lunes, 22 de abril del 2019 Fecha
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Aquella vida primigenia

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en El Origen de las cosas    ~    Comentarios Comments (0)

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 Hemos venido comentando sobre la vida en nuestro planeta, la evolución, nuestros orígenes y algunos dones que nos adornan como el del habla y, sin olvidar el crecimiento de nuestro cerebro que ha posibilitado que “naciera” la mente. Sin embargo, no nos hemos parado a pensar en algunos aspectos de la historia que nos llevarían a comprender cabalmente y que esa “historia de la vida” adquiera algún sentido, que la podamos comprender en todo su esplendor. Uno de esos aspectos, quizás el principal, sea la diversidad metabólica de los microorganismos procariotas, un aspecto clave para explorar la historia de “la vida primigenia”.

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En la actualidad se acepta que los procariotas fueron los precursores de los organismos eucariotas. Sin embargo hay grandes diferencias entre esos dos grupos celulares. Una de esas diferencias reside en la organización génica y en los mecanismos de sintetizar el ARN mensajero. Un trabajo publicado esta semana en PLoS Biology afirma que los eucariotas podrían proceder de cianobacterias termófilas ya que su organización génica recuerda rudimentariamente a la de los eucariotas

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Los organismos procariotas (bacterias y arqueas) y eucariotas (protistas, hongos, animales y plantas) comparten una bioquímica común, sin embargo difieren en un elevados número de procesos y de estructuras. A pesar de eso se considera a los procariotas como los precursores de la célula eucariota. A lo largo de los años se han ido recogiendo datos experimentales que avalan esta teoría y en este artículo se mostrarán los resultados presentados en una publicación que va en esa vía.

Conviene que nos familiaricemos ( y, asombremos) con las numerosas formas de metabolismos que utilizan los procariotas para vivir y que averigüemos donde encajan estos minúsculos organismos del árbol de la via antes de que podamos seguir escuchando las historias que paleontólogos nos puedan contar de sus andanzas a la búsqueda de fósiles que nos hablen de aquella vida en el pasado.

Al igual que los eucariotas, muchas bacterias respiran oxígeno. Pero otras bacterias utilizan para la respiración nitrato disuelto (NO3-) en lugar de Oxígeno, y aún otras usan iones sulfato (SO42-) u óxidos metálicos de hierro o maganeso. Unos pocos procariotas pueden incluso utilizar CO2, que hacen reaccionar con ácido acético en un proceso que genera gas natural, que el el metano (CH4) -del que no hace mucho, la NASA a detectado un gran foco en Marte-. Los organismos procariotas han desarrollado además toda suerte de reacciones de fermentación.

Las bacterias también exhiben variaciones sobre el tema de la fotosíntesis. Las cianobacterias, un grupo debacterias fotosintéticas teñidas de color verde-azulado por la clorofila y otros pigmentos, captan la luz del Sol y fijan CO2 de forma muy parecida a como lo hacen las algas y plantas terrestres eucariotas. Sin embargo, cuando en el medio hay sulfuro de hidrógeno (H2S, bien conocido por su característico olor a “huevos podridos”), muchas cianobacterias utilizan este gas en lugar del agua para obtener los electrones que requiere la fotosíntesis. Como productos secundarios se forman entonces azufre y sulfato, no oxígeno.

Cianobacterias

Las cianobacterias representan el grupo de células más primitivo. Son organismos extremadamente simples que pueden vivir como sencillas células, como finos filamentos, al igual que los que se muestran aquí, o como colonias simples. Las cianobacterias son capaces de resistir una amplia variedad de condiciones ambientales, desde hábitats de agua dulce o marina, hasta terrenos nevados y glaciares. Asimismo pueden sobrevivir y prosperar con temperaturas muy altas. Las cianobacterias actualmente están clasificadas dentro del reino Monera, no se consideran algas porque estructuralmente se parecen mas a las bacterias, pero es necesario colocarlas aquí ya que vendrían a ser el primer eslabón evolutivo en el reino vegetal.

Resultado de imagen de Cianobacterias

Las Cianobacterias constituyen sólo uno de los cinco grupos distintos de bacterias fotosintéticas. En los otros grupos, el aporte de electrones por H2S, gas hidrógeno (H2) o moléculas orgánicas es obligado,  y nunca se produce oxígeno. Estas bacterias fotosintéticas captan la luz con bacterioclorofila en lusgar de la clrofila, más familiar,. Algunas utilizan los mismos procesos bioquímicos que las cianobacterias y las plantas verdes para fijae dióxido de carbono, pero otras usan vías metabólocas muy distintas, y un tercer grupo se sirve de una fuente de carbono orgánico en lugar de CO2.

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Esta variedad de cianobacterias son componentes del plancton que realizan la fotosíntesis. Organismos unicelulares procariotas componentes del plancton de los ecosistemas acuáticos.

