¡NO! Así no podemos avanzar, que nos dejen libres para pensar. La creatividad del pensamiento tiene que estar sólo supeditada al libre albedrío de cada cual. Así ha estado avanzando el mundo desde que…tenemos noticias de todas aquellas civilizaciones que fuero.

Qué verdad es, nunca te acostarás sin aprender algo nuevo. Aquí, en este mismo lugar, ocurre eso con frecuencia y, de vuestros comentarios he obtenido a veces conclusiones que en las que, por mí mismo, no habría pensado. Como se suele decir, cuatro ojos ven más que dos.

En el trabajo que denominé  ¿Qué haríamos sin la Física?, aparte de otras muchas intervenciones, me llamó la atención la de Fandila (14.2.1) en la que se refiere a la fotónica y la cuántica y llega a preguntarse si no debería llamarse “cuantónica”. Kike (14.2.1.1) que entabla el diálogo con él, lleva la conversación al campo del avance de la Ciencia a la que compara con la evolución de las especies. Ambos llevan su parte de razón.

Muchos de los problemas que surgen en campos de la Física moderna han sido abordados mediante su modelado e implementación en ordenadores, donde hay aplicaciones que requieren una enorme capacidad de cálculo. Prácticamente en todas las disciplinas de la Física se requiere obtener soluciones a problemas que consisten en la optimización de funciones en un determinado espacio de búsqueda. En otras palabras, muchas aplicaciones en Física consisten en solucionar problemas de optimización, que en numerosas ocasiones no se pueden abordar con herramientas matemáticas clásicas, debido a la complejidad del espacio de búsqueda, o de la función objetivo, o ambas cosas a la vez.

Algoritmos genéticos

Aplicación para la optimización de funciones no tan sencillas.

Programa de ejemplo

Nos dice el Autor del programa: “En este programa incluí algunas mejoras para “optimización de funciones sencillas”,  la función que viene implementada está dada por:  f(x,y)=x^2+2*y^2-0.3*cos(3*PI*x)-0.4*cos(4*PI*y)+0.7

Este hecho fue constatado prácticamente desde el advenimiento de los ordenadores como herramienta fundamental en la ciencia moderna. Así, ya en los años 60 surgieron diversas herramientas para solucionar problemas de optimización no abordables con técnicas clásicas, entre ellas algoritmos que imitiban comportamientos de la naturaleza. Específicamente,  se comprobó que el paradigma de la selección natural y supervivencia del más fuerte (pieza clave de las teorías Darwinianas sobre la evolución de las especies) podía ser fácilmente reproducible en un ordenador, y aplicable a la resolución de estos problemas de optimización difíciles.

Está claro que, ante la adversidad, la mente humana siempre se ha crecido y, en este caso de la computación no podía ser de otra manera, así que, cuando se llegó a un nivel de imposible resolución por los métodos clásicos, surgió la necesidad de un nuevo paradigma de computación, que proddujo la generación de algoritmos capaces de obtener soluciones de buena calidad en estos casos de optimización difíciles. Diversos investigadores se concentraron en la imitación de sistemas naturales para resolver estos problemas, generando los diversos algoritmos que forman parte de la computación evolutiva.

Pongamos un ejemplo:

Hallá por el mes de febrero de 2009, pude asistir a un Seminario que tuvo lugar en la Universidad Carlos III donde mi hijo Isat Estudiaba Derecho ADE, y con el Título de Computación Evolutiva y Algoritmos basados en las hormigas para la inteligencia artificial, pude disfrutar de un tiempo mágico que me transportó al futuro. La reseña que salió fue la siguiente:

“La Inteligencia Artificial (IA) vive una segunda juventud, según lo visto en el Seminario Internacional sobre el tema celebrado en la Universisdad Carlos III de Madris, donde han presentado nuevas técnicas de computación evolutiva, algoritmos basados en hormigas para, el manejo de robots, o, posibles aplicaciones de la IA a la economía, los juegos, y la fusión de datos.

El campo de la Inteligencia Artificial ha cambiado mucho desde los años setenta, cuando se aspiraba a encontrar el “solucionador general de problemas”, un algoritmo, programa o sistema que permitiera resolver de formar autónoma cualquier problema. “A día de hoy se piensa que no existe y que lo que tenemos es un conjunto de algoritmos y sistemas que en su conjunto denominamos técnicas de Inteligencia Artificial”, explica el profesor José Manuel Molina, organizador del Segundo Seminario Internacional sobre Nuevas Cuestiones en Inteligencia Artificial promovido por los cuatro grupos de Inteligencia Artificial del departamento de Informática, celebrado del 2 al 6 de febrero en la Universidad Carlos III de Madrid (UC3M).

Entre Darwin y hormigas inteligentes

Allí han presentado sus trabajos algunos expertos internacionales en la materia, que cada vez encuentra relaciones y aplicaciones más sorprendentes. La Teoría de la Evolución de Charles Darwin, por ejemplo, podría aplicarse a la resolución de problemas con ordenadores. En eso trabaja el investigador del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional (Méjico), Carlos Coello, un especialista en técnicas de optimización multiobjetivo de procesos complejos en ingeniería mediante técnicas genéticas. Otro invitado al seminario, Silvano Cincotti, de la Universidad de Genova (Italia) explicó cómo se pueden aplicar estas técnicas a la economía actual y fundamentalmente cómo modelar la realidad utilizando agentes inteligentes.

¿Computación Evolutiva? Hasta dónde llegaremos?

La presencia de la naturaleza en la Inteligencia Artificial no acaba en la denominada computación evolutiva. Otro científico de la Universidad Libre de Bruselas (Bélgica) que impartió un seminario en esta reunión, Marco Dorigo, presentó el algoritmo de optimización basado en colonias de hormigas que inventó, que consiste en una técnica probabilística para resolver determinados problemas de computación. Este algoritmo, que puede utilizarse para manejar pequeños grupos de robots, forma parte de la ” Swarm Intelligence ” (inteligencia basada en enjambres), famosa a raíz del libro Presa del recientemente fallecido Michael Crichton. Esta especialidad busca el desarrollo de comportamientos complejos a partir de la interacción de un conjunto de agentes que tienen unas reglas de actuación muy sencillas. La unión hace la fuerza.

La conclusión más importante que se ha podido extraer del seminario celebrado en la UC3M es que la Inteligencia Artificial es un área que no tiene un único objetivo, si no que ha incorporado muchas técnicas diferentes para conseguir dotar de cierta inteligencia algunas soluciones. “La técnica es una función del problema y así hay técnicas para que las máquinas puedan aprender de la experiencia, que identifiquen a las personas, que interpreten el entorno, que razonen las acciones más prometed oras, etc”, explica Molina, que dirige el grupo de investigación de Inteligencia Artificial Aplicada de la UC3M. El mayor reto, explica, es que las máquinas sean capaces de realizar tareas que no estén preprogramadas, para que puedan elaborar una estrategia que va más allá de lo pensado en un principio.

Está claro que, pretendemos imitar la naturaleza y hacer que, la Inteligencia Artificial evolucione como lo hicimos nosotros mismos, y, si eso se consigue…¿Qué podrá pasar en el futuro?

El mayor problema al que se enfrentan los científicos en este área es la necesidad de sistematizar toda la investigación que se está llevando a cabo en Inteligencia Artificial en todo el mundo para poder unificar las diferentes técnicas que se desarrollan. “La idea es buscar una integración y sinergias que permitan ver ese conjunto de técnicas como un todo”, explica el profesor Molina, aunque aclara que la percepción que se tiene sobre este tema a nivel social es bastante diferente porque se espera mucho de la IA, tal vez por lo que se ve en las películas de ciencia ficción. “La gente ya espera ver a R2D2 por la calle y todavía queda mucho para eso”, concluye.”

Tendremos que esperar un poco

A partir de todo esto quise profundizar un poco en el tema y, me leí múltiples trabajos de autores especializados que me posibilitaron tener una idea más clara y profunda de hasta donde podemos llegar en el futuro que, de seguir por el camino emprendido, pocos límites tendrá eso que llaman la Inteligencia artificial Evolutiva.

Por otra parte, desde hace algunos años, existe la convicción de que buena parte del desarrollo tecnológico del futuro dependerá de nuestra capacidad para fabricar dispositivos con un tamaño comprendido entre el de los átomos (< 1 nm) y el de los dispositivos actuales (≈ 100 nm). Con estas dimensiones la materia presenta comportamientos peculiares, en muchos casos de origen cuántico, que no resultan de una simple extrapolación de sus propiedades macroscópicas (mecánicas, electrónicas, magnéticas, químicas y ópticas) y que, por ello, son a menudo sorprendentes.

 Estas dimensiones corresponden al territorio límite entre la química molecular y supremolecular y la física del estado sólido para unas pocas celdas unidad. El estudio de la materia a escala nanométrica y su utilización para la fabricación de componentes y dispositivos con prestaciones avanzadas y novedosas reciben el nombre respectivamente de nanociencia y nanotecnología.

Nano alude a la palabra nanómetro, una unidad de longitud que equivale a la millonésima parte de un milímetro. Por ende, entonces, este prefijo indica el estudio de las diversas disciplinas a nivel atómico y molecular.  Pero… ¿cuántos átomos equivalen a un nanómetro? Tan solo entre tres y cinco.
En este sentido, estamos en condiciones de comenzar a distinguir algunos de  los conceptos que enumeramos anteriormente. Por un lado, la nanociencia se encarga del estudio de las propiedades y los fenómenos a escala nanométrica. La nanotecnología, por su parte, sería la encargada de la manipulación y producción de materiales, estructuras y sistemas a tal escala. Sin embargo, el límite entre nanociencia y nanotecnología resulta cada vez menos tangible. En simples palabras, se puede decir que la nanotecnología utiliza el conocimiento científico proporcionado por la nanociencia para la manipulación y producción de diversos materiales (por medio de complejas tecnologías). Por esta razón, es posible encontrar la utilización de tales conceptos de forma equivalente (aunque no por eso sea correcta). Es por esto que muchos de los avances que hoy se encuadran bajo el nombre de “nanotecnología” no son más que nanociencia, porque sientan las bases para el futuro desarrollo de una tecnología que permita la manipulación de átomos y moléculas. Sin embargo, sería incorrecto decir que en la actualidad no hay ningún desarrollo nanotecnológico (aunque sí se puede afirmar que sus aplicaciones son reducidas, teniendo en cuenta lo mucho que se espera de las mismas), porque entre ellos se pueden mencionar el calzado térmico (desarrollado en 2004 por Aspen Aeogels), los colchones que repelen sudor y polvo, los cosméticos personales ajustados a edad, raza, sexo, tipo de piel y actividad física, y los vestidos que impiden las infecciones en heridos y quemados, entre algunos otros.

Curiosamente,  existe una creencia arraigada en amplios sectores de la comunidad cinetífica de que la Fotónica (conjuntos de tecnologías relacionadas con la Luz) es un campo que cae fuera del universo de la nanotecnología. La creencia se apoya en el clásico criterio de Rayleigh de que la resolución espacial de un sistema óptico está limitada por la olongitud de onda de luz (≈ 500 nm) y por ello es próxima al micrómetro, muy lejos de los requisitos  de la nanotecnología. Esta visión es sin duda errónea y hoy en día la fotónica está íntimamente implicada con la nanotecnología e incluso se puede hablar propiamente de nanofotónica, de un modo similar a como se habla de nonoelectrónica o nanomagnetismo.

Como antecedente de esta sinergia recordemos que la espectroscópica óptica constituyó una herramienta fundamental en el descubriomiento de la estructura atómica de la materia y de la física cuántica. Desde una perspectiva más aplicada y espectacular cabe mencionar la utilización de nanopartículas metálicas para colorear el vidrio en tiempos de los romanos (como la famosa vasija de Ligurco del siglo IV) Esta técnica se volvió a recuperar a finales de la Edad Media y se empleo, por ejemplo, para colorear las vidrieras de las Catedrales.

La invisibilidad ya es un hecho del pasado que no pertence unicamente a la ficción con la realización de materiales en tres dimensiones que permiten hacer desaparecer objetos y no precisamente es magia, sino que son capaces de desviar la luz visible.  Se han realizado experimentos con nano objetos es decir con 1 millonesima de milímetro, y segun los resultados, nada impide aplicar el mismo principio para hacer invisible a una persona, un tanque o un incluso un petrolero. Estos metamateriales (Que desvian la luz) deben inclinar la luz alrededor del objeto, de manera que lo envuelva y después recupere su forma original. El observador ya no ve la perturbación en la luz y de esta manera el objeto desaparece a a su vista. Aunque una de las aplicaciones más inmediatas de estos metamateriales podría ser la construcción de lentillas especiales que permitan ver hasta un virus o las moléculas del ADN, lo que excita más la imaginación tiene que ver con la invisibilidad descrita por autores como H.G. Wells “El hombre invisible”.

Se ha construído el microscopio electrónico más potente del mundo mediante la captación de las ondas evanescentes de luz con bolas de vidrio que es la base de esa tecnología. El uso de la luz visible, para observar los objetos de ese diminuto tamaño, rompe en cierto modo las reglas lumínicas, donde existe una propiedad física llamada límite de difracción que establece lo más pequeño que el ojo puede captar. Las ondas de luz se expanden hacia fuera de forma natural e inevitable por lo que limitan el grado en que pueden ser enfocadas, y por ende, el tamaño del objeto que pueden reflejar.

Los métodos de campo cercano permiten examinar y resolver patrones de iluminación de dimensiones nanométricas con técnicas ópticas. Esto es posible con la utilización de las ondas evanescentes en la vecindad del patrón. A larga distancia (región de Franhoufer) estas ondas desaparecen y peredemos información clave del objeto, la asociada a las componentes periodicas de alta frecuencia espacial o pequeño período. Naturalmente que para introducirse en la zona de ondas evanescentes y detectarlas se hace preciso a las técnicas de micro y nano-mecánica de forma que podamos acceder físicamente a ellas.

¿Qúe no podremos hacer cuando conozcamos la naturaleza real del átomo y de la luz? El fotón, ese cuánto de luz que parece tan insignificante, nos tiene que dar muchas satisfacciones y, en él, están escondidos secretos que, cuando sean revelados, cambiará el mundo.

Concretamente, la microscópica óptica de barrido de cuerpo cercano, se ha desarrollado utulizando diferentes configuraciones para obetener imágenes con una resolución espacial de unas decenas de nanómetros. La tecnología necesaria para el posicionamiento a escala nanométrica estaba ya disponible desde la invención del microscopio electrónico de barrido por efecto túnel.

Lo primero que hay que mencionar es que hablamos de poder manipular los átomos y las moléculas de forma individual, colocándolos en posiciones concretas y fabricando elementos o engranajes. Por ejemplo, la empresa Nanorex  vende sistemas de diseño para esta tecnología, pudiendo apreciarse en las imágenes distintos engranajes diseñados con moléculas

Esta manipulación se ha podido realizar gracias al descubrimiento y uso del microscopio electrónico de efecto túnel. Lo que nos lleva a la realidad de que, la Física es la que hace avanzar la técnica y la tecnología, así como también es la “responsable” del descubrimiento de nuesvos materiales y técnicas que nos llevan de manera directa hacia el futuro.

La luz ejerce una cierta fuerza sobre la materia, que es insignificante para objetos macroscópicos, pero es importante si hablamos de nanopartículas. Por ello, con las técnicas ópticas, no solamente somos capaces de observar objetos de tamaño nanométrico o inferiores, sino que además podemos desplazarlos, manipularlos y atraparlos.

Micrografía (50X) con microscopía electrónica de barrido (SEM) de las capas de la piel con una grándula en el centro…

Las fuerzas electromagnéticas son así mismo capaces de frenar o enfriar átomos así como de atraparlos. En el caso del enfriamiento se utiliza la fuerza de scattering causada por un haz láser que se propaga en dirección opuesta al movimiento del átomo. El momento lineal del fotón es transferido íntegramente al átomo. Para que la fuerza sea significativa el láser se sincroniza a una frecuencia próxima (y ligeramente inferior para compesnar el corrimiento debido al efecto Doppler) a la resonancia de una transición atómica con el fin de incrementar significativamente la sección eficaz de absorción. Como la posterior reemisión del fotón es isótropa no se pierde el momento lineal atómico ganado en el proceso de absorción.

Microfotografías del microscopio electrónico de barrido de la membrana nuclear. Oservénse los complejos proteicos que forman los poros nucleares. Esta maravilla que nos lleva a saber y comprender más sobre la naturaleza de las cosas, hubiera sido imposible sin la utilización de la luz.

El tema en el que hemos desembocado nos podría llevar horas y días hablando de la Manipulación óptica de átomos, moléculas y nanopartículas, de las propiedades ópticas de losnanomateriales, de los efectos del confinamiento cuántico, de los diodos luminiscentes y láseres, de la realidad de la fotónica que hace posible la espectroscopía de moléculas individuales e interviene en mil maravillas que, la gente corriente ni puede imaginar y que será, sin duda alguna (junto a otras técnicas nuevas) lo que nos llevará al futura de la informática y de la Inteligencia Artificial, a la que por cierto, habrá que vigialar de cerca.

¡¡ Cuidado!!

La Inteligencia Artificial ha despertado un gran interés por sus diversas aplicaciones en nuestro mundo cotidiano, facilitándonos y automatizando las tareas intelectuales, siendo potencialmente útil en cualquier ámbito de la actividad intelectual humana. También, dentro de esta área de trabajo que es la Inteligencia Artificial, encontramos las redes neuronales, que tienen la capacidad de “aprender” mediante complejos ajustes en las relaciones que existen entre los nodos o datos, permitiendo reconocer y clasificar formas o patrones. Por otro lado, están los algoritmos genéticos, que se basan en la tan reconocida teoría de la Evolución Genética, y en la idea de la supervivencia del más apto, reduciendo aun más la posibilidad del error, como decíamos al principio.

Aunque sumergido en todas estas complejidades que, pareciendo del futuro son de hoy, me pasó el tiempo volando y, con la intención de llevar a todos ustedes algunas de las cosas quen están actualmente en frenética efervescencia en laboratorios de todo el mundo, para así, poder comentar sobre lo que nos parece y, hasta donde nos llevará todo esto que, siendo bueno en un principio, podría desembocar en un escenario no deseado si, por nuestra ambición de conseguir sin tasa, damos más prerrogativas de las que serían racionales, a seres artificiales que podrían, con el tiempo, convertirse en nuestros dueños.

emilio silvera

No es casual que nos encontremos viviendo miles de millones de años después del comienzo aparente de la expansión del universo y siendo testigos de un estado de expansión que está muy próximo a la divisoria que marca la “Densidad Crítica”

Gráfico: Sólo en el modelo de universo que se expande cerca de la divisoria crítica (en el centro), se forman estrellas y los ladrillos primordiales para la vida. La expansión demasiado rápida no permite la creación de elementos complejos necesarios para la vida. Si la densidad crítica supera la ideal (más cantidad de materia), el universo será cerrado y terminará en el Big Crunch.

El hecho de que aún estemos tan próximos a esta divisoria crítica, después de algo más de trece mil millones de años de expansión, es verdaderamente fantástico. Puesto que cualquier desviación respecto a la divisoria crítica crece continuamente con el paso del tiempo, la expansión debe haber empezado extraordinariamente próxima a la divisoria para seguir hoy tan cerca (no podemos estar exactamente sobre ella).

Pero la tendencia de la expansión a separarse de la divisoria crítica es tan solo otra consecuencia del carácter atractivo de la fuerza gravitatoria. Está claro con sólo mirar el diagrama dibujado en la página anterior que los universos abiertos y cerrados se alejan más y más de la divisoria crítica a medida que avanzamos en el tiempo. Si la gravedad es repulsiva y la expansión se acelera, esto hará, mientras dure, que la expansión se acerque cada vez más a la divisoria crítica. Si la inflación duró el tiempo suficiente, podría explicar por qué nuestro universo visible está aún tan sorprendentemente próximo a la divisoria crítica. Este rasgo del universo que apoya la vida debería aparecer en el Big Bang sin necesidad de condiciones de partida especiales.

Gráfico: La “inflación” es un breve periodo de expansión acelerada durante las primeras etapas de la Historia del Universo.

Composición del universo

Podemos concretar de manera muy exacta con resultados fiables de los últimos análisis de los datos enviados por WMAP. Estos resultados muestran un espectro de fluctuaciones gaussiano y (aproximadamente) invariante frente a escala que coincide con las predicciones de los modelos inflacionarios más generales.

El universo de Einstein- De Sitter tiene una Densidad proxima a la ideal, es decir, a la Densidad Crítica.

 

          El universo estaría compuesto de un 4 por 100 de materia bariónica, un 23 por 100 de materia oscura no bariónica y un 73 por 100 de energía oscura. Además, los datos dan una edad para el universo que está en 13’7 ± 0’2 ×10⁹ años, y un tiempo de 379 ± 8×10³ años para el instante en que se liberó la radiación cósmica de fondo. Otro resultado importante es que las primeras estrellas se formaron sólo 200 millones de años después del Big Bang, mucho antes de lo que se pensaba hasta ahora. Todavía no se han hecho públicos los resultados del análisis de una segunda serie de datos, pese a que su aparición estaba prevista para mayo de 2004.

El principio antrópico

Parece conveniente hacer una pequeña reseña que nos explique que es un principio en virtud del cual la presencia de la vida humana está relacionada con las propiedades del universo. Como antes hemos comentado de pasada, existen varias versiones del principio antrópico. La menos controvertida es el principio antrópico débil, de acuerdo con el cual la vida humana ocupa un lugar especial en el universo porque puede evolucionar solamente donde y cuando se den las condiciones adecuadas para ello. Este efecto de selección debe tenerse en cuenta cuando se estudian las propiedades del universo.

Desde los Quarks a los pensamientos

Una versión más especulativa, el principio antrópico fuerte, asegura que las leyes de la física deben tener propiedades que permitan evolucionar la vida. La implicación de que el universo fue de alguna manera diseñado para hacer posible de la vida humana hace que el principio antrópico fuerte sea muy controvertido, ya que nos quiere adentrar en dominios divinos que, en realidad, es un ámbito incompatible con la certeza comprobada de los hechos a que se atiene la ciencia, en la que la fe, no parece tener cabida.

El principio antrópico nos invita al juego mental de probar a “cambiar” las constantes de la naturaleza y entrar en el juego virtual de ¿qué hubiera pasado si…?

Nuestra presencia en el Universo ¡La gran pregunta!

Especulamos con lo que podría haber sucedido si algunos sucesos no hubieran ocurrido de tal o cual manera para ocurrir de esta otra. ¿Qué hubiera pasado en el planeta Tierra si no aconteciera en el pasado la caída del meteorito que acabó con los dinosaurios? ¿Habríamos podido estar aquí hoy nosotros? ¿Fue ese cataclismo una bendición para nosotros y nos quitó de encima a unos terribles rivales?

Fantasean con lo que pudo ser…. Es un ejercicio bastante habitual; sólo tenemos que cambiar la realidad de la historia o de los sucesos verdaderos para pretender fabricar un presente distinto. Cambiar el futuro puede resultar más fácil, nadie lo conoce y no pueden rebatirlo con certeza. ¿Quién sabe lo que pasará mañana?

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Por mucho que sondeemos en nuestras mentes, nunca podremos saber lo que mañana pasará, el futuro no existe, es algo por llegar y, aunque podemos formular teorías de lo que será…sólo serán eso, teorías. ¿Quién puede predecir que mañana no caerá un meteorito sobre nosotros?

Lo que ocurra en la naturaleza del universo está en el destino de la propia naturaleza del cosmos, de las leyes que la rigen y de las fuerzas que gobiernan su mecanismo sometido a principios y energías que, en la mayoría de los casos se pueden escapar a nuestro actual conocimiento.

Lo que le pueda ocurrir a nuestra civilización, además de estar supeditado al destino de nuestro planeta, de nuestro Sol y de nuestro Sistema Solar y la galaxia, también está en manos de los propios individuos que forman esa civilización y que, con sensibilidades distintas y muchas veces dispares, hace impredecibles los acontecimientos que puedan provocar individuos que participan con el poder individual de libre albedrío.

El Tiempo es como una escalera que, a medida que la subimos, se va destruyendo a nuestras espaldas. Nunca podremos regresar al pasado. El Universo sólo marcha en una sóla dirección: El Futuro.

Siempre hemos sabido especular con lo que pudo ser o con lo que podrá ser si…, lo que, la mayoría de las veces, es el signo de cómo queremos ocultar nuestra ignorancia. Bien es cierto que sabemos muchas cosas pero, también es cierto que son más numerosas las que no sabemos.

Sabiendo que el destino irremediable de nuestro mundo, el planeta Tierra, es de ser calcinado por una estrella gigante roja en la que se convertirá el Sol cuando agote la fusión de su combustible de hidrógeno, helio, carbono, etc, para que sus capas exteriores de materia exploten y salgan disparadas al espacio exterior, mientras que, el resto de su masa se contraerá hacia su núcleo bajo su propio peso, a merced de la gravedad, convirtiéndose en una estrella enana blanca de enorme densidad y de reducido diámetro. Sabiendo eso, el hombre está poniendo los medios para que, antes de que llegue ese momento (dentro de algunos miles de millones de años), poder escapar y dar el salto hacia otros mundos lejanos que, como la Tierra ahora, reúna las condiciones físicas y químicas, la atmósfera y la temperatura adecuadas para acogernos.

Pero el problema no es tan fácil y se extiende a la totalidad del universo que, aunque mucho más tarde, también está abocado a la muerte térmica, el frío absoluto si se expande para siempre como un universo abierto y eterno, o el más horroroso de los infiernos, si estamos en un universo cerrado y finito en el que, un día, la fuerza de gravedad, detendrá la expansión de las galaxias que comenzarán a moverse de nuevo en sentido contrario, acercándose las unas a las otras de manera tal que el universo comenzará, con el paso del tiempo, a calentarse, hasta que finalmente, se junte toda la materia-energía del universo en una enorme bola de fuego de millones de grados de temperatura, el Big Crunch. (ahora se sabe que el Big Crunch, nunca se producirá en este universo abierto cuya densidad de materia es muy cercana a la D.C.)

El irreversible final está entre los dos modelos que, de todas las formas que lo miremos, es negativo para la Humanidad (si es que para entonces aún existe). En tal situación, algunos ya están buscando la manera de escapar.

Las galaxias se alejan las unas de las otras, de manera que, al final, estaremos sólos y el frío será el principal factor para que la vida, no pueda estar presente. ¿Podremos solucionar ese gran problema?

Stephen Hawking ha llegado a la conclusión de que estamos inmersos en un multiuniverso, esto es, que existen infinidad de universos conectados los unos a los otros. Unos tienen constantes de la naturaleza que permiten vida igual o parecida a la nuestra, otros posibilitan formas de vida muy distintas y otros muchos no permiten ninguna clase de vida.

Este sistema de inflación autorreproductora nos viene a decir que cuando el universo se expande (se infla) a su vez, esa burbuja crea otras burbujas que se inflan y a su vez continúan creando otras nuevas más allá de nuestro horizonte visible. Cada burbuja será un nuevo universo, o mini-universo en los que reinarán escenarios diferentes o diferentes constantes y fuerzas.

                                                                       Gráfico: Inflación eternamente reproductora de otros universos

El escenario que describe el diagrama dibujado antes, ha sido explorado y el resultado hallado es que en cada uno de esos mini-universos, como hemos dicho ya, puede haber muchas cosas diferentes; pueden terminar con diferentes números de dimensiones espaciales o diferentes constantes y fuerzas de la naturaleza, pudiendo unos albergar la vida y otros no.

El reto que queda para los cosmólogos es calcular las probabilidades de que emerjan diferenta mini-universos a partir de esta complejidad inflacionaria ¿Son comunes o raros los mini-universos como el nuestro? Existen, como para todos los problemas planteados, diversas conjeturas y consideraciones que influyen en la interpretación de cualquier teoría cosmológica futura cuántico-relativista. Hasta que no seamos capaces de exponer una teoría que incluya la relatividad general de Einstein (la gravedad-cosmos) y la mecánica cuántica de Planck (el cuanto-átomo), no será posible contestar a ciertas preguntas.

No estaría mal que, llegado el momento, pudiéramos localizar esos otros universos a los que poder echar mano.

Todas las soluciones que buscamos parecen estar situadas en teorías más avanzadas que, al parecer, sólo son posibles en dimensiones superiores, como es el caso de la teoría de supercuerdas situada en 10 ó 26 dimensiones. Allí, si son compatibles la relatividad y la mecánica cuántica, hay espacio más que suficiente para dar cabida a las partículas elementales, las fuerzas gauge de Yang-Mill, el electromagnetismo de Maxwell y, en definitiva, al espacio-tiempo y la materia, la descripción verdadera del universo y de las fuerzas que en él actúan.

Científicamente, la teoría del hiperespacio lleva los nombres de Teoría de Kaluza-Klein y supergravedad. Pero en su formulación más avanzada se denomina Teoría de Supercuerdas, una teoría que desarrolla su potencial en nueve dimensiones espaciales y una de tiempo: diez dimensiones. Así pues, trabajando en dimensiones más altas, esta teoría del hiperespacio puede ser la culminación que conoce dos milenios de investigación científica: la unificación de todas las fuerzas físicas conocidas. Como el Santo Grial de la Física, la “teoría de todo” que esquivó a Einstein que la buscó los últimos 30 años de su vida.

La Gravedad, si en esos hipotéticos universos existe la Materia, allí estará presente. Sin Materia no puede haber Gravedad pero, tampoco espacio-tiempo. El espacio se crea a medida que la materia se mueve y expande creando el tiempo y el espacio.

Durante el último medio siglo, los científicos se han sentido intrigados por la aparente diferencia entre las fuerzas básicas que mantienen unido al cosmos: la Gravedad, el electromagnetismo y las fuerzas nucleares fuerte y débil. Los intentos por parte de las mejores mentes del siglo XX para proporcionar una imagen unificadora de todas las fuerzas conocidas han fracasado. Sin embargo, la teoría del hiperespacio permite la posibilidad de explicar todas las fuerzas de la naturaleza y también la aparentemente aleatoria colección de partículas subatómicas, de una forma verdaderamente elegante. En esta teoría del hiperespacio, la “materia” puede verse también como las vibraciones que rizan el tejido del espacio y del tiempo. De ello se sigue la fascinante posibilidad de que todo lo que vemos a nuestro alrededor, desde los árboles y las montañas a las propias estrellas, no son sino vibraciones del hiperespacio.

Antes mencionábamos los universos burbujas nacidos de la inflación y, normalmente, el contacto entre estos universos burbujas es imposible, pero analizando las ecuaciones de Einstein, los cosmólogos han demostrado que podría existir una madeja de agujeros de gusano, o tubos, que conectan estos universos paralelos.

Para poder viajar por el Hiperespacio, primero debemos encontrar la puerta que nos lleve a él, y, me temo que, las posibles navez que pudieran realizar tales viajes, necesitarían poseer condiciones y disponer de energías que, ahora, ni podemos imaginar. Pero, eso sí, el Hiperespacio está ahí, esperándonos.

Aunque muchas consecuencias de esta discusión son puramente teóricas, el viaje en el hiperespacio puede proporcionar eventualmente la aplicación más práctica de todas: salvar la vida inteligente, incluso a nosotros mismos, de la muerte de este universo cuando al final llegue el frío o el calor.

Esta nueva teoría de supercuerdas tan prometedora del hiperespacio es un cuerpo bien definido de ecuaciones matemáticas. Podemos calcular la energía exacta necesaria para doblar el espacio y el tiempo o para cerrar agujeros de gusano que unan partes distantes de nuestro universo. Por desgracia, los resultados son desalentadores. La energía requerida excede con mucho cualquier cosa que pueda existir en nuestro planeta. De hecho, la energía es mil billones de veces mayor que la energía de nuestros mayores colisionadores de átomos. Debemos esperar siglos, o quizás milenios, hasta que nuestra civilización desarrolle la capacidad técnica de manipular el espacio-tiempo utilizando la energía infinita que podría proporcionar un agujero negro para de esta forma poder dominar el hiperespacio que, al parecer, es la única posibilidad que tendremos para escapar del lejano fin que se avecina. ¿Que aún tardará mucho? Sí, pero el tiempo es inexorable, la debacle del frío o del fuego llegaría.

           ¿Qué encontraríamos en ese Hiperespacio imaginado?

No existen dudas al respecto, la tarea es descomunal, imposible para nuestra civilización de hoy, ¿pero y la de mañana?, ¿no habrá vencido todas las barreras? Creo que el hombre es capaz de plasmar en hechos ciertos todos sus pensamientos e ideas, sólo necesita tiempo: Tiempo tenemos mucho.

Esos mundos futuros con poderosas tecnologías, nos llevarán a lugares ahora sólo imaginados.

Necesitaremos paciencia, mucha curiosidad que satisfacer y estar dispuesto a realizar el trabajo necesario. Cuando en 1.900, Max Planck, el físico alemán escribió un artículo sobre la radiación de cuerpo negro que él decía emitirse en paquetes discretos, no continuos, a los que llamó “cuantos”, nadie fue capaz de suponer que allí estaba la semilla de lo que más tarde se conocería como la Teoría de la Mecánica Cuántica que describía a la perfección el sistema matemático que nos descubrió el universo del átomo, de lo muy pequeño, infinitesimal. Por los años de 1.925 y 1.926, Edwin Schrödinger, Werner Heisemberg y otros muchos desarrollaron esta teoría que derribó las barreras de creencias firmes durante siglos.

En 1.905 y más tarde en 1.916, llegó Einstein y nos trajo otra visión del mundo de la Física y del Universo, la Teoría de la Relatividad fue como supernova, aquello explotó y su onda expansiva aún está en camino y nos puede decir muchas cosas.

¡El Universo! ¡Es todo tan complicado!

emilio silvera

Ya se han lanzado haces de protones a velocidades cercanas a la de la luz, c, en sentidos apuestos y han colisionado entre sí alcanzando energías de hasta 7,5 TeV, han hecho posible que en los ordenadores salgan imágenes como esta de arriba, múltiples caminos trazados por toda clase de objetos infinitesimales que han salido, como escombros de la rotura de esos protones, y, pudiera ser que, uno de esos rastros dejados en la múltiple dispersión, pudiera haber sido hecha por el Bosón de Higgs. Ahora, con 8 TeV, posiblemente podamos, al fín, dar con el dichoso Bosón.

