad, el magnetismo, la radiactividad y las reacciones nucleares están confinadas a un “mundobrana” tridimensional, mientras que la gravedad actúa en todas las dimensiones y es consecuentemente más débil.

Las fuerzas fundamentales

Tipo de Fuerza	Alcance en m	Fuerza relativa	Función
Nuclear fuerte	<3×10^-15	10⁴¹	Une Protones y Neutrones en el núcleo atómico por medio de Gluones.
Nuclear débil	< 10^-15	10²⁸	Es responsable de la energía radiactiva producida de manera natural. Portadoras W y Z^–
Electromagnetismo	Infinito	10³⁹	Une los átomos para formar moléculas; propaga la luz y las ondas de radio y otras formas de energías eléctricas y magnéticas por medio de los fotones.
Gravitación	Infinito	1	Mantiene unidos los planetas del Sistema Solar, las estrellas en las galaxias y, nuestros pies pegados a la superficie de la Tierra.

La partícula que transporta la fuerza de Gravedad, el hipotético gravitón, no ha sido hallado… aún.

Las constantes universales

Constante	Símbolo	Valor en unidades del SI
Aceleración en caída libre	g	9,80665 m s^-2
Carga del electrón	e	1,60217733(49) × 10^{-19 C}
Constante de Avogadro	N_A	6,0221367 (36) × 10²³mol^-1
Constante de Boltzmann	K=R/N_A	1,380658 (12) × 10^-23J K^-1
Constante de Faraday	F	9,6485309 (29) × 10⁴C mol^-1
Constante de los gases	R	8,314510 (70) × J K^-1 mol^-1
Constante de Loschmidt	N_L	2,686763 (23) × 10²⁵mol^-3
Constante de Planck	h	6,6260755 (40) × 10^-34J s
Constante de Stefan-Boltzmann	σ	5,67051 (19) × 10^-8Wm^-2K^-4
Constante eléctrica	ε₀	8,854187817 × 10^{-12 F m-1}
Constante gravitacional	G	6,67259 (85) × 10^{-11 m3}Kg^-1s^-2
Constante magnética	μ₀	4π × 10^-7Hm^-1
Masa en reposo del electrón	m_e	9,1093897 (54) × 10^{-31 Kg}
Masa en reposo del neutrón	m_n	1,6749286 (10) × 10^{-27 Kg}
Masa en reposo del protón	m_p	1,6726231 (10) × 10^{-27 Kg}
Velocidad de la luz	c	2,99792458× 10⁸m s^-1
Constante de estructura fina	α	2 π e²/h c

Unas pueden ser más constantes naturales que otras, pero lo cierto es que, de momento, han servido como herramientas eficaces.

La última lección importante que aprendemos de la manera en que números puros como α (alfa) definen el mundo, es el verdadero significado de que los mundos sean diferentes. El número puro que llamamos constante de estructura fina, e indicamos con α, es como hemos dicho antes, una combinación de e, c y h(el electrón, la velocidad de la luz y la constante de Planck). Inicialmente, podríamos estar tentados a pensar que un mundo en el que la velocidad de la luz fuera más lenta sería un mundo diferente. Pero sería un error. Si e, h y c cambian de modo que los valores que tienen en unidades métricas (o cualesquiera otras) fueran diferentes cuando las buscamos en nuestras tablas de constantes físicas, pero el valor de α permaneciera igual; este nuevo mundo sería cuando se observa indistinguible de nuestro mundo. Lo único que cuenta en la definición del mundo son los valores de las constantes adimensionales de la naturaleza.

Otro estudio demuestra que es posible superar la velocidad de la luz

Si pudiéramos coger una Gran Nave super-lumínica y recorriéramos el espacio interestelar paseando por las distintas regiones del Universo, veríamos que, todo es igual en todas partes: Cúmulos y supercúmulos de Galaxias, Galaxias cuajadas de estrellas en cúmulos y sueltas con sus sistemas planetarios, púlsares de giros alucinantes, magnétares creando inmensos capos electromagnéticos, agujeros negros que se tragan todo lo que traspasa el Horizonte de sucesos, Hermosas y brillantes Nebulosas de las que surgen las nuevas estrellas.