Las variaciones bacterianas sobre temas metabólicos de la respiración, la fermentación, la fotosíntesis son, pues, impresionantes, pero los organismos procarioticos han desarrollado todavía otro modo de crecer que es completamente desconocido en los eucariotas: la quimiosíntesis. Como los aorganismos fotosintéticos, los microbios quimiosintéticos toman el carbono del CO2, pero obtienen la energía de reacciones químicas y no de la radiación solar, lo que consiguen combinando oxígeno o nitrato (o, de forma menos frecuente, el sulfato, el hierro oxidizado o el maganeso) se combina con gas hidrógeno, metano o formas reducidas de hierro, sulfuro o nitrógeno de tal modo que la célula capta la energía desprendida por la reacción. Los procariotas metanogénicos resultan de particular interés para la ecología y la evolución; estas distintas células extraen energía de una reacción entre hidrógeno y dióxido de carbono en la que libera metano (estará ahí la procedencia del foco detectado en Marte).

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Bueno, no estaría nada mal que, la fuente de Metano detectada en el Planeta Marte se debiera a la presencia allí de importantes colonias de cianobacterias que extraen energía de una reacción entre hidrógeno y dióxido de carbono en la que libera metano que pudiera ser el foco allí detectado.

No somos conscientes de que:  “Las vías metabólicas de los Procariotas son las que sustentan los ciclos bioquímicos que hacen posible el mantener la Tierra en su condición de planeta habitable. Fijémonos, por ejemplo en el dióxido de carbono.

Los Volcanes aportan CO2 a los océanos y a la atmósfera, pero la fotosíntesis lo sustrae a un ritmo aún más rápido. Tan rápido, de hecho,  que los organismos fotosintéticos podrían desproveer de CO2 a la atmósfera actual en poco menos de una década. Naturalmente no ocurre así, y ello se debe sobre todo a que esencialmente la respiración realiza la reacción fotosintética en sentido inverso. Mientras que los organismos fotosintéticos hacen reaccionar CO2 con agua para producir azícares y oxígeno, los seres vivos que respiran (entre los que nos incluímos todos nosotros) hacen reaccionar azúcar con oxígeno y en el proceso liberamos agua y dióxido de carbono. Conjuntamente, la fotosíntesis y la respiración reciclan el carbono en la biosfera y sostiene así la vida y su ambiente a lo largo del tiempo.

                             Ciclo del Carbón

El carbón es un elemento. Forma parte de los oceanosairerocas, suelos y seres vivos. El carbón no permanece en un mismo lugar, ¡siempre está en movimiento!.

  • El carbón va de la atmósfera a las plantas. 
    En la atmósfera, el carbón se combina con el oxígeno en un gas llamado bióxido de carbono (CO2). Con ayuda del Sol, mediante el proceso conocido como fotosíntesis, el bióxido de carbono es extraído del aire y se convierte en alimento.
  • El carbón va de las plantas a los animales.
    Mediante las cadenas alimenticias, el carbón de las plantas va hacia los animales que se alimentan de ellas. Los animales que se alimentan de otros animales también obtienen el carbón a través de sus alimentos.
  • El carbón va de plantas y animales al suelo. .
    Cuando plantas y animales mueren, sus cuerpos, madera y hojas se descomponen en el suelo. Parte de la materia descompuesta queda enterrada y tras millones y millones de años, se convierte en combustible fósil.
  • El carbón va de seres vivos a la atmósfera.
    Cada vez que exhalas, estás liberando bióxido de carbono (CO2) hacia la atmósfera. Los animales y las plantas se deshacen del gas bióxido de carbono mediante el proceso conocido como respiración.
  • El carbón de los combustibles fósiles va a la atmósfera cuando el combustible es quemado.
    Cuando los seres humanos queman combustibles fósiles para dar energía a sus fábricas, plantas eléctricas, automóviles y camiones, la mayoría del carbón penetra la atmósfera rapidamente en forma gas bióxido de carbono. Cada año, cinco mil quinientos millones de toneladas de carbón son liberadas en forma de combustibles fósiles quemados. ¡Esto equivale al peso de100 millones de elefantes africanos!. De la gran cantidad de carbón que liberan los combustibles, 3.3 mil millones de toneladas penetran la atmósfera, y la mayoría del resto queda disuelta en el agua de mar.
  • El carbón se mueve de la atmósfera a los océanos. 
    Los océanos y otros cuerpos de agua absorben algo del carbón de la atmósfera. El carbón se disuelve en el agua. Los animales marinos usan al carbón para crear el material de sus esqueletos y caparazones.

Resultado de imagen de La respiración fotosintética

ANALISIS COMPARATIVO Y EVOLUTIVO DE LA RESPIRACIÓN Y FOTOSISTESIS

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Creación de oxígeno. Las cianobacterias son las antecesoras de los cloroplastos celulares de los vegetales. En la fotosíntesis, gracias a la energía aportada por la luz solar, se unen el dióxido de carbono y el agua para formar azúcares.  Como producto de desecho, se arroja oxígeno a la atmósfera.  En la respiración, por el contrario, se queman azúcares en las mitocondrias celulares, aportando la energía necesaria para las funciones vitales.  En esa combustión se consume oxígeno atmosférico y se arrojan, como productos de desecho, dióxido de carbono y agua.