Para hallar tan minúscula partícula, ha sido necesario construir una de las máquinas más sofisticadas, grandes y caras que hubiéramos podido imaginar, y, además, las energías que aquí serán desatadas nos llevaran al límite de lo que la Humanidad, en este momento, puede conseguir que está en los 14 TeV, una energía muy considerable aunque no suficiente para llegar a sondear las cuerdas que requieren la energía de Planck de 10¹⁹ GeV, algo impensable en esta generación y en las próximas.

Claro que, hasta el momento y desde hace ya mucho tiempo, todos los intentos y los esfuerzos por hallar una pista decuál era el origen de la masa fallaron.  Feynman escribió su famosa pregunta: “¿Por qué pesa el muón?”.  Ahora, por lo menos, tenemos una respuesta parcial, en absoluto completa.  Una voz potente y segura nos grita: “!Higgs¡” Durante más de 60 años los físicos experimentadores se rompieron la cabeza con el origen de la masa, y ahora el campo Higgs presenta el problema en un contexto nuevo; no se trata sólo del muón. Proporciona, por lo menos, una fuente común para todas las masas. La nueva pregunta feynmaniana podría ser: ¿Cómo determina el campo de Higgs la secuencia de masas, aparentemente sin patrón, que da a las partículas de la materia?

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Hay quien postula que, las partículas al moverse por el océano de Higgs, interracionan con lo que sea que permea por todo el espacio, esa interacción produce un efecto frenado por el roce y, es precisamente ese efecto frenado de contacto el que hace que la partícula adquiera su masa a medida que se desliza.

La variación de la masa con el estado de movimiento, el cambio de masa con la configuración del sistema y el que algunas partículas (el fotón seguramente y los neutrinos posiblemente) tengan masa en reposo nula son tres hechos que ponen en entredicho que el concepto de masa sea una tributo fundamental de la materia.  Habrá que recordar aquel cálculo de la masa que daba infinito y nunca pudimos resolver; los físicos sólo se deshicieron del “renormalizándolo”, ese truco matemático que emplean cuando no saben hacerlo bien, o, cuando el desconocimiento fundamental, está ausente.

Ese es el problema de trasfondo con el que tenemos que encarar el problema de los quarks, los leptones y los vehículos de las fuerzas, que se diferencian por sus masas.  Hace que la historia de Higgs se tenga en pie: la masa no es una propiedad intrinseca de las partículas, sino una propiedad adquirida por la interacción de las partículas y su entorno.

La idea de que la masa no es intrinseca como la carga o el espín resulta aún más plausible por la idílica idea de que todos los quarks y fotones tendrían masa cero. En ese caso, obedecerían a una simetría satisfactoria, la quiral, en la que los espines estarían asociados para siempre con su dirección de movimiento. Pero ese idilio queda oculto por el fenómeno de Higgs.

                                                       ¿Qué cara tendrá el Higgs? Sólo sabemos que es un Bosón de espín cero.

¡Ah, una cosa más! Hemos hablado de los bosones gauge y de su espín de una unidad; hemos comentado también las partículas fermiónicas de la materia (espín de media unidad). ¿Cuál es el pelaje de Higgs? Es un bosón de espín cero.  El espín supone una direccionalidad en el espacio, pero el campo de Higgs de masa a los objetos dondequiera que estén y sin direccionalidad.  Al Higgs se le llama a veces “bosón escalar” [sin dirección] por esa razón.

La interacción débil, recordareis, fue inventada por E. Fermin para describir la desintegración radiactiva de los núcleos, que era básicamente un fenómeno de poca energía, y a medida que la teoría de Fermi se desarrolló, llegó a ser muy precisa a la hora de predecir un enorme número de procesos en el dominio de energía de los 100 MeV.  Así que ahora, con las nuevas tecnologías y energías del LHC, las esperanzas son enormes para, por fin, encontrar el bosón Higgs origen de la masa… y algunas cosas más.

El Proyecto LHC nos puede llevar hacia cosas desconocidas que serían las respuestas a muchas preguntas planteadas y no contestadas de momento. La diverdad de esas respuestas tan esperadas pueden estar referidas a distintos ámbitos y no sólo se limitará a la masa de las partículas que se cree provienen del Bosón de Higgs, sino que también, podremos tener algunas respuestas sobre partículas simétricas que nos hablen, con fuerza, de la existencia de la materia oscura. También se esperan respuestas sobre cuestiones del Cosmos que ignoramos.

Hay que responder montones de preguntas.  ¿Cuáles son las propiedades de las partículas de Higgs y, lo que es más importante, cuál es su masa? ¿Cómo reconoceremos una si nos la encontramos en una colisión de LHC? ¿Cuántos tipos hay? ¿Genera el Higgs todas las masas, o solo las hace incrementarse? ¿Y, cómo podemos saber más al respecto? Como s su partícula, nos cabe esperar que la veamos ahora después de gastar más de 50.000 millones de euros en los elementos necesarios para ello.

Aquí se desatan y recrean las fuerzas del Universo primitivo, y, si en algún sitio podemos encontrar lo que buscamos, será en ese lugar que, construido por el hombre trata de recrear aquellos momentos de la creación.

También a los cosmólogos les fascina la idea de Higgs, pues casi se dieron de bruces con la necesidad de tener campos escalares que participasen en el complejo proceso de la expansión del Universo, añadiendo, pues, un peso más a la carga que ha de soportar el Higgs.

El campo de Higgs, tal y como se lo concibe ahora, se puede destruir con una energía grande, o temperaturas altas. Estas generan fluctuaciones cuánticas que neutralizan el campo de Higgs. Por lo tanto, el cuadro que las partículas y la cosmología pintan juntas de un universo primitivo puso y de resplandeciente simetría es demasiado caliente para Higgs. Pero cuando la temperatura cae bajo los 10′⁵ grados Kelvin o 100 GeV, el Higgs empieza a actuar y hace su generación de masas.  Así por ejemplo, antes de Higgs teníamos unos W, Z y fotones sin masa y la fuerza electrodébil unificada.

El Universo se expande y se enfría, y entonces viene el Higgs (que engorda los W y Z, y por alguna razón ignora el fotón) y de ello resulta que la simetría electrodébil se rompe.

Intrincado son los caminos que recorre la Naturaleza para conseguir sus fines, y, no pocas veces, llevan una complejidad que se nos escapa, nuestro intelecto no llega a cuestiones del mundo que son las que hace posible las cosas que suceden a nuestro alrededor y que tratamos de comprender. Con el tiempo por delante, lo conseguiremos.

Tenemos entonces una interacción débil, transportada por los vehículos de la fuerza W⁺, W^-, Z⁰, y por otra parte una interacción electromagnética, llevada por los fotones. Es como si para algunas partículas del campo de Higgs fuera una especie de aceite pesado a través del que se moviera con dificultad y que las hiciera parecer que tienen mucha masa. Para otras partículas, el Higgs es como el agua, y para otras, los fotones y quizá los neutrinos, es invisible.

De todas las maneras, es tanta la ignorancia que tenemos sobre el origen de la masa que, nos agarramos como a un clavo ardiendo el que se ahoga, en este caso, a la partícula de Higgs que, algunos han llegado a llamarla de otra manera que la aleja de la Ciencia.

¡Ya veremos en que termina todo esto!

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Peter Higgs, de la Universidad de Edimburgo, introdujo la idea en la física de partículas.  La utilizaron los teóricos Steven Weinberg y Adduz Salam, que trabajaban por separado, para comprender como se convertía la unificada y simétrica fuerza electrodébil, transmitida por una feliz familia de cuatro partículas mensajeras de masa nula, en dos fuerzas muy diferentes: la QED con un fotón carente de masa y la interacción débil con sus W⁺, W^- y Z⁰ de masa grande.  Weinberg y Salam se apoyaron en los trabajos previos de Sheldon Glasgow, quien tras los pasos de Julian Schwinger, sabía sólo que había una teoría electrodébil unificada, coherente, pero no unió todos los detalles. Y estaban Jeffrey Goldstone y Martines Veltman y Gerard’t Hooft.  También hay otras a los que había que mencionar, pero lo que siempre pasa, quedan en el olvido de manera muy injusta.  Además, ¿Cuántos teóricos hacen falta para encender una bombilla?

Hemos llegado a crear fuerzas con las que debemos ir con pies de plomo, no se debe jugar a ser más de lo que podemos ser, y,  en ser consciente de esa medida, estará el futuro de la Humanidad que, de otra manera, se podría destruir así misma.

Contestando a la pregunta que está arriba de la imagen, diremos que, la verdad es que, casi siempre, han hecho falta muchos.  Recordemos el largo recorrido de los múltiples detalle dispersos y físicos que prepararon el terreno para que, llegara Einstein y pudiera, uniéndo todos los cabos sueltos, exponer su teoría relativista: Mach, Lorentz, Planck, Maxwell, Riemann…

Llegar hasta aquí, no ha sido fácil. No lo echemos todo a perder por una precipitación irracional, todo llegará a su tiempo.

Sobre la idea de Peter Higgs, Veltman, uno de sus arquitectos, dice que es una alfombra bajo la que barremos nuestra ignorancia.  Glasgow es menos amable y lo llamó retrete donde echamos las incoherencias de nuestras teorías actuales.  La objeción principal: que no tenemos la menor prueba experimental…hasta el  momento.

Algunos postulaban una catástrofe cuando se anunciaban las pruebas del LHC, y, sin embargo, todo es normalidad. Así debe ser.

Ahora, por fin la tendremos con el LHC, y cuando aparezca el Bosón de Higgs,  la interrogante quedará encima de la Teoría de cuerdas, a la que se la traspasamos directamente, toda vez que, exige una verificación experimental mucho más exigente, tanto que, no podemos estar en posesión de las energías necesarias que, en la actualidad, son impensables.

El modelo estándar es lo bastante fuerte para decirnos que la partícula de Higgs de menor masa (podría haber muchas) debe “pesar” menos de 1 TeV. ¿Por qué? Si tiene más de 1 TeV, el modelo estándar se vuelve incoherente y tenemos la crisis de la unitariedad.

Después de todo esto, llego a la conclusión de que, el campo de Higgs, el modelo estándar y nuestra idea de cómo hizo El Big Bang el Universo dependen de que se encuentre el bosón de Higgs.  Y ahora, por fin, tenemos un acelerador con la energía necesaria para que nos la muestre y que con su potencia pueda crear para nosotros una partícula que pese nada menos que 1 TeV.

¡La confianza en nosotros mismos, no tiene límites!

                                                        Claro que, si no tenemos cuidado de donde metemos las manos…

De la nada, de pronto surge un destello cegador, un conjunto de energía que dura unos segundos.  Cuando se desvanece, allí queda la serena figura de un hombre.

¿De dónde ha salido? ¿De dónde viene? ¿Quién es? ¿Qué querrá de nosotros? ¿Serán buenas sus intenciones?

Bueno, estimo que sería conveniente que me formuléis esas preguntas dentro de algunos miles de años.  Ahora es pronto. Sin embargo, esa escena que parece de ficción, puede que, en el futuro, sea cosa corriente.

De la misma manera es pronto para otras muchas preguntas.  Sin embargo, en un año, más o menos, sabremos sobre el bosón de Higgs, hasta hace poco inalcanzable. Creo que en el año 2.012, en lugar de la destrucción de los mayas, lo que verá el mundo será el Bosón de Higgs.

¿Pasará igual con las cuerdas?

emilio silvera

¿Y si después descubriéramos que no estamos sólos en el Universo?

La Astronomía tiene un profundo valor profundamente humano. Es una Ciencia que abre el corazón y la Mente. Nos ayuda a situar en la perspectiva correcta nuestra vida, nuestras esperanzas y nuestros problemas. En este sentido, podemos decir que, estamos más cerca que nunca del Universo del que formamos parte.

No puedo explicar como me han salido esas palabras del comienzo, toda vez que, mi intención cuando comencé a escribir, era la de hablar un poco del magnetismo y de cosas pequeñas que, en el futuro no muy lejano, nos pueden situar en el plano de lo más alto de la tecnología.

El estudio del magnetismo en España está a un buen nivel y su dinámica está distribuida por todo el pais. La Física de esta disciplina despertó allá por los años setenta y, hasta el momento, no ha hecho más que crecer. Amplias son las aplicaciones del magnetismo en los problemas básicos, como las omnipresentes aplicaciones tecnológicas del magnetismo. Estas temáticas abarcan desde la investigación en materiales masivos clásicos, tales como los duros para imánes permanentes y blandos para transformadores, sensores o actuadores, hasta los aspectos más modernos relacionados con los nanomateriales y la espintrónica. Hoy día, es en este último campo donde se desarrolla la mayor parte de la actividad investigadora relacionada con el magnetismo en España y en el resto del Mundo.

Proceso de vaciado del núcleo de oxo-hidróxido de hierro y “rellenado” de material magnético duro.

Esquema artístico del experimento de bombardeo con un pulso de corriente de electrones sobre un disco de lámina delgada de CoCrPt (cuadrado). El pulso crea campos magnéticos sobre el disco (circulos), según la ley de faraday.

Los llamados nanomateriales constituyen una nueva generación de sistemas preparados artificialmente, que tienen un gran impacto científico tanto por lo que hace referencia a la ciencia básica como a sus aplicaciones tecnológicas. Todos ellos comparten la característica común de contener estructuras de tamaño nanométrico. Es precisamente la existencia de esas escalas nanométricas lo que confiere grados de libertad a la complejidad de estos sistemas y da lugar a la aparición de una gran variedad de nuevos fenómenos. El control de una estructura mediante distintas técnicas de preparación y de tratamiento ulterios permite  prediseñar a la carta sus resultados finales. Es por ello que, en las últimas décadas, los nanomateriales se han convertido en sistema paradigmáticos para el descubrimioento de nuevos fenómenos y la exploración de modelos y teorías de la ciencia de materiales y la física, como es el caso de la magnetorresisitencia gigante,descubiertas por los Profesores Fert y Grünberg que obtuvieron el Nobel de Física de 2007.

GMR de válvula de spin.

Grünberg y Fert en dos imágenes de archivovvvv- EFE

Espintrónica:

(Neologísmo a partir de “espín” y “electrónica” y conocido también como magnetoelectrónica) es una tecnología emergente que explota tanto la carga del electrón como su espín, que se manifiesta como un estado de energía magnética débil que puede tomar solo dos valores,  o  (donde  es la constante de Planck dividida por 2π o constante racionalizada de Planck (ℏ).

Finalmente, hay algunos grupos trabajando en el diseño y desarrollo de nuevos dispositivos magnetoelectrónicos para aplicaciones; por ejemplo, biosensores magnetorresistivos que miden la concentración de nanopartículas magnéticas conjugadas las cuales etiquetan la hibridación con un determinado analito, y nano-dispositivos de tipo nanohilos magnéticos y contactos magnéticos atómicos, fabricados mediante técnicas litográficas de haces de iones y electrones.

Materiales masivos

Materiales amorfos y nanocristalinos

Los materiales FM amorfos (vidrios metálicos) y nanocristalinos magnéticamente blandos, de base Fe o Co y fabricados en forma de polvos, cintas, hilos o microhilos mediante aleado mecánico o técnicas de enfriamiento ultrarrápido, han sido objeto de estudio durante las últimas décadas, tanto por sus importantes aplicaciones tecnológicas en dispositivos electromagnéticos y de alta frecuencia, como por la variada fenomenología que presentan. Las problemáticas más importantes abordan aspectos relativos a:

1. El procesado mediante diversas técnicas (tratamientos térmicos bajo tensión, campo magnético, etc.).

2. La dinámica de movimiento de paredes, proceso de imaginación biestable, fluctuaciones del campo de inversión y coercitividad.

3. Las propiedades magnetoelásticas, magnetocalóricas y de magnetotransporte (térmico o electrónico).

4. El comportamiento electromagnético en alta frecuencia de micro-nanohilos y metamateriales (magnetoimpedancia, resonancia                  ferromagnética).

5. Las aplicaciones como sensores y actuadores magnéticos, y tecnología inalámbrica.

Formas y propiedades del cristal.

Un punto crucial en las aleaciones amorfas y nanocristalinas es la caracterización de la interrelación entre la microestructura y sus propiedades magnéticas y, en particular, la anisotropía magnética. Una de las características mejoradas de los materiales nanocristalinos respecto a los amorfos clásicos es el reducido valor de la anisotropía magnética y como su valor puede variarse mediante la nanoestructuración.

La producción y caracterización de aleaciones de base Fe o Co, obtenidas mediante aleado mecánico en forma de polvo a partir de precursores elementales o de trozos de cintas previamente preparadas por solidificación rápida, se caracterizan por sus buenas propiedades magnéticas y son de interés para la industria pulvimetalúrgica. La optimización de los tratamientos térmicos permite obtener materiales con la nanoestructura deseada mediante un crecimiento cristalino controlado.

Materiales inteligentes

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El acoplamiento entre las propiedades magnéticas y estructurales de los compuestos intermetalicos TR₅ (Ge_xSi_1-x)₄ con TR= Gd, Tb, Ho, Nd y Er ha despertado gran interés por su posible utilización en refrigeración magnética debido al efecto magnetocalórico gigante. Estos sistemas se caracterizan por la existencia de un intenso acoplamiento magnetoelástico que permite inducir las transiciones estructurales mediante la aplicación de un campo magnético externo, pudiendo así aprovechar el elevado cambio entrópico asociado al calor latente de la transición. De hecho, estos materiales son paradigmáticos por lo que respecta al fuerte acoplamiento entre los grados de libertad estructurales y magnéticos. Por ejemplo, es también posible inducir la transición estructural y el cambio asociado en el estado magnético mediante la aplicación de presión. En estos sistemas, la coexistencia de interacciones FM y AFM va más allá de la frustración magnética típica de los vidrios de espines y da lugar a un estado magnético fuertemente inhomogéneo, conteniendo regiones con orden de corto alcance que compiten por establecer estados FM y AFM de largo alcance en el sistema. De esta forma, el estado magnético del sistema se encuentra en un estado de equilibrio inestable que puede ser modificado fácilmente por la aplicación de una fuerza externa. Por ejemplo, un problema con importantes implicaciones básicas es la aparición de fases Griffiths en algunos de estos compuestos.

Las aleaciones de tipo Heusler de los sistemas Ni-Mn-(Ga, In, Sn) son materiales que presentan efectos magnéticos tanto magnetocalórico como de memoria de forma. Estos últimos son también consecuencia del acoplamiento de los grados de libertad estructurales y magnéticos en aleaciones FM que sufren una transición martensítica a una temperatura inferior a la temperatura de Curie. Para composiciones cercanas a la estequiométrica, estas aleaciones son los materiales prototípicos. La transición martensític se produce en el estado FM desde una estructura cúbica a una fase martensítica tetragonal, en la cual existen diversas variantes (maclas) para los dominios cristalográficos que pueden ser reorientadas bajo la aplicación de campos magnéticos moderados. Consecuentemente, la transición martensítica tiene lugar entre dos estados FM con estructuras de dominios magnéticos diferentes, de manera que el salto en la imanación está controlado por el acoplamiento magnetoelástico en la escala mesoscópica de las variantes martensíticas. Para ciertas composiciones, dicho salto produce efecto magnetocalórico gigante a campos moderados. En España, varios grupos de investigación están trabajando en estos materiales preparados en forma de monocristales, policristales, capas delgadas y cintas.

Intermetálicos

Variación del límite elástico con la temperatura para diferentes contenidos de Al.

Ciertas tierras raras metálicas, Ce, Eu e Yb, cuando se las alea con otros elementos, principalmente Cu, Al, B, Ge, Sn, Pd, Ni, Fe, Co, formando compuestos intermetálicos ternarios y cuaternarios, dan origen a una fuerte correlación (de canje y de Coulomb) entre las bandas 4f y de conducción (5d¹6_s²), lo que da lugar a los fenómenos de valencia fluctuante, fermión pesado y efecto Kondo (local y de red), debido a cierta inestabilidad de la capa magnética 4f. Aparece también magnetoestricción asociada al acoplamiento magnetoelástico, el origen de la cual está todavía en discusión. En concreto, en este tema, se está analizando el comportamiento de valencia fluctuante y de fermiones pesados que muestra la serie Ce-Ni-Sn-Ge, el magnetismo itenerante en Y₂Fe₁₇ y Y₂F_e14B, y la mezcla de comportamiento de fermiones pesados y superconductividad en la serie de compuestos intermetálicos CeXT₃, con X = Ru, Rh, Au, Ag, Pt, Pd, Cu y Ni, y T = Sn y Al.

Los restos de una estrella que explotó hace casi mil años forman la nebulosa del Cangrejo, una de los objetos más bellos del cielo y cuyos filamentos de plasma son estudiados por los Astronómos que, de esta manera, llegan a comprender la evolución de la marteria a partir de los sucesos más energéticos del Universo.

Si observamos el Universo como un todo, podemos localizar que en él se manifiestan correlaciones bien afinadas que desafían todo lo que nos dicta nuestro sentido común. Unas de esas correlaciones pueden estar situadas en el nivel cuántico, donde, cada partícula que haya ocupado alguna vez el mismo nivel cuántico de otra partícula permanece relacionada con ella, de una misteriosa manera no energética.

Sabemos que, la teoría de la evolución post-darwiniana y la biología cuántica descubren enigmáticas correlaciones similares en el organismo y entre el organismo y su entorno. Todas las correlaciones que salen a la luz en las investigaciones más avanzadas sobre la conciencia vienen a resultar igual de extrañas: tienen la forma de conexiones temporales entre la conciencia de una persona y el cuerpo de otra.iaAl parecer, las redes de conexiones que constituyen un Cosmos Evolutivo Coherente, para el enmarañamiento cuántico, para la conexión instantánea entre organismos y entornos y entre las conciencias entre distintos e incluso distantes seres humanos, tienen una única explicación, que es la misma en todos los casos.

¿Será posible que, además de materia y energía, en el Universo pueda existir algún otro elemento muy sutil, aunque no por eso menos real: información en forma de “in-formación” activa y efectiva que puede conectar todas las cosas presentes en el espacio-tiempo, de manera tal que, exista una especie de memoria en el Universo que, cuando ahondamos en la observación y el estudio, allí se nos aparece y la podemos “ver” tan real como podemos ver a las estrellas.

Algunos dicen que; “Las interacciones en los dominios de la Naturaleza, así como en los de la Mente, están medidas por un campo fundamental de información en el corazón del Universo”. Así, todo el Universo es un contenedor de información dinámico que evoluciona y acumula más información a medida que el tiempo transcurre y su dinámica “viva” no deja de crear para que nada permaneza y todo se transforme.

La Nebulosa de Orión (cuyo material una vez, formó parte de una estrella masiva) y, se trata de una enorme nube de turbulencia del gas, con una formación de hidrógeno, que es iluminada por brillantes estrellas jóvenes y calientes, incluyendo una estrella llamada Trapezium, que están en vías de desarrollo dentro de la nebulosa. Esa es la dinámica a que antes me refería y que, en el Universo está presente de mil formas distintas.

Pero claro, el Universo es grande y complejo, muchas son las cosas que de él desconocemos, y, si nos preguntamos, por ejemplo, ¿qué es el vacío cuántico? podemos responder conforme a la información que actualmente tenemos pero, ¿es la respuesta la adecuada?

El concepto de espacio-tiempo como medio físico lleno de energía virtual fue emergiendo gradualmente a lo largo del siglo XX. Al comienzo del siglo se pensaba que el espacio estaba ocupado por un campo energético invisible que producía rozamiento cuando los cuerpos se movían a través de él y ralentizaba su movimiento. Todos conocemos eso como la Teoría del Éter Lumínico o Luminífero. Cuando ese rozamiento no se pudo detectar con el experimento de Michelson-Morley, el éter quedó rechazado de la imagen del mundo físico. Sin embargo, se cree que algo permea todo el espacio.

Podrán, algún día, las energías llamadas de Punto Cero, a estas otras fósiles que se agotan

Pero, el tiempo pasaba y los conocimientos avanzaban, y, se llegó a demostrar que, el vacío cósmico estaba lejos de ser espacio vacío. En las Teorías de Gran Unificación (GUT) que fueron desarrolladas durante la segunda mitad de ese siglo XX, el concepto de vacío se transformó a partir del espacio vacío en el medio que transporta el campo de energías de punto cero que, son energías de campo que han demostrado estar presentes incluso cuando todaqs las formas clásicas de energía desaparecen: en el cero absoluto de temperatura. En las teorías unificadas subsiguientes, las raíces de todos los campos y las fuerzas quedan adscritas a ese mar de energía misterioso denominado “vacío unificado”.

Allá por los años sesenta, Paul Dirac demostró que las fluctuiaciones en los campos fermiónicos producían una polarización de vacío, mediante la cual, el vacío afectaba a la masa de las partículas, a su carga, al spin o al momento angular. Esta es una idea revolucionaria, ya que, en este concepto el vacío es más que el continuo tetradimensional de la Teoría de la Relatividad: no es sólo la geometría del espacio-tiempo, sino un campo físico real que produce efectos físicos reales.

La interpretación física del vacío en términos del campo de punto cero fue reforzada en los años 70 , cuandoPaul Davis y William Unruth propusieron la hiótesis que diferenciaba entre el movimiento uniforme y el acelerado en los campos de energía de punto cero. El movimiento uniforme no perturbaría el ZPF, dejándolo isotrópico (igual en todas las direcciones), mientras que el movimiento acelerado produciría una radiación térmica que rompería la simetria en todas las direcciones del campo. Así quedó demostrado durante la década de los 90 mediante numerosas investigaciones que fueron mucho más allá de la “clásica” fuerza Casimir y del Desplazamiento de Lamb, que han sido investigados y reconocidos muy rigurosamente.

De las Placas Casimir ¿que podemos decir? es bien conocido por todos que dos placas de metal colocadas muy cerca, se excluyen algunas longitudes de onda de las energías del vacío. Este fenómeno, que parece cosa de magia, es conocido como la fuerza de Casimir. Ésta ha sido bien documentada por medio de experimentos. Su causa está en el corazón de la física cuántica: el espacio aparentemente vacío no lo está en realidad, sino que contiene partículas virtuales asociadas con las fluctuaciones de campos electromagnéticos. Estas partículas empujan las placas desde el exterior hacia el interior, y también desde el interior hacia el exterior. Sin embargo, sólo las partículas virtuales de las longitudes de onda más cortas pueden encajar en el espacio entre las placas, de manera que la presión hacia el exterior es ligeramente menor que la presión hacia el interior. El resultado es que las placas son forzadas a unirse.

También aparecen otros efectos, algunos científicos han postulado que la fuerza inercial, la fuerza gravitatoria e incluso la masa eran consecuencia de interacción de partículas cargadas con el ZPF. Es todo tan misterioso.

Debido a que el Universo es finito, en los puntos críticos dimensionales, las ondas se superponen y crean ondas estacionarias duraderas. Las ondas determinan interacciones físicas fijando el valor de la fuerza Gravitatoria, la Electromagnética, y las fuerzas nucleares Débil y Fuerte. Estas son las responsables de la distribución de la materia a través del Cosmos pero, a quién o a qué responsabilizamos de esa otra clase (hipotética) de materia que, al parecer está por ahí oculta. ¿Tendrá, finalmente el vacío algo que ver con ella?

El Observatorio de rayos X Chandra, el tercero de los grandes observatorios de la NASA, ha descubierto un excepcional objeto según la página web de la propia NASA, y, de la misma manera, hay descubrimientos recientes que confirman la presencia de ondas de presión en el vacío. Utilizando el Observfatorio de rayos X Chandra, los Astrónomos han encontrado una onda generada por el agujero negro supermasivo en Perseus, a 250 millones de años luz de la Tierra. Esta onda de presión se traduce en la onda musical Si menor. Se trata de una nota real, que ha estado viajando por el espacio durante los últimos 2.500 millones de años. Nuestro oído no puede percibirla, porque su frecuencia es 57 octavas más baja que el Do medio, más de un millón de veces más grande de lo que la audición del hombre puede percibir.

Los siete colores del Arco Iris: Rojo, Naranja, Amarillo, Verde, Azul, Añil y Violeta. El arco iris es un fenómeno óptico y meteorológico que produce la aparición de un espectro de frecuencias de luz continuo en el cielo cuando los rayos del sol atraviesan pequeñas gotas de agua contenidas en la atmósfera terrestre.

Recuerdos de la ñines y los Siete pecados capitales: Lujuria, Gula, Avaricia, Pereza, Ira, Envidia, Soberbia. Los siete pecados capitales son una clasificación de los vicios mencionados en las primeras enseñanzas del cristianismo para educar a sus seguidores acerca de la moral cristiana.

Las Siete notas musicales: Do, Re, Mi, Fa, Sol, La y Si Los nombres de las notas musicales se derivan del poema Ut queant laxis del monje benedictino friulano Pablo el Diácono, específicamente de las sílabas iniciales del Himno a San Juan Bautista. Las frases de este himno, en latín, son así: Ut queant laxis/Resonare..

Se dijo que Dios creó el mundo en siete días: Lunes, Martes, Miércoles, Jueves, Viernes, Sábado y Domingo. Los siete cuerpos celestes que dieron lugar a estos nombres fueron la Luna, Marte, Mercurio, Júpiter, Venus, Saturno y el Sol. En español, sábado procede de la fiesta hebrea “Sabbat” y domingo de la palabra latina “Dominus”, el señor…

Las sumas de las caras opuestas de un Dado, siempre es igual a Siete: 1+6; 2+5; 3+4

También decimos que un gato tiene Siete vidas: En el mundo hispano hablante se dice que los gatos tienen siete vidas. La creencia en las siete vidas del gato tiene un origen tanto supersticioso como esotérico. No cabe duda de que la excepcional resistencia del gato, su capacidad de salir indemne ante las situaciones más complicadas.

Muchas más serían las cosas relacionadas con el Número Siete. De todas las maneras, ¡cómo somos los humanos! a todo le tenemos que sacar punta…Lo dicho, nuestra curiosidad que nos lleva en volandas hacia la Casa de la Sabiduría que, ¡está en tántos lugares!

emilio silvera

Pienso en un mundo mucho más avanzado, dentro de 500 – 1.000 años. ¿Qué habrá pasado con los robots?, máquinas cada vez más perfectas que llegaron a autofabricarse y repararse. ¿Cómo evolucionarán a partir de esos procesadores inteligentes de la nanotecnología? ¿Llegarán algún día a pensar por sí mismos? Ahí puede estar uno de los grandes peligros de la Humanidad.

La invención del robot (del checo, robota, trabajo) se debe al esfuerzo de las sociedades humanas por liberarse de las labores más ingratas y penosas a que se ven obligados algunos de sus individuos. En un principio, la apariencia de los robots sólo atendía a las razones prácticas de las funciones que cada modelo tenía que desempeñar, o sea, su morfología estaba aconsejada por criterios funcionales y prácticos.

Una vez superada la primera fase, el hombre trata de fabricar robots que cada vez sean más semejantes a su creador, y aunque las primeras figuras han sido algo groseras y poco hábiles en sus movimientos, poco a poco se va perfeccionando la imitación de los humanos.

Un robot se diferencia fundamentalmente de una máquina por su capacidad para  funcionar de modo automático sin la acción permanente del hombre. Los primeros robots se mostraron especialmente válidos para llevar a cabo aquellos trabajos sencillos y repetitivos que resultaban tediosos y pesados al hombre (al Ser Humano mejor). También son ideales para el trabajo en el que se está expuesto a cierto peligro o se trabaja con materiales peligrosos en lugares nocivos para los seres vivos.

Las máquinas del futuro nos pueden superar

Una de las condiciones esenciales que debe tener una máquina-robot para ser considerada como tal es la posibilidad de ser programada para hacer tareas diversas según las necesidades y la acción que de ellos se requieran en cada situación.

Dentro de algunas decenas de años, por ejemplo, no será necesario que ningún astronauta salga al espacio exterior para reparar estaciones espaciales o telescopios como hacen ahora, con riesgo de sus vidas, con el Hubble.

El miedo a los robots del futuro que antes citaba está relacionado con el hecho de que la robótica es el estudio de los problemas relacionados con el diseño, aplicación, control y sistemas sensoriales de los robots.

Ya van quedando muy viejos aquellos robots de primera generación (en realidad brazos mecánicos), muy utilizados en labores de menos precisión de la industria automovilística. Hoy día, los robots que se fabrican, están provistos de sofisticados sistemas “inteligentes” que son capaces de detectar elementos e incluso formas de vida rudimentarias. El proyecto de la NASA en el río Tinto es un ejemplo de ello; allí han utilizado pequeños robots capaces de comunicar datos científicos de los hallazgos en el fondo de un río. Actúan mediante programas informáticos complejos o no, que hacen el trabajo requerido.

Supermáquinas que pueden desarrollar trabajos imposibles

Las necesidades de la industria aeronáutica, poco a poco, han ido exigiendo sistemas de mayor precisión, capaces de tomar decisiones adecuadas en un entorno predefinido en función de las condiciones particulares de un momento dado. Estos ingenios, llamados de segunda generación, poseen instrumentos propios y programación informática dotada de medios de autocorrección frente a estímulos externos variables.

Los sensores utilizados por los sistemas robóticas de segunda generación son, con frecuencia, equipos de cámaras electrónicas digitales que convierten la imagen luminosa recibida desde el exterior en impulsos eléctricos que se comparan con patrones almacenados en un pequeño núcleo de memoria informática. Así mismo, disponen de instrumentos táctiles de alta sensibilidad y de detección de pesos y tensiones.

Los robots de tercera generación emplean avanzados métodos informáticos, los llamados sistemas de inteligencia artificial, y procedimientos de percepción multisensorial (estoy leyendo una maravillosa tesis doctoral de un ingeniero de materiales – hijo de un buen amigo – que es fascinante, y me está abriendo la mente a nuevos campos y nuevos conceptos en el ámbito de la inteligencia artificial. Su nombre es A. Mora Fernández, y tiene la suerte de ser, además, un físico teórico matemático, con lo cual, según lo que puedo deducir de su trabajo, le espera grandes empresas y mi deseo personal es que triunfe en ese complejo mundo de fascinantes perspectivas al que pertenece).