Una estrella muerta posee uno de los campos magnéticos más poderosos del universo

“Cuando hace un año se descubrió la estrella de neutrones SGR0418, poco podían pensar los astrónomos que su funcionamiento alteraría todas las teorías existentes hasta ahora acerca del funcionamiento de los magnétar. Sin embargo es así, ya que funciona como uno de éstos y no como sería propio de su condición. Este hallazgo, según la investigadora Nanda Rea del Instituto de Ciencias del Espacio, obliga a la ciencia a replantearse las teorías que se manejaban hasta ahora acerca del origen y evolución de los magnétar.”

Está claro que pensar siquiera en que en nuestro universo, dependiendo de la región en la que nos encontremos, habrá distintos leyes físicas, sería pensar en un universo chapuza. Lo sensato es pensar como Einstein y creer que en cualquier parte del universo rigen las mismas leyes físicas, hasta que no se encuentre pruebas reales a favor de lo contrario, los científicos suponen con prudencia que, sea cual fueren las causas responsables de las pautas que llamamos “Leyes de la Naturaleza”, es mucho más inteligente adoptar la creencia de la igualdad física en cualquier parte de nuestro universo por muy remota que se encuentre; los elementos primordiales que lo formaron fueron siempre los mismos,

Cuando los físicos empezaron a apreciar el papel de las constantes en el dominio cuántico y explotar la nueva teoría de la gravedad de Einstein para describir el universo en conjunto, las circunstancias eran las adecuadas para que alguien tratara de casarlas.

Sí, el Universo podría ser considerado como la mayor Obra de Arte que, a su vez, es capaz de generar otras Obras de Artes que, en alguna ocasión, dan mucho que pensar, ya que, el surgir de la vida partiendo del simple hidrógeno que evoluciona en las estrellas del cielo…es ¡Increíble! pero, sin embargo, nada más cierto hay.

Así entró en escena Arthur Stanley Eddington: un extraordinario científico que había sido el primero en descubrir cómo se alimentaban las estrellas a partir de reacciones nucleares. También hizo importantes contribuciones a nuestra comprensión de las galaxias, escribió la primera exposición sistemática de la teoría de la relatividad general de Einstein y fue el responsable de la expedición que durante un eclipse de Sol, pudo confirmar con certeza la predicción de la relatividad general que debería desviar la luz estelar que venía hacia la Tierra en aproximadamente 1’75 segundos de arco cuando pasaba cerca de la superficie solar, cuyo espacio estaría curvado debido a la gravedad generada por la masa del Sol. En aquella expedición, el equipo de Eddington hizo una exitosa medición del fenómeno desde la isla Príncipe, que confirmó que Einstein tenía razón y que su teoría predecía de manera exacta la medida de curvatura del espacio en función de la masa del objeto estelar que genera la gravitación distorsionando el espaciotiempo a su alrededor.

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El Año Internacional de Luz, fue celebrado en el año 2015 y, si fuese por la importancia que la luz tiene para nosotros, todos los años debería celebrarse tal acontecimiento. no debemos perder de vista que la luz tiene tanto importancia para vida como el agua. Sin luz tendríamos un planeta oscuro con una sola noche eterna, y, un frío de tenebroso, sin esos bellos rincones que se pueden conformar cuando la luz, aparece tras una montaña, en el bosque, en el horizonte del Océano, o, simplemente se refleja en la blanca nieve, en las olas del Mar o en una atronadora catarata. Incide en nuestro planeta que, con sus 23º de inclinación, hace posible que existan las Estaciones, la luz y el calor del Sol, además, es absorbida por los seres fotosintéticos haciendo posible la base de la cadena trófica.

La luz Natural es un un regalo de vida que nos dio nuestro Universo y hace posible que esa luz y ese calor que el Sol nos envía, haga factible la dinámica y la vida en el planeta, para que se realice la tan necesaria fotosíntesis, y muchos más beneficiosos y fenómenos que, no siempre sabemos valorar en su justa medida.

Emilio Silvera V.