No es difícil imaginar un ciclo del Carbono simple en el cual las cianobacterias fijen CO2 en forma de materia orgánica y suministren oxígeno al medio mientras que las bacterias no fotosintéticas hacen lo contrario, al respirar oxígeno y generar el CO2. Las plantas y las algas pueden realizar la misma función que las cianobacterias, y los protozoos, los hongos y los animales pueden sustituir a las bacterias respiradoras (en ese sentido los procariotas y los eucariotas son funcionalmente equivalentes). Pero dejemos que algunas células caigan hasta el fondo del océano y queden enterradas en sedimentos desprovistos de oxígeno. Aquí las limitaciones del metabolismo eucariota resultan evidentes, pues se necesitan reacciones que no consuman oxígeno (reacciones anaeróbicas) para poder completar el ciclo del carbono.

                                       Célula Eucariota

http://www.etitudela.com/profesores/rma/celula/images/celulaanimal.jpg

                                                         Arriba sus características más generales.

Son células más modernas, procedentes de procesos de simbiosis entre procariotas, con núcleo separado.Son más grandes, de entre 20 y 40 micras de media. Presentan, en su citoplasma, gran cantidad y variedad de orgánulos. Al agruparse forman tejidos. La célula eucariota presenta tres partes bien diferenciadas: Una Membrana celular que separa el medio externo del medio interno. Un Núcleo diferenciado separado por una doble membrana del Citoplasma, donde se encuentran los orgánulos celulares.

Está claro que hablar de todo esto, nos ecige mucho más tiempo y espacio, toda vez que, el “universo” de las cianobacterias y demás congéneres que, con nosotros ocupan el planeta Tierra, tiene tanta importancia en el devenir de la vida que, un pequeño resumen de algunas de sus características simplemente nos aclaran algún que otro extremo aislado pero que, al menos, trata de que seámos conscientes de que, sin ellas, nosotros difícilmente podríamos estar aquí, ya que, entre cosas cosas, son las responsables directas de que el planeta tenga el sistema ecológico necesario para sustentar la vida.

emilio silvera

Preguntamos pero… ¡No siempre nos saben contestar!

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en El Origen de las cosas    ~    Comentarios Comments (0)

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                     Todo es materia, es decir, está conformado por Quarks y Leptones

Los astrónomos han confirmado mediante observaciones espectroscópicas que los átomos son realmente los mismos en cualquier lugar del Cosmos, Un átomo de Carbono en la galaxia Andrómeda es exactamente igual que un átomo de Carbono de la Galaxia Vía Láctea, son idénticos y también, idénticos, a los átomos de Carbono de la Tierra. Cinco elementos químicos desempeñan un papel estelar en la Biología terrestre:

Carbono

Oxígeno

Hidrógeno

Nitrógeno, y

Fósforo

Estos elementos están entre los más abundantes del Universo. Sin embargo, no siempre fue asíHubo un tiempo, antes de que nacieran las primeras estrellas, que en el Universo todo era Hidrógeno y Helio, los materiales primordiales a partir de los cuales, pudieron surgir todos los demás en los hornos nucleares de las estrellas y en las explosiones supernovas.

Arriba tenemos el oxígeno, el agua y un átomo de carbono, y, sin ellos la vida tal como la conocemos no sería posible en nuestro Universo.

Todas las leyes de la física nos muestran que la existencia y sostenimiento de la vida se asientan en equilibrios y medidas o cantidades específicas. La estructura general del universo, el lugar de la Tierra en el mismo, las características materiales de ésta –aire, luz, agua, etc.–, se basan en propiedades esenciales para nuestra supervivencia y, sobre todo eso… ¡El Carbono!

El Carbono es el elemento auténticamente vital. Merece un lugar de honor debido a una propiedad química única: los átomos de Carbono (como tantas veces expliqué aquí) pueden unirse para formar moléculas de cadena extendida, o polímeros, de variedad y complejidad ilimitadas. Las Proteínas y el ADN son dos ejemplos de dichas moléculas de cadena larga.

Si no fuera por el Carbono, la vida como la conocemos sería imposible. Probablemente sería imposible cualquier cualquier tipo de vida. Soy muy remiso (aunque no descarto nada), a que existan formas de vida que no estén basadas en el Carbono.

Cuando el Universo “empezó” con el “Big Bang”, el Carbono estaba completamente ausente. El intenso calor del nacimiento cósmico impedía cualquier núcleo atómico compuesto. En lugar de ello, el material cósmico consistía en una sopa de partículas elementales tales como protones y neutrones que pudieron conformar los núcleos de átomos de hidrógeno. Sin embargo, a medida que el universo se expandía y enfriaba durante los primeros minutos, las reacciones nucleares transmutaron parte del hidrógeno en helio.

Resultado de imagen de Proceso Triple Alfa

Muchos millones de años más tarde, en las estrellas, por algo que se llama “proceso triple Alfa”, surgió el Carbono en el Universo. No siendo el tema aquí el de explicar como se llega en las estrellas al Carbono a partir del helio, seguiremos hablando de la química cósmica.

La Química es algo más que unos tubos de ensayo, y, está presente de manera natural por todo el espacio interestelar. Allá por los 70 me llamó poderosamente la atención el descubrimiento de moléculas de amoníaco y de agua en el espacio exterior. ¿Cómo llegaron a llí? Bueno, todos conocemos esas inmensas nubes estelares que llamamos Nebulosas y, en ellas, se producen, a partir de materiales sencillos, esos cambios que tan poderosamente llaman nuestra atención.