Estos ingenios de tercera generación adoptan algunas características del comportamiento humano al contar con la capacidad para percibir la realidad del entorno desde varias perspectivas y utilizar programas que rigen su propia actuación de modo inteligente. Conscientes de su situación espacial, los robots de tercera generación comprenden directamente el lenguaje humano y lo utilizan para comunicarse con las personas.

Androides del futuro

La ciencia robótica, basándose en avanzados principios de la electrónica y la mecánica, busca en la constitución y modo de funcionamiento del cuerpo y del cerebro humano los fundamentos con los que diseñar androides de posibilidades físicas e intelectivas semejantes a los del ser humano.

Nada de esto es ciencia ficción; es lo que hoy mismo ocurre en el campo de la robótica. Aún no podemos hablar de robots con cerebros positrónicos capaces de pensar por sí mismos y tomar decisiones que no le han sido implantados expresamente para responder a ciertas situaciones, pero todo llegará. Ya tienen velocidad, flexibilidad, precisión y número de grados de libertad. ¿Qué hasta donde llegarán? ¡Me da miedo pensar en ello!

  Pronto nos costará distinguirlos

Mecánicamente, el robot ya supera al ser humano; hace la misma tarea, con la misma velocidad y precisión o más que aquél, y tiene la ventaja de que no se cansa, puede continuar indefinidamente desempeñando la tarea en lugares que para nosotros serían imposibles por sus condiciones extremas.

Menos mal que, de momento al menos, el cerebro del ser humano no puede ser superado por un robot, ¿pero será para siempre así? Creo que el hombre es un ser que, llevado por sus ambiciones, es capaz de cometer actos que van encaminados a lograr la propia destrucción y, en el campo de la robótica, si no se tiene un exquisito cuidado, podemos tener un buen ejemplo.

Antes de dotar a estas máquinas de autonomía de obrar y de pensar, debemos sopesar las consecuencias y evitar, por todos los medios, que un robot pueda disponer como un ser humano del libre albedrío, como artificial que es, siempre debe estar limitado y tener barreras infranqueables que le impidan acciones contrarias al bienestar de sus creadores o del entorno.

Es muy importante que los sistemas sensoriales de los robots estén supeditados a los límites y reglas requeridas por los sistemas de control diseñados, precisamente, para evitar problemas como los que antes mencionaba de robots tan avanzados y libre pensadores e inteligentes que, en un momento dado, puedan decidir suplantar a la Humanidad a la que, de seguir así, podrían llegar a superar.

            Esta simpática imagen ya ha sido superada

Pensemos en las ventajas que tendrían sobre los humanos una especie de robots tan inteligentes que ni sufrirían el paso del tiempo ni les afectaría estar en el vacío o espacio exterior, o podrían tranquilamente, al margen de las condiciones físicas y geológicas de un planeta, colonizarlo fácilmente, aunque no dispusiera de atmósfera, ya que ellos no la necesitarían y, sin embargo, podrían instalarse y explotar los recursos de cualquier mundo sin excepción. ¡Menuda ventaja nos llevarían! Además, lo mismo que nosotros nos reproducimos, los robots se fabricarán unos a otros.  Ni las famosas tres leyes de Asimos me tranquilizan… ¿Las recuerdan?

• Ningún robot puede dañar a un ser humano,
• ni permitir con su inacción que un ser humano sufra daño…

Pero, ¿quién puede asegurar que con los complejos y sofisticados sensores y elementos tecnológicos avanzados con los que serán dotados los robots del futuro, éstos no pensarán y decidirán por su cuenta? ¡Creo que nadie está en situación de asegurar nada! La amenaza está ahí, en el futuro, y el evitarla sólo depende de nosotros, los creadores. ¡Es tanta nuestra ignorancia!

Es curioso cuando mi mente está libre y divagando sobre una gran diversidad de cuestiones que, sin ser a propósito, se enlazan o entrecruzan las unas con las otras, y lo mismo estoy tratando de sondear sobre el verdadero significado del número 137 (sí, ese número puro, adimensional, que encierra los misterios del electromagnetismo, de la luz y de la constante de Planck – se denomina alfa (α) y lo denotamos 2πe²/hc), que me sumerjo en las profundidades del número atómico para ver de manera clara y precisa el espesor de los gluones que retienen a los quarks. Sin embargo, mi visión mental no se detiene en ese punto, continúa avanzando y se encuentra con una sinfonía de colores que tiene su fuente en miles y miles de cuerdas vibrantes que, en cada vibración o resonancia, producen minúsculas partículas que salen disparadas para formar parte en otro lugar, de algún planeta, estrella, galaxia e incluso, de algún personaje inteligente.

Me pregunto por el verdadero significado de la materia, y cuanto más profundizo en ello, mayor es la certeza de que allí están encerradas todas las respuestas. ¿Qué somos nosotros? Creo que somos materia evolucionada que ha conseguido la conquista de un nivel evolutivo en el que ya se tiene conciencia de ser. Y, si eso es así (que lo es), ¿que puede impedir que en el futuro los robots tengan conciencia de ser, o, incluso, sentimientos?

Pienso que toda materia en el universo está cumpliendo su función para conformar un todo que, en definitiva, está hecho de la misma cosa, y que a partir de ella surgen las fuerzas que rigen el cosmos y toda la naturaleza del universo que nos acoge. La luz, la gravedad, la carga eléctrica y magnética, las fuerzas nucleares, todo, absolutamente todo, se puede entender a partir de la materia, tanto a niveles microscópicos como a dimensiones cosmológicas, todo son aspectos distintos para que existan estrellas y galaxias, planetas, árboles, desiertos, océanos y seres vivos como nosotros, que somos capaces de pensar en todo esto.

Mirando a mi alrededor, de manera clara y precisa, puedo comprobar que el mundo biológico está compuesto por una variedad de seres que, siendo iguales en su origen, son totalmente distintos en sus formas y en sus mentes, y, de la misma manera, al igual que en nuestro planeta Tierra, pasará en otros situados en regiones remotas del espacio. Y, pensando en nuestras vidas, podemos llegar a preguntarnos si todo ésto tiene algún sentido. ¿Para qué tanto esfuerzo y trabajo? ¿No será que estamos preparando el terreno para “seres” artificiales que, mejor dotados que nosotros para salir al espacio exterior, serán los que suplan a la Humanidad y cumplan finalmente sus sueños.

¡Qué lastima! Si ese fuera nuestro destino. ¡Fabricar a una especie artificial para que cumpliera nuestros deseos! Lo cierto es que, nosotros los humanos, no estamos físicamente preparados para viajar a las estrellas, y, de hacerlo, necesitaríamos dotarnos de tanta seguridad que, los costes, serían impensables. Naves como ciudades que nos transportaran muy lejos, y, pensando en que estamos supeditamos a la velocidad de la luz, estas naves-ciudades estarían preparadas para mantener a generaciones.

        Ciudades que surcan el hiperespacio

Nuestro futuro es muy incierto, y, como podemos ver cada día, estamos supeditados a los caprichos de la Naturaleza. Conceptualmente, la biología generalmente va a la saga de la física. Si bien es cierto que las ideas de Darwin sobre la evolución han desplazado la concesión trasnochada y, ¿por qué no?, anti-ilustrada de la creación espacial, pero es cierto que bien entrado el siglo XX, muchos biólogos todavía pensaban instintivamente que los seres humanos representaban la culminación de la evolución, y que nuestra especie no era simplemente el centro del desarrollo evolutivo sino, en realidad, su razón de ser. Y, tales pensamientos, nos pueden dar una idea muy clara del nivel de sabiduría del que podemos presumir.

Ahora sabemos que nuestra contribución al árbol genealógico de la vida es tan periférica y minúscula como la de la Tierra en el Universo. El árbol, tal como lo podemos ver hoy, es realmente frondoso. Desde que surgió la vida en la Tierra, probablemente haya producido cientos de miles de millones, quizás billones, de ramitas, donde cada ramita representa una especie, y Homo sapiens es sólo una más entre ellas. En pocas palabras, nuestra especie ha sido tan cabalmente “periferalizada” por la biología como lo ha sido por la cosmología. Sólo somos una de las formas de vida que habita el Universo y, no es seguro que seámos la más inteligente.

Una vez que hemos comprendido que no somos “los elegidos” y que, estamos en este Mundo, una infinitesimal fracción de una Galaxia de entre cientos de miles de millones de ellas, podemos ser conscientes de que, la humildad será nuestra mejor elección para no equivocarnos y llevarnos decepciones que, en otro caso, serían de consecuencias muy graves. Muchas pueden ser las criaturas que, habitantes de otros mundos, nos pueden superar en inteligencia y conocimientos y, seguramente por eso, porque en nuestro fuero interno algo nos dice que es así, nos estamos preparando para ese futuro que irremediablemente llegará, y, lo único que podemos hacer es crear réplicas de nosotros mismos que, aunque artificiales, puedan representarnos de alguna manera en ese futuro incierto.

No podemos saber lo que vendrá. ¡Es tan grande el Universo!

Ese encuentro maravilloso que tantas veces hemos imaginado, es posible que no lo sea tanto. No podemos saber las criaturas que pueden estar presentes en otros mundos y con qué medios puedan contar. Siempre se me hizo cuesta arriba el hecho de que, algún día del futuro, los robots fabricados por nosotros, podrían adquirir la supremacía del planeta. Sin embargo, alguna vez he pensado también que, quizás, sea la única manera de poder hacer frente a lo que vendrá.

Hemos oído en no pocas ocasiones que la realidad supera a la imaginación, y, desde luego, simplemente con ver todo lo que existe en el Universo, podemos dar fe de tal afirmación. ¿Quién iba a pensar hace 150 años en la existencia de Agujeros Negros o Estrellas de Neutrones? Y, de la misma manera que aquí en la Tierra surgieron cientos de miles de especies y formas de vida a lo largo de su historia, ¿qué prohíbe que en otros mundos surgieran también especies de vida que ni podemos imaginar? ¿Y, la Naturaleza? En Japón hemos visto estos días de lo que es capaz y, desde luego nada puede ser descartado.

Cualquier cosa puede ser posible, ¡es tan frágil la línea que nos separa del Caos!

Es cierto, nuestras limitaciones son enormes, enorme es también nuestra ignorancia y, si somos conscientes de ello, habremos dado un gran paso para hacer frente a lo que pueda venir. Al menos no nos cogerá desprevenido y, el suceso es menos doloroso cuando se espera.

Sí, es verdad, que a veces, confundimos la ilusión y la euforia del momento con la realidad. Sin embargo, nada más lejos de ser cierto. Vivimos en una falsa seguridad cotidiana que nos hace no pensar en lo que puede llegar: Un accidente, una enfermedad, un meteorito caído del cielo, un terremoto, o, incluso una estrella enana marrón que choque con la Luna y dé al traste con nuestra tranquila vida en este planeta.

Así que, ilusos y tranquilos (de otra manera sería horrible la vida), en estos últimos años hemos sido capaces de determinar los genes responsables de las más variadas manifestaciones de nuestra existencia: susceptibilidad a la obesidad, diferentes tipos de tumores, esquizofrenia, depresión o la mayor o menor capacidad para danza y ritmo. Y, con sorpresa para algunos, se ha podido saber que nuestra secuencia genética sólo difiere un 0’5% de nuestros parientes cercanos neandertales o que tampoco estamos muy lejos, genéticamente hablando, de algunos equinodermos que divergieron de nuestra rama evolutiva hace ahora 500 millones de años.

También, al mismo tiempo, hemos construido ingenios que enviados a otros mundos, situados a millones de kilómetros del nuestro, nos mandan imágenes que podemos contemplar tranquilamente sentados en el salón de nuestras casas. Y, paralelamente, se trabaja en cerebros artificiales espintrónicos y, más adelante, positrónicos que ocuparan cuerpos perfectos de robots que, aunque artificiales, algún día llegarán a pensar y sentir. ¿Serán nuestros sucesores? ¿Serán los que finalmente realizarán nuestros sueños de viajar a las estrellas?

Sin embargo, y a pesar de tantas proezas, si en algo sigue la ciencia gateando en la oscuridad, es precisamente en el total desconocimiento de la parte más compleja y delicada de nuestro cuerpo: ¡ el Cerebro! ¡Si tuviéramos tiempo!

emilio silvera

A Demócrito de Abdera lo conocían como “El Filósofo que Ríe” y siguiendo las enseñanzas de su maestro, llegó a la conclusión de que todo en la Naturaleza estaba conformado por pequeñas partículas que él, llamó a-tomo o átomos. En algunas cosas se pudo equivocar pero en general, dio en la diana de la materia.

Como antes decía, han sido muchas las puertas que han sido abiertas para descubrir detrás de cada una, un misterio tal como el comienzo y formación del Universo, el descubrimiento de la existencia de las cuatro fuerzas fundamentales, de las constantes Universales, el movimiento de las Galaxias por la expansión del Universo, el descubrimiento del núcleo en el átomo que forma la materia de la que están hechas todas las cosas, de los Quarks, Hadrones y Leptones, las MATEMÁTICAS, la FÍSICA, la QUÍMICA, la ASTRONOMÍA, y, también la FILOSOFÍA, todo ello formando una ingente y descomunal obra que, parece imposible que se llevara a cabo por unos insignicantes seres, habitantes de un insignificante planeta, que dependen para vivir de la luz y el calor de un insignificante Sol (una estrella mediana, amarilla, de la clase G2) que forma parte de un conjunto de cien mil millones de soles que conforman la Galaxia Vía Láctea que, asu vez, es una más entre los cientos de miles de millones de Galaxias que pueblan el Universo. Hemos llegado a saber que, nuestros cuerpos, son objetos que como otros omponentes del Universo, también están formado por los mismos elementos de las galaxias, las estrellas y los mundos. Composición química del cuerpo humano:

• Hidrógeno: 10%
• Nitrógeno: 3%
• Calcio: 1,5%
• Fósforo: 1%
• Otros: azufre, hierro, sodio, zinc

Si nos comparamos con la inmensidad de nuestra Galaxia (100.000 años-luz de diámetro), somos menos que una brizna de polvo. Si nos comparamos con el Universo entero, ¿qué somos?. Casi nada en magnitud y mucho en pensamiento y comprensión, lo cual nos eleva hasta un nivel que, en el general contexto del Universo, no es de los más insinificante. Pero, ?Sabremos hacer uso de ello?

Herón de Alejandría o el hombre mecánico. Arquímedes, Eratóstenes y Herón. De Arquímedes a Herón hay tres siglos. Con estos tres personajes nació y dio sus primeros pasos la matemática aplicada. Los tres eran profundos conocedores de la matemática griega en todas sus dimensiones y los tres desarrollaron aparatos para medir y para experimentar con rigor. Tenemos así la síntesis de rigor, parafernalia y experimentación. Las fórmulas que se obtienen no son sólo empíricas, el conocimiento se adquiere no sólo de manera discursiva sino enfrentándose y resolviendo de alguna manera problemas concretos.

Hace unos días hablamos de aquellos grandes físicos que lideraron revoluciones en el conocimiento de la Naturaleza y del Universo: Kepler, Galileo, Newto, Planck y Einstein. Todos ellos, cada cual en su plano de saber, nos dejaron un legado muy apreciable que nos ha permitido continuar por ese camino intrincado y no siempre fácil del conocimiento.

Sin embargo, en éste punto debemos recapacitar un poco, reconocer con humildad la importancia que realmente tenemos en el Universo y, seguidamente, reconocer también los enormes logros conseguidos desde que, hace escasamente unos doscientos mil años, un animal se levantó para andar erguido y comenzar a pensar en otras formas de vivir, ideando rústicas herramientas para la caza, haciendo fuego y construyendo refugios.

                                              Mucho tiempo ha pasado desde que, imágenes como estas, estaban presentes en la Tierra.

El lenguaje mediante sonidos guturales vino a cambiarlo todo, allí empezó el entendimiento inteligente de seres que de animales irracionales, evolucionaron hasta llegar a pensar por sí mismos, tener conciencia de SER y preguntarse de donde venía y hacía donde caminaba.

El pensamiento del Filosofo científico Kart Popper que decía:”Nuestros conocimientos son limitados, pero nuestra ignorancia es infinita…” Sin embargo, aunque es verdad que existen millones de preguntas que no sabemos contestar, también lo es que, nuestros conocimientos crecen de manera exponencial.

Karl Popper

Nadie puede negar que, en los últimos doscientos años, hayamos avanzado más que en los 10.000 años anteriores. Claro está que nos hemos aprovechado de las experiencias e inventos de los que nos precedieron. Aprendimos de los errores (no siempre) y mejoramos sus descubrimientos que fueron puntos de apoyo que hicieron más fácil el trabajo, igualmente, los que nos seguirán, se encontrarán con buenos puntos de apoyo para seguir avanzando.

De esta manera, cada vez se avanza más en menos tiempo. Y, llegará el momento, cuando dentro de algunos siglos, estemos preparados para viajar a las estrellas que, estarán aquí presentes con nosotros los inevitables Robots. Según una serie de cálculos y profundos pensamientos, no podremos seguir adelante llegados a un punto de no retorno, y, nos veremos obligados a fabricar robots muy sofisticados que harán trabajos espaciales y de colonización de Planetas para preparar la posterior llegada de los Humanos. Es inevitable.

                                                                                      ¿Alguien me podría decir quién es robot y quién humano?

También aquí, entre nosotros, será un elemento familiar y cotidiano, andarán entre nosotros y estarán en nuestras casas, ya no será una ilusión o un elemento de ciencia ficción, sino que sin ellos, no podremos continuar nuestro camino hacia las estrellas, y, en ese punto, la Humanidad, si no tiene un cuidado exquisito en sus acciones y en las potestades a que estos artilugios mecánicos se les pueda otorgar, incluso podrían estar creando la destrucción de la humanidad misma. NO, no es una broma, es la realidad futura.

emilio silvera

Desarrollo de dispositivos nanométricos.

El IDM está trabajando en el desarrollo de “puertas nanoscópicas moleculares” mediante el anclaje de moléculas que actúan de “puerta” en las aperturas de los poros de sistemas mesoporosos y que permiten el control del acceso o salida de sustancias del interior de los poros a la disolución o viceversa.

Curiosamente, existe una creencia bastante arraigada en amplios sectores de la comunidad científica de que la fotónica (conjunto de tecnologías relacionadas con la luz) es un campo que cae fuera del universo de la nanotecnología. La creencia se apoya en el clásico criterio de Rayleigh de que la resolución espacial de un sistema óptico está limitada por la longitud de onda de la luz (≈ 500 nm), y por ello es próxima al micrómetro, muy lejos de los requisitos de la nanotecnología. Por otra parte, cuidado con los aprovechados que tratan de utilizar estos medios en su parte pseudocientifica para captar dinero de los ignorantes.

La “Reflexología Celular por Estimulación Fotónica”, que se vende a 200€ la sesión, asegura un rápido exito en acabar con el tabaquismo, asegurando que aplica la física para conseguir desengancharse del tabaco. Sin embargo, analizando las bases de la supuesta revolución médica no encontramos más que pura charalatanería típica de cualquier remedio mágico.

Yo, por mi parte, estimo que esta división es sin duda errónea, y hoy en día la fotónica está íntimamente implicada con la nanotecnología, e incluso se puede hablar propiamente de nanofotónica, de igual manera que se puede hablar de nanoelectrónica o de nanomagnetismo.

La nanofotónica es una de las tecnologías del futuro y por eso nos interesa . Puede parecer que la nanofotónica es alta tecnología sólo apta para aplicaciones industriales e informáticas, sin embargo cuando esta tecnología esté lo suficientemente desarrollada tendrá su influencia en todos los ámbitos del día a día de las personas.

La Nanofotónica es la ciencia que se ocupa del estudio de las interacciones entre la materia y la luz a escala nanométrica, así como de la fabricación de material nanoestructurado que procesan ondas de luz. La fabricación de materiales nanoestructurados es la ciencia e ingeniería que recibe el nombre de nanotecnología. La nanofotónica es, por tanto, una nanotecnología que se basa en la fotónica como medio.

¡Qué maravilloso cuando, dentro de muchos años, podamos dominar técnicas que ahora nos parecerían milagrosas! Algún día construiremos instrumentos que, como un pequeño reloj de pulsera, creará a nuestro alrededor un campo capaz de repeler los electrones de una pared, de tal manera que, sin dificultad alguna, nos permita traspasarla como si fuéramos un fantasma. Sí, suena a ciencia ficción, pero será posible como el transportar objetos de un lugar a otro mediante máquinas que desintegran la materia en Madrid, y en una fracción de segundo, la enviarían a Londres.

Pero a pesar de ello, de tanto adelanto y tantos conocimientos, el milagro reside en otra parte: ¡necesitamos querer y que nos quieran! ¡Podemos llorar y reír! ¡Sentir esos momentos fugaces que, aunque efímeros, conforman la felicidad!

Las fuerzas que mueven el mundo, esas que están dentro de nosotros y que no podemos refrenar. Nos llevan a querer y hacer que nos quieran y, a partir de ellas, obtenemos la continuidad, es nuestra manera de luchar contra la Entropía siempre destructora que con el paso del tiempo todo lo transforma. Bueno, todo no, el Amor si es verdadero es infinito y perdura para siempre.

¿Cuantas veces, por ignorancia, ahn sido confundidos los valores de las cosas? En lo sencillo, ahí reside lo que realmente tiene valor humano. La sonrisa de un niño cuyos brillantes ojos reflejan la felicidad de su inocencia, la cálida mirada de la amada que, arrobada te envía un silencioso mensaje que sólo tú, puedes comprender, ese momento que, cogidos de la mano, contemplamos la fascinante puesta de Sol con el horizonte del océano infinito que se pierde en la lejanía, un simple vaso de agua fresca en el hastío veraniego, el calor del hogar en el frío invierno, ese otro calor de inigualable dulzura que, con su amor, te ofrece el ser amado…¿Qué se puede comparar a todo eso?

La vida es corta, el tiempo pasa a más velocidad de la que podemos percibir, y, cuando queremos darnos cuenta, puede ser muy tarde para remediar o suplir algunas carencias o dejaciones que por el camino dejamos. Así que, amigos míos, os aconsejo que, prestéis más atención a las personas queridas, esas que día a día os cuidan y a las que, seguramente, pocas veces les decís cuánto las queréis.

¡Mañana será tarde! Id, remediad lo que aún está a tiempo y, sobre todo, dedicad vuestra dulzura y atenciones a aquellas personas que, realmente lo merecen, esas que, sin pedir nada a cambio, os cuidan silenciosas llevadas por esa energía invisible que proporciona el verdadero amor.

¡Vaya hombre! hoy me he levantado sentimental. ¿Cómo he llegado aquí? ¿No estaba hablando de la nanotecnología y la fotónica?

emilio silvera

Los hologramas o proyecciones de imágenes en tres dimensiones mediante un láser, ya no son sólo cosa de las películas de ciencia ficción. La empresa LM3Lab ha desarrollado bajo el nombre de AirStrike, una nueva tecnología de hologramas en tres dimensiones, interactivo y controlado por gestos.

El Universo Holográfico nos lleva a la más reciente “hipótesis” de esta teoría o principio avanzada por los físicos de partículas, y que dejan atínitas a las mentes de todos aquellos que se paran a leer en qué consiste tal “universo” que, según esa teoría, todo el Universo es un holograma o, por lo menos, que debe ser tratado como tal.

Como arriba, en la imagen podemos ver, los holográmas son representaciones tridimensionales de objetos, gravadas con una técnica especial. Una grabación holográfica consiste en una figura de interferencias creadas por los haces de luz (con láseres monocromáticos y espejos semi-transparentes).

Parte de la luz láser pasa a treavés del espejo y otra parte es reflejada y rebota hacia el objeto que quiere grabar. Se expone una placa fotográfica a la figura de interferencia creada por los haces de luz. La figura no tiene significado en sí, se trata simplemente de un revoltijo de líneas. Sin embargo, contiene información de los contornos del objeto. Estos contornos pueden recrearse iluminando la placa con luz láser.

Holograma aereo 3D. Foto: NIAIST.

Un equipo de tecnólogos japoneses y norteamericanos ha conseguido crear figuras holográficas tridimensionales en el aire.

Por primera vez este resultado recuerda a los hologramas que aparecen en películas de ciencia-ficción del tipo “La guerra de las galaxias”.

Los sistemas 3D tradicionales se aprovechan de la posibilidad de visión estereoscópica de la visión humana para recrear una profundidad en la imagen. Normalmente se usan dos imágenes del motivo filmadas con dos cámaras diferentes que están separadas una determinada distancia. Para poder ser vistos con sensación 3D se proyecta cada imagen a un ojo en específico a través de un truco basado en la polarización o similar. En todo caso no se puede “rodear” la imagen obtenida de este modo.

Claro que, de todas estas ideas y proyectos exploratorios que la especie humana está realizando sin cesar, husmeando en mundos imposibles donde aparecen planteamientos mágicos que parecen sacados de la mente de Julio Verne, quién puede negar que podamos obtener, algún día, maneras y formas nuevas que vayan más allá de lo que hoy consideramos normal y que se encuentre en ese mundo que, considerado ahora fantástico, pudiera ser lo cotidiano mañana.

Se están probando hogramas que salen fuera de la Pantalla del móvil y que son impresionantes. ¿Hasta donde podremos llegar? No puedo saber si la noticia es cierta o sólo una fantasía pero, una cosa es segura, nada de lo que podamos oir y ver en los años venideros tiene que sorprendernos…las maravillas futuras están en la puerta.

Físicos estadounidenses acaban de crear un display holográfico capaz de mostrar imágenes tridimensionales cambiantes con el tiempo. El nuevo dispositivo, el primero basado en un material conocido como polímero fotorrefractivo, abre las puertas al desarrollo de pantallas dinámicas 3D de gran tamaño.

Holografía: para formar el holograma de una figura sólida necesitamos, en primer lugar, dividir un haz de láser en dos; el llamado haz “objeto” y el denominado “referente”. El haz objeto se dirige, obviamente, al objeto a renderizar, el cual dispersará la luz incidente que será recogida sobre una placa fotosensible situada a continuación. En esta placa, la luz difractada se combina con la del haz referente produciendo un patrón de interferencia que contiene toda la información 3D – esto es, fase y amplitud- del objeto. A continuación el patrón de interferencia deberá ser almacenado en un material adecuado.

Actualmente se dispone de una amplia variedad de materiales con los que formar hologramas estáticos, es decir, con la capacidad de almacenar toda la información necesaria -de hecho, podemos encontrar hologramas de casi cualquier tamaño, a todo color y con una alta resolución. Sin embargo, hasta la fecha no se había encontrado un material capaz de mostrar imágenes holográficas cambiantes.

Y es que Nasser Peyghambarian y sus colegas de la Universidad de Arizona, en colaboración con la Nitto Denko Technical Corporation de California, han creado una pantalla holográfica actualizable de 10 cm cuadrados y con una resolución cercana a la que ofrece un televisor estándar. Esta pantalla está compuesta de un polímero fotorrefractivo con el que se consigue que los portadores de carga móviles se acumulen sobre las franjas de luz y oscuridad del patrón de interferencia, creando un campo eléctrico que varía en el espacio. Este campo eléctrico obliga al índice refractario del polímero a ajustarse al patrón de interferencia, que puede permanecer grabado durante unas tres horas (o hasta que los portadores de carga son dispersados por un haz uniforme que funciona como borrador).

Imagen de un Molécula en 3D reproducida por el diplay holográfico

El siguiente paso, para el equipo de investigación norteamericano, es el desarrollo de displays mayores y la reducción del tiempo de escritura para conseguir la reproducción de video en 3D. En este campo del holograma se están haciendo grandes avances y, posiblemente, llegarán hasta el final consiguiendo reproducir, holográficamente, imágenes de increíble precisición y belleza que, en ciertas circunstancias, vendrán a suplantar a los originales por razones de seguridad, etc.

Esta Imagen de una señorita que nos habla en grandes Almacenes, Seminarios, Conferencias, y otros grandes eventos, será lo cotidiano en un tiempo breve. Incluso por las calles, nos toparemos con estas imágenes que, representando a todo tipo de objetos y personas, tratarán de vendernos un producto, comunicarnos una noticias, o, incluso, tratar de convencernos para que votemos a este o aquel político.

Se trata de un sistema compuesto por elementos interrelacionados mediante el cual se proyectan imágenes audiovisuales sobre una superficie, generando un efecto 3D que sugiere al espectador una proyección holográfica “sobre el aire”.

¿Quién no ha visto alguna vez una película en la que se trabaje con hologramas? Ya saben a qué me refiero, a construcciones de luz de gran tamaño construidas a partir de un dispositivo especial.

Hasta el momento, la ciencia alcanza a crear hologramas estáticos, una figura en tercera dimensión que puede ser vita desde cualquier lado. Sin embargo, un nuevo descubrimiento rompe una barrera que hasta el momento se creía imposible de romper.

Un grupo de expertos de la Universidad de Arizona, financiados por la Fuerza Aérea estadounidense, ha logrado elaborar un dispositivo capaz de generar hologramas dinámicos, capaces de ser actualizados desde la fuente de la imagen.

Miles de puertas se abren a la ciencia gracias a esta investigación. Sus aplicaciones pueden ser millones, desde la mejora en cuanto al cálculo de distancia en un dispositivo GPS hasta la creación de proyectos y el estudio médico, podemos encontrar incontables aplicaciones para esta nueva tecnología.

La industria del entretenimiento sabrá sacarle su jugo a esta nueva tecnología, pudiendo recrear mundos de fantasía de los que el usuario forme parte. El futuro está a la vuelta de la esquina.

En las Vegas se ha abierto un nuevo club nocturno llamado Lolita’s Bar & Tequila Bar, lo interesante del caso es que es el primer centro nocturno en el que usan hologramas para entretener a sus clientes.

Esto se logro al trabajo conjunto de Digital Illusions y el director de cine y diseñador de espacio Rick Haynes, Digital Illusions que se encargo de aplicar la tecnología holográfica usa polímeros transparentes avanzados y video en alta definición para mostrar los hologramas.

Llegaron los Hologramas en 3D al estilo de Star Wars?

Hace poco más de un mes publicaron en Encabezata un artículo sobre un nuevo desarrollo para obtener imágenes tridimensionales de objetos en movimiento en tiempo real. Muy similar a los hologramas de la película “La Guerra de las Galaxias” de George Lucas. Este desarrollo fue realizado por científicos estadounidenses, y para observarlo no es necesario utilizar ningún tipo de lentes.

Este trabajo se presentó en la portada del diario Nature en el artículo: Star Wars-style holograms: a new hope? y en un comunicado de prensa que se hizo en la Universidad de Arizona en EEUU.

Cada día nos asombramos menos de ver ciertas imágenes que, poco a poco, nos van siendo más familiares, a pesar de su extraña y singular composición. Las Técnicas avanzan más rápidamente de lo que la gente de la calle puede imaginar y, cuando nos menos lo esperemos, o, mejor, sin que nos demos cuenta, estamos entrando en el futuro. ¿O, quizá esté ya aquí?

emilio silvera

Me hace “gracia” ver como mucha gente, incluso científicos, se atreven a dar su opinión sobre cuestiones que no conocen. Y, desde luego, la pregunta del título que arriba pongo, es retórica, ya que, de ninguna manera podríamos contestarla. Nadie sabe lo que habrá pasado dentro de 1.000 años, y, por eso, al no poder explicarlo, me quedo con otros comentarios más sencillos que nos hablan de viajar en el tiempo y otras cuestiones que, ahora, más o menos, sí podemos vislumbrar.

La mayoría de los científicos que no han estudiado seriamente las ecuaciones de Einstein, desprecian el viaje en el tiempo como una “tonteria”, algo que sólo es aplicable a relatos sensacionalistas e historias fantásticas. Sin embargo, la situación que realmente nos encontramos es bastante compleja. Hasta tal punto es así que, resultaría arriesgado negar, de manera rotunda, la posibilidad de hacer o conseguir plasmar en realidad alguna idea derivada de profundos pensamientos como los que Einstein nos dejó y que subyacen en sus ecuaciones.

Para resolver la cuestión debemos abandonar la teoría más sencilla de la relatividad especial, que prohíbe el viaje en el tiempo, y adoptar toda la potencia de la teoría de la relatividad general, que puede permitirlo. La relatividad general tiene una validez mucho más amplia que la relatividad especial. Mientras que la relatividad especial sólo describe objetos que se mueven a velocidad constante muy lejos de cualquier estrella, la teoría de la relatividad general es mucho más potente, capaz de describir cohetes que se aceleran cerca de estrellas supermasivas y agujeros negros. La teoría general sustituye así algunas de las conclusiones más simples de la teoría especial.Para cualquier físico que haya analizado seriamente las matemáticas del viaje en el tiempo dentro de la teoría de la relatividad general de Einstein, la conclusión final, de forma bastante sorprendente, no está ni mucho menos clara.

Aquellos viajes en el tiempo que nos llevaban hacia el futuro…Según las ecuaciones de Einstein, podrían ser posibles pero…

Kip S. Thorne, un físico especialista en relatividad general y agujeros negros mundialmente conocido, cree que los viajes en el tiempo serán posibles algún día a través de los agujeros de gusano y utilizando para ello materia exótica, que mantendría abierta las bocas del agujero que nos llevaría a través del hiperespacio a otros lugares lejanos del universo.

Los defensores del viaje en el tiempo señalan que las ecuaciones de Einstein de la relatividad general permiten ciertas formas de viaje en el tiempo. Admiten, sin embargo, que las energías necesarias para doblar el tiempo en un círculo son tan grandes que las ecuaciones de Einstein ya no serían válidas. En la región físicamente interesante en la que el viaje en el tiempo se convierte en una posibilidad seria, la teoría cuántica dominaría sobre la relatividad general.

Recordemos que las ecuaciones de Einstein establecen que la curvatura del espacio y el tiempo están determinadas por el contenido de materia-energía del universo. Es posible, de hecho, encontrar configuraciones de materia-energía suficientemente poderosas para forzar la curvatura del tiempo y permitir el viaje en el tiempo. Sin embargo, las concentraciones de materia-energía para doblar el tiempo hacia atrás son tan enormes que la relatividad general deja de ser válida y las correcciones cuánticas empiezan a dominar sobre la relatividad. Así pues, el viaje en el tiempo requiere un veredicto final que no puede ser pronunciado a través de las ecuaciones de Einstein, que dejan de ser válidas en los campos gravitatorios extraordinariamente grandes, donde esperamos que la teoría cuántica de la gravedad se haga dominante.