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Nov

7

¿La complejidad del cerebro? ¡La esencia del Universo?

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

“A primera vista el edificio de la ciencia aparenta estar erigido sobre suelo firme y profundos cimientos, como una unidad congruente, monolítica, dando fe de una sola realidad. Sin embargo, la ciencia es un constructo dinámico, cambiante. Según Thomas Kuhn, “Parece más bien una estructura destartalada con escasa coherencia”. Es producto de la observación, del razonamiento y también de muchas pasiones, siempre de seres humanos.”

Al menos en nuestro caso, el único que conocemos.

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El estudio biológico del cerebro es un área multidisciplinar que abarca muchos niveles de estudio, desde el puramente molecular hasta el específicamente conductual y cognitivo, pasando por el nivel celular (neuronas individuales), los ensambles y redes pequeñas de neuronas (como las columnas corticales) y los ensambles grandes (como los propios de la percepción visual) incluyendo sistemas como la corteza cerebral o el cerebelo, e incluso, el nivel más alto del Sistema Nervioso.

La mitad del cerebro humano permanece «despierta» cuando se duerme fuera de casa

Hemos podido llegar a saber que el cerebro, tanto si está despierto como si está dormido, tiene mucha actividad eléctrica, y no sólo por las señales individuales emitidas por una u otra neurona cuando se comunican entre sí. De hecho, el cerebro está envuelto por innumerables campos eléctricos superpuestos, generados por la actividad de los circuitos neuronales de las neuronas que se comunican. Una nueva investigación revela que estos campos son mucho más importantes de lo que se creía hasta ahora. Es posible que, de hecho, representen una forma adicional de comunicación neuronal. Se ha llegado a pensar que, con la evolución del cerebro, quizás algún día, los humanos, podamos transmitir telepáticamente. Sin embargo…

Aunque se han llevado a cabo muchos experimentos sobre la telepatía, su existencia no es aceptada por la gran mayoría de la comunidad científica, entre otras cosas, argumentando que las magnitudes de energía que el cerebro humano es capaz de producir resultan insuficientes para permitir la transmisión de información. No obstante, algunos investigadores señalan que, con la tecnología necesaria, en un futuro será posible interpretar las ondas cerebrales mediante algún dispositivo y enviar mensajes textuales a un receptor de manera inalámbrica, sin embargo descartan que este proceso pueda llevarse a cabo de cerebro a cerebro sin mediación tecnológica. Hasta la fecha, las únicas pruebas de la telepatía son las narraciones testimoniales, pues jamás se ha podido reproducir un fenómeno telepático en laboratorio.

La neurociencia es una de las teorías científicas con más éxito en las últimas décadas. Pero aún, en este apartado del edificio de la ciencia, al verlo de cerca nos encontramos con arenas movedizas. Los especialistas se enfrentan al gran reto de explicar cómo es que los procesos físicos en el cerebro pueden generar o incluso influenciar la experiencia subjetiva. Este es el llamado problema duro de la consciencia.

El problema duro de la conciencia” se refiere al desafío filosófico de explicar como los procesos físicos del cerebro dan lugar a experiencias subjetivas y conscientes. No se trata solo de cómo el cerebro procesa información (el “problema fácil”), sino de por qué existe una sensación de “algo así como” ser un sujeto, la experiencia cualitativa o qualia, como la percepción del rojo o el dolor. La neurociencia actual puede identificar correlaciones entre estados cerebrales y estados mentales, pero no puede explicar por qué estas correlaciones ocurren ni cómo los procesos físicos generan la subjetividad.

Pero… ¡Vayamos mucho más atrás!

LA HOMINIZACIÓN – BIOLOGÍA y GEOLOGÍA

Los ladrillos del cerebro: Es evidente que el estímulo para la expansión evolutiva del cerebro obedeció a diversas necesidades de adaptación como puede ser el incremento de la complejidad social de los grupos de homínidos y de sus relaciones interpersonales, así como la necesidad de pensar para buscar soluciones a problemas surgidos por la implantación de sociedades más modernas cada vez. Estas y otras muchas razones fueron las claves para que la selección natural incrementara ese prodigioso universo que es el cerebro humano.