El timo de átomo más común en el universo, después del hidrógeno y el helio, es el oxígeno. El oxígeno puede combinarse con hidrógeno para formar grupos grupos oxhidrilos (HO) y moléculas de agua (H2O), que tiene una marcada tendencia a unirse a otros grupos y moléculas del mismo tipo que encuentren por el camino, de forma que poco a poco se van constituyendo pequenísimasm partículas compuestas por millones y millones de tales moléculas. Los grupos oxhidrilo y las moléculas de agua pueden llegar a constitur una parte importante del polvo cósmico. Allá por el año 1965 se detectó por primera vez grupos oxhidrilo en el espacio y se comenzó a estudiar su distribución. desde entonces, se han encontrado allí, moléculas más, complejas que contienen átomos de carbono, de hidrógeno y de oxígeno. También átomos de calcio, sodio, potasio y hierro han sido detectados al observar la luz que dichos átomos absorben.


     En regiones como la que arriba podemos ver, están presentes elementos que no siempre sospechamos

Actualmente, la lista de las moléculas descubiertas en el espacio es larga y más de cien sustancias químicas la adornan, siendo muchas de esas moléculas interestelares orgánicas. La más abundante es el monóxido de carbono, pero también hay abundancia de acetileno, formaldehido y alcohol. También se han detectado moléculas orgánicas más complejas, tales como aminoácidos y HAP (hidrocarburos aromáticos policíclicos). Ahora está claro que no sólo abunda en todo el Universo elementos que favorecen la Vida, sino que también lo hacen muchas de las moléculas orgánicas realmente utilizadas por la vida. Con miles de millones de años disponibles para que la química cósmica pudiera generar dichas sustancias, ha habido tiempo más que suficiente para que estas se formen en las nubes moleculares gigantes de las que emergen las estrellas y los sistemas solares como el nuestro.

Nubes Moleculares Gigantes  en este caso (NGC 7822 en Cefeo). Colapsos gravitacionales, estrellas nuevas, vientos estelares, abundante radiación ultravioleta, todas esas fuentes de energías que dan lugar al nacimiento de estrellas nuevas, hacen también posible que, los materiales se mezclen y sufran mutaciones de simples a complejos y, a partir de ellos, nacen los nuevos sistemas planetarios y…¡la Vida!

Que en un principio, sin temor a equivocarnos podemos decir que la génesis de la vida ha sido posible a partir de lo que en el espacio pasó, ¿qué duda nos puede caber? Incluso, no se descarta que los materiales que trajeron la vida al planeta Tierra, fuera deposita por cometas.

Cometas: West

     El cometa West, con sus colas de plasma y polvo

Los Cometas que a pesar de todo lo que sabemos de ellos, siguen siendo algo enigmáticos, incluso algunos que han sido minuciosamente observados durante siglos. Muchos son los que dicen que llevan la semilla de la Vida con ellos y, de vez en cuando, la siembran en algún planeta que, como la Tierra, recibe sus esporádicas visitas.

Mucho se podría hablar aquí de cómo llegaron a formarse los cometas a partir de aquella Nebulosa planetaria pero, no siendo el tema de hoy, lo dejaremos en lo que ya hemos explicado y que, de manera muy simple y general, os dará una idea de lo que en el Universo puede pasar y de cómo, todo se confabula para que la vida, sea posible.

En la parte primera hemos hablado de los supermicrobios y de otras cuestiones que nos acercan al saber, al menos, de cómo hemos tratado de conocer el origen de la Vida en nuestro mundo, uan pregunta que más o menos ha quedado contestada pero, a medias, toda vez que, contestar a la pregunta primera de… ¿qué es la vida? no he podido, me faltan conocimientos para ello.

Para documentarme, he leído sobre el misterioso origen de la vida, he tratado de saber qué es la vida, he buceado en la historia de las moléculas antiguas, he dado un largo paseo por el Edén de los microbios y sus dominios, he tratado de estudiar lo que es el principio de generación biológica y química, a todo ello, he añadido meros conocimientos del hueco de entropía y la Gravedad como fuente de Orden, He querido saber sobre el árbol de la vida y me he querido enterar de qué hallaron los expertos en las rocas antiguas, qué fósiles había allí como huella de la vida del pasado, también procuré saber si era posible la generación expontánea y sobre “la sopa primordial”. Me interesé sobre el Azar en relación con el Origen de la Vida.

Resultado de imagen de ARN y el ADN

También sobre las células replicantes que nos trajeron la vida, el código genético de la reproducción, el ARN y el ADN. No me olvidé del Polvo de Estrellas y de la Química cósmica para hacer posible una génesis a partir del espacio exterior y, en fin, muchos espacios y muchas razones más que me han llevado a conocer, lo que creemos que la vida es. Sin embargo, a pesar de todo eso, con algunos conocimientos más de los que tenía hace veinte años sobre el tema pero, sigo sin saber contestar la pregunta:

¿Qué es la Vida?

emilio silvera

Aquellos primeros momentos (?)