No parece que los viajes en el tiempo hacia el pasado tengan mucha viabilidad, el tiempo pasado ya no está y, además, allí no existían las máquinas del tiempo, lo cual, aunque no lo parezca, es un parámetro esencial para poder realizar ese viaje. Podríamos ir al pasado sólo a partir de ese momento en que tengamos la tecnología necesaria para fabricar ese “maravilloso artefacto” que nos pueda llevar hacia lo que fue.

Aquí es donde la teoría del hiperespacio puede zanjar la cuestión.Puesto que la teoría cuántica y la teoría de la gravedad de Einstein están unidas en el espacio decadimensional, esperamos que la cuestión del viaje en el tiempo será establecida definitivamente por la teoría del hiperespacio. Como en el caso de los agujeros de gusano y las ventanas dimensionales, el capítulo final se escribirá cuando incorporemos toda la potencia de la teoría del hiperespacio.

De todas las maneras y desde todos los ángulos que lo podamos mirar, si algún día las máquinas del tiempo son posibles, el peligro estaría servido.¿Quién sería el encargado de controlar su uso? ¿Quién se encargaría de controlar al encargado? y así podríamos seguir indefinidamente, tal es el volumen de gravedad del problema que generaría la existencia de máquinas del tiempo para viajar hacia atrás o hacia delante.

El caos y los estragos rasgarían el tejido de nuestro universo. Millones de personas volverían hacia atrás en el tiempo para entrometerse en su propio pasado y en el pasado de los demás para tratar de reescribir la Historia. ¿Quién no hizo en el pasado alguna cosa de la que se arrepiente o la dejó de hacer, cambiando así el rumbo de su vida? Todos, si pudiéramos, querríamos arreglar eso.

La carrera que no estudiamos, aquella oportunidad desaprovechada, la mujer de nuestra vida que por cobardía dejamos ir, ese tren que no cogimos… Cualquiera de estas situaciones, de haber sido al contrario habría cambiado el curso de nuestras vidas que están regidas, siempre, por la causalidad. Todo lo que ocurre es la consecuencia de lo que ocurrió.

¿Cuánto no pagarían algunos por tener esa segunda oportunidad que, ese momento que,por una u otra razón perdieron?

También sería difícil evitar algunas tentaciones de gente con moralidad y conciencia adaptable y elástica, que querrían viajar al pasado para eliminar al padre de su enemigo y hacer posible que éste no naciera. Las paradojas temporales estarían al orden del día.

El viaje en el tiempo significaría que nunca podría existir una historia estable de los sucesos históricos que podrían ser cambiados a placer del consumidor. Pensemos que en los tiempos de Alejandro Magno, viajamos en el tiempo y llevamos a sus enemigos un cargamento de armas modernas; que pudiéramos haber facilitado a Galileo telescopios de última generación y modernos ordenadores. También se podría evitar la crucifixión de Cristo, facilitar a Faraday datos técnicos inexistentes en su tiempo o, por poner otro ejemplo, haber encerrado por loco a Hitler evitando aquel horror.

Obviamente, la mayoría de los científicos no se sienten muy felices con esta desagradable posibilidad que lo trastocaría todo en un continuo caos, eliminaría la Historia y haría inútil la memoria, la experiencia, el conocimiento adquirido a través del esfuerzo personal y un sin fin de situaciones que ahora tenemos y nos hacen ser como somos.

Por mi parte (es una humilde opinión), creo más fácil que consigamos burlar el límite impuesto por la velocidad de la luz (digo burlar, esquivar, no superar) o conseguir, como lo hacen en la serie Star Trek, trasladarnos mediante desintegración molecular que se integra en el punto de llegada de manera instantánea al momento exacto de la partida, que viajar hacia atrás en el tiempo.

El tiempo futuro es algo inexistente, aún no ha llegado, es algo que sabemos que vendrá pero que aún no está en nuestro universo. ¿Cómo se puede viajar a un lugar y a un tiempo que no existen?

Por otra parte, si lo pensamos detenidamente, la cuestión del tiempo no es nada fácil de entender; en realidad, es una ilusión pensar en él en tres fases que llamamos pasado, presente y futuro. El tiempo es algo que inexorablemente no deja de fluir a medida que se expansiona el universo, siempre está avanzando, no tiene intermitencias para que podamos decir: ¡estamos en el presente! Sería mentira. En realidad, vivimos siempre en un instante unificador del pasado-presente-futuro, es el ritmo quie impone la flecha del tiempo que, como no deja de fluir, tampoco hace posible que “el tiempo” esté estacionado en uno de esos apartados a los que hemos puesto nombre para saber si ya pasó, si está en el momento actual o si tendrá que venir. Nuestro sino, es el de vivir en un permanente presente.

Cuando comencé a escribir esta misma página, ahora es pasado, pasó por un presente efímero y me trajo a este instante futuro que ya deja de ser presente para ser pasado. Cada millonésima de segundo que pasa, transforma, a escala infinitesimal, nuestra realidad de tiempo.

No, no es nada fácil determinar dónde estamos, lo que es presente ya es pasado para convertirse en futuro, todo en fracciones de segundo.

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Pasado + Presente + Futuro, en realidad es una misma cosa ¡TIEMPO! que para entendernos mejor hemos fraccionado en distintos niveles que nos sitúan en lo que fue, en lo que es y en lo que será.

¿Quién no ha oído decir alguna vez? “Hay que ver lo mayor que está este niño, parece que fue ayer cuando nació”.

Pues ahí tenemos un ejemplo de la realidad de lo que es el tiempo, algo que no se para, algo que surgió hace ahora 13.700 millones de años y que incansable, imparable, continúa fluyendo ajeno a todo cuanto le rodea y que, al menos en el universo que conocemos, sólo dejará de fluir, si la densidad crítica (la cantidad de materia que contiene el universo) es lo bastante grande como para producir el Big Crunch, en cuyo caso, toda la materia existente en el universo, se juntaría de nuevo en una singularidad; el tiempo y el espacio dejarían de existir y, probablemente, todo comenzaría de nuevo con otro Big Bang y otro Tiempo.

¿Alguien puede asegurar que nuestro universo no es el primero de una larga serie?

¡Claro que no!

No sería descabellado pensar que nuestro universo es uno de los muchos universos que antes que él existió y que, al cumplir su ciclo, desaparezca para hacer posible la llegada de un nuevo universo, con un nuevo tiempo, un nuevo espacio y unas nuevas especies en multitud de nuevas estrellas y nuevos mundos. Si es así como realmente sucede, ¿todos los universos que han existido antes o que existirán después tendrán las mismas propiedades que este nuestro?

Las criaturas que podríamos encontrar en otros mundos, serían inimaginables. Siempre se ha dicho que la realidad sobrepasa a la imaginación, y, algunas veces…es verdad.

No creo que en los ciclos de universos se produzcan siempre las mismas consecuencias y estén presentes las mismas fuerzas. Simplemente con que la masa o la carga del electrón fuesen diferentes, el universo también lo sería. Los equilibrios de nuestro universo son muy sensibles, la materia que podemos observar: estrellas y galaxias, planetas y nosotros mismos, son posibles gracias al equilibrio existente a niveles nucleares. Los quarks confinados por gluones que fabrican la fuerza nuclear fuerte, se junta para crear protones y neutrones que conforman los núcleos de la materia y, al ser rodeados por los electrones, dan lugar a los átomos.

En cromodinámica cuántica, la propiedad de libertad asintótica hace que la interacción entre quarks sea más débil cuanto más cerca están unos de otros (confinación de quarks) y la fuerza crece cuando los quarks tratan de separarse, es la única fuerza que crece con la distancia. Los quarks y los gluones están confinados en una región cuyo valor se define por:

R » ћc /L » 10^-13 cm.

En realidad, la única manera de que pudiéramos observar quarks libres, sería en un ambiente con la temperatura del universo primitivo, es la temperatura de deconfinamiento. De nuevo, como me ocurre con frecuencia me paso de una a otra idea y hago un recorrido, al parecer incoherente, que nos lleva desde las ecuaciones de Einstein y los viajes por el Tiempo, hasta los Universos cíclicos en los que nacen mundos muertos, sin vida,por causa de unas fuerzxas fundamentales diferentes a las que aquí reinan.Claro que, todo eso, no dejan de ser especulaciones de lo que podría ser.

Pero, ¿y nosotros?, ¿qué hacemos aquí?

Parece la pregunta del millón. Sólo se que estamos, que nos interesamos por el mundo que nos rodea, que queremos ir más allá de los conocimientos que ahora tenemos, que profundizamos en los secretos de la Naturaleza para aprender de ella lo que nos conviene hacer, y, a todo ello, buscamos el origen del Mundo, de Nosotros y del Universo mismo.

Pero, rematemos el tema de los viajes en el Tiempo.

Una versión de la máquina del tiempo de Thorne consiste en dos cabinas, cada una de las cuales contiene dos placas de metal paralelas. Los intensos cambios eléctricos creados entre cada par de placas de metal paralelas (mayores que cualquier cosa posible con la tecnología actual) rizan el tejido del espacio-tiempo, creando un agujero en el espacio que une las dos cabinas. Una cabina se coloca entonces en una nave espacial y es acelerada a velocidades próximas a la de la luz, mientras que la otra cabina permanece en la Tierra. Puesto que un agujero de gusano puede conectar dos regiones des espacio con tiempos diferentes, un reloj en la cabina de la nave marcha más despacio que un reloj en la cabina de la Tierra. Debido a que el tiempo transcurriría a diferentes velocidades en los dos extremos del agujero de gusano, cualquiera que entrase en un extremo del agujero de gusano sería instantáneamente lanzado al pasado o al futuro.

Parece que la función de las placas metálicas paralelas consiste en generar la materia o energía exótica necesaria para que las bocas de entrada y salida del agujero de gusano permanezcan abiertas y, como la materia exótica genera energía negativa, los viajeros del tiempo no experimentarían fuerzas gravitatorias superiores a 1g, viajando así al otro extremo de la galaxia e incluso del universo o de otro universo paralelo de los que promulga Stephen Hawking. En apariencia, el razonamiento matemático de Thorne es impecable conforme a las ecuaciones de Einstein (yo no me alistaría a ninguno de esos primeros viajes).

El efecto Casimir consiste en la aparición de una fuerza atractiva entre dos placas metálicas en el vacío muy próximas entre sí separadas por menos de 10 nanómetros (10 milmillonésimas partes de un metro). Este efecto ocurre porque, al poner las placas en una región de vacío —que como hemos visto, no está vacío— la energía solo puede resonar y crear nuevas partículas a ciertas frecuencias, mientras que en el exterior de las placas la energía resuena en todas las frecuencias. En el interior no, y por tanto el exterior empuja a las placas. Es una diferencia de presiones la que empuja las placas entre sí. Se demostró experimentalmente con buenos resultados en 1997.

Normalmente, una de las ideas básicas de la física elemental es que todos los objetos tienen energía positiva. Las moléculas vibrantes, los vehículos que corren, los pájaros que vuelan, los niños jugando tienen todos energía positiva. Por definición, el espacio vacío tiene energía nula. Sin embargo, si podemos producir objetos con “energías negativas” (es decir, algo que tiene un contenido de energía menor que el vacío), entonces podríamos ser capaces de generar configuraciones exóticas de espacio y tiempo en las que el tiempo se curve en un circulo.

Este concepto más bien simple se conoce con un nombre que suena complicado: la condición de energía media débil (average weak energy condition, o AWEC). Como Thorne tiene cuidado en señalar, laAWEC debe ser violada; la energía debe hacerse temporalmente negativa para que el viaje en el tiempo tenga éxito. Sin embargo, la energía negativa ha sido históricamente anatema para los relativistas, que advierten que la energía negativa haría posible la antigravedad y un montón de otros fenómenos que nunca se han visto experimentalmente.

Pero Thorne señala al momento que existe una forma de obtener energía negativa, y esto es a través de la teoría cuántica.

En 1.948, el físico holandés Hendrik Casimir demostró que la teoría cuántica puede crear energía negativa: tomemos simplemente dos placas (imagen arriba) de metal paralelas y descargadas ordinariamente, el sentido común nos dice que estas dos placas, puesto que son eléctricamente neutras, no ejercen ninguna fuerza entre sí. Pero Casimir demostró que, debido al principio de incertidumbre de Werner Heisenberg, en el vacío que separa estas dos placas existe realmente una agitada actividad, con billones de partículas y antipartículas apareciendo y desapareciendo constantemente. Aparecen a partir de la “nada” y vuelven a desaparecer en el “vacío”. Puesto que son tan fugaces, son, en su mayoría, inobservables, y no violan ninguna de las leyes de la física. Estas “partículas virtuales” crean una fuerza neutra atractiva entre estas dos placas que Casimir predijo que era medible.

Cuando Casimir publicó el artículo, se encontró con un fuerte escepticismo. Después de todo, ¿cómo pueden atraerse dos objetos eléctricamente neutros, violando así las leyes normales de la electricidad clásica? Esto era inaudito. Sin embargo, en 1.985 el físico M. J. Sparnaay observó este efecto en el laboratorio, exactamente como había predicho Casimir. Desde entonces (después de un sin fin de comprobaciones), ha sido bautizado como el efecto Casimir.

Una manera de aprovechar el efecto Casimir mediante grandes placas metálicas paralelas descargadas, sería el descrito para la puerta de entrada y salida del agujero de gusano de Thorne para poder viajar en el tiempo.

No se finalmente lo que será pero, creo que, llegará el mopmento de que Andrómeda se junte con la Vía Láctea y aún, no habrá viajes en el tiempo tal como los tenemos pensados y, finalmente serán otros los caminos que nos llevarán…No al pasado ni al futuro, sino a otras galaxias lejanas que, bien mirado, tampoco es un viaje como para aburrirse.

Por el momento, al no ser una propuesta formal, no hay veredicto sobre la máquina del tiempo de Thorne. Su amigo, Stephen Hawking, dice que la radiación emitida en la entrada del agujero sería suficientemente grande como para contribuir al contenido de materia y energía de las ecuaciones de Einstein. Esta realimentación de las ecuaciones de Einstein distorsionaría la entrada del agujero de gusano, incluso cerrándolo para siempre. Thorne, sin embargo, discrepa en que la radiación sea suficiente para cerrar la entrada.

Nueno, así lo he leido y así os lo he contado añadiendo alguna que otra coletilla que a mi humilde entender, podían completar las explicaciones de tan “descabellados pensamientos”. ¡Viajes en el Tiempo! Pero, no dijo alguien que existe una Censura Cosmológica que los prohíbe.

¡Ya veremos que pasa!

emilio silvera

El “Principio Copernicano”, invocado frecuentemente en la Cosmología moderna, insiste en la homogeneidad del Universo, negando cualquier primacía de posición o propiedades asociadas con la existencia humana.

Toma su nombre de la propuesta de Copérnico (ya anteriormente formulada por Aristarco) de desplazar a la Tierra de la posición central ocupada en el sistema de Tolomeo, aunque tal centralidad se debiese a la falta de paralaje estelar y no a una sobrevaloración de nuestra existencia en el planeta.

El paso siguiente lo dio Shapley hace un siglo, al mostrar que tampoco el Sol ocupa el centro de la Via Láctea. Finalmente, el Universo “finito pero ilimitado” de Einstein niega la posibilidad de encontrar un centro en su volumen tridimensional, y afirma la equivalencia de posición de todos los puntos del espacio. No tiene sentido preguntar dónde estamos en el continuo expandirse de un Universo que contiene probablemente más de 100.000 millones de galaxias, y que vuelve a la insignificancia aun la majestuosa estructura de la Vía Láctea, nuestra ciudad cósmica.

Sin embargo, a partir de la década de los años 30, se da una reacción interesante, que afirma, cada vez con argumentos más fuertes y detallados, que el Hombre está en un tiempo y un lugar atípicos y privilegiados en muchos respectos, que obligan a preguntarnos si nuestra existencia está ligada en un modo especial a características muy poco comunes en el Universo. Esta pregunta adquiere un significado especial al considerar las consecuencias previsibles (según las leyes físicas) de cualquier alteración en las condiciones iniciales del Universo. Con un eco de las palabras de Einstein: ¿tuvo Dios alguna alternativa al crear?. No solamente debemos dar razón de que el Universo exista, sino de que exista de tal manera y con tales propiedades que la vida inteligente puede desarrollarse en él. Tal es la razón de que se formule el Principio Antrópico, en que el Hombre (entendido en el sentido filosófico de “animal racional”, independientemente de su hábitat y su morfología corporal) aparece como condición determinante de que el Universo sea como es.

Las primeras sugerencias de una conexión entre vida inteligente y las propiedades del Universo en su momento actual aparecen en las relaciones adimensionales hechas notar por Eddington: la razón de intensidad entre fuerza electromagnética y fuerza gravitatoria entre dos electrones, entre la edad del Universo y el tiempo en que la luz cruza el diámetro clásico de un electrón, entre el radio del Universo observable y el tamaño de una partícula subatómica, nos da cifras del orden de 10 elevado a la potencia 40. El número de partículas nucleares en todo el cosmos se estima como el cuadrado de ese mismo número. ¿Son éstas coincidencias pueriles o esconden un significado profundo?. La hipótesis de los grandes números sugiere que el Hombre solamente puede existir en un lugar y momento determinado, cuando tales coincidencias se dan, aunque no se avanza una explicación de estas relaciones.”

Arthur Eddintong

Una versión más especulativa, el principio antrópico fuerte, asegura que las leyes de la física deben tener propiedades que permitan evolucionar la vida. La implicación de que el universo fue de alguna manera diseñado para hacer posible de la vida humana hace que el principio antrópico fuerte sea muy controvertido, ya que nos quiere adentrar en dominios divinos que, en realidad, es un ámbito incompatible con la certeza comprobada de los hechos a que se atiene la ciencia, en la que la fe, no parece tener cabida.

Es decir, problema del ajuste fino significa que las las constantes fundamentales de un modelo físico para el universo deben ser ajustados de forma precisa para permitir la existencia de vida. Sobre estas constantes fundamentales no hay nada en la teoría que nos indique que deban tomar esos valores que toman. Podemos fijarlas de acuerdo con las observaciones, pero esto supone fijarlas de entre un rango de valores colosal. Esto da la impresión de cierta arbitrariedad y sugiere que el universo podría ser una realización improbable entre tal rango de valores. He ahí el problema.

El principio antrópico nos invita al juego mental de probar a “cambiar” las constantes de la naturaleza y entrar en el juego virtual de ¿qué hubiera pasado si…?

Especulamos con lo que podría haber sucedido si algunos sucesos no hubieran ocurrido de tal o cual manera para ocurrir de esta otra. ¿Qué hubiera pasado en el planeta Tierra si no aconteciera en el pasado la caída del meteorito que acabó con los dinosaurios? ¿Habríamos podido estar aquí hoy nosotros? ¿Fue ese cataclismo una bendición para nosotros y nos quitó de encima a unos terribles rivales?

Fantasean con lo que pudo ser…. Es un ejercicio bastante habitual; sólo tenemos que cambiar la realidad de la historia o de los sucesos verdaderos para pretender fabricar un presente distinto. Cambiar el futuro puede resultar más fácil, nadie lo conoce y no pueden rebatirlo con certeza. ¿Quién sabe lo que pasará mañana?

Siempre estamos imaginando el futuro que vendrá. Los hombres tratan de diseñarlo pero, finalmente, será el Universo el que tome la última palabra de lo que deba ser. Por mucho que nosotros nos empeñemos, las estructuras del Universo nunca podrán ser cinceladas por nuestras manos ni por nuestros ingenios, sólo las inmensas fuerzas de la Naturaleza puede transformar las estrellas, las galaxias o los mundos…lo demás, por muy bello que pudiera ser, siempre será lo artificial.

Lo que ocurra en la naturaleza del universo está en el destino de la propia naturaleza del cosmos, de las leyes que la rigen y de las fuerzas que gobiernan su mecanismo sometido a principios y energías que, en la mayoría de los casos se pueden escapar a nuestro actual conocimiento.

Lo que le pueda ocurrir a nuestra civilización, además de estar supeditado al destino de nuestro planeta, de nuestro Sol y de nuestro Sistema Solar y la galaxia, también está en manos de los propios individuos que forman esa civilización y que, con sensibilidades distintas y muchas veces dispares, hace impredecibles los acontecimientos que puedan provocar individuos que participan con el poder individual de libre albedrío.

Siempre hemos sabido especular con lo que pudo ser o con lo que podrá ser si…, lo que, la mayoría de las veces, es el signo de cómo queremos ocultar nuestra ignorancia. Bien es cierto que sabemos muchas cosas pero, también es cierto que son más numerosas las que no sabemos.

Cuando el Sol agote todo su combustible nuclear, estará acercándose el final de la Tierra como planeta que albergó la vida. Los cambios serán irreversibles, los océanos se evaporarán y sus aguas hirvientes comenzarán a llenar la atmósfera de gases. La Gigante roja engullirá a los planetas Mercurio, Venus y probablemente se quedará muy cerca de la Tierra calcinada y sin vida.

Sabiendo que el destino irremediable de nuestro mundo, el planeta Tierra, es de ser calcinado por una estrella gigante roja en la que se convertirá el Sol cuando agote la fusión de su combustible de hidrógeno, helio, carbono, etc, para que sus capas exteriores de materia exploten y salgan disparadas al espacio exterior, mientras que, el resto de su masa se contraerá hacia su núcleo bajo su propio peso, a merced de la gravedad, convirtiéndose en una estrella enana blanca de enorme densidad y de reducido diámetro. Sabiendo eso, el hombre está poniendo los medios para que, antes de que llegue ese momento (dentro de algunos miles de millones de años), poder escapar y dar el salto hacia otros mundos lejanos que, como la Tierra ahora, reúna las condiciones físicas y químicas, la atmósfera y la temperatura adecuadas para acogernos.

La imagen refleja lo que será

Pero el problema no es tan fácil y se extiende a la totalidad del universo que, aunque mucho más tarde, también está abocado a la muerte térmica, el frío absoluto si se expande para siempre como un universo abierto y eterno, o el más horroroso de los infiernos, si estamos en un universo cerrado y finito en el que, un día, la fuerza de gravedad, detendrá la expansión de las galaxias que comenzarán a moverse de nuevo en sentido contrario, acercándose las unas a las otras de manera tal que el universo comenzará, con el paso del tiempo, a calentarse, hasta que finalmente, se junte toda la materia-energía del universo en una enorme bola de fuego de millones de grados de temperatura, el Big Crunch.

Un universo replegándose sobre sí mismo

El irreversible final está entre los dos modelos que, de todas las formas  que lo miremos, es negativo para la Humanidad (si es que para entonces aún existe). En tal situación, algunos ya están buscando la manera de escapar.

Stephen Hawking ha llegado a la conclusión de que estamos inmersos en un multiuniverso, esto es, que existen infinidad de universos conectados los unos a los otros. Unos tienen constantes de la naturaleza que permiten vida igual o parecida a la nuestra, otros posibilitan formas de vida muy distintas y otros muchos no permiten ninguna clase de vida.

Este sistema de inflación autorreproductora nos viene a decir que cuando el universo se expande (se infla) a su vez, esa burbuja crea otras burbujas que se inflan y a su vez continúan creando otras nuevas más allá de nuestro horizonte visible. Cada burbuja será un nuevo universo, o mini-universo en  los que reinarán escenarios diferentes o diferentes constantes y fuerzas.

Inflación eternamente reproductora de otros universo conexos

El escenario que describe el diagrama dibujado antes, ha sido explorado y el resultado hallado es que en cada uno de esos mini-universos, puede haber muchas cosas diferentes; pueden terminar con diferentes números de dimensiones espaciales o diferentes constantes y fuerzas de la naturaleza, pudiendo unos albergar la vida y otros no.

El reto que queda para los cosmólogos es calcular las probabilidades de que emerjan diferenta mini-universos a partir de esta complejidad inflacionaria ¿Son comunes o raros los mini-universos como el nuestro? Existen, como para todos los problemas planteados, diversas conjeturas y consideraciones que influyen en la interpretación de cualquier teoría cosmológica futura cuántico-relativista. Hasta que no seamos capaces de exponer una teoría que incluya la relatividad general de Einstein (la gravedad-cosmos) y la mecánica cuántica de Planck (el cuanto-átomo), no será posible contestar a ciertas preguntas.

La teoría de cuerdas tiene un gancho tremendo. Te transporta a un mundo de 11 dimensiones, universos paralelos, y partículas formadas por cuerdecitas casi invisibles vibrando a diferentes frecuencias. Además, te dice que no se trata de analogías sino de la estructura más profunda de la realidad, y que ésta podría ser la teoria final que unificara por fin a toda la física. ¿No estaremos hablando de Filosofía?

Todas las soluciones que buscamos parecen estar situadas en teorías más avanzadas que, al parecer, sólo son posibles en dimensiones superiores, como es el caso de la teoría de supercuerdas situada en 10, 11 ó 26 dimensiones. Allí, si son compatibles la relatividad y la mecánica cuántica, hay espacio más que suficiente para dar cabida a las partículas elementales, las fuerzas gauge de Yang-Mill, el electromagnetismo de Maxwell y, en definitiva, al espacio-tiempo y la materia, la descripción verdadera del universo y de las fuerzas que en él actúan.

Científicamente, la teoría del hiperespacio lleva los nombres de Teoría de Kaluza-Klein y supergravedad. Pero en su formulación más avanzada se denomina Teoría de Supercuerdas, una teoría que desarrolla su potencial en nueve dimensiones espaciales y una de tiempo: diez dimensiones. Así pues, trabajando en dimensiones más altas, esta teoría del hiperespacio puede ser la culminación que conoce dos milenios de investigación científica: la unificación de todas las fuerzas físicas conocidas. Como el Santo Grial de la Física, la “teoría de todo” que esquivó a Einstein que la buscó los últimos 30 años de su vida.

Es cierto, los mejores siempre han buscado el Santo Grial de la Física. Una Teoría que lo pueda explicar todo, la más completa que, mediante una sencilla ecuación, responda a los misterios del Universo. Claro que tal hazaña, no depende siquiera de la inteligencia del explorador que la busca, es más bien un problema de que, las herramientas necesarias (matemáticas) para hallarla, aún no han sido inventadas.

Durante el último medio siglo, los científicos se han sentido intrigados por la aparente diferencia entre las fuerzas básicas que mantienen unido al cosmos: la Gravedad, el electromagnetismo y las fuerzas nucleares fuerte y débil. Los intentos por parte de las mejores mentes del siglo XX para proporcionar una imagen unificadora de todas las fuerzas conocidas han fracasado. Sin embargo, la teoría del hiperespacio permite la posibilidad de explicar todas las fuerzas de la naturaleza y también la aparentemente aleatoria colección de partículas subatómicas, de una forma verdaderamente elegante.  En esta teoría del hiperespacio, la “materia” puede verse también como las vibraciones que rizan el tejido del espacio y del tiempo. De ello se sigue la fascinante posibilidad de que todo lo que vemos a nuestro alrededor, desde los árboles y las montañas a las propias estrellas, no son sino vibraciones del hiperespacio.

Antes mencionábamos los universos burbujas nacidos de la inflación y, normalmente, el contacto entre estos universos burbujas es imposible, pero analizando las ecuaciones de Einstein, los cosmólogos han demostrado que podría existir una madeja de agujeros de gusano, o tubos, que conectan estos universos paralelos.

Aunque muchas consecuencias de esta discusión son puramente teóricas, el viaje en el hiperespacio puede proporcionar eventualmente la aplicación más práctica de todas: salvar la vida inteligente, incluso a nosotros mismos, de la muerte de este universo cuando al final llegue el frío o el calor.

Esta nueva teoría de supercuerdas tan prometedora del hiperespacio es un cuerpo bien definido de ecuaciones matemáticas. Podemos calcular la energía exacta necesaria para doblar el espacio y el tiempo o para cerrar agujeros de gusano que unan partes distantes de nuestro universo. Por desgracia, los resultados son desalentadores. La energía requerida excede con mucho cualquier cosa que pueda existir en nuestro planeta. De hecho, la energía es mil billones de veces mayor que la energía de nuestros mayores colisionadores de átomos. Debemos esperar siglos, o quizás milenios, hasta que nuestra civilización desarrolle la capacidad técnica de manipular el espacio-tiempo  utilizando la energía infinita que podría proporcionar un agujero negro para de esta forma poder dominar el hiperespacio que, al parecer, es la única posibilidad que tendremos para escapar del lejano fin que se avecina. ¿Que aún tardará mucho? Sí, pero el tiempo es inexorable, la debacle del frío o del fuego llegaría.

No existen dudas al respecto, la tarea es descomunal, imposible para nuestra civilización de hoy, ¿pero y la de mañana?, ¿no habrá vencido todas las barreras? Creo que el hombre es capaz de plasmar en hechos ciertos todos sus pensamientos e ideas, sólo necesita tiempo: Tiempo tenemos mucho por delante.

¿Sabremos aprovecharlo?

Fusión de Deuterio con Tritio produciendo helio^-4 liberando un neutrón, y generando 17,59 MeV de energía, como cantidad de masa apropiada convertida de la energía cinética de los productos, de acuerdo con E = Δm c^2. En física nuclear , la fusión nuclear es el proceso por el cual varios núcleos atómicos de carga similar se unen para formar un núcleo más pesado. Se acompaña de la liberación o absorción de una cantidad enorme de energía, que permite a la materia entrar en un estado plasmático.

Instalación para fusión nuclear

Este proceso puede liberar enormes cantidades de energía. Sin embargo el proceso no es tan simple, requiere de una enorme energía de activación a una temperatura del orden de los millones de grados. De haber esta energía, surge otra dificultad: la estructura material de un reactor puede fundirse a tan elevada temperatura.

Dentro de unos treinta años estaremos en el camino correcto, la energía de fusión sería una realidad que estará en plena expansión de un comenzar floreciente. Sin residuos nocivos peligrosos como las radiaciones de la fisión nuclear, la fusión, nos dará energía limpia y barata en base a una materia prima muy abundante en el planeta Tierra.

Nuestro Sol fusiona Hidrogeno en Helio a razón de 4.654.000 toneladas por segundo. De esta enorme cantidad de Hidrógeno, 4.650.000 toneladas se convierten en Helio. Las 4.000 toneladas restantes, son lanzadas al espacio en forma de luz y calor, energía termonuclear de la que, una parte, llega al planeta Tierra y hace posible la vida.

Resulta pues que, el combustible nuclear de las estrellas es el Hidrógeno que mediante su fusión hace posible que genere tal enormidad de energía. Así lleva el Sol unos 4.500 millones de años, y se espera que, al menos durante un período similar, nos esté regalando su luz y su calor.

No debemos confundir la Fisión con la Fusión, la primera es la que se emplea en las Centrales nucleares para producir energía y, ya sabemos todo lo peligrosa que resulta (Japón, en sus propias carnes ha sufrido y sufre sus consecuencias), las radiaciones del Uranio y del Plutonio son fatales para la vida. Por el contrario, la fusión es limpia pero…de momento, inalcanzable.

Pero ¿tenemos Hidrógeno en el planeta Tierra para tal empresa?

La verdad es que sí. La fuente de suministro de Hidrógeno con la que podemos contar, es prácticamente inagotable…

¡El agua de los mares y de los Océanos!

Todos sabemos que el hidrógeno es el elemento más ligero y abundante del Universo. Está presente en el agua y en todos los compuestos orgánicos. Químicamente, el hidrógeno reacciona con la mayoría de los elementos. Fue descubierto por Henry Cavendisch en 1.776. El hidrógeno se utiliza en muchos procesos industriales, como la reducción de óxidos minerales el refinado del petróleo, la producción, de hidrocarburos a partir de carbón y la hidrogenación de los aceites vegetales y, actualmente, es un candidato muy firme para su uso potencial en la economía de los combustibles de hidrógeno en la que se usan fuentes primarias distintas a las energías derivadas de combustibles fósiles (por ejemplo, energía nuclear, solar o geotérmica) para producir electricidad, que se emplea en la electrolisis del agua. El hidrógeno formado se almacena como hidrógeno líquido o como hidruros de metal.

Bueno tanta palabrería y explicaciones solo tiene por objeto hacer notar la enorme importancia del Hidrógeno. Es la materia prima del Universo, sin él no habría estrellas, no existiría el agua y, lógicamente, tampoco nosotros podríamos estar aquí sin hidrógeno.

Si finalmente somos capaces de conseguir energía a través de la fusión nuclear, la Humanidad habrá dado un paso gigante hacia su futuro. Pero sigamos con las explicaciones. Cuándo dos moléculas de Hidrógeno se junta con una de Oxígeno (H₂O), tenemos el preciado líquido que llamamos agua y sin el cual la vida no sería posible.

Así las cosas, parece lógico pensar que, conforme a todo lo antes dicho, los seres humanos, deberán fijarse en los procesos naturales (en este caso el Sol y su producción de energía), y, teniendo como tiene a su disposición la materia prima (el Hidrógeno de los océanos), procurar investigar y construir las máquinas que sean necesarias para conseguir la fusión, la energía del Sol.

Esa empresa está ya en marcha y, como he dicho al principio de este comentario, posiblemente, en unos treinta años, sería una realidad que nos dará nuevas perspectivas para continuar el imparable avance en el que estamos inmersos. La energía, a lo largo de la historia, ha permitido elevar el nivel de vida del ser humano. La energía es la base de todo sistema económico, de ella depende el coste de todos los productos, desde un chicle a una limusina: a más escasez de energía, más cuesta ganarse la vida. El carbón, en primer lugar, posibilitó la extinción de la servidumbre; el petróleo, mientras fue abudante, logró que la economía mundial viviese su época dorada durante 1950-1973; la energía de fisión actual se presenta, a veces, como única alternativa. Sin embargo, todas estas energías tienen un vicio común: o son escasas o contaminan.

Tenemos que huir de esto, la Fisión nuclear no es la solución Pero no me gustaría cerrar este comentario sobre la fusión sin contestar a una importante pregunta… ¿por qué la fusión?

Porque tiene una serie de ventajas muy significativas en seguridad, funcionamiento, medio ambiente, facilidad en conseguir su materia prima, ausencia de residuos peligrosos, posibilidad de reciclar los escasos residuos que genere, etc. Los recursos combustibles básicos (deuterio y Litio) para la fusión son abundantes y fáciles de obtener.