Claro que, para levantar cualquier edificio, además de un estímulo para hacerlo se necesitan los ladrillos específicos con las que construirlo y la energía con la que mantenerlo funcionando.

La evolución rápida del cerebro no solo requirió alimentos de una elevada densidad energética y abundantes proteínas, vitaminas y minerales; el crecimiento del cerebro necesitó de otro elemento fundamental:

Resultado de imagen de Ã¡cidos grasos poliinsaturados 8 súper alimentos que nutren el cerebro

Resultado de imagen de Ã¡cidos grasos poliinsaturados

Un aporte adecuado de ácidos grasos poliinsaturados de larga cadena, que son componentes fundamentales de las membranas de las neuronas, las células que hacen funcionar nuestro cerebro. La sinapsis es la unión funcional intercelular especializada entre neuronas, en estos contactos se lleva a cabo la transmisión del impulso nervioso

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¿En que radica la facilidad de algunas personas para socializar mucho más fácilmente que otros? Más allá de una cuestión de carácter, existen rasgos biológicos que pueden ayudar a los científicos a entender en donde radica el secreto de la popularidad y, es el cerebro, en donde se encuentra la clave para descubrirlo.

De acuerdo con un estudio realizado por la Dra. en Neurociencias MaryAnn Noonan en de la Universidad de Oxford en Inglaterra, el cerebro de las personas que tienen numerosos amigos consta de seis partes más grandes y mejor conectadas entre sí que el de las personas con pocos amigos.

La Dra. Noonan, presentó el resultado de su investigación en la reunión de la Sociedad de Neurociencias, en donde comentó haber encontrado que los seres humanos en posesión de una gran red de amigos y buenas habilidades sociales tienen ciertas regiones del cerebro que son más grandes, mejor conectadas con otras regiones y, sobre todo, más desarrollados que aquellos que no tienen las mismas habilidades sociales. Los rasgos biológicos marcados pueden ayudar a los científicos a entender en donde radica el secreto de la popularidad.

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Distintos pero iguales

De todas las maneras, estamos muy lejos de saber sobre una multitud de funciones y propiedades que están presentes en el cerebro y que, para los expertos, de momento, no tienen explicación. Por ejemplo, ¿por qué maduran antes las niñas que los niños? Las observaciones y los comportamientos de unos y otros nos han llevado a ese razonamiento final, y la verdad es que más allá de ser una opinión subjetiva, podría tener cierto fundamento.

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A medida que crecemos nuestros cerebros se reorganizan y eliminan gran parte de las conexiones neuronales, quedándose sólo con aquellas que realmente proporcionan información útil. Esta información es, entre otra, la proveniente de regiones cerebrales que aunque estén lejanas sirven para contextualizar y comprender mejor la nueva información percibida: por ejemplo, escuchar un determinado sonido puede evocar el recuerdo de ciertas emociones, percibir según qué expresiones faciales se asocia con diferentes sentimientos y comportamientos, y una melodía musical está ligado a otros recuerdos de distintos tipos.

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Muchas de las funciones de esta “máquina” maravilloso nos son desconocidas

De esta forma, aunque la cantidad general de conexiones será más reducida según vamos madurando, el cerebro conserva las conexiones de larga distancia, que son las más complejas de establecer y de mantener y las realmente importantes para la integración de la información. Con ellas se consigue un procesamiento más rápido y eficiente. Esto explica también por qué la función cerebral no solo no empeora, sino que, en lugar de eso, mejora con los años (por lo menos, hasta los aproximadamente 40 años).

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Todo lo grande está hecho de pequeñas cosas

Nuestro sistema nervioso está siempre cambiando, es probable que cuando termines de leer este texto tu cerebro no sea el mismo que al comienzo de la lectura. El sistema nervioso tiene la capacidad de reordenar y crear nuevas sinapsis (conexiones entre neuronas), y gracias a esta característica somos capaces de aprender.