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Todo en el Universo tiene un principio y un final y, el mismo universo tuvo que nacer y evolucionar para que hoy podamos contemplar, mediante nuestros sofisticados telescopios, un universo en expansión lleno de galaxias que contienen estrellas nuevas y viejas estrellas, muchas de ellas rodeadas de mundos que, aún no hemos podido determinar de qué criaturas estarán poblados muchos de ellos.

 Resultado de imagen de Y surgieron las primeras estrellas

Tuvieron que pasar millones de años para que nacieran las primeras estrellas
Antes de que la imagen de arriba fuese una realidad tuvieron que pasar millones de años. Hasta donde sabemos y el origen más aceptado para nuestro Universo es el de una inmensa explosión proveniente de una singularidad en la que la densidad y la energía eran “infinitas” y a partir de ahí, comenzó la gran aventura.

¡El Universo!

Antes de alrededor de un minuto y cuarenta segundos desde el comienzo del tiempo,  no hay núcleos atómicos estables.  El nivel de energía en el ambiente es mayor que la energía de unión nuclear. Por consiguiente, todos los núcleos que se forman, se destruyen de rápidamente.

Alrededor de un segundo desde el comienzo del tiempo, llegamos a la época de desacoplamiento de los neutrinos.  Aunque en esa época el Universo es más denso que las orcas (y tan caliente como la explosión de una bomba de hidrógeno), ya ha empezado a parecer vacío a los neutrinos.  Puesto que los neutrinossólo reaccionan a la fuerza débil, que tiene un alcance extremadamente corto, pueden escapar de sus garras y volar indefinidamente sin experimentar ninguna otra interacción.

Aunque parezca mentira, al día de hoy no sabemos, a ciencia cierta, como se formaron las galaxias

Así, emancipados, en lo sucesivo son libres de vagar por el Universo a su manera indiferente, volando a través de la mayor   de la materia como sino existiese. (Diez trillones de neutrinos atravesarán sin causar daños el cerebro y el cuerpo del lector en el tiempo que le lleve leer esta frase.  Y en el tiempo en que usted haya leído esta frase estarán más lejos que la Luna).

En menos de un siglo, el neutrino pasó de una partícula fantasma – propuesta en 1930 por el físico austríaco Wolfgang Pauli (1900-1958) a explicar el balance de energía en una forma de radioactividad,  el llamado decaimiento beta, en una sonda capaz de escrutar el interior de estrellas y de la propia Tierra.

De esa manera, oleadas de neutrinos liberados en un segundo después del big bang persiste aún después, formando una radiación cósmica de fondo de neutrinos semejante a la radiación de fondo de microondas producida por el desacoplamiento de los fotones.

Si estos neutrinos “cósmicos” (como se los llama para diferenciarlos de los neutrinos liberados más tarde por las supernovas) pudiesen ser observador por un telescopio de neutrinos de alguna clase, proporcionarían una visión directa del Universo cuando sólo tenía un segundo.

A medida que retrocedemos en el tiempo, el Universo se vuelve más denso y más caliente, y el nivel de  estructura que puede existir se hace cada vez más rudimentario.

Por supuesto, en ese tiempo, no hay moléculas, ni átomos, ni núcleos atómicos, y, a 10-6 (0.000001) de segundo después del comienzo del tiempo, tampoco hay neutrones ni protones.  El Universo es un océano de quarks libres y otras partículas elementales.

Si nos tomamos el de contarlos, hallaremos que por cada mil millones de antiquarks existen mil millones y un quark.  asimetría es importante.  Los pocos quarks en exceso destinados a sobrevivir a la aniquilación general quark-antiquark formaran todos los átomos de materia del Universo del último día.  Se desconoce el origen de la desigualdad; presumiblemente obedezca a la ruptura de una simetría materia antimateria en alguna etapa anterior.

Nos aproximamos a un tiempo en que las estructuras básicas de las leyes naturales, y no sólo las de las partículas y campos cuya conducta dictaban, cambiaron a medida que evolucionó el Universo.

La primera transición semejante se produjo en los 10-11 de segundo después del comienzo del tiempo, cuando las funciones de las fuerzas débiles y electromagnéticas se regían por una sola fuerza, la electrodébil.  hay bastante energía ambiente para permitir la creación y el mantenimiento de gran de bosones w y z.

Estas partículas – las mismas cuya aparición en el acelerador del CERN verificó la teoría electrodébil – son las mediadoras intercambiables en las interacciones de fuerzas electromagnéticas y débiles, lo que las hace indistinguibles.  En ese tiempo, el Universo está gobernando sólo por tres fuerzas: la gravedad, la interacción nuclear fuerte y la electrodébil.

Más atrás de ese tiempo nos quedamos en el misterio y envueltos en una gran nebulosa de ignorancia.  Cada uno se despacha a su gusto para lanzar conjeturas y teorizar sobre lo que pudo haber sido.   Seguramente, en el futuro, será la teoría M (de supercuerdas) la que contestará esas preguntas sin respuestas ahora.

En los 10-35 de segundo desde el comienzo del tiempo, entramos en un ámbito en el que las cósmicas son aún menos conocidas.  Si las grandes teorías unificadas son correctas, se produjo una ruptura de la simetría por la que la fuerza electronuclear unificada se escindió en las fuerzas electrodébil y las fuertes.  Si es correcta la teoría de la supersimetría, la transición puede haberse producido antes, había involucrado a la gravitación.