• Los residuos son de helio, no radiactivos.
• El combustible intermedio, Tritio, se produce del Litio.
• Las centrales eléctricas de fusión no estarán expuestas a peligrosos accidentes como las centrales nucleares de fisión.
• Con una elección adecuada de los materiales para el propio dispositivo de fusión, sus residuos no serán ninguna carga para las generaciones futuras.
• La fuente de energía de fusión es sostenible, inagotable e independiente de las condiciones climáticas.

Para producir la energía de fusión solo tenemos que imitar lo que hace el Sol. Tenemos que hacer chocar átomos ligeros de Hidrógeno para que se fusionen entre sí a una temperatura de 15 millones de grados Celsius, lo que, en condiciones de altas presiones (como ocurre en el núcleo del Sol) produce enormes energías según la formula E=mc² que nos legó Einstein demostrando la igualdad de la masa y la energía.

Claro que, el problema que surge en la fusión es que para que este tipo de reacciones se produzca se necesita un enorme aporte energético que logre que los nucleos venzxan la fuerza de repulsión que existe entre ellos (ambos cargados positivamente), y puedan universe. Este aporte energético se logra mediante el calor, aplicando temperaturas de millones de grados.

El problema comentado anteriormente proviene de la dificultad de conseguir un reactor nuclear que pueda aguantar esas temperaturas sin destruirse. El estado de la materia a fusionar a esta temperatura se denomina plasma, y su estructura atómica es un completo desorden en este punto. Sí, es verdad que estamos jugando con fuerzas muy poderosas, ¡querer imitar lo que hacen las estrellas!

Actualmente se está investigando en este tipo de reactores en un consorcio denominado ITER.

Las dos formas que se están experimentando para poder confinar la materia a fusionar son el confinamiento magnético y confinamiento inercial.

• Confinamiento magnético: Se logra crear y mantener la reacción de fusión gracias a grandes cargas magnéticas.

• Confinamiento inercial: El calentamiento se obtiene mediante láseres y el confinamiento del plasma con la inercia de la materia que se encuentra en el interior.

Todas las respuestas a nuestras necesidades están en la Naturaleza. Sin embargo, debemos ir con exquisito cuidado, tantear suavemente los resortes que nos puedan llevar a conseguir las respuestas deseadas, ya que, no podemos jugar a ser dioses cuando sólo somos humanos, y, existen fuerzas que ni podemos imaginar. Tratar de buscar soluciones…Sí, hacerlo de cualquier manera…No.

                                                                                             En el proceso de la fusión Solar está la respuesta

¿Te imaginas una fuente de energía limpia, barata y casi inagotable? ¿Que utilizara agua como combustible y no produjera ningún tipo de residuo? Son estos sueños los que alimentan la esperanza de la fusión nuclear. Pero, ¿es factible? Pues parece ser que todavía no pero, estamos en el camino.

El ojo humano tiene sus limitaciones para ver, sin embargo, la imaginación no tiene barreras y, a lo largo de la historia de la Humanidad se han dado pruebas de lo lejos que pueden llegar nuestros pensamientos. Hasta no hace mucho se creía imposible que se pudieran lograr muchos de los avances que ahora, nos parecen cosas cotidianas, y, en el futuro no muy lejano, es posible que podamos gozar de esa energía limpia y de contaminación ausente que nos pueda abrir el camino hacia una nueva era. Nuestra Casita Azul necesita que la cuidemos y, un paso muy importante para ello sería…La Fusión Nuclear.

De todas las maneras y a pesar de lo mucho que nuestras mentes pueden imaginar, no será fácil lograr,  aquí en la Tierra el mismo proceso que se produce en nuestro Sol, y, tantas dificultades se presentan para ello que, por eso, muchos hablan de la fusión fría.

¿Podeis imaginar que pudiéramos producir en la Tierra 15 millones de grados de temperatura? ¿Qué máquinas podrían soportarlo? y, desde luego, aislar esas instalaciones del exterior para que el calor no saliera y se produjera una debacle de proporciones inmensas…no parece nada fácil tampoco. Habrá que esperar y seguir trabajando sin desmayo, nuestro futuro lo necesita.

emilio silvera

Como consecuencia del terremoto y el tsunami ocurrido el 11 de marzo de 2011 en Japón, la central nuclear de Fukushima resultó seriamente dañada. Esta planta número 1 de Tokyo Electric Power en Fukushima (conocida con el nombre de Daiichi) está situada a unos 270 kilómetros al noreste de Tokio, cuenta con seis reactores de agua ligera en ebullición, opera desde 1971 y contaba con permiso para continuar activa hasta el año 2021.

Para caracterizar de forma cuantitativa y precisa las radiaciones ionizantes y sus posibles efectos es necesario disponer de un conjunto de magnitudes con sus correspondientes unidades, y, de hecho, existen un gran número de magnitudes para dosimetría de radiaciones y protección radiológica. Esto es consecuencia por una parte de la naturaleza compleja de los fenómenos considerados y por otra del intento de definir magnitudes que midan no sólo propiedades físicas (tales como carga, energía o número de partículas) sino que tengan en cuenta los posibles efectos biológicos y el riesgo potencial asociado a las radiaciones ionizantes.

Antes de la explosión habían sido evacuadas 46.000 personas, en un radio de 10 kilómetros

Aquí podríamos hablar del Reglamento sobre Protección sanitaria contra radiaciones ionizantes, Magnitudes radiométricas, Coeficientes de interacción, Dosimetría, Protección Radiológica, Radioprotección, etc.

Sin embargo, a efectos de radioprotección interesa cuantificar aquella fracción que permanece dentro de la masa de referencia dm y eso es la Dosis Absorbida D. La unidad de la dosis absorbida es también el Gray (Gy) al ser dimensionalmente 1 Gy = 1 J/kg.

Tenemos ya un caso muy sencillo en el que dos magnitudes con las mismas dimensiones físicas y unidades, expresan conceptos diferentes. A fin de concretar, si se considera una pequeña cantidad de materia aislada dm, sobre la que incide radiación, la suma de energía cinética inicial de todas las partículas cargadas liberadas, componen el kerma, pero tan sólo una fracción de esta energía quedaqrá absorbida en la masa de referencia dm, y esta es la dosis absorbida. Por tanto, al estudiar los efectos biológicos de la radiación en dm, la magnitud de interés en este caso es la Dosis Absorbida más que Kerma.

       Es importante controlar la posible absorción de radiación que pueda haber sufrido el cuerpo

Claro que, la radiosensibilidad puede ser muy diferente para distintos órganos del cuerpo humano y la diversa radiobiológica que pueden tener las dintintas componentes de los campos complejos de radiación.

Evidentemente, cada una de ellas tiene sus propios y muy diferentes modos de ionizar con sus correspondientes efectos biológicos. En este punto se requiere la aplicación de dos conjuntos de factores de ponderación adimensionales que consideran por un lado el campo de radiación (w_g) y por otro, la radiosensibilidades particulares de los diferentes tejidos (w_T).

Aquí entran en juego magnitudes dosimétricas cuya dimensión física sigue siendo energía por unidad de masa (J/kg) pero el nombre es diferente al serlo también el concepto que representa. Se trata de la dosis equivalente H_T en el tejido T y la dosis efectiva E en todo el cuerpo, se definen mediante unas ecuaciones que obviaremos aquí.

Los efectos de la radiación Absorbida por un cuerpo humano pueden llegar a ser tan nosivas que hasta llevan a la muerte conforme a la exposición externa, la dosis equivalente comprometida, la dosis efectivamente absorbida y otras consideraciones que nos llevan a saber.

Podríamos aquí expresar mediante una especie de Tabla, los efectos para la salud de los distintos niveles de Dosis Efectiva. Valores para los que no existen evidencias de efectos sanitarios en seres humanos.

Dosis Efectiva (mSv)                            Efectos equivalentes sobre la salud

- 10.000                                                    Muerte en días o semanas (100 x 100 de los casos)

-   4.000                                                         “                                  “             (  50% de los casos)

-       250                                                      No produce efectos observables de tipo inmediato

-       100                                                     No hay evidencias de efectos sanitarios en seres humanos

-             3,5                                                Dosis media anual por persona en España

-             3,0                                                Una exploración radiográfica del aparato digestivo

-             0,02                                             3 horas de Avión

-             0,01                                             Dosis anual media debida a la industria nuclear.

La Tabla anterior sirve para que nos hagámos una idea de la significación de esta unidad en términos de efectos para la salud.

Comncentrándonos en el accidente de Fukushima, la información actualizada y directa puede consultarse en la web del CSN que es el punto de contacto español de la Convención Internacional de Pronta Notificación de Accidentes Nucleares. Además CSN es transmisor directo de los datos recibidos desde el Organismo Internacional de la Energía Atómica (OIEA).

https://www.esn.es/index.php?option =com_contet&id=17161

La clasificación de los incidentes y accidentes radiológicos se hace usando la ESCALA INTERNACIONAL DE SUSCESOS NUCLEARES Y RADIOLÓGICOS (INES) que permite por ejemplo comparar los sucedido en Fukushima respecto a otros suscesos acaecidos en el p’asado.

De los efectos de la radiación en los Humanos, todos sabemos hasta las atrocidades que pueden llegar a producir, y, tal conocimiento, por sí mismo, nos debería aconsejar el huir de cierto tipo de energías que, en un caso como el de Fukushima, puede generar tan inmenso mal general que, ni todo el producto obtenido desde su construcción, lo podría compensar.

¡No tenemos otra salida! Si queremos preservar a la Humanidad de una debacle de dimensiones incalculables (hasta el momento hemos tenido suerte), debemos dirigirnos hacia otras formas de energías, y, desde luego, la Ciencia básica y desarrollo tecnológico en plasma de fusión nuclear, es el sendero que debemos tomar.

                 Stellator TJ-II – CIEMAT

En mi última visita al CIEMAT un buen amigo físico nuclear especializado en fusión nuclear me acompañó y enseñó el proyecto Stellator TJ-II (CIEMAT): fusión por confinamiento magnético. Simula las consecuencias de los choques entre los núcleos atómicos del plasma. Es un camino hacia una fuente de energía casi inagotable.

CIEMAT es el organismo que realiza y coordina las investigaciones sobre fusión nuclear que se realizan en nuestro país, tanto de confinamiento como de materiales. El Stellerator TJ-II es el proyecto estrella español en el campo de los reactores de fusión.

                                 El Tokamaks JET es más impresionante

                                           JT-60 (Naka 1985)

El plasma del Tohamak Internacional ITER (que entrará en operaciones a finales de esta década), llegará a 840 m³ de plasma. Está situado en Cadarache (Francia) y, de momento, es la esperanza del futuro próximo.

Veremos si el esfuerzo ha merecido la pena pero, de todas las maneras, no podemos dejar de intentarlo, las energía de Fisión nuclear del uranio 235 y del Plutonio 239 entre otras, no parecen las más recomendables por muchos aspectos negativos que, finalmente, no compensan el daño.

emilio silvera

Fuente NASA

El ‘Endeavour’ captado por el astronauta Paolo Nespoli. | ESA

De hecho, la NASA está buscando posibles daños en la estructura del Atlantis después de que un rayo impactara a poco más de un kilómetro de distancia del transbordador, según informó la cadena CNN.

Imagen del transbordador espacial ‘Atlantis’. | Thierry Legault

“Por ahora no hay ningún daño evidente“, aseguró poco después el portavoz de la NASA Allard Beutel a un grupo de periodistas. “Vamos a estar esquivando tormentas durante las próximas 24 horas”, admitió Beutel.

La nave ‘Enterprise’ en mayo de 1979. | NASA

De verse obligados a aplazar el lanzamiento, la NASA tendría una ventana de oportunidad el sábado, cuando las oportunidades favorables serían del 40 por ciento, y otra el domingo, cuando aumentarían al 60 por ciento.

 Triunfalismo prematuro

La vibración incomparable que acompaña desde hace 30 años al fulgurante ascenso del ‘shuttle’ dejará paso aun vacío insondable en la NASA, acechada por los despidos, los recortes presupuestarios y la ‘fuga de cerebros’ que han dejado a la deriva el programa espacial.

‘Atlantis’ en su tercera misión: acoplarse a otra nave. | NASA

Se supone que el fin del transbordador iba a abrir las puertas a una ‘nueva era’, encabezada por compañías privadas como SpaceX u Orbital Sciences, pero el relevo con misiones tripuladas no llegará hasta dentro de tres o cuatro años. El triunfalismo prematuro ha dejado paso a un pesimismo casi unánime, extendido como una epidemia en las dependencias obsoletas y cada vez más vacías de la NASA.

Pocos expertos cuestionan, sin embargo, que había llegado el momento de jubilar al ‘shuttle’, al cabo de 135 vuelos (la mitad de los prometidos), 14 astronautas muertos en dos accidentes mortales (Challenger y Columbia) y más 192.000 millones de dólares consumidos desde el inicio del programa (el doble de lo calculado).

Uno de los tripulantes en el cuarto vuelo del ‘Challenger’ (1984). | NASA

Futuro incierto

Lo único cierto en el futuro inminente de la NASA es la nueva cadena de despidos que dejará el programa del ‘shuttle’ con apenas 1.000 trabajadores (de los 17.000 que llegó a tener).

Lanzamiento del ‘Columbia’ desde el Centro Espacial Kennedy en 1981. | NASA

La agencia ha firmado sendos y multimillonarios contratos con SpaceX y Orbital Sciences para una larga veintena de vuelos no tripulados a la Estación Espacial Internacional de aquí al 2015, pero los problemas técnicos pueden dilatar el calendario, y hasta entonces no queda otro remedio que ‘alquilar’ la nave rusa Soyuz.

Explosión del ‘Challenger’ en 1986: momentos después del lanzamiento. | NASA

En el horizonte -aunque cada vez lo escuchamos menos- está la meta inconcreta de lanzar una nave tripulada a un asteroide (no se sabe cuál ni cuándo), como paso intermedio hacia lo que todos consideran “el próximo paso lógico”. O sea, Marte. Pero lo cierto es que el planeta rojo parece cada vez más lejano mientras la NASA siga sin salir del ‘agujero negro’.

 

Imagen de la ‘Aurora Australis’ vista desde el ‘Discovery’ en 1991. | NASA

Inasequibles al desaliento y a la amenaza de la tormenta tropical prevista para el viernes en Cabo Cañaveral, la tripulación del Atlantis ultima los preparativos para el vuelo rutinario de aprovisionamiento que pondrá fin a la odisea del ‘taxi’ espacial iniciada hace tres décadas, en 1981.

Un tripulante del ‘Discovery’, sujeta un cartel de “A la venta” en 1984. | NASA

Esta vez serán tan sólo cuatro los astronautas -Chris Ferguson, Doug Hurley, Sandy Magnus y Rex Walheim-por razones de seguridad y de ‘overbooking’ en la nave Soyuz (con capacidad para tres tripulantes), que tendría que ser usada como rescate para su regreso a tierra firme si algo fallara en el último ‘shuttle’.

Nuevos acontecimientos nos esperan, nuevas misiones y empresas de ambiciosos Proyectos que saldrán adelante (a pesar de todo) y que nos llevaran a otros mundos, otras regiones lejanas del espacio exterior. Sin ir más lejos, ahora mismo son muchas las sondas espaciales que pululan por ahí fuera, y, en distintos lugares del Sistema Solar están acumulando datos e imágenes para enviarlas al Centro de Datos que, una vez recicladas las expondrán al público para su asombro y regocijo.

Una etapa ha finalizado…Otra nueva comenzará. La Ciencia no descansa y, la que esperamos tener en el futuro, nos llevará tan lejos que, incluso nos podríamos salir de la Galaxia. ¡Un sueño? Sí, pero como hemos dicho aquí muchas veces…¿quién para la imaginación?

Hoy día se estima el mercado de la nanotecnología en cientos de billones de dólares. Nuestro país también ha apoyado esta iniciativa aunque en menor proporción. De hecho la nanotecnología no es una prioridad dentro de nuestro sistema de investigación, no hay programas especiales de apoyo económico en este tópico y se compite por igual con todas las áreas. Con pocos recursos económicos se tiene poca infraestructura y en general grupos pequeños lo que dificulta la capacidad para competir. Aún con estas limitantes, se han obtenido excelentes resultados y hay grupos en nuestro país que cuentan con reconocimiento internacional.

Materiales nanoestructurados y nanotecnología

Los materiales nanoestructurados (NEMs, por siglas en inglés) han despertado rápidamente un gran interés debido a la diversidad de sus aplicaciones. De acuerdo a la definición más aceptada, los materiales nanoestructurados son aquellos en los que por lo menos una de sus

dimensiones se encuentra en el rango de 1-100 nm. Es decir, los NEMs son tres órdenes de magnitud más pequeños que los MEMS (sistemas microelectromecánicos, por sus siglas en inglés), e incluyen nanopartículas, nanocristales, nanoalambres, nanobarras,

nanotubos, nanofibras, nanoespumas, etc. Los NEMs pueden ser semiconductores, dieléctricos, metales, orgánicos, inorgánicos, aleaciones, biomateriales, biomoléculas, oligómeros, polímeros, etc.

Aunque también existen sistemas nanoestructurados de dimensiones mayores como son los cristales fotónicos. En el rango de nanómetros, los materiales presentan propiedades ópticas, eléctricas, magnéticas y mecánicas únicas y totalmente diferentes de los materiales en el rango de los micrómetros o milímetros llamados también materiales en bulto.

Para tener una idea de que tan pequeño es un nanómetro podemos mencionar que un milímetro tiene un millón de nanómetros; el diámetro del cabello humano mide entre 10,000 y 50,000 nanómetros; los glóbulos rojos y blancos miden entre 2 y 5 nanómetros mientras que el ADN mide 2.5 nanómetros.

Las propiedades de los NEMs son dominadas por los efectos de superficie mientras que las de los materiales en bulto son debidas a un efecto de volumen. La tecnología para su producción y uso se ha convirtiendo en una industria muy poderosa: la nanotecnología. La nanotecnología es la ciencia e ingeniería de producir materiales o estructuras funcionales de unos cuantos nanómetros. Es la tecnología del futuro con la cual se desarrollarán los nuevos materiales y dispositivos. Las aplicaciones son sorprendentes así como variadas, por ejemplo, la industria optoelectrónica y fotónica, biomedicina, sensores, celdas solares y de combustible, catálisis, memorias ópticas, procesadores de computadoras, fotodetectores, herramientas de corte, industria automotriz y aeronáutica, moduladores e interruptores, cosméticos, etc. Aunque todas las aplicaciones son de gran interés, sin duda alguna las aplicaciones en sistemas biológicos son las más sobresalientes. Especialmente las aplicaciones de las propiedades ópticas de los sistemas nanoestructurados.

La tecnología fundamental del siglo XXI: NanoTecnología

Uno de sus aprtados es, la Nanofotónica

La nanofotónica es la fusión de la nanotecnología y la fotónica. Es un campo multidisciplinario que estudia las propiedades ópticas de los sistemas nanoestructurados y la interacción luzmateria a nivel nanoscópico. Ya mencionamos que las propiedades ópticas de las nanopartículas son dominadas por los efectos de superficie. Así, controlando el tamaño de las nanopartículas o nanoestructuras podemos controlar o amplificar ciertas propiedades de los sistemas bajo estudio. En general, las nanoestructuras pueden ser de tres tipos, semiconductoras, dieléctricas y metálicas.

Cada una de ellas produce fenómenos de especial interés cuando interactúan con una señal óptica, pudiendo así ser aplicadas en diferentes campos. Un campo de especial interés es la biología.

El estudio de las propiedades luminiscentes de sistemas nanoestructurados en sistemas biológicos es el campo de estudio de la bionanofotónica. Especialmente trata sobre el estudio de sistemas nanoestructurados en aplicaciones biomédicas. Diferentes nanopartículas han sido propuestas para ser utilizadas en la detección de bajas concentraciones de diferentes elementos como células cancerigenas, virus, ADN, ARN, proteínas, etc. También han sido utilizadas para la entrega de medicamentos en forma dirigida y controlada así como para la destrucción de tumores cancerigenos. En la última década, los avances han sido sorprendentes pero aún hay mucho por hacer. En el CIO, durante los últimos 6 años hemos estado trabajando en la síntesis de nanopartículas y estudiado sus propiedades ópticas a fin de poder ser utilizadas en distintas aplicaciones.

Las propiedades luminescentes de nuestras nanopartículas son muy interesantes y prometen grandes oportunidades de aplicación en diferentes áreas.

Nanopartículas semiconductoras o puntos cuánticos

Los nanocristales semiconductores también llamados puntos cuánticos son nanoestructuras a base de materiales semiconductores inorgánicos y representan el grupo donde el efecto del tamaño es más evidente. El tamaño nano da lugar a lo que se conoce como confinamiento cuántico, que no es más que la localización de los electrones en un espacio bien definido, es como poner un electrón en una caja. Mientras que para tamaños mayores los electrones están no localizados. El confinamiento produce un ensanchamiento de la banda de energía prohibida del semiconductor así como la aparición de sub-bandas discretas en la banda de valencia y de conducción. Las dimensiones típicas oscilan entre uno y diez nanómetros.

Con frecuencia se les describe como átomos artificiales debido a que los electrones están dimensionalmente confinados como en un átomo y sólo se tiene niveles de energía discretos. Entre las nanoestructuras más estudiadas se encuentran las de CdSe/ZnS, CdSe/CdS, InP/ZnSe, CdTe/CdSe, entre otras. El resultado más vistoso de estas nanoestructuras es la capacidad para poder sintonizar la longitud de onda o color de la emisión.

Así, con un solo material y variando el tamaño de la nanopartícula es posible obtener múltiples colores o longitudes de onda de la señal emitida. Las aplicaciones son impresionantes y apuntan en todas las direcciones. Por ejemplo, podrían ser utilizados como colorantes inorgánicos sin problemas de degradación a diferencia de los colorantes orgánicos. También podrían ser utilizados en el diseño de los nuevos amplificadores ópticos de amplio ancho de banda tan importantes en los sistemas de comunicación óptica; en este caso cada nanopartícula con un diámetro determinado funcionaría como un amplificador, así el ancho de banda se determina con la selección adecuada de los diámetros de las partículas. O bien para la producción de fuentes de luz blanca mediante excitación con un LED u OLED o por electroluminiscencia. Quizás una de las aplicaciones que mayor atención ha recibido es en su uso como etiquetas fluorescentes con emisión en la región visible del espectro, para la detección de una gran variedad de compuestos entre ellas células cancerigenas. Las técnicas actuales no detectan bajas concentraciones de células cancerigenas o compuestos de interés, por lo que la técnica de detección de fluorescencia de nanopartículas es una gran promesa para la detección temprana de este mal, para así incrementar el éxito en el tratamiento. Dado el tamaño tan pequeño de los puntos cuánticos actualmente se intenta desarrollar nanoestructuras más complejas formadas por puntos cuánticos o nanocristales acomplejados con diferentes componentes que desempeñan distintas funciones, detección, entrega de medicamento dirigido, efecto de la terapia, etc. Es decir, se busca una nanoestructura inteligente con múltiples funciones. El problema que presentan los puntos cuánticos es que son poco estables ya que tienden a aglomerarse, además de que se excitan con una fuente de luz UV donde la mayoría de los compuestos que se pueden encontrar en interior del cuerpo humano emiten luz lo que significa pérdida de contraste en la imagen de la célula deseada.

Nanopartículas dieléctricas o nanocristales

Los nanocristales dieléctricos son óxidos que presentan una banda de energía prohibida muy ancha y como consecuencia requieren altas energías de bombeo o luz en el UV para obtener emisión que en general es débil, aunque cuando se combina en forma adecuadacon diversos componentes son excelentes emisores de luz debido a su eficiencia y alta estabilidad. Son excelentes matrices para soportar iones de tierras raras que son muy buenos emisores de luz. En este caso no se observan efectos de confinamiento debido a que los electrones se encuentran localizados en orbitales atómicos del ion activo. Sin embargo, la dinámica de los iones emisores de luz se ve afectada por la interacción a nivel nanoscópico lo que puede producir una mejora en la eficiencia de emisión. Entre los nanocristales mas estudiados se encuentran algunos silicatos como Y2SiO5, la combinación nY2O3 + mAl2O3 que comprende puramente el óxido de itria, puramente el óxido de aluminio, cuando se combinan con n=3 y m=5 da lugar a la estructura cristalina mas utilizada en óptica para producir láseres conocida como YAG, o YAP para la combinación n=m=1 que corresponde a uno de los cristales mas sensibles a laradiación ionizante y que es utilizado para la detección de rayos X o rayos gama. El óxido de titanio (TiO2) y el óxido de zinc (ZnO) que se utilizan en los bloqueadores solares además de ser excelentes para los procesos de fotocatálisis, útiles en la reducción de contaminantes, para celdas solares y como bactericida.

Recientemente, hemos demostrado que el óxido de zirconio (ZrO2) combinado con otros elementos bloquea el rango completo de la luz ultravioleta, especialmente aquella región que produce el cáncer de piel. Este mismo nanocristal presenta excelente respuesta en la detección de radiación ionizante, UV, rayos X, gama, beta y alfa, tanto en tiempo real como en forma acumulada lo que sugiere buenas oportunidades para su uso en el diseño de dosímetros para la cuantificación de dosis recibidas.

Además, es excelente soporte para iones de tierras raras, con las cuales hemos obtenido luz visible (azul, verde y rojo) excitando con una fuente en el cercano infrarrojo. Ya que con esta fuente solo se excitan los nanocristales no hay emisión de fondo lo que mejora el contraste de las imágenes obtenidas. Estas características convierten a estos nanocristales en excelentes candidatos en aplicaciones biomédicas para la detección de diversos elementos a concentraciones bajas. La fabricación de estos nanocristales implica un tratamiento térmico para el proceso de oxidación lo que induce un tamaño de partícula grande. Se han reportado tamaños de partícula desde 10 a 90 nm.

Estructura de alas de mariposa

Muchas veces se obtienen cristales muy pequeños pero con poca eficiencia de emisión, el reto es obtener mayor eficiencia de emisión sin incrementar demasiado el diámetro de las nanopartículas. Tamaños promedios con los que se han obtenido excelente eficiencia de emisión son entre 40 y 60 nm.

Nano partículas metálicas, plasmones.

Las nanopartículas metálicas tienen la habilidad de esparcir y absorber la luz incidente. En este caso, los efectos en las propiedades ópticas respecto a su contraparte en bulto se derivan de los efectos electrodinámicos y de la modificación del ambiente dieléctrico. A escala nanométrica la frontera metaldieléctrico produce cambios considerables en las propiedades ópticas.

Como resultado de la interacción entre la nanopartícula metálica y la señal óptica se obtiene la oscilación colectiva de electrones de superficie lo que genera bandas de resonancia conocidas como plasmones localizados o plasmones de superficie localizados. La longitud de onda o color a la que se obtiene dicha resonancia se le conoce como banda de absorción del plasmón que depende tanto del tamaño como de la forma de la nanopartícula y es lo que da lugar a la diferente coloración observada. Las nanoestructuras metálicas más conocidas son partículas esféricas, barras y películas con núcleo dieléctrico. Aunque más recientemente se han reportado otras estructuras como cubos, triángulos, estrellas y ovoides. En todos los casos, la banda de resonancia se recorre hacia el cercano infrarrojo en comparación con las nanopartículas esféricas cuya banda esta centrada en la región verde del espectro.

Los plasmones producen en la interfase un campo eléctrico intensificado que a su vez intensifica varios procesos ópticos lineales y no lineales. El campo eléctrico producido es utilizado como una interfase sensible a las interacciones ópticas y se convierte en una poderosa herramienta para el monitoreo óptico y para la formación de imágenes ópticas

localizadas. Una de las aplicaciones bien establecidas es la espectroscopia Raman de superficie mejorada (SERS por sus siglas en inglés). En este caso el espectro Raman de un componente cercano a la superficie metálica se ve fuertemente amplificado. Se ha demostrado que es posible amplificar el campo hasta 11 000 veces más cuando las partículas presentan cierta aglomeración. Otros fenómenos que presentan amplificación son la espectroscopia infrarroja de superficie mejorada, espectroscopia de fluorescencia

y la espectroscopia de resonancia de plasmones de superficie. Todas estas técnicas son complementarias y son utilizadas en la detección de componentes químicos y bioquímicos a nivel de trazas.

Quizás un proyecto más ambicioso es el de poder detectar células cancerigenas a temprana edad de lo cual ya se han reportado importantes avances. En el CIO trabajamos con nanopartículas de oro y plata a fin de desarrollar sensores ópticos para la detección de diferentes compuestos a nivel de trazas y estamos aplicado exitosamente nanopartículas deoro en la detección de células cancerigenas.

En resumen, las nanoestructuras presentan propiedades ópticas únicas que no presentan su contraparte en bulto o de escala mayor. Éstas están siendo utilizadas para el desarrollo de la nueva generación de dispositivos optoelectrónicos y/o fotónicos. Las aplicaciones son muy variadas y abarcan muchos campos haciendo de la nanociencia y nanotecnología una área

multidisciplinaria. Especial atención recibe el uso de dichas propiedades en aplicaciones biomédicas para la detección a nivel de trazas de diversos agentes patógenos. El estudio de las propiedades ópticas de las nanoestructuras ha definido una nueva área conocida como nanofotónica.

¡El futuro está aquí!

Bibliopolis

Fuera de la atmósfera terrestre, una nave blanca y estilizada surca el espacio. Mientras suenan las notas de “El Danubio azul”, la nave se desliza hacia una estación orbital en forma de rueda, que gira majestuosamente, dispuesta a atracar en un hangar situado en el eje de la misma. Este peculiar vals, perteneciente a la película “2001, una odisea del espacio”, se ha convertido en una de las secuencias más emblemáticas de la ciencia ficción. Pero la razón última del giro de la estación no es solamente proporcionar un placer estético al espectador, sino generar para los habitantes de la misma algo casi tan indispensable cómo el aire que respiran: gravedad.

Cae una manzana

¿Qué es la gravedad?. Newton descubrió que dos masas cualesquiera se atraen mutuamente con una fuerza inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa. Debido a esto, en presencia de un campo gravitatorio todo cuerpo se ve sometido a una aceleración que se conoce cómo aceleración de la gravedad y se representa por la letra g. En la superficie terrestre el valor de g es de 9,8 m/seg2 y normalmente se considera cómo una referencia: las aceleraciones de los vehículos suelen medirse muchas veces cómo múltiplos de g. Conforme nos alejamos del planeta este valor disminuye, hasta acabar resultando casi imperceptible. Eso no significa, sin embargo, que se haya escapado de su influjo: todos los objetos del universo, hasta la más lejana galaxia, interactuan gravitatoriamente entre si. La ingravidez, entendida cómo ausencia de gravedad, no existe. Sí existen condiciones de microgravedad, en la que el valor de la gravedad es muy pequeño, o de caída libre, cuando atracción gravitatoria se ve compensada por otra fuerza, cómo por ejemplo la inercia de un cuerpo que gira. Pero en cualquiera de ambos casos el efecto es el mismo: el peso, esa fuerza invisible contra la que luchamos todos los días de nuestra vida, se vuelve imperceptible.

Flotando entre las estrellas

El hombre es una especie que ha evolucionado dentro del campo de gravedad del planeta Tierra. Nuestro sistema circulatorio, nuestros músculos, toda nuestra estructura ósea están conformadas por esa fuerza que tira de nosotros día y noche. Ahora bien: ¿cómo responde nuestro organismo cuando el peso desaparece?. El deseo de volar, la posibilidad de desplazarse libremente por el espacio, es algo profundamente arraigado en nuestro interior, quizás cómo un recuerdo de la ingravidez que experimentábamos al flotar en el útero materno. En este sentido, la ausencia de peso ofrece posibilidades sumamente interesantes. Por ejemplo, en la danza siempre ha existido una componente etérea, un desplazarse más allá de las ataduras de la gravedad. ¿Cuales serán los límites de esta disciplina cuando verdaderamente el peso no exista?. En “Danza Estelar”, de Spider y Jeanne Robinson, ganadora del Hugo y el Locus, se nos muestran cómo la danza puede alcanzar nuevas formas de expresión cuando tiene lugar fuera del campo gravitatorio terrestre, y cómo alguien que sobre la Tierra es un tullido funcional, en caída libre puede convertirse en un artista insuperable.

Otro tanto podría decirse respecto de la arquitectura. Hoy en día ya se está investigando en el espacio sobre la fabricación de nuevos materiales, cómo aleaciones especiales y cristales, que solo se pueden conseguir en condiciones de microgravedad. Las arcologias en órbita que nos pinta Haldeman en “Mundos” tenían precisamente una economía basada en el comercio de ese tipo de productos. Además, construir en semejante entorno genera nuevos grados de libertad en la mente del arquitecto. Por ejemplo, en “Blue Champagne”, de Varley, aparece una estructura llamada La Burbuja, una enorme masa de agua situada en órbita con una burbuja de aire en su interior, destinada al entretenimiento de los habitantes y turistas de una estación espacial.

La ausencia de peso incluso podría servir para prolongar la vida. En efecto, nuestro organismo suele acabar rindiéndose ante el esfuerzo implacable que sufren nuestro corazón y nuestros músculos al funcionar durante décadas dentro de un campo de gravedad. Pero cómo bien señala Carl Sagan en “Contacto”, en gravedad cero las caderas no se quiebran. En esta novela, un grupo de millonarios se refugian en un hábitat orbital tratando de encontrar una cura a sus dolencias… e incluso buscando la inmortalidad biológica en el proceso. Algo parecido plantea Clarke en “El secreto”, donde en una base lunar se descubre que la vida se prolonga considerablemente en condiciones de baja gravedad, pero aparece el problema de cómo comunicar a la Tierra que ese don solo estará disponible para los pocos privilegiados que puedan acceder a ese entorno. Clarke vuelve sobre ese tema en “2061″, donde Floyd, uno de los protagonistas de las entregas anteriores, ha conseguido prolongar su vida hasta los 103 años en perfectas condiciones de salud debido a su ininterrumpida estancia en condiciones de baja gravedad durante decadas.