Cada experiencia deja una huella que modifica las sinapsis neuronales y permite que nos adaptemos a los constantes cambios de nuestro entorno, esta es la llamada Plasticidad Neuronal, que permite generar nuevas conexiones entre las neuronas, producto del aprendizaje y su almacenamiento en la memoria. Es decir, ¡el cerebro se transforma con la experiencia!.

Claro que, cuando hablamos del cerebro lo estamos haciendo del objeto más complejo del universo. Tiene tanta complejidad en sí mismo, que sus más de cien mil millones de neuronas nos hablan por sí mismo de ella. Nada en nuestro Universo se puede comparar a un objeto que con sólo un 1,5 Kg de peso, tenga tántas facultades y desarrolle tanta actividad como lo hace el cerebro Humano (el más adelantado y evolucionado que hasta el momento conocemos).

Explicar cualquiera de las “cosas” que están presentes en el cerebro, es, en sí mismo, un complejo ejercicio que supone “todo un mundo”, aunque estemos hablando de un sólo elementos de los muchos que allí están presentes. Por ejemplo…

Dentrita, Soma, Axón, Núcleo, Vaina de Mielina (estructura de una neurona clásica)

¿Qué es la mielina?

La mielina en las neuronas, qué es y cuál es su función

Mielina: definición, funciones y características

La mielina es la capa gruesa que recubre los axones (tallo de las neuronas o células nerviosas), cuya función permite la transmisión de impulsos nerviosos entre distintas partes del cuerpo gracias a su efecto aislante. Se le clasifica como una lipoproteína y se encuentra en el sistema nervioso de los vertebrados.

La mielina en Esclerosis Múltiple, un factor decisivo

La mielina se forma por una sustancia producida por las células de Schwann presentes en las neuronas conectivas y motoras, las cuales se enroscan a lo largo del axón formando la vaina de mielina, la cual es una sustancia que aísla con varias capas de lípidos y proteínas que rodean a los axones y acelera la conducción de los impulsos nerviosos al permitir que los potenciales de acción salten entre las regiones desnudas de los axones o nódulos de Ranvier (lugares donde no se enrosca la mielina o lugares no mielinizados), y a lo largo de los segmentos mielinizados.

Materia blanca y gris del cerebro

La mielina tiene un color blanco, de aquí la frase “materia blanca” la cual se refiere a la zona del cerebro cuyos axones están mielinizados, y la “materia gris”, se refiere a los cuerpos neuronales que no están mielinizados. La corteza cerebral, por ejemplo, es gris, al igual que el interior de la médula espinal (en donde los cuerpos neuronales se disponen en el centro y la mayoría de axones discurren por la periferia).

Formación del nervio espinal a partir de las raíces dorsal y ventral. (Sustancia gris etiquetada en el centro a la derecha). Conductor de impulsos eléctricos que envían y reciben mensajes de todo tipo al cuerpo. En definitiva podemos comprender que una sola “cosa”, la mielina, tiene una importancia inmensa en el cerebro y, su falta, podría producir importantes disfunciones.

La imagen tomada de nuestro cerebro no se podría distinguir de otra tomada del Universo

“Por ello, en cualquier sinapsis hay una neurona presináptica y una neurona postsináptica. El espacio que queda entre las dos neuronas se llama espacio sináptico. La neurona presináptica transmite el impulso eléctrico a la neurona postsináptica a través de la sinapsis.”

Dentro de nuestras mentes, en una maraña de neuronas, conexiones de sinapsis que, de alguna manera, están conectadas con el Universo del que formamos parte (la que piensa). Ahí reside la Conciencia de Ser y del mundo que nos rodea. Tras complicados procesos químicos de los elementos que conforman la materia compleja de nuestros cerebros, se ha desarrollado una estructura muy compleja de la que, al evolucionar durante miles de años, se ha podido llegar a generar pensamientos, profundas ideas y sentimientos.

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No creo que seamos un único caso en el Universo. ¡Son tantos los mundos y las estrellas! Si en el Cosmos, la Conciencia estuviera representada sólo por nosotros… ¡Qué desperdicio de mundos, qué ilógica razón tendría el Universo para haber accedido a traer aquí, a una sola especie de observadores que, como bien sabemos, estamos expuestos, por mil motivos, a la extinción, y, sería una verdadera desgracia universal que los pensamientos y los sentimientos desaparecieran para siempre. ¿Qué clase de Universo sería ese? Sin estar presente ese ingrediente de los pensamientos y la consciencia… ¡Sería un Universo inútil!