En el universo temprano la primera materia (hidrógeno y Helio) era llevada por la fuerza de gravedad a conformarse en grandes conglomerados de gas y polvo que interacioban, producían calor y formaron las primeras estrellas.

Elaborar una teoría totalmente unificada es tratar de comprender lo que ocurrió en ese tiempo remoto que, según los últimos estudios está situado entre 15.000 y 18.000 millones de años, cunado la perfecta simetría que, se pensaba, caracterizó el Universo, se hizo añicos para dar lugar a los simetrías rotas que hallamos a nuestro alrededor y que, nos trajo las fuerzas y constantes Universales que, paradójicamente, hicieron posible nuestra aparición para que , sea posible que, alguien como yo esté contando lo que pasó.

Pero hasta que no tengamos tal teoría no podemos esperar comprender lo que realmente ocurrió en ese Universo bebé.  Los límites de nuestras conjeturas actuales cuando la edad del Universo sólo es de 10-43de segundo, nos da la única respuesta de encontrarnos ante una puerta cerrada.

Del otro lado de esa puerta está la época de Plank, un tiempo en que la atracción gravitatoria ejercida por cada partícula era comparable en intensidad a la fuerza nuclear fuerte.

La fuerza nuclear fuerte hizo posible la existencia de los núcleos que atraían electrones para formar átomos

Así que, llegados a este punto podemos decir que la clave teórica que podría abrir esa puerta sería una teoría unificada que incluyese la gravitación, es decir, una teoría cuántica-gravitatoria que uniese, de una vez por todas, a Planck y Einsteins que, aunque eran muy amigos, no parecen que sus teorías (la Mecánica Cuántica) y (la Relatividad General) se lleven de maravilla.

emilio silvera

Teoría del proceso seguido por la Tierra en su evolución

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En este Blog, una de las premisas más importante, en realidad convertida en un Principio a seguir, es dar voz al visitante y, no sólo en comentarios, sino en los posibles trabajos que puedan querer exponer para divulgar sus ideas, y, en este caso,el visitante José C. Gómez, me envía un Correo que dejo aquí reproducido:


 

 

El origen del agua y su ciclo en la naturaleza, no es entendida por los europeos hasta finales del siglo XVII. Sin embargo, en al año 500 a.C los chinos ya conocían

Veámos que nos dice sobre el tema José C. Gómez

 

“Saludos, esta teoría se me ocurrió divagando sobre el origen del agua en la Tierra, pensando en que tipo de reacciones químicas dan lugar a molécuas de agua, observe las nubes y justo vi aparecer un avión dejando su estela de vapor en la atmosfera, pensé, desde luego, combustión de hidrocarburos, y mi búsqueda empezó en ese momento, tengo sólo formación de ingeniero técnico químico por lo que mi teoría debería ser revisada por alguien con mas conocimientos.

 

 

 

 

Buscando en internet posibles fuentes de hidrocarburos topé con los últimos descubrimientos del IAC, CSIC, composición de las bandas difusas interestelares, hidrocarburos policíclicos aromáticos en el espacio, es justo lo que busco, grandes moléculas de hidrógeno y carbono, además han sido capaces de sintetizarlas en un laboratorio a partir de carburo de silicio e hidrógeno simulando las condiciones en medio interestelar.

 

 

 

 

 ”Siguiente paso, imaginar el sistema solar en sus inicios rodeada de una banda difusa interestelar, nube de hidrocarburos, me situé en la Tierra, en concreto cuando era una masa incandescente de digamos entre 6000-5000 ºC emitiendo radiación,  la gravedad atraería hidrocarburos obteniendo una reacción de combustión de hidrocarburos, CnHn +O2 —- H2O + CO2 muchos dirán que no había oxigeno libre, yo pienso que si producto de descomposición a elevadas temperaturas el mismo agua y dióxido de carbono actúan como combustible. 

 

 

Nacimiento del Sistema solar en movimiento

 

“La temperatura del planeta empezó a descender, permitiendo al vapor de agua generado acumularse en las capas superiores de la naciente atmosfera, por debajo de 3500 – 3000 ºC el CO2 dejó de descomponerse, la combustión se desaceleraba, el agua todavía se descomponía en las capas mas cercanas a la Tierra realimentando la reacción hasta que llegamos a 1200 ºC, y por debajo de esta temperatura es cuando debieron suceder las cosas más interesantes.

 

 

Resultado de imagen de Los hidrocarburos

 

 

“Los hidrocarburos empezaron a combustionar incompletamente, en las capas inferiores se formaba metano y gases ligeros, ascendiendo quedaban las moléculas más grandes que literalmente empezaron a llover sobre la Tierra, como una columna de destilación invertida, formando el petróleo que quedó sepultado en el manto, cabe decir que en este punto me topé con la teoría fósil, ampliamente conocida, y abiótica que desconocía, de la formación del petróleo, y esta teoría resuelve varias de las dudas  que se generan como la presencia de Helio jamás presente en ningún organismo, se formaron en una atmosfera primitiva que aún lo contenía, se encuentra metano a grandes profundidades porque fue lo primero que se formó, se ha podido reproducir la síntesis de hidrocarburos en medio interestelar, cuando esto nunca ha sucedido con la teoría abiótica de formación del petróleo a grandes profundidades y presiones.