El precio del paraíso

Sin embargo, a pesar de sus múltiples ventajas la vida en ausencia de peso no está exenta de inconvenientes. Por ejemplo, nuestro oído interno, el órgano de equilibrio de nuestro organismo, en algunos casos resulta gravemente afectado por la ausencia de gravedad. El resultado es una sensación de nausea y desequilibrio, el llamado “mareo espacial”, que puede prolongarse durante unos cuantos días. El problema es que vomitar en esas condiciones resulta peligrosísimo, especialmente dentro de un traje espacial. Al no existir gravedad que haga caer los residuos, estos pueden provocar la asfixia del ocupante del traje al quedar flotando dentro del mismo.

Otro aspecto, esta vez más psicológico, es el de la orientación. El ser humano se ha desarrollado en un entorno en el que existe una dirección de “abajo” claramente establecida e inconscientemente tendemos a orientarnos según esa premisa. Sin embargo, en el espacio “abajo” no existe. Es necesario desarrollar todo un nuevo esquema de visión tridimensional para poder desplazarse con efectividad en esas condiciones. Un ejemplo clásico es el de las impresiones del protagonista de “Cita con Rama” al enfrentarse a su primera visión del interior de la inmensa nave espacial cilíndrica. En su experiencia, pasó de imaginar que se encontraba en el fondo de una inmensa lata a la imagen de un túnel que se abría ante él… para terminar visualizándose cómo un insecto caminando boca abajo sobre la tapadera de la lata, con todo el terror psicológico a despeñarse hacia el increíblemente lejano fondo que ello suponía. De todos modos, el autor que mejor ha reflejado la problemática de la orientación tridimensional en ambientes de baja gravedad ha sido sin duda Orson Scott Card. En su novela “El juego de Ender”, las escenas de entrenamiento en un entorno de ingravidez, la sala de batalla, y los problemas de orientación y movilidad asociados a dicho entorno resultan insuperables y muestran cómo es indispensable una preparación muy especial para desarrollar las habilidades necesarias para el combate en gravedad cero.

Mas graves son los efectos que se producen sobre nuestra masa muscular y la desmineralización. En efecto, al no estar sometidos al esfuerzo continuo al que les somete la gravedad, los músculos se relajan y acaban atrofiándose. Tras una estancia de apenas unos meses, y sin un programa de ejercicio adecuado para mantener sus músculos tonificados, un astronauta ya no es capaz de desenvolverse sin ayuda al volver sobre la superficie del planeta. También son muy importantes los problemas de descalcificación ósea y la pérdida de minerales: los huesos se vuelven delgados cómo el papel y acaban siendo incapaces de soportar nuestro peso sin romperse. Este es por ejemplo el caso que nos presentan Bruce Sterling y William Gibson en “Estrella Roja, Órbita de Invierno”, donde el coronel Korolev, que lleva 20 años viviendo en ausencia de gravedad, se encuentra varado en una estación espacial soviética vieja, obsoleta, y a punto de ser desmantelada, sin ninguna posibilidad de poder volver a pisar la superficie del planeta que le vió nacer.

Estatuas de sal

En este sentido, abandonar la superficie de nuestro planeta recuerda en muchas ocasiones un viaje sin retorno. El espacio se convierte en una nueva frontera, llena de posibilidades… pero cuya conquista exige en cierto modo renunciar a nuestros orígenes. Por supuesto, siempre se pueden buscar alternativas. Por ejemplo, el protagonista de “Un fantasma recorre Texas”, de Fritz Leiber, viste un exoesqueleto de titanio que sustituye a sus músculos atrofiados y protege a sus huesos descalcificados durante su primera visita a la Tierra tras toda una vida en el espacio. En “Mundos”, de Haldeman, los viajeros que tenían que descender a la superficie terrestre desde los hábitats espaciales debían someterse a un intenso y estricto programa de ejercicios físicos para tonificar su sistema muscular, mientras que en “La luna es una cruel amante”, de Heinlein, los trabajos en baja gravedad se desarrollaban normalmente a la mayor velocidad posible, para que los trabajadores no quedasen varados para siempre debido a los efectos secundarios de la ingravidez (algo parecido a lo que se hace actualmente, pues las tripulaciones de la estación espacial internacional se relevan periódicamente para evitar los efectos acumulativos de la exposición a la falta de peso).

Pero al igual que los peces que hace millones de años abandonaron el océano y conquistaron la tierra, la humanidad también puede asumir el reto que plantea la ingravidez y partir a la conquista del espacio sin volver la vista atrás. Ya en “Encuentro con Medusa” Clarke utiliza chimpancés modificados para incrementar su inteligencia, cómo operarios en tareas donde prima la habilidad manual. Este concepto se desarrolla plenamente en la novela “En caída libre”, de Lois McMaster Bujold, con la figura de los cuadrúmanos, una especie modificada por ingeniería genética con cuatro brazos y sin piernas, diseñados para el trabajo en gravedad cero (donde las piernas, en efecto, son inútiles) y que el protagonista ayuda a liberar de la esclavitud a la que se encuentran sometidos por la compañía que les diseñó.

Yendo un poco más allá, estas modificaciones pueden incluso aplicarse sobre nuestro propio genoma a fin de adaptar a la humanidad a las condiciones de vida que pueden encontrarse en el espacio exterior. En “Mundos en el Abismo” e “Hijos de la Eternidad”, Aguilera y Redal presentan la raza de los colmeneros, una especie que se ha adaptado a la vida en las condiciones de espacio profundo y en ausencia de gravedad hasta el punto de que ya no parecen humanos. Pero donde esta idea se lleva a sus últimas consecuencias es en la serie de Dan Simmons sobre Hyperion, y especialmente en su novela corta “Náufragos de la hélice”, ganadora del Locus. En esta obra se lleva a cabo una detallada descripción de los Exter, una subespecie de la humanidad que también se ha adaptado a las condiciones de vida en el espacio profundo. Los Exters no solamente tienen hábitats semejantes a los de los colmeneros en asteroides o en el equivalente a la esfera de Dyson que son los anillos bosques orbitales, sino que están completamente adaptados al medio en el que viven: no necesitan respirar, su cuerpo está perfectamente preparado para el vacío y a la ingravidez e incluso algunos están dotados de inmensas velas solares que utilizan para volar a través del espacio. Poul Anderson tambien utiliza una adaptacion genetica a las condiciones espaciales en “Las estrellas son de fuego”, donde aparece la raza de los selenitas, humanos con un genoma modificado para permitirles vivir en las condiciones de gravedad de la Luna.

Existen opciones todavía más radicales. Si nuestros cuerpos biológicos son incapaces de adaptarse a las condiciones de vida en ingravidez, siempre podremos plantearnos la sustitución del mismo por un cuerpo mecánico. El ciborg, el hombre máquina, es insensible a la gravedad. En el cerebro no aparecen problemas de descalcificación, y un brazo mecánico no sufre atrofia muscular por permanecer demasiado tiempo en caída libre. Pohl realiza un magistral estudio de las implicaciones de la transformación del hombre en ciborg para adaptarse a la vida sobre el planeta Marte en “Homo Plus”, una de las novelas de referencia sobre este tema. En cualquier caso, la evolución lógica de este estadio, el trasladar la mente a un soporte puramente electrónico (cómo los extraterrestres constructores de TMA1 en “2001, una odisea del espacio” o los pilotos electrónicos usados por Saberhagen en “Alas en la oscuridad”) libera a la misma de todas las ataduras y servidumbres que acarrea un cuerpo biológico y le abre verdaderamente las puertas para la conquista de las estrellas.

El peso de la aceleración

Parece lógico que si el destino último de la humanidad es el vivir de un modo permanente fuera de la Tierra, se siga de un modo u otro el camino evolutivo al que nos hemos referido. Pero para aquellos que prefieran quedarse en los planetas, sometidos al tirón de la gravedad, transformase en un ángel con alas de cientos de metros de longitud no parece una solución demasiado realista para desplazarse de un sitio a otro por el espacio. Por suerte, generar gravedad artificial, en contra de lo que pudiera parecer, no resulta tan complejo. De nuevo la física viene a echarnos una mano, a través del llamado principio de equivalencia: un cuerpo sometido a aceleración sufre los mismos efectos que si estuviese dentro de un campo gravitatorio con una aceleración equivalente. Esto es algo relativamente fácil de comprobar: cuando aceleramos un coche, notamos claramente una fuerza que nos aplasta contra el asiento (al igual que sucede, por ejemplo, cuando se lanza una nave espacial) y esa fuerza es, a todos los efectos, indistinguible de la gravedad.

Curiosamente, debido a esto, las naves de la edad de oro clásica de la ciencia ficción, esos cohetes atómicos en forma de supositorio, eran muchísimo más coherentes con la física en este campo que muchas de las naves más modernas que han ido apareciendo con posterioridad en el género. En efecto, para llevar a cabo una travesía espacial sin problemas de gravedad es suficiente mantener una aceleración constante de un g durante una parte del trayecto, parar el impulsor, dar la vuelta y continuar el viaje decelerando con una aceleración de una gravedad en la segunda mitad de la trayectoria. Este es un mecanismo muy elegante y completamente efectivo para llevar a cabo largos viajes espaciales sin resultar afectados por la ausencia de peso.

Sin embargo, tampoco esta exento de inconvenientes. El primero es, sin duda, el del motor. Casi todos los sistemas de propulsión conocidos se basan en el principio de acción y reacción: se utiliza un combustible que sirve para acelerar una masa de impulsión que al ser expulsada empuja al vehículo en dirección contraria. Sin embargo, la cantidad de combustible que un vehículo espacial puede cargar es finita y cuanto más combustible carga, más pesa y más energía hace falta para moverlo. El perfil de vuelo no viene determinado, por tanto, por la necesidad de conseguir una determinada aceleración, sino por la masa de combustible que se puede acarrear. Lo normal es acelerar hasta gastar la mitad del mismo, mantener una trayectoria inercial sin aceleración a la velocidad alcanzada y decelerar al llegar al punto de destino. Pero este perfil vuelve a dejarnos en el punto de partida, pues durante la fase inercial del vuelo seguimos necesitando un sustituto de la gravedad.

Otro problema procede de que un sistema de aceleración continua es muy sensible a las maniobras. Ciertamente, todo funciona sin problemas mientras la nave se desplace en línea recta. Pero en cuanto tenga que cambiar de trayectoria bruscamente el interior de la misma puede convertirse en un infierno. Por ejemplo, en “Cosecha de estrellas”, de Poul Anderson, se nos describe una batalla espacial en la que la maniobrabilidad las naves viene determinada por la presencia de una tripulación humana en su interior, puesto que una nave ciborg o un simulacro electrónico carece de esas limitaciones. Esta superioridad de la máquina sobre el hombre a la hora de hacer frente a la aceleración ha sido bastante explotada en el género. Sin ir más lejos, en “Efímeras”, de Kevin ODonnell Jr la nave utiliza su capacidad para acelerar y decelerar bruscamente para sofocar un motín de su tripulación.

Se han propuesto distintas alternativas para hacer frente a estos inconvenientes. La primera implica la mejora en la eficiencia de los propulsores. Un cohete químico quema su combustible en un periodo de tiempo muy reducido, de apenas minutos. En cambio un cohete nuclear es miles de veces más eficiente y un propulsor avanzado de fusión o de antimateria tiene una eficacia centenares de miles de veces mayor. Por ejemplo, en “El mundo al final del tiempo”, de Frederik Pohl, una nave colonizadora que utiliza un esquema mixto de vela solar y motor de antimateria es capaz de mantener una aceleración casi constante durante toda su trayectoria hacia una lejana estrella.

Aun así, para un viaje lo suficientemente largo es evidente que el combustible no puede llegar para mantener una trayectoria de aceleración constante. Una posible alternativa consiste en utilizar un valor de aceleración más reducido (en “2061″ la Universe es capaz de realizar el trayecto Tierra – Júpiter a una aceleración constante de 0,1g merced a su planta de fusión catalizada por muones). También podemos renunciar a la aceleración constante… pero colocando a la tripulación en un estado de hibernación en el que los efectos de la ingravidez se vean minimizados. Una interesante variante de esta teoría la encontramos en la novela de Chales Sheffield “Entre los latidos de la noche”. El método de viaje interestelar escogido en este caso es el llamado “espacio L”, donde aparentemente las naves viajan a muchas veces la velocidad de la luz. Pero lo curioso del espacio L es que no se trata de un nuevo y revolucionario avance de la física, sino de un estado metabólico a mitad de camino entre la animación suspendida y la hibernación. En el espacio L, el metabolismo se ve ralentizado a una décima parte de su valor normal y debido a esto el tiempo corre diez veces más lento… lo que a su vez implica que las aceleraciones se perciben subjetivamente muchísimo más rápidas. En estas condiciones, las naves pueden mantenerse con una aceleración de apenas unas centésimas de g, que serán percibidas por la tripulación cómo una gravedad completa durante toda la trayectoria.

Otra estrategia valida para enfrentarse al problema de la aceleración constante es el empleo de una nave que sea capaz de conseguir su propio combustible del espacio exterior. Por ejemplo, las estatocolectoras recogen hidrógeno interestelar mediante enormes dragas magnéticas para producir una reacción de fusión nuclear autosostenida que impulsa la nave casi indefinidamente. Puesto que no cargan combustible, son mucho más ligeras que cualquier otro tipo de astronave y tienen una capacidad de aceleración continua muy superior. La estatocolectora es el vehículo interestelar por excelencia, y su problema en este caso no seria el mantener una aceleración constante sino cómo detenerse, tal y cómo lo describe Anderson en “Tau Cero” o Benford en “Efectos Relativistas”. Otras naves que no utilizan el principio de acción y reacción para desplazarse, cómo las de energía de vacío que describe Clarke en “Cánticos de la lejana Tierra” o Sheffield en “Las cronicas de McAndrew”, también puede utilizar esquemas de aceleración constante para generar gravedad.

Danzando entre las estrellas

Aunque algunas de las soluciones que hemos comentado resultan sumamente ingeniosas, en realidad ninguna de ellas aborda de un modo eficiente el problema de la trayectoria inercial intermedia de cualquier viaje espacial de mediana duración. Y, en cualquier caso, tampoco son aplicables a estructuras estacionarias situadas en órbita. Sin embargo, de nuevo podemos recurrir a un sencillo mecanismo para aplicar el principio de equivalencia a fin de simular los efectos de la gravedad dentro de estas estructuras: hacerlas girar. Asi, la fuerza centrífuga, ese derivado de la inercia de los cuerpos sometidos a rotación es, de acuerdo con el principio de equivalencia, un perfecto sustituto de la gravedad. El coste energético de la rotación es mínimo, pues una vez iniciado el giro, al no existir rozamiento, el movimiento debería mantenerse casi eternamente. Y, además, modificando el radio y la velocidad angular, podremos obtener los valores de pseudogravedad que resulten más convenientes para nuestras necesidades. De este modo, para generar gravedad en una estructura orbital solo tendremos que diseñarla con geometría de rotación (un cilindro o un toro de revolución) y hacerla girar sobre su eje.

En el caso de una nave, durante la fase de aceleración las mantendremos estables, pero al entrar en la parte inercial de la trayectoria simplemente tendremos que hacerlas girar sobre su eje de desplazamiento, cómo sucedía por ejemplo en el caso de la astronave rusa Leonov en “2010, odisea dos”, de Clarke, para generar gravedad en su interior.

Debido a su eficacia y sencillez las estructuras giratorias se han convertido en uno de los generadores gravitatorios más apetecibles que ha dado de sí el género. La rotación centrífuga se utiliza en muchas novelas cómo mecanismo de adaptación intermedio para que los habitantes del espacio puedan descender sobre una superficie planetaria. Ejemplos los tenemos en la ya citadas “Un fantasma recorre Texas” y “Mundos”. En las estaciones espaciales, desde la de “2001, una odisea del espacio” a Babylon 5, la rotación se ha convertido prácticamente en un estándar de diseño. La megalítica estructura del Mundo Anillo, de Niven, también rota para generar gravedad, con el añadido de que su enorme diámetro (recordemos que en el centro del anillo se situaba una estrella que era la que proporcionaba energía al mismo) permite que cualquier nave situada sobre la cara exterior alcance inmediatamente la velocidad de escape al desprenderse de la misma, cómo una piedra impulsada por una honda gigantesca.

Muchas naves también han utilizado elementos giratorios cómo parte de su sistema de soporte vital. En “Mundos en el abismo” se utilizaba la rotación de los veleros solares tanto para desplegar sus velas cómo para proporcionar gravedad artificial a la tripulación. En combate, sin embargo, se detenía el giro por cuestiones de estabilidad y maniobrabilidad. La Discovery de “2001, una odisea del espacio” estaba dotada de un anillo centrífugo en cuyo interior se llevaban a cabo las actividades cotidianas. Esa misma estructura aparecía también en la película “Misión a Marte”, que contenía un gran número de homenajes a la obra de Kubric. En ambos casos, la necesidad de trasladarse entre zonas con diferente nivel de gravedad y consideraciones estructurales determinaban que la velocidad de giro del tambor no fuese demasiado elevada, por lo que los astronautas debían complementar con un riguroso programa de ejercicios físicos la menor gravedad producida por el mismo.

Pero el ejemplo perfecto de empleo de este sistema de gravedad lo encontramos, sin duda, en Rama, la inmensa nave interestelar de “Cita con Rama”, de Clarke. Rama es un cilindro giratorio de kilómetros de diámetro, en cuyo interior existe un gradiente de gravedad decreciente que va del eje de giro a la superficie de la cara interna del cilindro. Su gran diámetro le permite mantener una gravedad apreciable con una velocidad de giro no excesivamente alta, mientras que su geometría cilíndrica permite un fácil acceso al interior a partir del eje ingrávido. Rama es la nave de rotación por excelencia, cuyo diseño se ha repetido en mayor o menor grado en muchas otras novelas del género, desde “Eón” (donde “la Patata”, el asteroide hueco en el que comienza la acción, consigue parte de su gravedad por rotación), hasta la trilogía de los mundos, de Haldeman, en la que la mayor parte de las arcologias orbitales utilizan este sistema para acondicionar la gravedad de los hábitats a las necesidades de sus habitantes.

La rotación es, por tanto, un sistema excelente para proporcionar gravedad a una tripulación humana en viajes espaciales de larga duración o en estructuras permanentes situadas en órbita. Sin embargo, tampoco está exenta de inconvenientes. El primero es, curiosamente, que desde un punto de vista constructivo una gravedad es un valor de aceleración bastante elevado. Las fuerzas estructurales a las que se encuentran sometidos los materiales situados en la parte externa del sistema que gira son inmensas, y, además, en naves espaciales es preciso tener en cuenta tanto los problemas de vibraciones (que fueron los que desestimaron en la fase de diseño de la ISS, la estación espacial internacional, que la misma girase) cómo los derivados de la transmisión de giro interno del anillo a la estructura externa que lo sustenta. Ciertamente, en el espacio no hay nada que “ancle” a la nave respecto de lo que la rodea, por lo que la rotación residual transmitida a la misma a través del rozamiento del anillo tendera a hacerla girar en sentido contrario a la rotación del carrusel. Este es precisamente el problema que se plantea en “2010, Odisea dos” cuando la tripulación de la Leonov intenta abordar a la Discovery en órbita de Júpiter tras haber permanecido la misma abandonada en ese punto durante varios años.

Otro efecto curioso propio de sistemas giratorios es la aceleración de Coriolis. La aceleración de Coriolis no es real, sino un efecto secundario consecuencia del movimiento dentro de un sistema que rota. Imaginemos que nos encontramos sobre la superficie interna de un cilindro que esta girando y arrojamos una pelota paralela al eje de rotación. Parece lógico pensar que la pelota describirá una trayectoria rectilínea. Pero en realidad el cilindro seguirá girando debajo de ella, de modo que cuando llegue a la altura de su destino habrá sufrido una desviación exactamente cómo si una aceleración invisible hubiera tirado de ella. La aceleración de Coriolis depende del radio de giro y de la velocidad angular, pero cómo en una astronave dicho radio debe ser forzosamente reducido, es un punto muy a tener en cuenta a la hora de aprender a desplazarse sin problemas. Una buena descripción de estos efectos la tenemos en la narración del descenso de los paracaidistas rusos desde el eje de una estación espacial en “Eón”, de Greg Bear.

Sin embargo, la mayor pega de los sistemas centrífugos, especialmente en las naves espaciales, es el de la gravedad diferencial. Tal y como comentamos más arriba el valor de la aceleración centrífuga depende de la distancia al punto de giro y de la velocidad angular. Pero el radio de giro de un carrusel centrífugo esta limitado por el diámetro máximo de la nave. En un habitáculo de 4 metros de diámetro siempre podríamos ajustar la gravedad incrementando la velocidad angular… pero entonces nos encontraríamos que los pies, por ejemplo, estarían sometidos a una aceleración de una g, mientras que la cabeza se encontraría prácticamente en caída libre. La sangre se agolparía literalmente en las extremidades inferiores, en una especie de efecto marea rotacional, dando lugar a efectos fisiológicos impredecibles. Lógicamente, siempre podríamos escoger la opción Rama, construyendo naves de kilómetros de diámetro en las que estos efectos resultasen despreciables. Pero esta no es, sin duda, una solución demasiado elegante. La NASA ha planteado dentro del marco de los estudios que se están llevando a cabo para un posible viaje a Marte durante la próxima década una solución intermedia: al alcanzarse la parte inercial de la trayectoria, la nave se divide en dos módulos separados por un cable de longitud arbitraria. Entonces se imprime una rotación angular al sistema, de modo que el módulo habitado tiene una gravedad centrífuga cuyo valor puede ajustarse mediante la velocidad de rotación (que solo viene limitada por la resistencia del cable) y en donde se pueden minimizar los efectos de la gravedad diferencial variando la distancia que separa ambos módulos. En la novela de Poul Anderson “Las estrellas son de fuego” aparecen distintos modelos de centrifugadores en cuyo diseño y especificaciones de funcionamiento se tienen en cuenta estos efectos de gravedad diferencial.

Con la fuerza de un gigante.

Hasta ahora hemos considerado las alternativas de las que disponemos para desplazarnos por un medio de gravedad inferior a la Terrestre. Pero ¿qué sucede en el caso contrario?. La adaptación a ambientes de alta gravedad resulta bastante complicada. Conforme aumenta nuestro peso, la movilidad disminuye: bajo una aceleración de diez gravedades, un individuo normal tiene un peso de prácticamente una tonelada. El corazón tiene cada vez más problemas para bombear sangre y aumenta el riesgo de dolencias cardiacas. La más leve caída puede provocar lesiones de importancia: en “La guerra interminable”, de Haldeman, una simple arruga en el traje de presión provoca una herida casi fatal a la compañera del protagonista, Marigay. El umbral de la consciencia se sitúa en torno a las diez u once gravedades. Por encima de ese punto, se pierde el conocimiento y poco más allá sobreviene la muerte.

Por desgracia, las altas gravedades no son un problema exclusivo de cuerpos celestes sumamente masivos, sino que pueden aparecer fácilmente en cualquier desplazamiento a partir del principio de equivalencia al que nos hemos referido varias veces a lo largo del artículo. Un simple avión atmosférico que realice un giro cerrado de apenas unos cuantos centenares de metros a 900 Km/h puede alcanzar fácilmente el umbral de tolerancia orgánica a la aceleración. Para evitar esto, los pilotos visten el llamado traje anti g, que consiste básicamente en una prenda que al ser sometida a una cierta aceleración se hincha bloqueando el desplazamiento de la sangre para evitar que el que la viste pierda el conocimiento. Esta es una solución válida, aunque solo durante unos breves instantes y en ningún caso para un viaje prolongado o para soportar las aceleraciones propias de un viaje espacial en el que la nave no se desplaza a 800 Km/h sino a 30 Km/seg.

El problema en este caso es, por tanto, que si bien disponemos de un gran número de mecanismos para adaptarnos a la ausencia de peso, prácticamente estamos inermes frente a las gravedades elevadas. Ya en una de las primeras novelas del género, “De la tierra a la luna” de Julio Verne, se proponía un mecanismo hidráulico para compensar las inmensas aceleraciones derivadas de lanzar la nave de los protagonistas hacia la luna utilizando un cañón. Aunque la solución propuesta por Verne es ineficaz (los intrépidos exploradores habían fallecido sin duda durante el lanzamiento), en otras condiciones si puede utilizarse el recurso de los tanques de flotación para minimizar el efecto de la aceleración, aprovechando el empuje proporcionado por el principio de Arquímedes para compensar el tirón de la gravedad. Desgraciadamente este mecanismo, cómo el del traje anti g, solo es válido durante un periodo reducido de tiempo y a costa de la movilidad del viajero.

En “La guerra interminable” se utiliza una variante de este procedimiento bastante más sofisticada: a los tripulantes se les inserta una válvula capaz de inyectar líquido dentro de la cavidad abdominal, de modo que controlando la presión del mismo pueden compensarse las aceleraciones externas eficazmente. Con este mecanismo el tope de la tolerancia biológica sube casi al centenar de gravedades típicas de un combate espacial. En la misma novela se describen también la existencia de una serie de tanques móviles que son utilizados por la tripulación para desplazarse por el interior de la nave para llevar a cabo las mínimas maniobras de control precisas en esas circunstancias. La misma idea de válvulas internas es empleada por Robert L. Forward en “Camelot 30K” para compensar las enormes aceleraciones de despegue asociadas a un cable catapulta que se usa para enviar una nave de exploración al cinturón de Kuiper para llevar a cabo un primer contacto con una peculiar civilización extraterrestre.

La utilización de válvulas implantadas para soportar la aceleración abre el campo de una posibilidad a la que ya hemos aludido con anterioridad: el ciborg. Los ciborg están particularmente bien adaptados a los ambientes de alta aceleración. Por ejemplo, en el clásico de Henry Kuttner, “Camuflaje”, una nave espacial pilotada por un ciborg utiliza su capacidad de aceleración y deceleración bruscas para deshacerse de unos piratas espaciales que pretendían apoderarse de la misma. “Encuentro con Medusa”, de Clarke, cuenta las peripecias de un humano, superviviente de un terrible accidente, que utiliza las capacidades adicionales que le proporcionan sus prótesis para la exploración del planeta Júpiter. En el siguiente estadio, la fusión mente-máquina, la tolerancia a la aceleración viene determinada por la resistencia de los componentes de la nave, miles de veces superior a la de un cuerpo orgánico. Especialmente interesante en ese sentido es el relato “Cambio marino”, de Thomas N. Scortia, donde se narra magníficamente la transición de ciborg a nave consciente y las servidumbres y el precio que ello implica.

Una alternativa a la implantación de la mente en una máquina es la utilización de un cuerpo que este adaptado al ambiente de alta gravedad para llevar a cabo la experiencia. En el clásico de Simak “Deserción”, los terrestres trasladan sus mentes a los cuerpos de los nativos del planeta Júpiter, con unos interesantes efectos secundarios. Curiosamente, no son demasiados los extraterrestres adaptados a ambientes de alta gravedad que aparecen en el género. Por ejemplo, en “El mundo al final del tiempo” aparece una raza de seres que viven dentro de las estrellas (uno de los sitios en los que la gravedad es más alta del universo), pero a la que no afectan los campos gravitatorios por estar hechos de energía. Los Hechees de la serie de “Pórtico”, de Pohl, han evolucionado en un campo de gravedad semejante al terrestre, pero tienen su refugio dentro de un agujero negro. En “Misión de Gravedad”, Hal Clements nos describe magistralmente las diferentes formas de vida que existen sobre el planeta Mesklin, grande y denso, con una gravedad que varia de los 3g del ecuador a los 300g de los polos, y la odisea de un osado mesklinita en busca de una sonda espacial terrestre.

Pero sin duda, Forward es el autor de la que podemos considerar cómo una de las especulaciones más osadas e inteligentes sobre ambientes de alta gravedad. “Huevo de Dragón” narra las peripecias de los Cheelas, una especie extraterrestre que vive y desarrolla una civilización sobre la superficie de una estrella de neutrones. En este ambiente existe un campo gravitatorio de 67000 millones de g a nivel del suelo, con unos campos magnéticos de billones de gauss. La descripción que se hace de la fisiología cheela y su adaptación a tan peculiares condiciones de vida es simplemente mágnifica.

En esta novela se desarrolla un original mecanismo para compensar las monstruosas atracciones gravitatorias propias de un ambiente de este tipo. Durante el transcurso de la trama, la nave terrestre se encuentra situada en una órbita estacionaria sobre la superficie de la estrella. En dicho punto, la gravedad todavía es de 40 millones de g, pero se anula en su mayor parte con la componente debida a la rotación del vehículo, por estar el mismo en órbita. El problema en este caso aparece porque esta cancelación solo es válida para el centro de masas de la nave. Conforme nos alejamos del mismo, la gravedad vuelve a incrementarse al acercamos a la estrella y a disminuir al alejarnos. Debido a esto, si un viajero se situase en el centro de masas de la nave con los pies mirando a la estrella, la parte central de su cuerpo estaría ingrávida, pero entre la cabeza y los pies existiría un diferencial de gravedad de 400 gravedades. Esto es lo que se conoce cómo “fuerzas de marea” pues es precisamente el mecanismo que determina la aparición de las mareas en los mares terrestres, dado que la luna atrae con más fuerza el agua que está situada directamente debajo de ella que la que se encuentra en el otro extremo del planeta. Los efectos de estas fuerzas ya fueron planteados por Niven en sus relatos “Estrella de Neutrones”, ganador del Hugo, y en “Hay mareas”. Pero es Forward el que ofrece una solución ciertamente brillante al problema. Para ello sitúa seis enormes masas ultradensas girando en torno a la nave humana. En el punto central de la misma, la atracción de las seis masas se compensa. Modificando la velocidad de rotación y diseñando adecuadamente las esferas ultradensas es posible crear en la parte central del vehículo un área en la que se anulan los efectos de las fuerzas de marea de la estrella. Precisamente en la continuación de esta novela, “Estrellamoto”, la Matadragones se ve en peligro de ser desintegrada por el fallo de una de las esferas de compensación, que provoca un remolino de fuerzas gravitatorias cambiantes en su interior.

Huevo de dragón plantea también el empleo de un interesante mecanismo generador de gravedad: la utilización de un agujero negro, una masa extraordinariamente densa situada en un volumen    diminuto de espacio y por tanto susceptible de ser incorporada a una nave. Las posibilidades de este sistema como compensador de inercia fueron posteriormente desarrolladas por Charles Sheffield en   su obra Las crónicas de McAndrew, donde se plantea la utilización de un plato de materia condensada para anular las aceleraciones asociadas al viaje espacial. En efecto, si la gravedad resulta    indistinguible de la inercia, lo que propone Sheffield es situar una masa enorme, pero puntual, a cierta distancia de la parte frontal de la nave que se desea acelerar. En reposo, creará un campo              gravitatorio en dirección al morro. Cuando la nave acelere, la inercia tenderá a compensar ese campo gravitatorio. Pero ese efecto podría variarse fácilmente alterando la distancia que separa a la        masa de la nave. Cuanto más cerca estuviera, mayor aceleración  podría conseguirse sin que la tripulación percibiera sus efectos. Obviamente llegaría un punto en que las fuerzas de marea sí serían
perceptibles, según vimos más arriba. Pero hasta alcanzar ese umbral existen un amplio margen de aceleraciones que pueden ser compensadas mediante este mecanismo.

La utilización de materia superdensa como compensador de inercia puede resultar atrevida, pero hay propuestas todavía más radicales. Simmons, en “Endymion”, utiliza un sistema para zafarse de los efectos de la aceleración de lo más original. El problema que se plantea en este universo es que sus naves MRL tienen que situarse a una determinada distancia del planeta de origen antes de saltar a velocidad hiperlumínica. En ese trayecto se consume un tiempo precioso, que puede ser de semanas o meses. Las naves de la clase Arcángel, sin embargo, no tienen ese inconveniente. Las mismas parten con una aceleración enorme, del orden de cientos de gravedades, lo que les permite alcanzar el punto de salto muy deprisa. Lógicamente, la tripulación muere instantáneamente, convertida literalmente en puré… pero no importa, porque los cruciformes que llevan sobre sus carnes, una especie de parásito con ciertas interesantes propiedades, les resucitaran intactos en el punto de destino. Un sistema ciertamente brutal, pero eficaz, de ahorrar tiempo de viaje.

Antigravedad

La idea de media docena de masas trazando un complicado encaje de bolillos en torno a una nave espacial puede resultar muy consistente científicamente, pero de seguro provoca sudores fríos a muchos lectores del género. Afortunadamente para ellos, en muchas novelas suelen utilizarse una serie de artificios más o menos elaborados y más o menos afortunados que evitan oportunamente todo este tipo de problemas. El primero de todos es, sin duda, el ignorar directamente los efectos de la gravedad en el desarrollo de la trama. Cuando en “Armaggedon” los tripulantes de una lanzadera que está llevando a cabo una maniobra a más de 10 g levantan tranquilamente sus brazos y gesticulan cómo si estuvieran disfrutando de un emocionante viaje en una montaña rusa, no parecen ser demasiado conscientes de que cada uno de esos brazos que agitan con tanta alegría pesan posiblemente más de cien kilos. Lo mismo podría decirse de tantas y tantas películas, empezando por la famosa serie de “La guerra de las galaxias”, donde las naves efectúan bruscos cambios de dirección y velocidad volando a decenas de miles de kilómetros por hora sin que los tripulantes ni siquiera se despeinen. Para los que gustan de dar algo más de justificación a su trama, generadores gravitatorios, campos de compensación, incluso la antigravedad son recursos utilizados muy a menudo para quitar de en medio a esta molesta compañera de los viajes espaciales cuyos efectos estamos comentando.

El concepto de antigravedad es casi tan viejo cómo el género. En su novela “Los primeros hombres en la Luna”, H. G. Wells presenta una sustancia llamada cavorita, en honor al científico que la descubrió, cuya principal característica es su capacidad para apantallar la gravedad. Utilizando esta curiosa propiedad, los personajes de Wells construyen una nave espacial capaz de viajar a la Luna formada por una esfera recubierta de paneles plegables forrados de cavorita. Cuando todos los paneles se encuentran cerrados, la esfera se encuentra aislada de cualquier tipo de influencia gravitatoria y flota libremente. Para dirigirla en uno u otro sentido, basta con abrir y cerrar selectivamente los paneles adecuados de modo que se exponiendo la sección en cuestión de la nave a la atracción de la gravedad se genere una fuerza que impulse a la nave en la dirección dada.