Lo cierto es que, a pesar de todos los avances que hemos logrado… ¡No sabemos quiénes somos!

Conocer por completo el cerebro humano es una empresa tan difícil como conocer el Universo mismo.

Emilio Silvera V.

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Nov

7

Nuevos planetas… ¿Nuevas formas de Vida?

Autor por Emilio Silvera ~ Archivo Clasificado en a otros mundos ~ Comentarios Comments (0)

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Sistemas planetarios lejanos tienen la forma del sistema solar, el descubrimiento de la NASA de que el sistema de siete planetas TRAPPIST1 está en un plano apoyó esta investigación, lo que desafía la suposición habitual de que los sistemas planetarios están acampanados.

https://www.europapress.es/ciencia/astronomia/noticia-sistemas-planetarios-lejanos-tienen-forma-sistema-solar-20170301124723.html

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El grial de la habitabilidad planetaria

El Sol es un factor esencial en la habitabilidad de la Tierra, que recibe una media 1366 W/m² de radiación solar. Esta irradiación, entre otros factores, permite que el agua se encuentre en estado líquido, una condición que se asume que es indispensable para la actividad biológica, y resulta de la separación entre ambos astros. En los sistemas planetarios la zona de habitabilidad se define como el rango de distancias orbitales en donde un planeta podría contener agua líquida. Su tamaño y localización depende de la masa de la estrella, su edad y su luminosidad. En cualquier caso, como ocurre con la Tierra, otras causas pueden ser determinantes, tanto endógenas (composición del planeta, características atmosféricas, presencia de campo magnético y de actividad geológica) como exógenas (la posición del sistema en la galaxia, dado que la proximidad a las estrellas masivas o al centro de la misma podrían ser letales, o la densidad local de estrellas, indispensable para la estabilidad del sistema). Mercurio y Venus no son adecuados debido esencialmente a las altas temperaturas, mientras que a Marte le ocurre lo contrario, además de que solo tiene campos magnéticos locales.

Erupciones volcánicas: qué son, qué efectos tienen y por qué son tan peligrosas Volcanes: qué son y cómo se forman

El papel de la actividad geológica, desde un punto de vista astrobiológico, se ha visto enfatizado recientemente. La emisión de hidrógeno, dióxido de carbono y agua por los volcanes podría aumentar un 30-60 % la zona de habitabilidad, debido a un efecto invernadero. El mecanismo exige una actividad volcánica continuada durante muchos millones de años. En el sistema solar implica extender la zona de habitabilidad desde algo más allá de Marte (que carece de actividad tectónica y se encuentra localizado a 1.67 unidades astronómicas) hasta 2.4 unidades astronómicas, en donde se localiza el cinturón de asteroides. Por tanto, la actividad volcánica, fruto de la tectónica de placas, podría incrementar la posibilidad de encontrar vida en los numerosos planetas que se están encontrando más allá de los confines del sistema solar.

Ross 128 b

De entre los descubrimientos recientes, posiblemente los planetas astrobiológicamente más interesantes se encuentran orbitando alrededor de estrellas frías y cercanas. Este es el caso del sistema Trappist-1, Ross 128 b, LHS 1140 b, o Próxima Centauri b.

LHS 1140 b

Próxima Centauri b es el planeta más cercano al sistema solar y se encuentra dentro de la zona de habitabilidad de su estrella, aunque la altísima actividad de ésta posiblemente esterilice su superficie de manera reiterada. El complejo sistema que orbita alrededor de Trappist-1 incluye al menos tres planetas dentro de la zona de habitabilidad. Contando éstos, son al menos siete planetas con una compleja interacción y localizados en una región muy compacta, lo que podría, de existir, facilitar la propagación de actividad biológica entre ellos.