 

 

 

 ”Bueno hecho el inciso continúo, llegamos a 100 ºC el vapor de agua generado y atrapado por la gravedad terrestre, empezó a condensarse se formaron nubes que desencadenaron una tremenda lluvia que formó los océanos, pero esta lluvia iba acompañada de los hidrocarburos más complejos que quedaron sin combustionar formando junto con los minerales terrestres el caldo que posteriormente dio origen a la vida, el CO2 dominaba en la atmosfera producto de la combustión y emanaciones volcánicas, los primeros organismos limpiaron la atmosfera hasta llegar a la presencia de oxígeno libre en la atmosfera y formación de organismos más complejos.

 

 

Lluvia en el Oceano

 

 

“Aplicando esta teoría a por ejemplo Titán dada su situación, creo que se podría explicar por qué contiene hidrocarburos, la presencia de metano en Marte, ya que creo que pasó un proceso muy similar a la Tierra, donde la mayor parte del agua escapó de su atmósfera por su baja gravedad.

 

 

 

 

Seguimos en contacto muchas gracias por su atención, ya que las conclusiones que se desprenderían de esta teoría podrían cambiar muchas cosas en nuestro mundo.”

Amigo José C. Gómez, es bueno que sigas pensando y mejorando tus ideas que, como decía Eintein, lo mejor para la mente son los ejercicios mentales y, este que nos manda, es un buen ejercicio.

Saludos.

¡Las matemáticas! o, demostración de nuestro ingenio

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Alguien nacido en la India y que más tarde, se trasladó a Inglaterra donde se dedicó a la docencia, en cierta ocasión dijo: “Como la cola de un pavo real, como la gema en la cabeza de una serpiente, así están las matemáticas a la cabeza de todo el conocimiento”. Pocos científicios del mundo moderno estarían en desacuerdo con estas palabras. Las matemáticas están presentes (de una u otra manera) en todas las disciplinas del saber y, sin duda, es uno de los mayores logros de la Humanidad.

Nuestra historia tradicional (de Occidente), nos dice que fueron los griegos quienes crearon las matemáticas hacia el año 600 a. C. y que fue la cultura grecorromana la que las elaboró hasta el año 400 d. C., época en la cual esta disciplina cayó en profundo letargo que duraría unos mil años y no despertaría hasta la llegada de la Europa pos-renacentista. Sin embargo, hay pruebas abundantes de que las culturas no occidentales realizaron importantes contribuciones a las matemáticas europeas, o, al menos, desarrollaron técnicas matemáticas que precedieron a los descubrimientos europeos. Por ejemplo:

Lo principal de los trabajos de Ramanujan está en sus “Cuadernos Perdidos”, escritos por él en nomenclatura y notación particular, con ausencia de demostraciones, lo que ha provocado una hercúlea tarea de desciframiento y reconstrucción, aún no concluida. Fascinado por el número pi, desarrolló potentes algoritmos para calcularlo. Uno de ellos, reelaborado por los hermanos Jonathan y Peter Borwein (que fueron los matemáticos a los que encargaron traducir sus  Cuadernos Perdidos, resultó así:

Los tres cuadernos que escribió y que son una de las hazañas más asombrosas de todo el pensamiento humano amarillean y se pudren víctimas del clima y los insectos en la universidad Tata de la India. Pero, de Ramanujan hemos hablado aquí en otras ocasiones, sigamos con el trabajo que nos ocupa sobre las matemáticas.

•  Los Hindúes desarrollaron el uso del cero y los números negativos quizá unos mil años antes de que estos conceptos fueran aceptados en Europa.  Los mayas inventaron su propio cero -de hecho, una gran cantidad de ellos- más o menos al mismo tiempo que los hindúes.

•  Ciertas tablillas de barro escritas unos mil años antes de la civilización griega revelan indicios de la existencia de un álgebra bastante sofisticada entre los sumerios. Existen papiros del siglo XVIII a. C., y también anteriores a esa fecha, en los que se ve que los egipcios utilizaban ecuaciones simples para abordar problemas relativos a la distribución de alimentos y otros suministros.

Imagen relacionadaResultado de imagen de Los egipcios utilizaban la trigonometríia para construir sus pirámides

Los egipcios sabían que, la trigonometría es una rama de las matemáticas que significa “medición de triángulos”.

Los antiguos egipcios y babilonios conocían los teoremas sobre los lados de los triángulos semejenates. Las sociedades pre-helénicas carecían de estos conocimientos, por lo que estudiaban los lados en su medida (trilaterometría). En el segundo milenio a.C, los egipcios utilizaban la trigonometría para la construcción de pirámides.

 Su contenido se data del 2000 al 1800 a. C. Fue escrito por el escriba Ahmes aproximadamente en 1650 a. C., a partir de escritos de doscientos años de antigüedad.

Así, esta imagen nos muestra el conocido como Papiro de Ahmes que contiene el siguiente problema de trigonometría:  ” Si una pirámide es de 250 codos de alto y al lado de su base de 360 codos de largo, ¿cúal es su Seked?”  Solución: la cantidad para la Seked es la cotangente del ángulo que forman la base de la pirámide y su cara.