El método de Wells resulta bastante intuitivo, pero desgraciadamente es poco práctico. Las razones las explica perfectamente Isaac Asimov en su relato “La bola de billar”. En el mismo, la competencia entre un físico y un ingeniero da cómo resultado un peculiar aparato antigravedad. Sin embargo, este aparato presenta un grave problema: al desaparecer la gravedad, todo el resto de fuerzas que actúan sobre el objeto situado en su interior, la inercia derivada del giro de la Tierra sobre su eje, en torno al Sol, los movimientos del sistema solar dentro de la galaxia, etc y que eran compensados por la gravedad eliminada aparecen de golpe sobre el mismo, permitiendo una utilización extremadamente poco convencional del invento.

Asimov utiliza para justificar su antigravedad la modificación de las características topológicas del espacio. En efecto, considerando al mismo según el modelo de la lámina de goma, Asimov propugna una modificación de sus propiedades locales para hacerlo más resistente a la deformación introducida por una masa. En la serie de Star Trek se utiliza un procedimiento muy semejante tanto para viajar más deprisa que la luz cómo para generar un eficaz cancelador de inercia y sistema de gravedad artificial: la utilización de dispositivos de curvatura. Curiosamente dentro de una serie que se caracteriza muchas veces por un desaforado empleo de tecnojerga, la deformación del espacio es un procedimiento físicamente valido para conseguir antigravedad. Tanto la propulsión a distorsión cómo la gravedad artificial son algo que podría lograrse con relativa facilidad mediante la aplicación de energía negativa sin violar ningún principio físico. El problema en este caso esta, lógicamente, en cómo conseguir esa forma extremadamente rara de energía en las cantidades necesarias.

Ante este tipo de problemas, algunos autores han tomado diferentes atajos para conseguir el mismo efecto. En “El cielo cruel”, Clarke presenta una conversor electrogravitatorio capaz de transformar energía eléctrica en gravedad y viceversa. Este conversor, diseñado en forma de mochila, sirve para reducir el peso de unos alpinistas que pretenden conquistar el Everest, aunque encuentran una serie de inesperados problemas en el trayecto. Julian May, en su saga de Medio Galáctico, parte de la resolución de la tan deseada teoría unificada de los campos gravitatorios y magnéticos para desarrollar un sistema de propulsión gravomagnético, en el que campos magnéticos se utilizan para modificar la acción de la gravedad. “Tau Cero”, de Poul Anderson, narra la peripecia de una nave estatocolectora a la que un fallo en el motor le impide deternerse. Cómo vimos más arriba, la estatocolectora puede mantener fácilmente un esquema de aceleración continua debido a las peculiares características de su motor. Pero Anderson va más allá. Aprovechando el sistema de captación de materia inerte del que esta dotado la estatocolectora, basado en la utilización de campos electromagnéticos con una determinada geometría que interactuan sobre la materia mediante fuerzas magnetohidrodinámicas, el autor desarrolla un sistema de compensación de la aceleración que permite reducir los tiempos de viaje de la nave al alcanzar la misma más rápidamente su velocidad de crucero.

Los campos más o menos milagrosos en los que la inercia simplemente no existe son la ultima de las soluciones propuestas para evitar los problemas que estamos discutiendo. En “La guerra interminable”, Haldeman propone la existencia de un campo de protección en el que nada puede moverse por encima de una determinada velocidad y en el que no se consiente ningún tipo de actividad eléctrica. Éste tiene unos efectos sumamente interesantes, porque la exposición a este tipo de campo genera la muerte instantánea a todo aquel sometido a su influencia al fallar las conexiones sinápticas. Pero donde este sistema de protección se demuestra completamente eficaz frente a los problemas que estamos estudiando es con el empleo de los llamados campos de éxtasis. Dentro de un campo de éxtasis no existe interacción de ningún tipo con el mundo exterior. En algunos casos, incluso deja de correr el tiempo. Esto los convierte en la defensa perfecta frente a los efectos de la gravedad y de la inercia. Por ejemplo, en “Aparato contra tendencia”, de Cristopher Anvil, existen ingenios de este tipo que se utilizan cómo eficaces módulos anticolisión en los automóviles. Pero es en la serie de las burbujas, de Vernon Vinge, donde mejor se exponen las propiedades de este tipo de campos, que permiten desde la propulsión de naves espaciales haciendo estallar bombas nucleares tras las mismas cómo el viajar cómodamente por el tiempo, eso si, en un solo sentido.

Conclusión

Cuando se reflexiona sobre la pregunta “¿Qué necesita el hombre para viajar por el espacio?”, normalmente acuden a nuestra mente las respuestas más inmediatas: una carcasa que nos proteja del vacío y nos transporte, aire para respirar y calor para evitar el abrazo helado de la noche interestelar. Pero pocos pensaran en la gravedad. La gravedad puede matarnos, no solamente a través de una caída, sino deformando nuestros huesos y agotando a lo largo de los años nuestro sistema circulatorio. Sin embargo, su ausencia nos enferma gravemente, y puede convertir la colonización del espacio en una especie de camino sin retorno, separándonos en dos especies diferentes incapaces de compartir el mismo hábitat. Hoy apenas empezamos a asomarnos a los bordes de la última frontera que se abre ante la humanidad. Pero cuando estemos dispuestos a afrontar ese salto, a cruzar el inmenso vacío que nos separa de los planetas y de las estrellas, sabemos que tendremos que llevar con nosotros, cómo titanes cargando con el peso de un mundo, a nuestra inseparable compañera, la gravedad del planeta que nos vió nacer.

Fuente desconocida

He dado muchas vueltas a la IA y a la consciencia de los seres vivos. Las conclusiones a las que he podido llegar son que el pensamiento consciente debe involucrar componentes que no pueden ser siquiera simulados adecuadamente por una mera computación; menos aún podría la computación por sí sola, provocar cualquier sentimiento o intención consciente. En consecuencia, la mente debe ser realmente algo que no puede describirse mediante ningún tipo de términos computacionales.

Bien es verdad que no tenemos una comprensión científica de la mente humana. Sin embargo, esto no quiere decir que el fenómeno de la consciencia deba permanecer fuera de la explicación científica. Ya se están buscando caminos científicos para dar esa explicación del misterio más profundo (seguramente) del Universo.

La comprensión es, después de todo, de lo que trata la ciencia; y la ciencia es mucho más que la mera computación mecánica.

¿Cuál es el campo de acción de la ciencia? ¿Son solamente los atributos materiales de nuestro Universo los que son abordables con sus métodos, mientras nuestra existencia mental debe quedar para siempre fuera de su alcance? ¿O podríamos llegar algún día a una comprensión científica adecuada del profundo misterio de la mente? ¿Es el fenómeno de la consciencia humana algo que está más allá del dominio de la investigación científica, o podrá la potencia del método científico resolver algún día el problema de la propia existencia de nuestro yo consciente?

Creo que se avecina un cambio importante, y, nuestros cerebros que forman parte del mundo material del Universo, tiene un ingrediente que aún no hemos llegado a comprender. Incluso con nuestra limitada comprensión actual de la naturaleza de este ingrediente ausente en nuestro saber, sí podemos empezar a señalar donde debe estar dejando su huella, y como debería estar aportando una contribución vital a lo que quiera que sea en que subyacen nuestros sentimientos y acciones conscientes.

Una visión científica del mundo que no trate de entender en profundidad el problema de la mente consciente no puede tener pretensiones serias de compleción. La consciencia es parte de nuestro Universo, de modo que cualquier teoría física que no le conceda un lugar apropiado se queda muy lejos de proporcionar una descripción auténtica del mundo.

Claro que, todo conocimiento científico es un arma de dos filos. Lo que realmente hacemos con nuestro conocimiento científico es otra cuestión. Tratemos de ver dónde pueden llevarnos nuestras visiones de la ciencia y la mente.

Pensemos que incluso en aquellos países afortunados donde hay una paz próspera y una libertad democrática, los recursos naturales y humanos son malgastados de formas aparentemente absurdas. ¿No es ésta una clara muestra de la estupidez general del hombre? Aunque creemos representar el pináculo de la inteligencia en el reino animal, esta inteligencia parece tristemente inadecuada para manejar muchos de los problemas a los que nuestra propia sociedad nos obliga a hacer frente.

Pese a todo, no pueden negarse los logros positivos de nuestra inteligencia. Entre dichos logros se encuentran nuestras impresionantes ciencia y tecnología. En realidad, algunos de estos logros son alto cuestionables a largo (o corto) plazo, así lo atestiguan múltiples problemas medioambientales y un genuino temor a una catástrofe mundial inducida por las nuevas tecnologías traídas de la mano por nuestra moderna sociedad (aquí mismo, en éste foro, se ha expresado el temor sobre las consecuencias que traerá el LHC).

Pero, no podemos mirar para otro lado sin ver que, nuestras tecnologías no sólo nos proporciona una enorme expansión del dominio de nuestro yo físico sino que también amplia nuestras capacidades mentales mejorando en gran medida nuestras habilidades para realizar muchas tareas rutinarias. ¿Qué pasa con las tareas mentales que no son rutinarias, las tareas que requieren inteligencia genuina?

A veces me pregunto si podrían ser los Robots la respuesta. ¿No existe la posibilidad completamente diferente de una enorme expansión de una capacidad mental, a saber, esa inteligencia electrónica ajena que apenas está empezando a emerger de los extraordinarios avances en tecnología de ordenadores? De hecho, con frecuencia nos dirigimos ya a los ordenadores en busca de asistencia intelectual.

Hay muchas circunstancias en las que la inteligencia humana sin ayuda no resulta nada adecuada para prever las consecuencias probables de acciones alternativas. Tales consecuencias pueden quedar mucho más allá del alcance del poder computacional humano; así pues, cabe esperar que los ordenadores del futuro amplíen enormemente este papel, en donde la computación pura y dura proporcione una ayuda incalculable para la inteligencia humana.

Pero ¿no cabe la posibilidad de que los ordenadores lleguen finalmente a conseguir mucho más que todo esto? Muchos expertos afirman que los ordenadores nos ofrecen, al menos en principio, el potencial para una inteligencia artificial que al final superará a la nuestra. Una vez que los robots controlados por ordenador alcancen el nivel de “equivalencia humana”, entonces no pasará mucho tiempo, argumentan ellos, antes de que superen rápidamente nuestro propio y exiguo nivel. Sólo entonces, afirman estos expertos, tendremos una autoridad con inteligencia, sabiduría y entendimiento suficientes que sea capaz de resolver los problemas de este mundo que ha creado la humanidad.

A todo esto señalan el rapidísimo crecimiento exponencial de la potencia de los ordenadores y basan sus estimaciones en comparación entre la velocidad y precisión de los transistores, y la relativa lentitud y poca sólida acción de las neuronas. De hecho, los circuitos electrónicos son ya más de un millón de veces más rápido que el disparo de las neuronas en el cerebro (siendo la velocidad de aproximadamente 10⁹ segundos para los transistores y de 10³ segundos para las neuronas, y tienen una exactitud cronométrica y una precisión de acción que de ningún modo comparten las neuronas.

El Chip Intel Pentium tiene más de tres millones de de transistores en una “rodaja de silicio” del tamaño aproximado de una uña del pulgar, capaz cada uno de ellos de realizar 113 millones de instrucciones por segundo.

Se argumenta que el número total de neuronas de un cerebro humano (unos cientos de miles de millones) supera absolutamente al número de transistores de un ordenador. Además, existen muchas más conexiones, en promedio, entre neuronas diferentes que las que existen entre los transistores de un ordenador. En particular las células de Purkinje en el cerebelo pueden tener hasta ochenta mil terminaciones sinápticas (uniones entre neuronas), mientras que para un ordenador, el número correspondiente es de tres o cuatro a lo sumo. Además, la mayoría de los transistores de los ordenadores actuales están relacionados solamente con la memoria y no directamente con la acción computacional, mientras que tal acción computacional podría estar mucho más extendida en el caso del cerebro.

Si hiciéramos caso de las afirmaciones más extremas de los defensores más locuaces de la IA, y aceptáramos que los ordenadores y los robots guiados por ordenador superarán con el tiempo (quizá en muy poco tiempo) todas las capacidades humanas, entonces los ordenadores serían  capaces de hacer muchísimo más que ayudar simplemente a nuestras inteligencias. Podríamos entonces dirigirnos a estas inteligencias superiores en busca de consejo y autoridad en todas las cuestiones de interés; ¡y finalmente podrían resolverse los problemas del mundo generados por la humanidad!

Pero parece haber otra consecuencia lógica de estos desarrollos potenciales que muy bien podría producirnos una alarma genuina. ¿No harían estos ordenadores a la largo superfluos a los propios humanos? Si los robots guiados por ordenador resultaran ser superiores a nosotros en todos los aspectos, entonces ¿no descubrirían que pueden dirigir el mundo sin ninguna necesidad de nosotros? La propia humanidad se habría quedado obsoleta. Quizá si tenemos suerte, ellos podrían conservarnos como animales de compañía.

Yo, como he dejado claro otras veces. Soy partidario de pensar que, una cosa es la Inteligencia Artificial y otra muy distinta es el pensamiento consciente, muy superior a aquella que trabaja sólo con los datos suministrados previamente, sin poder de repentizar una solución que no esté en su programación. ¿Llegarán los robots algún día a pensar por sí mismos, como ahora lo hacemos nosotros?

La cuestión no es nada sencilla y plantea muchas variantes de entre las que, así, de momento, podríamos exponer aquí las siguientes:

• Todo pensamiento es computación; en particular, las sensaciones de conocimiento consciente son provocadas simplemente por la ejecución de computaciones apropiadas.
• El conocimiento es un aspecto de la acción física del cerebro; y si bien cualquier acción física puede ser simulada computacionalmente, la simulación computacional no puede por sí misma provocar conocimiento.
• La acción física apropiada del cerebro provoca conocimiento, pero esta acción física nunca puede ser simulada adecuadamente de forma computacional.
• El conocimiento no puede explicarse en términos físicos, computacionales o cualesquiera otros términos científicos.

Está claro que adentrarnos aquí a ciertas profundidades del pensamiento, no parece adecuado ni al momento ni al lugar, sin embargo, debemos pensar en que, la propia materia parece tener una existencia meramente transitoria puesto que puede transformarse de una forma en otra. Incluso la masa de un cuerpo material, que proporciona una medida física precisa de la cantidad de materia que contiene el cuerpo, puede transformarse en circunstancias apropiadas en pura energía (según E=mc²) de modo que incluso la sustancia material parece ser capaz de transformarse en algo con una actualidad meramente matemática y teórica.

De todas las maneras, por mi parte, me quedo con el punto tercero de los enumerados anteriormente, es un punto de vista más operacional que el anterior, puesto que afirma que existen manifestaciones externas conscientes (por ejemplo, cerebros) que difieren de las manifestaciones externas de un ordenador: los efectos externos de la consciencia no pueden ser correctamente simulados por un ordenador.

¿Permite la Física actual la posibilidad de una acción que, en principio, sea imposible de simular en un ordenador? La respuesta no está completamente clara, sin embargo, según creo, es que tal acción no computacional tendría que encontrarse en un área de la física que está fuera de las leyes físicas actualmente conocidas.

Claro que, en este simple comentario, no queda claro quien será el vencedor final: Fisicalismo frente a Mentalismo. Seremos tan estúpidos como para poder crear máquinas que nos superen en inteligencia hasta el punto de que puedan dominarnos.

Este artículo es un resumen extraído de la Obra de Roger Penrose que sólo trata de hacer una reflexión sobre el peligro que nos acecha, si no somos muy cuidadosos con los adelantos que se avecinan. ¿Lo haremos bien?

Ahí queda la pregunta flotando en el aire.

Como no sabemos a ciencia cierta, la verdadera naturaleza de muchas de las cosas que creemos conocer, se podría dar el caso de que, en el centro del núcleo atómico y dentro de un protón y un neutrón, dos Quarks, estuvieran entablando la conversación siguiente:

 Oye, amigo up, ¿no te cansas de estar aquí confinado? ¡no te gustaría conocer qué mundo puede haber fuera de éste nuestro tan reducido en el que vivimos?

 Pues, si te digo la verdad, estimado down, si que estoy un poco frustrado de que, los persistentes Gluones, no me dejen alejarme mucho de la demarcación estipulada por la libertad sintótica. Y, si te he de ser sincero, preferiría mirar el mundo que, según indicios que me han llegado, es mucho mayor de lo que nosotros podemos contemplar.

 Llevas toda la razón, a veces me desespera este mar de gluones que nos agarra impidiéndonos salir al exterior misterioso. ¿Qué cosas podríamos contemplar ahí fuera?

 ¡Os queréis callar! (Dijo un protón:) Con vuestra charla me estáis distrayendo y no puedo solucionar el problema que me he planteado de sí, en realidad, uno de ustedes puede ser más masivo que yo. Teniendo en cuenta que estoy conformado de tres de ustedes, ¿cómo es posible que uno sólo pueda ser más masivo si estuviera en estado libre?
 Que pregunta más tonta, amigo protón, a estas alturas deberías saber que, nadie sabe cuál es la masa de los quarks, ya que ningún quark puede ser observado de forma libre. Solo conocemos de forma precisa la masa del quark top (cima), ya que su gran masa hace que el error relativo en la medida permita un error absoluto pequeño. Sin embargo, muchos proclaman el descubrimiento de fórmulas matemáticas que permiten calcular la masa de todas (o casi todas) las partículas elementales (leptones y quarks). Pero, centrándonos en la pregunta que te atormenta, sí te puedo decir que, al menos en teoría, la masa del Quarks es mayor que la del Protón, toda vez que la energía potencial que se le atribuye si estuviera en estado libre, sería mayor que la tuya.

 Sí, eso me temía. Hemos podido constatar que, ahí fuera, hay seres que se interesan por nosotros y últimamente, nos meten en máquinas enormes para hacernos chocar los unos contra los otros buscando qué puede haber dentro de nosotros. ¿Por qué lo harán? ¿Qué pueden conseguir con destruirnos?

 Nuestra familia que está compuesta por tres generaciones, sabe que, esos extraños seres han llegado a conseguir, en sus estudios sobre nosotros que, los quarks, somos partículas elementales y que os formamos a vosotros los protones y neutrones, hasta ahora habíamos sido notablemente difíciles de detectar, y aún más de pesar. Un grupo de investigación ha calculado, con un pequeño margen de error, la masa (expresada en su valor energético) de tres de nosotros, los quarks más ligeros, y por tanto más escurridizos: Up, Down y Strange.

 Según parece, el resultado obtenido por estos experimentos, es que, el quark up pesa aproximadamente 2 Megaelectronvoltios (MeV), el quark down pesa alrededor de 4,8 MeV, y el quark strange pesa cerca de 92 MeV.

 Bueno, lo cierto es que, junto con los que ellos llaman electrones conformamos toda la materia conocida (según les he podido oír comentar) y, al parecer, carecen de las herramientas necesarias que les permita llegar más lejos de nosotros, y, por tal motivo, desconocen a las pequeñas briznas luminosas de las que, nosotros los quarks, estamos hechos, no tienen, en sus máquinas, la energía necesaria para llegar hasta ellas. Así que, están dando palos de ciego y teorizando no sin desbarrar en más de una ocasión pero, son tan persistentes que, terminarán conociendo la verdadera estructura del átomo y, en definitiva de la materia. ¡Qué gente tan extraña! Parece como si sólo supieran hacer preguntas.

 Sí, eso parecen esos extraños seres que llaman humanos, ellos nos estudian a nosotros y no son conscientes de que nosotros, de la misma manera, podemos estudiarlos a través de las ondas electromagnéticas que emiten sus cerebros pensantes que4, están determinados a llegar hasta el fondo de los Quarks. Bueno, también de los protones y Neutrones lo quieren saber todo y, de hecho, han llegado a saber muchas de sus peculiaridades y de los parámetros que los conforman, los llaman bariones y lo clasifican en la familia de los hadrones, y, al mismo tiempo, dicen que son fermiones con unas características determinadas distintas a la de los mesones, y, además, como forman parte del núcleo del átomo, lo llaman también nucleones.

 Sí, pero estos bariones, en realidad están supeditados a nosotros los Quarks. Según nos combinamos será un protón o un neutrón.  Existe otra diferencia entre el protón y el neutrón: dependiendo de qué combinación de quarks forma un hadrón, éste puede ser más o menos estable. Por ejemplo, ya dijimos que un protón libre podría no ser estable, pero de ser inestable su vida media probablemente es mucho mayor que la edad actual del Universo.

 Sin embargo, debido a la combinación de quarks que forman el neutrón, un neutrón libre (no asociado al núcleo de un átomo) tiene una vida mucho más corta: unos 15 minutos. Ésa es la razón de que puedas encontrar muchos protones libres en el Universo (núcleos de hidrógeno sin el electrón), pero es muy difícil ver neutrones libres más de unos minutos. Cuando un neutrón se desintegra, lo hace en un protón, un electrón y un antineutrino.

 Debido a que un neutrón libre sólo permanece como tal durante un cuarto de hora, es difícil disponer de ellos (a diferencia de otras partículas): hay que generarlos según se necesitan. La mayor parte de ellos se obtienen de reacciones nucleares espontáneas de elementos radiactivos, que sufren la fisión de forma natural (como el polonio o el radio), emitiendo neutrones en el proceso.

 ¡Y los neutrones libres son muy peligrosos! De hecho, es uno de los productos de la desintegración radiactiva más peligrosos que hay. Piensa que otras partículas emitidas en las reacciones nucleares, como los electrones, aunque son peligrosas, son fáciles de parar. Las partículas cargadas, en cuanto entran en contacto con un medio material más o menos denso, empiezan a desviarse (debido a la fuerza eléctrica), a ionizar átomos arrancando electrones que se llevan parte de la energía y se mueven en otra dirección. Es decir, la energía de esas partículas se disipa relativamente rápido.

 Por eso, si vas a estar en un lugar en el que puede haber emisión de protones o electrones, un recubrimiento de plomo es una protección muy buena. De hecho, al ser un metal también absorbe muy bien los fotones, de modo que protege contra muchas clases de emisiones radiactivas (alfa, beta y gamma). Pero, ¿y los neutrones?

 Al ser neutros, la única manera de que pierdan su energía es que choquen de cabeza con el núcleo de otro átomo. Por lo tanto, la protección contra neutrones requiere un espesor relativamente grande: y además, la masa atómica del núcleo de los átomos no influye mucho en su capacidad para pararlos, pues los núcleos son tan minúsculos comparados con el espacio entre ellos que un aumento de tamaño (por ejemplo, plomo en vez de hidrógeno) apenas influye. La mayor parte de los escudos contra neutrones son paredes espesas de cemento o parafina.

 Por supuesto, la mayor parte de los neutrones que puedan llegar a tu cuerpo te atraviesan, pero tú también actúas de “escudo”: y cuando un neutrón golpea el núcleo de un átomo de una base nitrogenada de tu ADN…bueno, las consecuencias pueden ser muy desagradables, salvo que la dosis no sea muy intensa y sea breve, y además tengas suerte.

 Es decir, que los neutrones son partículas algo anodinas cuando están en el núcleo de un átomo, pero si están libres tienen una vida relativamente corta y que puede ser peligrosa…y todo por tener un quark down en vez de uno up.

 Ellos, esos seres, hablan de los misterios de lo que llaman Mecánica Cuántica en la que nos tienen inmersos para comprender nuestros comportamientos e interacciones, así como nos desenvolvemos en situaciones distintas. Alguno de estos seres se ha llegado a preguntar por los misterios de la Mecánica Cuántica y se han preguntado si serán capaces de desvelarlos alguna vez.

 La verdad es que está hechos un verdadero lío, y, no saben que la materia se construye sobre fundamentos frágiles. Sus grupos de los que ellos llaman los físicos, acaban de confirmar que la materia, aparentemente sustancial, es en realidad nada más que fluctuaciones en el vació cuántico. Los investigadores simularon la frenética actividad que sucede en el interior de los protones y neutrones, que como sabéis son las partículas que aportan casi la totalidad de la masa a la materia común.

 Hasta hace poco, los cálculos en lo que ellos llaman el enrejado QCD se concentraban en los gluones virtuales, e ignoraban otros componentes importantes del vacío como los pares de quarks y antiquarks virtuales.

 Los pares quark-antiquark pueden emerger y transformar momentáneamente un protón en una partícula diferente y más exótica. De hecho, el verdadero protón es la suma de todas estas posibilidades sucediendo al mismo tiempo.

 Nuestros parientes del vacío, los quarks virtuales hacen mucho más complicados los cálculos, implicando la utilización de una matriz de más de 10.000 billones de números, comenta el Quark up.

 Down le responde: “No existe ninguna computadora en la Tierra que pueda almacenar una matriz numérica tan enorme en su memoria”. Así que han tenido que hacer algunos trucos para evaluar la masa de un protón”. No, si ingenio no se les puede negar.

 La verdad es que ese ingenio al que te refieres (dice Up), es lo que los ha llevado a los experimentos, que tratan de suplir su falta de energía para llegar más lejos y para ello tratan de aproximarse a los experimentos que no pueden realizar mediante simulaciones informáticas que, bien planteadas, pueden ser muy reveladoras de lo que pudiera ser.

 Eso permitirá a los físicos someter a prueba a la QCD y buscar sus efectos más allá de la física conocida. Por ahora, sus cálculos demuestran que la QCD describe partículas basadas en nosotros los quarks de forma precisa, y que la mayor parte de nuestra masa viene de quarks virtuales y gluones que burbujean en el vacío cuántico.

 Me parece casi imposible que, estemos aprendiendo tanto de nosotros a través de los estudios que hacen unos seres que están tan alejados de nosotros, hasta el punto de no poderlos ver y que, gracias a las señales electromagnéticas que nos envían, hemos podido contactar, es una maravilla.

 Si, así es, y, además, creen que eso que ellos denominan el campo de Higgs hace también su pequeña contribución, dándonos masa a nosotros los quarks individuales, así como a los electrones y a otras varias partículas. Ese campo de Higgs también crea masa a partir del vacío cuántico, en forma de bosones virtuales de Higgs. De modo que si el mostruo que han creado, al que llaman el LHC confirma la existencia del bosón de Higgs (que tan familiar nos resulta a nosotros), eso significará que toda la realidad es virtual.

 Cuándo descubran la realidad del mundo en el que están inmersos, ¿crees amigo up que lo podrán soportar?

 Bueno, estimado down, estos seres han demostrado que, pocas son las cosas que les arredran, su osadía no tiene límites y, desde luego, desde el llamado Demócrito, han podido avanzar en muy poco tiempo lo que nunca podríamos haber esperado.

 En cualquier caso es muy difícil determinar el valor de nuestras masas (dice up), ya que a los quarks no se nos pueden tener aislados. Por otro lado, nuestra carga eléctrica es fraccionaria de la unidad fundamental de carga. Así, por ejemplo, yo tengo una carga igual a 2/3 de la unidad elemental, aunque no se pueden observar tampoco cargas fraccionadas aisladas, ya que los quarks siempre están combinados. Es decir, nosotros formamos partículas compuestas llamadas que denominan hadrones, una palabra (según dicen)  derivada de la griega hadrys (fuerte); de modo que la suma de las cargas eléctricas de los quarks que constituyen un hadrón es siempre un número entero.

 Los diversos quarks se pueden combinar entre sí para dar lugar a todas las partículas conocidas, salvo los leptones y los bosones, y con este modelo se puede llegar a una buena aproximación en el conocimiento de las partículas elementales. Sin embargo, esta concepción, basada principalmente en la carga eléctrica, deja sin explicar numerosas cuestiones. Por ejemplo, que no existan partículas formadas sólo por dos quarks ni tampoco quarks aislados. Para abordar éstas y otras cuestiones relativas a la estructura más íntima de la materia fue necesaria la introducción de un nuevo número cuántico, el color, cuyos tres valores caracterizan las partículas con mayor precisión.
 Oye, amigo Down, la charla me está agotando y siento la necesidad estirarme y tratar de burlar la vigilancia de los 8 gluones que nos acechan y, aunque sé que mi paseo será muy limitado, lo intentaré. Hasta luego amigo.
 Está bien, por mi parte haré lo mismo y me daré un paseo por la región contraria a la tuya, de esa manera trataré de dividir la fuerza atractiva que nos tiene confinado.

Claro que, el paseo de Up y Down fue de muy corto trayecto, ya que, la fuerza nuclear fuerte que intermedian los Gluones, trabaja de manera distinta a las otras fuerzas y, cuando más se alejan los Quarks los unos de los otros, más fuerte es la fuerza que los atrae.

Dejaremos aquí está simpática charla que han tenido estos dos minúsculos “personajillos” y, como alguien que sabía mucho más que yo, dijo alguna vez que: “todas las cosas son” y elevó la categoría de la materia (por muy pequeña que fuese) a la de SER, he confeccionado esta reunión de Upo y Down con la breve intromisión de Protón, para que, dejaran aquí sus “pensamientos”.

emilio silvera

En los últimos años se han desarrollado materiales que, debido a su estructura nanométrica, presentan nuevas propiedades, y por tanto tienen aplicaciones en campos tan diversos como son la transmisión de información mediante luz, el almacenamiento de datos, la generación y el transporte de energía eléctrica, la síntesis de catalizadores, la elaboración de textiles más resistentes, o la implantación de nuevos implantes óseos.

El gran número de nuevos materiales y dispositivos demostradores que se han desarrollado en estos años ha sido fruto, por un lado del desarrollo de sofisticadas técnicas de síntesis, caracterización y manipulación que se han puesto a punto y, por otro, del gran avance en los métodos de computación en la nanoescala (técnicas ab-initio, dinámica molecular, etc.) que se han probado en las grandes instalaciones dedicadas al cálculo científico de altas prestaciones. Es precisamente la combinación de experimentos punteros con métodos teóricos precisos un elemento esencial para comprender un gran número de procesos y mecanismos que operan en la nanoescala. En concreto, una de las aportaciones teóricas más importantes al desarrollo de la Nanotecnología ha llegado de la mano de la Teoría de Funcionales de la Densidad (DFT, en sus siglas en inglés) por la que en 1998 Walter Kohn recibió el Premio Nobel en Química, compartido  con John A. Pople, “padre” de la Química Cuántica. Con respecto al desarrollo experimental, cabe resaltar el alto grado de desarrollo de las técnicas SPM para ver y manipular la materia a escala nanométrica en multitud de ambientes diferentes (ultra alto vacío, humedad controlada, celdas catalíticas, temperaturas variables,…). Esta capacidad nos ha permitido diseñar nuevos experimentos con los que comprender el comportamiento de nuevos materiales y dispositivos. Dado la gran variedad de materiales y sus  aplicaciones, es imposible en un artículo presentar una visión completa de la situación de la Nanotecnología, por lo que nos vamos a limitar a presentar algunos ejemplos que ilustran el estado actual de este campo.

Hacia la electrónica molecular

Debido a su tamaño nanométrico, las estructuras moleculares pueden poner de manifiesto nuevas propiedades electrónicas. Sin embargo, la necesidad de poder producir estructuras nanométricas de forma masiva, tal y como requieren las aplicaciones industriales hace que la manipulación individual de nano-objetos como las moléculas pase a un segundo plano, requiriéndose alternativas más útiles para incorporar la Nanotecnología a los procesos de fabricación. Por esta razón, en los últimos años se están estudiando profusamente  las condiciones de formación y las propiedades de capas autoensambladas de diferentes moléculas orgánicas sobre superficies. En estos casos la superficie no sólo proporciona un soporte, sino que posee un papel activo en la formación de diferentes patrones moleculares en dos dimensiones. Así, la posibilidad de generar sistemas autoensamblados de moléculas con propiedades bien definidas y dirigidas hacia la realización de funciones concretas abre un camino para cambiar desde el imperante paradigma del silicio en la electrónica hacia otro basado en la electrónica molecular. Este nuevo paradigma será mucho más rico por la gran diversidad de componentes moleculares que pueden entrar en juego. Entre los componentes prometedores para la Nanotecnología, que están relacionados con las moléculas orgánicas, y que habrá que tener en cuenta en el futuro de la microelectrónica, estarán los fullerenos, los nanotubos de carbono y el grafeno, de los que hablamos a continuación.

Los fullerenos o “bucky-balls”

Con este nombre se denomina al conjunto de distintas moléculas cerradas sobre sí mismas con formulación. El más conocido, por lo estable y abundante en naturaleza es el llamado Cn. El más conocido, por lo estable y abundante en la Naturaleza es el llamado C₆₀, que está formado por 12 pentágonos y 20 exágonos, dispuestos como en un balón de futbol. Las aplicaciones Nanotecnológicas que se pueden derivar del uso de esta molécula están todavía en fase de estudio y son muy variadas. Sin embargo, aunque actualmente no existen aplicaciones concretas ya se han sintetizado más de mil nuevas moléculas basadas en fullereno y hay más de cien patentes internacionales registradas. El carácter rectificador de los fullerenos les hace atractivos para su uso en electrónica molecular.

La formación de este tipo de estructuras se produce más fácilmente de lo que podemos imaginar, pues son uno de los principales integrantes de la carbonilla y se generan abundantemente en cualquier combustión. Sin embargo, a día de hoy uno de los principales problemas para su utilización es el de conseguir una síntesis controlada de fullereno. Esto requiere complicadas técnicas, tales como la vaporización del grafito o la pirolisis láser, que normalmente producen exclusivamente los fullerenos más estables. Recientemente se ha propuesto un nuevo método para conseguirlo basado en principios “nano”. Se trata de partir de una molécula precursora sintetizada de forma tal que sea como un fullereno abierto, con los enlaces rotos saturados por hidrógeno. Esta molécula se puede plegar sobre sí misma mediante una transformación topológica de manera que de lugar a un fullereno. Se trata de partir de una estructura plana (un recortable) para posteriormente ensamblar un objeto en tres dimensiones. Este plegado se consigue mediante un proceso des-hidrogenación catalizada por una superficie. Una vez que la molécula plana ha perdido estos hidrógenos se cierran sobre sí misma de forma expontánea formando un fullereno.

Este proceso se ha podido seguir, entre otras técnicas, mediante imágenes de microscopía túnel in-situ. Los mecanismos existentes en el proceso se pueden entender gracias a los cálculos ab-initio que apoyan la investigación experimental. Esta combinación pone de manifiesto como una molécula plana de carbono sin hidrógeno se pliega expontáneamente. La belleza de este nuevo método de síntesis reside en que si se sintetizan moléculas precursoras planas con diferentes topologías se pueden conseguir moléculas cerradas de diferentes formas, tamaños e incluso que contengan átomos diferentes al Carbono. Así se ha sintetizado por primera vez la molécula C₅₇ N₃ sobre una superficie.