Próxima Centauri b

No es la primera vez que se realiza este tipo de descubrimientos, dado que ya se han detectado atmosferas alrededor de varios tipos de planetas, sobre todo más masivos y semejantes a Júpiter. Ya se mencionó la composición metálica de la atmósfera de GJ1214 b. También con anterioridad se ha detectado una atmósfera alrededor del planeta rocoso 55 Cancri e. Sin embargo, GJ1132 b tiene un tamaño y una masa significativamente menor: 1.6 MTierra y 1.4Tierra frente a las 10MTierra y 2.2 RTierra del planeta 55 Cancri e. Esta estrella está localizada también a unos 40 años-luz, aunque es bastante más caliente, unos 5000 ºC, y más parecida al Sol en tamaño y masa. Tiene al menos seis planetas, siendo 55 Cancri e el más próximo a su estrella, a solo un 1.5 % de la distancia que separa al Sol de la Tierra. Su periodo de revolución es de solo 0.73 días terrestres. La atmósfera de este planeta rocoso estaría dominada por compuestos de hidrógeno, el elemento químico más simple y abundante, y sería por tanto muy distinta a la detectada en GJ1132 b o GJ1214 b.

55 Cancri e

Más recientemente, la combinación de nuevos datos con espectros de transmisión tomados con el HST ha proporcionado el espectro más detallado de un exoplaneta, en este caso de WASP-39b. Su composición atmosférica sugiere que su proceso de formación fue muy distinto al de los gigantes gaseosos del sistema solar. WASP-39 es una estrella de tipo solar localizada a 700 años-luz. Su planeta, que orbita alrededor de aquélla en tan solo 4 días, tiene una masa similar a la de Saturno, pero está a una temperatura mucho más alta debido a la proximidad a su estrella (750ºC), su atmósfera está expandida y carece de nubes situadas en las partes más elevadas. Tiene al menos tres veces más agua que Saturno. De los resultados se infiere que su atmósfera también contiene una gran cantidad de elementos más pesados. Estas abundancias posiblemente son debidas a que el planeta sufrió un bombardeo muy intenso de objetos con gran cantidad de hielo, lo que implicaría una formación alejada de la estrella. En la actualidad, además debe presentar una sincronización entre su periodo orbital y el de rotación, lo que provocaría intensos vientos entre la parte iluminada y la oscura.

¿Es posible y deseable la expansión humana más allá de los confines del sistema solar?

La existencia de análogos terrestres no es un concepto nuevo. Entre otros, fue imaginada por Giordano Bruno en el siglo XVI, cuyas posiciones heterodoxas terminarían por conducirlo a la muerte en la hoguera a manos de la Inquisición Romana, quien dejó un testimonio claro y conciso:

Imagen relacionada

Giordano Bruno

Existen, pues, innumerables soles; existen infinitas tierras que giran igualmente en torno a dichos soles, del mismo modo que vemos a estos siete (planetas) girar en torno a este sol que está cerca de nosotros.

La hipotética existencia de actividad biológica fuera de la Tierra plantea no ya solo interesantes problemas desde el punto de vista científico, sino también tecnológico y filosófico. ¿Deberíamos expandirnos y ocupar nuevos hábitats? ¿Qué implicaciones tendría la existencia de otros seres vivos surgidos de procesos totalmente independientes a la aparición de la vida en la Tierra?

La posible expansión humana más allá de las fronteras del sistema solar requeriría cuatro pasos interrelacionados: i) búsqueda de planetas adecuados y exploración remota; ii) exploración in situ con naves enviadas desde la Tierra; iii) adaptación del medio por un proceso de geoingeniería; iv) ocupación. En la actualidad nos encontraríamos en la primera fase. Posiblemente, en los próximos años o en un par de décadas habremos identificado los objetivos adecuados, análogos terrestres con características que permitan la actividad biológica. Se trataría por tanto del inicio de una colonización estelar, que sería posibilitada por tecnologías emergentes o, en alguno de los casos, ni siquiera vislumbradas. Estas etapas que durarían centenares de años, una fracción del proceso de expansión del homo sapiens por los diversos continentes del planeta, que ha durado decenas de miles de años.

Fuente: Revista Española de Física VOL 32 Nº4

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