•  En el tercer milenio a. C. los babilonios desarrollaron un sistema de numeración que contemplaba el principio del valor según la posición. (En nuestro sistema de base 10, por ejemplo, 348 significa 8 unidades, 4 decenas y 3 centenas.) El Sistema de numeración Sexagesimal (base 60) de los babilonios puede parecer incómodo en un principio, pero Copérnico utilizó fracciones sexagesimales para construir su modelo del sistema solar y nosotros utilizamos este sistema para medir el tiempo y los ángulos (la hora tiene 60 minutos y cada minuto se divide en 60 segundos).

                                                     Sistema Sexagesimal Babilónico

•  Los escribas que trabajaban en los templos de Egipto conocían la fórmula que se usa para calcular el volumen del cilindro mucho antes de que existieran griegos que supiesen leer y escribir, por lo que conocieron la existencia del misterioso factor π mucho antes que los griegos. Los egipcios inventaron también el conceopto de mínimo comín denominador, así como una tabla de fracciones cuya preparación, según estimaciones de expertos modernos, requirió la realización de veintiocho mil tediosos cálculos.

Sí, el conocimiento de los números y las matemáticas se pierde en la noche de los tiempos y, desde hace milenios están alojados en la Mente de la Humanidad que, los tiene en sus manos para hacer el uso requerido en cada caso y lugar para hacernos más comprensible y fácil la vida. ¿Qué sería de nosotros sin las matemáticas?

•  En el año 2000 a. C., los sacerdotes en Mesopotamia (una región de la que hemos hablado hace muy poco tiempo, y, donde la Civilización sumeria desarrolló todo su talento e inventiva para el progreso), desarrollaron unas extensas tablas de cuadrados. Sabemos esto por las tablillas de barro con textos en escritura cuneiforme que han sido halladas en las bibliotecas de los templos. Hay que recordar que los europeos en el siglo XIV ni siquiera tenían Tablas de multiplicar.

•  Gottfried Leibniz, el coinventor del cálculo, afrimaba haber descubierto el secreto del modo de descifrar los diagramas del sabio chino de la antigüedad Fu Hsi. Leibniz sostenía que los diagramas de Fu Hsi se correspondían  con su propio sistema binario moderno de aritmética.

•  Los hindúes inventaron una incipiente forma de cálculo siglos antes de que Leibniz inventara el cálculo en Europa.

Mohammed Ibn Musa abu Djafar Al-Khwarizmi.  Murió: hacia el 850 en Bagdad (hoy Irak)

        Matemático, astrónomo y geógrafo musulmán, Mohammed Ibn Musa abu Djafar Al-Khwarizmi, nació probablemente en la ciudad persa de Khwarizm (actual Khiva, en Uzbekistan), situada al sudeste del mar de Aral, en la vieja ruta de la seda, que había sido conquistada 70 años antes por los árabes. Su nombre significa “Mohamed, hijo de Moisés, padre de Jafar, el de Khwarizm”.

Hacia el 820, Al’Khwarizmi fue llamado a Bagdad por el califa abasida Al Mamun, segundo hijo de Harun ar Rashid,  conocido por todos gracias a las “Mil y una noches”. Al Mamun continuó el enriquecimiento de la ciencia árabe y de la Academia de Ciencias creada por su padre, llamada la Casa de la Sabiduría. Se tradujeron al árabe obras científicas y filosóficas griegas e hindúes, y contaba con observatorios astronómicos. En este ambiente científico y multicultural se educó y trabajó Al-Khwarizmi, el cual dedicó sus tratados de álgebra y astronomía al propio califa. Todo este florecimiento traería importantes consecuencias en el desarrollo de la ciencia en Europa, principalmente a través de España.

•  Así, los árabes acuñaron el término álgebra e inventaron las fracciones decimales: 0,25 para ¼, etc. Los europeos, antes de sacar pecho cuando de matemáticas se habla, debemos mirar hacia atrás en el tiempo y hacia otros pueblos que, antes que nosotros, hicieron bien su trabajo.

Aristóteles supo reconocer el mérito de los egipcios a los que atorgó la autoría de haber desarrollado las matemáticas antes de que sus paisanos lo hicieran, aunque los expresó de una forma un poco ambigua: “Las ciencias matemáticas nacieron en el entorno de Egipto porque allí la clase sacerdotal disfrutaba de tiermpo de ocio”.

De todas las maneras, es de justicia reconocer las cosas y, el historiador de matemáticas Morris Kline, el más prominente de América, nos dice: “Comparar las matemáticas de los egipcios y los babilonios con los logros de sus sucesores inmediatos, los griegos, es como comparar los grabados de los niños que aprenden a escribir con la gran literatura”. Esto, sin dejar de reconocer que sumerios, babilonios y egipcios fueron los pioneros, junto a los hundues y chinos, de las matemáticas que más tarde, fueron desarrolladas por griegos.

La historia es más extensa pero, el tiempo se me acaba y el trabajo me espera, otro día seguiremos desarrollando este tema fascinante de las matemáticas que, junto con la escritura y el lengujae, viene a ser uno de los mayores logros de la Humanidad.

emilio silvera