Nanotubos de Carbono

Si el descubrimiento del C₆₀ fue un hito importante para la Nanotecnología, el de los llamados Nanotubos de Carbono lo ha superado con creces. Los Nanotubos de Carbono, unas diez mil veces más finos que un cabello, presentan excelentes propiedades físicas y su fabricación resulta relativamente económica. Un cable fabricado de Nanotubos de Carbono resultaría diez veces más ligero que uno de acero con el mismo diámetro pero sería ¡cien veces más resistente! A estas impresionantes propiedades mecánicas se le añaden unas interesantes propiedades eléctricas, puesto que pueden ser tanto conductores como aislantes, según la topología que presenten.

Un Nanotubo de Carbono se obtiene mediante el plegado sobre sí mismo de un plano atómico de grafito (enrollándolo). Según como se pliegue el plano grafítico se obtiene un Nanotubo que puede conducir la corriente eléctrica, ser semiconductor o ser aislante. En el primer caso, los Nanotubos de Carbono son muy buenos conductores a temperatura ambiente, pudiendo transportar elevadas densidades de corriente. En el segundo presentan propiedades rectificadoras. Por otra parte, si inducimos defectos en la estructura podemos generar moléculas semiconductoras y así formar diodos o transistores. Es decir, tenemos todos los elementos en nuestras manos para construir nanocircuitos basados en Carbono.

Grafeno

A un solo plano atómico de grafito se le llama grafeno, y éste, a diferencia del grafito, es difícil de obtener. Recientemente, mediante cálculos teóricos, se han realizado predicciones acerca de las importantes propiedades electrónicas que podría tener este material. Entre ellas una altísima movilidad electrónica y una baja resistividad, de manera que estos planos atómicos podrían ser los futuros sustitutos del silicio en los dispositivos electrónicos. Ahora bien, al día de hoy, estas propuestas provienen esencialmente de cálculos teóricos y, por tanto, antes de que el grafeno pase a sustituir al silicio en la electrónica del futuro, es necesario verificar las predicciones teóricas en el laboratorio. Actualmente, éste es un campo muy activo de investigación, y muchos grupos están trabajando en la obtención de capas de grafeno soportadas sobre diferentes materiales, como polímeros o aislantes, para poder determinar sus propiedades eléctricas y comprobar las predicciones teóricas.

El estudio de grafeno sobre metales de transición es un campo muy activo de investigación ya que las capas de grafeno crecen de manera fácil, muy controladas y con un bajo número de defectos sobre estas superficies. Además el grafeno sobre un substrato forma patrones conocidos como redes de Moiré, en las que la periodicidad atómica de las dos redes cristalinas (substrato y grafeno), coincide cada dos-tres nm, dando lugar a deformaciones de la capa de grafeno, que se reflejan como prominencias en la imagen STM.

Nanohilos

No sólo las moléculas, los Nanotubos o el grafeno son las apuestas para sustituir al silicio. Otros elementos como los Nanohilos fabricados a partir de materiales semiconductores o los Nanohilos metálicos tendrán también cierto protagonismo. En concreto, los Nanohilos semiconductores presentan un gran potencial como transistores pero también presentan aplicaciones en campos como octoelectrónica o en la fabricación de censores biológicos. Por otro lado los Nanohilos metálicos, cuya síntesis controlada es más difícil, poseen gran interés como interconectores. En el caso de los Nanohilos formados de materiales Ni, Co o Fe se puede aprovechar también su potencial comportamiento magnetorresisitivo para ser usados en dispositivos de almacenamiento magnético. Los Nanohilos metálicos son interesantes a su vez porque los efectos de tamaño inducen en ellos la aparición de transiciones de fase martensíticas y la aparición de configuraciones no cristalinas.

En el próximo hablaremos de las Nanopartículas.

Fuente: Revista de Física de la RSEF

“Parece una locura, pero… ¿qué es la Tierra? La astronomía nos dice que es un planeta de tamaño medio que orbita un sol no demasiado especial. Desde nuestro punto de vista es el ejemplo más exacto —obviamente— de lo que se ha bautizado como “planetas del tipo terrestre”. Los indígenas de muchas regiones —y ahora los ecologistas— lo llaman “la madre tierra”. En la literatura se lo ha llamado “el planeta azul”, “el planeta de agua”, “el zafiro celeste”, “el orbe cerúleo” y otros nombres poéticos. Los biólogos saben que —por ahora— es el único lugar conocido que alberga la vida. Una definición más estructural nos dirá que se compone de cierta cantidad de minerales, que tiene una corteza, un manto, un núcleo de hierro, y que lo rodea una atmósfera y su superficie está cubierta en un 75% por agua. Pero la definición más impactante es una que hasta ahora no sospechábamos: la Tierra, afirma el geofísico J. Marvin Herndon, es una gigantesca planta natural de generación nuclear. Nosotros vivimos en su delgada coraza, mientras a algo más de 6.000 kilómetros bajo nuestros pies se quema por la fisión nuclear una bola de uranio de unos ocho kilómetros de diámetro, produciendo un intenso calor que hace hervir el metal del núcleo, lo que produce el campo magnético terrestre y alimenta los volcanes y los movimientos de las placas continentales.

Veamos de dónde surge esta imagen. Hay que imaginar a la Tierra primordial como un horno esférico, una bola recién formada y ardiente de elementos en estado líquido que se condensaron del disco que rodeaba nuestro sol. Los metales más densos se hundieron por la atracción de la gravedad, mientras que los elementos más livianos flotaron y quedaron más cerca del exterior de la esfera y en la superficie. Dentro de nuestro planeta, la densidad depende exclusivamente del número y el peso atómico de los átomos. El uranio es muy denso, 19 gramos por centímetro cúbico, porque tiene el mayor número y peso atómicos en la naturaleza, de modo que, siendo la sustancia más densa en una esfera de materiales fundidos, debió terminar a la fuerza en el centro de ella. En el centro de la Tierra. Las implicaciones de esta hipótesis relativamente nueva del georreactor son muy amplias. No sólo influye en la manera en que vemos a la Tierra y a la formación de planetas en general, sino que hasta habría que revisar el origen mismo de las estrellas.

El impulsor de la idea. Hace poco se estrenó la película The Core (“El núcleo”), relacionada con este tema. El doctor J. Marvin Herndon, de 58 años de edad, alto y robusto, estuvo allí y fue tratado como una estrella. Él vive en un suburbio de San Diego llamado Scripps Ranch, en los Estados Unidos de Norteamérica, en una casa repleta de antigüedades. Está casado con una científica de computación y tiene tres hijos ya crecidos. Tiene un doctorado en química nuclear de la Universidad de Texas. De 1975 a 1978 hizo un postdoctorado en la Universidad de California en San Diego con Harold Urey, ganador del Premio Nobel de química en 1934, y con Hans Suess, desarrollador del método de datación por carbono 14. Estuvo un año como investigador en esa Universidad, pero renunció. Desde entonces, se dedicó a investigar independientemente. Veamos lo que dijo en una entrevista.

Dr. Herndon, he leído que usted cree que Marte posee un georreactor muerto, basándose en la evidencia de que no posee campo electromagnético. ¿Podría contar sus especulaciones con respecto a otros planetas del Sistema Solar, incluyendo los gigantes gaseosos?

Originalmente llegué a la idea de reactores de fisión de escala planetaria considerando los gigantes gaseosos. Cuando iba a la escuela, me dijeron que los planetas no producen energía; sólo reciben energía del sol y la vuelven a irradiar. Pero a fines de los sesenta los astrónomos descubrieron que Júpiter irradia hacia el espacio más o menos el doble de la energía que recibe desde el sol. Luego se encontró que Saturno y Neptuno irradian cantidades prodigiosas de energía generada internamente. Durante veinte años los planetólogos creyeron que habían tenido en consideración y eliminado todas las fuentes planetarias posibles de energía, decidiendo que la energía extra que irradiaban venía del colapso gravitatorio original producido hace unos 4.500 millones de años. Cuando empecé a pensar en este problema alrededor de 1990, esa explicación no me parecía razonable. Júpiter está compuesto en un 98% de hidrógeno y helio y ambos gases son medios de transmisión de calor extremadamente eficientes. Luego pensé que todos esos gigantes gaseosos tienen los ingredientes necesarios para formar un reactor nuclear de escala planetaria, una fuente de energía que no se había considerado antes. Júpiter, Saturno y Neptuno irradian cantidades prodigiosas de energía generada en su interior y poseen atmósferas muy turbulentas; Urano irradia muy poca o ninguna energía y su atmósfera aparece sin rasgos. (Especulación: ¿se habrá apagado el reactor nuclear de Urano?)

Luego de que se publicó el artículo científico sobre los gigantes gaseosos en Naturwissenschaften, pensé que no es necesario hidrógeno para frenar a los neutrones; esa chispa de comprensión me llevó a comenzar a desarrollar el concepto de que hay un reactor nuclear de fisión en el centro de la Tierra, que publiqué por primera vez en 1993. No tenemos evidencia directa —aún— de que Marte tenga o no un reactor nuclear. Sin embargo, Marte tiene el volcán más grande del Sistema Solar, el Monte Olympus. Tuvo alguna vez la fuente de energía que se requiere para formar un volcán. Ahora parece que el interior de Marte podría no estar congelado. Interesante. La luna Io de Júpiter posee actividad volcánica. He leído recientemente que la interacción de marea con Júpiter no aporta suficiente energía. Uno puede especular con la posibilidad de que haya un reactor nuclear involucrado, pero en este momento sería sólo especulación. Hay un reporte reciente que sugiere que el interior de nuestra Luna no estaría del todo congelado. Hay evidencia paleomagnética que sostiene la idea de que la Luna tuvo su propio campo magnético durante sus primeros 500 millones de años de vida. Necesitamos evidencia sólida.

Este aspecto interesará a los lectores. ¿Podría estallar el georreactor y destruir el planeta que lo contiene?

No. Para lograr una explosión hace falta uranio o plutonio muy puros, de “grado armamentístico”. Las impurezas que tiene el uranio natural, incluyendo el U-238, lo impiden. Hay alguna tontería en la web que se refiere a que el calentamiento global podría causar la explosión del georreactor. Es un sinsentido. Seudociencia.

Fuera de la posibilidad de que el georreactor se apague, ¿hay algún otro peligro para la vida?

Los únicos elementos que se pueden fugar del núcleo son muy livianos. Los elementos livianos que produce la fisión son poco abundantes y, si es que son radiactivos, típicamente tienen una vida media corta.

A diferencia de otras fuentes potenciales de energía de escala planetaria, que sólo pueden variar muy gradualmente a lo largo del tiempo y en una sola dirección, un reactor nuclear es capaz de tener una producción variable de energía, como hice notar en mi artículo de 1994 en la Royal Society of London.

Los científicos deberían empezar a preguntarse cómo se podría detectar esa fuente variable de energía de la Tierra y cómo pueden afectar estas variaciones la superficie de nuestro planeta. La corriente de El Niño, por ejemplo, ¿puede ser afectada por esta variabilidad? ¿Las eras glaciares? No estoy sugiriendo que lo sean, pero se debe mantener la mente abierta. Por ejemplo, en los modelos del calentamiento global se asume que el flujo de calor que surge del interior es constante. ¿Lo es? Son interrogantes que los científicos deben hacerse.

¿Qué podría causar esa variación de la energía, si existiese?

En un reactor de fisión nuclear, se divide el núcleo de uranio y otros elementos en una reacción en cadena, partiendo los átomos típicamente en dos partes.

Esos productos de la fisión absorben neutrones y, si se los deja allí, frenarán la cadena de reacción de los neutrones y, por fin, apagarán el reactor. Pero los productos de la fisión tienen más o menos la mitad de número atómico y la mitad de peso atómico que el combustible de uranio. A las presiones que prevalecen en las profundidades de los planetas, la densidad es función del número y el peso atómicos. Los productos de la fisión serán, entonces, menos densos que el uranio y tenderán, por gravedad, a migrar hacia fuera del reactor mientras que el uranio se concentra dentro. Uno puede imaginar que en un caso ideal se produce un equilibrio. Pero si la producción de subproductos de la fisión excede su ritmo de remoción, la potencia de salida del reactor se reducirá hasta que los subproductos tengan la posibilidad de migrar por gravedad fuera de la zona del reactor. Luego la potencia volverá a crecer.

Estuve pensando que, si se prueba que es cierta, esta teoría de los georreactores planetarios se debe aplicar a todos los cuerpos planetarios del universo. Estoy seguro de que usted debe conocer la ecuación de Drake que intenta estimar el número de inteligencias que podrían existir en el universo, algo que se tiene en gran consideración en el SETI. ¿Se debería agregar un nuevo valor a esta fórmula que represente el tiempo esperado de vida del georreactor en un planeta tipo Tierra?

Pienso que a la gente le gustaría mucho encontrar evidencias de vida en algún lugar del universo. Pero los hechos siguen mostrando que la Tierra es el único planeta en la que se la ha encontrado. Yo no creo que se pueda asignar una posibilidad a un evento que se ha observado sólo una vez. No estoy de ninguna manera contra los esfuerzos de encontrar evidencias de vida, pero pienso que la gente debe ser objetiva en este tema.

¿Ha imaginado ejemplos extraños de fisión natural? Por ejemplo, los físicos han teorizado todo tipo de cosas peculiares, como agujeros negros en miniatura e incluso con forma de rosquilla [toroide]. ¿Podría existir algún tipo diferente de reactor natural de fisión en algún lugar del universo?

Yo trato de hacer ciencia paso a paso, una idea siguiendo a la otra. No tengo razón para esperar que existan tipos inusuales de reactores en el universo. Por otra parte, pienso que aún sabemos muy poco sobre los reactores nucleares ordinarios a escala planetaria. ¿Y quién sabe qué podremos aprender finalmente?

Espero que la haya pasado bien en Hollywood cuando anduvo entre las estrellas.

Descubrí, para mi sorpresa, que no sólo pude estar hombro a hombro con las estrellas, sino que me trataron como una estrella, entrevistándome a lo largo de la alfombra roja en el estreno mundial de la película The Core. Es una gran éxito para la ciencia.

Reactores en la naturaleza

El 2 de junio de 1972 un científico francés de nombre Bougzigues (el nombre completo no aparece en ningún lado) descubrió isótopos de neodimio y samario producidos por la fisión en una veta de uranio de las minas de Oklo, en Gabon, en el sudoeste de África. A consecuencia de eso, investigaciones posteriores descubrieron varios reactores naturales antiguos dentro de ese yacimiento.

El modelo aceptado y una nueva visión

Modelo estándar del interior terrestre

Si perforásemos un túnel hasta el centro de nuestro planeta, ¿qué encontraríamos? En la escuela nos enseñaron que allí hay una esfera de hierro en estado líquido y dentro de ella un núcleo sólido, parcialmente cristalizado, compuesto también de hierro, más níquel y algunos otros metales. El calor que brota de este núcleo provendría de la enorme presión gravitatoria y de la energía original de la formación del planeta. Sin embargo, en la actualidad el modelo se tambalea. Durante diez años el geofísico J. Marvin Herndon le ha estado presentando a la comunidad científica una información cada vez más convincente de que en realidad en el centro de la Tierra, dentro del núcleo interior, hay un reactor nuclear gigante en pleno funcionamiento. Al doctor Herndon le gusta llamar a este monstruo el “georreactor”.

Lo curioso de todo esto es que, en la comunidad científica no se le hace mucho caso al Dr. Herndon y, además, la película de la que fue asesor, El Núcleo, fue clasificada como la menos “científica y creíble de la historia del cine”, sin embargo, os pongo aquí la noticia por el simple hecho de que, cualquier idea (aunque pudiera estar equivocada), es digna de tenerse en cuenta…por si acaso. Y, lo curioso del caso es que, en realidad, sí han sido descubiertos reactores naturales que estuvieron operando en el interior de la Tierra hace (creo) unos dos mil millones de años. Si puedo, mañana hablaremos de éste aasunto.

¡Nuestros predecesores! Para ellos, era absolutamente evidente que la Tierra fuera estable y que estaba inmóvil. Éramos el centro del Universo. La ciencia occidental moderna parte de la negación de este axioma derivado del sentido común. Tal negación, origen y prototipo de las mayores paradojas de la ciencia, constituiría nuestra invitación a un mundo invisible e infinito. Llegó un día en que el hombre, se dio cuenta de la desnudez de sus sentidos. El Sentido común, pilar de la vida cotidiana, ya no servía para gobernar el mundo. En el momento en que el conocimiento “científico”, sofisticado, dio lugar a verdades incuestionables, las cosas dejaron de ser lo que parecían.

Las cosmologías antiguas utilizaban mitos pintorescos y convincentes para adornar los veredictos del sentido común y para describir los movimientos de los cuerpos celestes. En los muros de las tumbas de los faraones egipcios del valle de los Reyes encontramos vistosas representaciones del dios del aire sosteniendo la cúpula celeste por encima de la tierra. Asimismo, observamos que el dios del sol, Ra, conduce su barca cada día por el cielo y que, cada noche, en otra barca que surca las aguas por debajo de la tierra, retorna al punto de partida de su viaje diurno, que vuelve a iniciar. Como hemos visto, esta visión mítica no impidió que los egipcios elaboraran el más preciso de los calendarios solares, que fue utilizado durante miles de años. Para los egipcios, tales mitos tenían sentido, no contradecían lo que veían cada día y cada noche con sus ojos.

Con el tiempo, todo aquello cambió, y, la mente humana evolucionó. ¿Por qué se tomó Nicolás Copérnico tantas molestias para desplazar un sistema que era sostenido con firmeza por la experiencia cotidiana, la tradición y la autoridad? Cuánto más nos familiarizamos con la era de Copérnico, vemos con mayor claridad que los que no se dejaban convencer por él simplemente demostraban sensatez. Las pruebas de que disponían no exigían una revisión del sistema. Habrían de pasar varias décadas para que los astrónomos y matemáticos reunieran datos nuevos y hallaran nuevos instrumentos, y al menos un siglo para que los legos se convencieran de lo que era contrario al sentido común. Lo cierto es que, pese a todas las modificaciones ideadas por astrónomos y filósofos, el esquema antiguo no incluía todos los datos conocidos. Pero tampoco lo hizo la simplificación de Copérnico. Parece que no era la fuerza de los hechos sino una preocupación estética y metafísica lo que empujaba a Copérnico. Se le ocurrió que un sistema diferente sería mucho más hermoso. Su mente inquieta y su atrevida imaginación hicieron el resto. Como astrónomo, Copérnico no era más que un aficionado. No se ganaba la vida con la Astronomía ni con ninguna aplicación de esta ciencia. Al menos desde el punto de vista actual, era extraordinariamente polifacético, lo que le sitúa en la línea central del alto Renacimiento. Nació cuando Leonardo da Vinci se encontraba en plena actividad y fue contemporáneo de Miguel Ángel.

Copérnico se daba cuenta de que su sistema parecía transgredir el sentido común. Por esa misma razón, sus amigos habían tenido que “instarlo e incluso apremiarlo hasta el fastidio” para que publicara la obra. “Insistían en que, si bien era posible que al principio mi teoría sobre el movimiento de la Tierra pareciera extraña, resultaría admirable y aceptable una vez que la publicación de mis comentarios aclaratorios disipara las brumas de la paradoja”.

Con todo esto, sólo quiero dejar una pequeña muestra de la dificultad con la que hemos ido avanzando en el camino de la Ciencia. No siempre ha sido un camino de rosas el poder enseñar al mundo la verdadera faz de la Naturaleza, todo vez que, el mundo, la que veía era otra muy distinta y, sus sentidos, se negaban a admitir que las cosas pudieran ser diferentes a que ellos la podían ver.

Galileo que era un científico de vocación, escribió un libro que se trataba de “dos ciencias nuevas”, una que se ocupaba de la mecánica y otra de la resistencia de los materiales. Como era costumbre en la época, también ese libro fue escrito en italiano y adoptó la forma de diálogo sostenido entre los personajes Salvati, Sagredo y Simplicio. Dado que la Inquisición había prohibido todos sus libros, la obra hubo de ser sacada furtivamente del país para que la publicaran los Elzevir en Leyden. Este fue el último libro de Galileo y en él ponía los cimientos sobre los cuales Huygens y Newton construirían la ciencia de la dinámica y, finalmente, una teoría de la gravitación universal.

El microscopio y el telescopio fueron ambos productos de la misma era, pero mientras que Copérnico y Galileo se han convertido en héroes populares, en los profetas de la modernidad, Hooke y Leeuwenhoek, sus equivalentes en el mundo microscópico, han quedado relegados al panteón de las ciencias especializadas. Copérnico y Galileo desempeñaron importantes papeles en la tan conocida batalla entre “ciencia” y “religión”; no sucedió lo mismo con Hooke y Leewwenhoek.

No se sabe quién inventó el microscopio. El principal candidato es Zacharias Jansen, humilde fabricante de anteojos de Middelburg. Si sabemos que el microscopio como las gafas y el telescopio, se usaban mucho antes de que se comprendieran los principios de la óptica, y probablemente su invención fue tan accidental como la del telescopio. No podía haber sido inventado por alguien que quisiera echar una mirada al mundo microscópico nunca imaginado hasta entonces.

Poco después de que fueran fabricados los primeros telescopios, la gente los utilizaba para ver ampliados objetos cercanos. En 1614, Galileo le decía a un visitante: “Con este tubo he visto moscas que parecían tan grandes como corderos, y he comprobado que están cubiertas de pelo y tienen unas uñas muy afiladas mediante las cuales se sostienen y andan sobre el cristal, aunque estén patas arriba, insertando la punta de las uñas en los poros del cristal”.

El aparato llamó la atención del ejército para tener más localizado al enemigo lejano. Más tarde, a Galileo se le ocurrió apuntar su telescopio hacia el cielo, y, ya nunca lo apartó de él. Con aquel simple movimiento, él, cambiaría el mundo y, la Tierra, entró a formar parte de un Sistema mayor que ahora llamamos Universo.

Claro que, lo mismo que se descubrió el mundo de lo muy grande, y, paralelamente, también se descubriría el mundo de lo muy pequeño.

Al igual que el Telescopio había unido la Tierra y los cuerpos celestes más distantes en un solo esquema de pensamiento, las imágenes del microscópio revelaban un mundo minúsculo que se asemejaba de modo sorprendente al que se veía diariamente a gran escala. En Historias Insectorum Generalis, Jan Swammerdam desmostraba que los insectos, como los animales “superiores” poseían una intrincada anatomía y no se reproducían por generación espontánea. En el microscopio vio que los insectos se desarrollaban igual que el hombre, por epigénesis, o desarrollo gradual de un órgano después de otro. Con todo, sobrevivió la creencia en otras formas de generación espontánea, hasta que, en el siglo XIX, Luis Pasteur realizó sus brillantes experimentos.

El microscopio abrió las puertas de oscuros continentes en los que nunca se había entrada con anterioridad y que en muchos sentidos eran fáciles de explorar. Las grandes travesías marítimas habían exigido grandes inversiones, en genio organizador, capacidad de liderazgo y el de carisma de personajes como Colón, Magallanes o Vasco de Gama. La exploración astronómica exigía coordinación de las exploraciones realizadas en distintos lugares y con medios cada vez más costosos. Pero un hombre sólo, situado en cualquier parte con un microscopio, podía aventurarse por vez primera por vericuetos a los que no habían llegado los expertos navegantes o los valerosos pilotos.

Antoni van Leeuwenhoek fue con su microscopio el primer promotor de esta nueva ciencia de la exploración de otros mundos que resultaron estar en este. Sería bonito relatar aquí la historia del personaje pero, no tenemos el espacio necesario para ello.

Os contaré que, en una ocasión, disponiendo de un microscópico, comenzó a buscar algo que hace con él. En septiembre de 1674, por pura curiosidad, llenó un frasco de cristal de un agua turbia y verdosa, que la gente de campo llamaba “rocío de miel”, procedente de un lago pantanoso situado a tres kilómetros de Delft, y bajo la mente de aumento descubrió “muchísimos animáculos diminutos”. A continuación dirigió su microscopio hacia una gota de agua de pimienta, infusión a base de pimienta negra utilizada en sus observaciones:

“Entonces vi con claridad que se trataba de pequeñas anguilas o lombrices apiñadas y culebreando, igual que si viera en un charco lleno de pequeñas anguilas y agua, todas retorciéndose por encima de otras, y parecía que toda el agua estaba vivía y llena de estos múltiples animáculos. Para mí, ésta fue, entre todas las maravillas que he descubierto en la naturaleza, la más maravillosa de todas; y he de decir, en lo que a mí concierne,  que no se ha presentado ante mis ojos ninguna visión más agradable que esos miles de criaturas vivientes, todas vivas en un diminuta gota de agua, moviéndose unas junto a otras, y cada una de ellas con su propio movimiento…”

Tras descubrir el mundo de las bacterias, Leeuwenhoek prosiguió la tarea dignificando a estos individuos. Contradiciendo los dogmas aristotélicos relativos a los “animales inferiores”, declaró que cada uno de estos animáculos disponía de la dotación completa de órganos corporales necesarios para el tipo de vida que llevaba.

Con todo este pequeño recorrido, en el que he tomado algunos ejemplos al azar, sólo he querido significar que, la Ciencia, a lo largo de la historia de la Humanidad, ha ido tomando diversos caminos y, unas veces debido a mentes preclaras que tenían el don de “ver” lo que otros no podían, y, otras veces, por hechos del destino y la casualidad o el azar, el hombre, ha podido ir avanzando y conociendo el mundo en el que le ha tocado vivir y, al decir mundo, me refiero no sólo a la Tierra, sino que, me estoy refiriendo al Universo, tanto de lo grande como de lo pequeño. Ahora sabemos que, si nosotros estamos aquí, tal presencia es posible gracias a la existencia de esos minúsculos animáculos que descubriera Leeuwenhoek que, en sus diferentes dominios, hacen lo necesario para que nosotros podamos vivir en simbiosis con ellos y, además, son los verdaderos responsables del clima del planeta que nos permite llevar una vida tranquila gracias a la atmósfera que dichos bichitos fabrican para nosotros.

¡La Ciencia! Son tantas cosas.

Cuando teorizamos sobre esta posibilidad, son millones de escenarios los que acuden a nuestras mentes, y, desde organizar safaris a la era Mesozoica para capturar grandes dinosaurios, hasta eliminar a los grandes criminales de la Historia, o, hacernos presentes entre aquellas Civilizaciones del pasado para comprobar in situ como vivían y se desenvolvían en su quehacer cotidiano y, en fin, sea con interés científico o con ese otro egoísta que sólo pensaría en un enriquecimiento fácil, la idea de viajar en el Tiempo ha sido y lo sigue siendo un motor que pone en marcha nuestra imaginación, pero, ¿sería posible?

Thorne, Guth y Freund nos dirían que la escala de energía para investigar estas anomalías en el espacio que podríamos llamar Agujeros de Gusano está mucho más allá que cualquier cosa disponible en la Tierra. Freund nos recuerda que la energía necesaria para explorar la décima dimensión es mil billones de veces mayor que la energía que puede producirse en nuestros mayores colisionadores de átomos.

Retorcer el espacio-tiempo en nudos requiere energía a una escala que no estará disponible en los próximos siglos o incluso milenios –si lo está alguna vez. Incluso si todas las naciones del mundo se unieran para construir una máquina que pudiera sondear el hiperespacio, fracasarían en última instancia. Y, como apunta Guth, las temperaturas necesarias para crear un universo bebé en el laboratorio son de mil billones de billones de grados, excesivamente lejos de cualquier cosa a nuestra disposición. De hecho, dicha temperatura es mucho mayor que cualquiera encontrada en el interior de una estrella. Así, aunque es posible que las leyes de Einstein y las leyes de la teoría cuántica pudieran permitir el viaje en el tiempo, esto no está dentro de las capacidades de los seres terrestres como nosotros, que apenas podemos escapar del débil campo gravitatorio de nuestro planeta. Aunque podemos maravillarnos de las implicaciones de la investigación en agujeros de gusano, el actualizar su potencial está estrictamente reservado (al menos de momento) para hipotéticas civilizaciones extraterrestres avanzadas.

Un agujero de gusano es un supuesto atajo para viajar entre puntos distantes en el Universo. El agujero de gusano tiene dos entradas llamadas “bocas“, una ( por ejemplo ) cerca de la Tierra, y la otra (por ejemplo) en órbita en torno a Vega, a 26 años-luz de distancia. Las bocas están conectadas entre sí por un túnel (el agujero de gusano) a través del hiperespacio que podría tener sólo un kilómetro de longitud. Si entramos en la boca próxima a la Tierra nos encontraremos en el túnel. Viajando tan sólo un kilómetro por el túnel alcanzaremos la otra boca y saldremos cerca de Vega, a 26 años-luz de distancia medidos en el Universo externo.

Los agujeros de gusano no son meros productos de la imaginación de un escritor de ciencia ficción. Fueron descubiertos matemáticamente, como una solución a la ecuación de campo de Einstein, en 1916, exactamente unos pocos meses después de que Einstein formulara su ecuación de campo; y John Wheeler y su grupo de investigación los estudiaron extensamente, con una variedad de cálculos matemáticos, en los años cincuenta. Sin embargo, ninguno de los agujeros de gusano que se habían encontrado como soluciones a la ecuación de Einstein, eran adecuados, por ejemplo, para la novela de Carl Sagan Contac, porque ninguno de ellos podía ser atravesado sin riesgo. Se había predicho que todos y cada uno de ellos evolucionaban con el tiempo de una forma característica: el agujero de gusano se crea en algún instante de tiempo, se abre brevemente y luego se estrangula y desaparece; y su periodo de vida total, desde la creación hasta la desaparición, es tan corto que nada (ni personas, ni radiación, ni señales de ningún tipo) puede viajar, a través de él, desde una boca a la otra. Cualquier cosa que lo intente quedará atrapada y destruida en el estrangulamiento. Sin embargo, si disponemos de materia exótica que, generan fuerza gravitatoria negativa, podemos mantener abiertas las bocas del agujero.

¿Significa esto que pueden utilizarse los agujeros de gusano para viajar por la galaxia, como en Star Trek y otras películas de ciencia ficción?

Como ya sabemos todos, la curvatura en un cierto espacio está determinada por la cantidad de materia-energía contenida en dicho espacio (principio de Mach). La famosa ecuación de Einstein nos da el grado exacto de curvatura espacio-temporal causada por la presencia de materia-energía.

Cuando el capitán Kirk nos lleva volando a través del hiperespacio en “factor de distorsión 5“, los  cristales de dilicio que impulsan al Enterprise deben realizar hazañas milagrosas de distorsión del espacio y del tiempo. Esto significa que los cristales de dilicio tienen el poder mágico de plegar el continuo espacio-temporal en rebanadas; es decir, son tremendos almacenes de materia y energía.

Si el Enterprise viaja desde la Tierra a la estrella más próxima, no se desplaza físicamente hasta Alpha Centauri; más bien, es Alpha Centauri la que viene al Enterprise. Nos imaginaremos sentados en una alfombra y echando un lazo a una mesa que está a varios metros de distancia. Si somos bastante fuertes y el suelo es suficientemente liso, podemos tirar del lazo hasta que la alfombra comienza a doblarse bajo nosotros, y la “distancia“ entre la mesa y nosotros desaparece en una masa de alfombra arrugada. Entonces simplemente saltamos a través de esta “alfombra distorsionada“. En otras palabras, apenas nos hemos movido; el espacio entre nosotros y la mesa se ha contraído, y simplemente atravesamos esta distancia contraída. Análogamente, el Enterprise no atraviesa realmente todo el espacio hasta Alpha Centauri; simplemente se mueve a través del espacio-tiempo arrugado, como a través de un agujero de gusano. Para comprender mejor lo que sucede cuando uno cae en el puente de Einstein-Rosen habría que explicar la topología de los agujeros de gusano y, esto se haría interminable.

Stephen Hawking, en 1974, dedujo como un corolario de su descubrimiento de la evaporación de agujeros negros que las fluctuaciones del vacío cerca del horizonte de un agujero son exóticas: tienen densidad de energía promedio negativa vista por haces de luz salientes cerca del horizonte del agujero. De hecho, es esta propiedad exótica de las fluctuaciones del vacío la que permite que el horizonte del agujero se contraiga mientras el agujero se evapora. Cerca de un horizonte la energía promedio debe ser negativa, al menos la medida por haces de luz, lo que significa que las fluctuaciones de vacío son exóticas.

Sin embargo, distintos estudios sobre el tema han dado resultados contrapuestos según los casos y circunstancias que en dichos modelos estaban presentes, lo cual, nos viene a dejar sin una respuesta creíble. Thorne nos dice que la energía necesaria y exótica que mantendría abiertos los huecos de entrada y salida de un agujero de gusano para poder hacer el viaje en el Tiempo, se podría obtener mediante el efecto Casimir.

De todas las maneras que lo miremos, los viajes por el tiempo siempre han sido sugestivos para nosotros, y, de las muchas cuestiones debatidas, me acuerdo ahora de la Paradoja del matricida, una de las controversias levantadas por los muchos artículos escritos sobre el tema. Un individuo que tiene la posibilidad de viajar en el Tiempo (por un Agujero de Gusano), podría utilizarlo para retroceder en el Tiempo y matar a su madre antes de que hubiera sido concebido, impidiendo así, su propio nacimiento.

Para la paradoja del matricida resulta capital la cuestión del libre albedrío. ¿Tiene en verdad el ser humano, la posibilidad de determinar su propio destino?, y, por otro lado, tenemos eso que Hawking llama la “Censura cosmológica” que, en última instancia, impediría que la mano del matricida cayera para apuñalar a su propia madre.

¿Habeis visto? Cuando nos introducimos en temas que sólo hemos imaginado y del que no tenemos ese dominio que llamamos saber, cualquier cosa pueda surgir y cualquier camino puede ser tomado, ya que, como dicen los niños, es pintar como querer, sin reglas fijas ni una norma cierta que nos lleve por el camino correcto y cierto al que nos puede obligar las leyes del Universo.

Pero, las ecuaciones de Einstein no impiden el viaje en el Tiempo.

¿Será algún día posible?

emilio silvera