Dependiendo de nuestro estado de ánimo, podemos imaginar cualquier escenario que la razón o sinrazón nos pueda sugerir. Utilizando los datos que tenemos (o podemos imaginar)  los podemos acoplar al pensamiento y construir escenas de inimaginable realidad.

¡Qué personaje! A el se le ocurrio decir: “Que no está muerto lo que duerme eternamente, y con el paso de los Eones, hasta la muerte morirá”.

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Historias que circulan y no todas coinciden.

Historias del pasado que, la mayoría de las veces, al ser contadas de generación en generación, se ven aumentadas con una dosis de imaginación que, finalmente, desvirtúan los hechos. Sin embargo, habrá que reconocer que son más interesantes al llevar ese ingrediente de fantasía. La Atrlántida, Tartessos, el Diluvio.

Emilio Silvera V.

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Algunos han hablado de la pocilidad de que, en otros mundos, puedan existir formas de vida basadas en el Silicio, y, si así fuese (que es muy dudoso), nos las podríamos encontrar sin tener la menor idea de que son “seres vivos”.

Lo llamativo del caso es que, actualemte, los científicos están construyendo máquinas cuyos principales materialres es el silciio, y están tratando de dotarlas de conciencia.

Por mi parte creo que, la conciencia solo puede surgir en formas de vida basadas en el Carbono.

¿Puede existir la vida basada en el silicio?

Todos sabemos que la vida está esencialmente basada en el carbono y quizá alguna vez te hayas sentido tentado a preguntarte: pero ¿por qué la vida no pudo evolucionar de un elemento diferente?  Se dice que el carbono es la base de la vida porque se encuentra presente en las estructuras biológicas de todos los seres vivos. Vemos carbono en moléculas como la glucosa, que es aquella que encontramos en alimentos como frutas y verduras, y al incorporarlas nos dan energía, por ejemplo; En las proteínas que nos permiten transportar el oxígeno que inspiramos.

Una vida de carbono

 

 

El carbono es el elemento químico que sustenta toda la vida en la Tierra. En la naturaleza existen 92 elementos químicos en estado natural. Es decir, 92 tipos distintos de átomos. Son las pequeñas piezas que se combinan entre sí para formar toda la materia conocida. Los átomos se combinan para formar moléculas, y las moléculas se unen para formar la materia. Todo lo que vemos a nuestro alrededor se forma con sólo esos 92 elementos. Incluidos nosotros mismos.                                    

El 95% del cuerpo de los seres vivos se compone por sólo cuatro elementos: carbono, oxígeno, hidrógeno y nitrógeno. De ellos, el carbono es el más importante. Sin él, no podría formarse el ADN. Las proteínas, glúcidos, vitaminas y grasas también son compuestos de carbono.

¿Qué elemento de la tabla periódica sería un buen candidato para reemplazar al carbono?, pues recordemos cómo se organizan los elementos en la tabla. Los elementos en un mismo grupo tienden a mostrar propiedades similares. El carbono pertenece al grupo IV, y el elemento más cercano a este en ese grupo es el silicio. Ambos tienen 4 electrones de valencia, lo que hace posible que ambos puedan formar hasta cuatro enlaces covalentes.

El primero en proponer en serio la vida basada en el silicio como una alternativa a la vida basada en el carbono en la comunidad científica fue el astrofísico alemán Julius Schneider. El usó esta teoría en 1891 para predecir la vida en los planetas rocosos de nuestro sistema solar. Luego en 1893, James Emerson Reynolds propuso  que la vida basada en el silicio podría existir, pero a temperaturas extremadamente altas, porque los compuestos de silicio conocidos en ese momento eran estables, incluso a altas temperaturas.

Treinta años después, J.B.S Haldane sugirió que la vida basada en el silicio podría existir en las rocas fundidas en el interior de la Tierra. El manto de la Tierra contiene suficiente silicio y, como se dijo antes, los compuestos de silicio son muy estables a altas temperaturas. En años recientes el Dr. Thomas Gold, un renombrado astrofísico austríaco (ahora fallecido), escribió un libro sobre la posibilidad de la vida basada en el silicio en el interior de la Tierra: The Deep Hot Biosphere, un libro ciertamente muy controversial y que valdría la pena leer.

Con el conocimiento de que el carbono y el silicio tiene propiedades químicas similares y que el silicio es el segundo elemento más abundante en la corteza terrestre (mucho más abundante que el carbono), hay que preguntarse no sólo si la vida de silicio puede existir sino también por qué no existe ya, al menos en nuestras condiciones ambientales.  La respuesta según Nicholas Linn se encuentra principalmente en el tamaño y la diferencia entre la energía de los orbitales de los átomos de carbono y los átomos de silicio.

¿Podría la vida de Silicio estar entre nosotros y no la hemos sabido percibir?

Un átomo de silicio tiene 8 electrones más que un átomo de carbono y el tamaño de enlace homogéneo es de 235 pm a comparación de los 77 pm del carbono. La nube electrónica más grande del silicio hace que los electrones de valencia tengan mayor energía, así los enlaces del silicio generalmente son más débiles que los del carbono.  Esta diferencia por sí sola es suficiente para explicar por qué el carbono crea vida y el silicio crea rocas, al menos en las condiciones estándares de la Tierra.

Usando el software de modelamiento molecular y química computacional  PC Spartan Pro v5.1, Nicholas Linn de la Universidad de Carolina del Norte realizó experimentos  para determinar que o bien las diferencias entre el carbono y el silicio se pueden superar o que las propiedades químicas del silicio simplemente no son aptas para la formación de cualquier vida.

        Molécula de Carbono

Una comparación de carbono y el silicio se elaboró y las propiedades de cada uno fueron probados. Ejecutando un alto nivel de cálculo (densidad funcional), la aplicación Spartan optimizó las geometrías de las  moléculas, calculados energías totales y rastreando las superficies de densidad de los enlaces en isovalores estándar (.08 electrones / ų ). A través de estos métodos, la estabilidad y las interacciones del silicio y el carbono en las moléculas de tipo orgánico puede ser investigado empíricamente y la viabilidad de la vida a base de silicio puede ser determinada.

Los Resultados de Linn

Linn realizó diferentes experimentos comparando las moléculas de carbono reales con las moléculas de sílicio teóricas de la misma estructura. El primero tenía que ver con el modelamiento de la molécula de etino más conocida como acetileno, el alquino más sencillo.

C₂H₂ es una molécula de carbono simple con un enlace triple, la molécula de carbono más simple conteniendo un triple enlace. La versión de silicio produjo una molécula con mas de una sexta parte de la energía de la molécula de carbono y con una densidad electrónica baja en la región del enlace triple, sugiriendo un compuesto altamente inestable y débilmente enlazado. Un ensayo similar realizó con el eteno o etileno.

El compuesto de silicio tenía una muy alta energía y una baja densidad electrónica en el área de enlace, lo que sugiere que los enlaces dobles de silicio son muy débiles y que probablemente el silicio no forma dobles enlaces.

El tercer experimento consistía en modelar un anillo de benceno (C₆H₆), con átomos de silicio. Los anillos de benceno se producen en casi todas las grandes moléculas orgánicas no polimerizadas como los grupos fenilo y alteran a nivel crítico las propiedades moleculares.

Nuevamente, los resultados indican que el silicio no puede formar estructuras como lo hace el carbono. El ángulo del enlace Si-Si-H es demasiado agudo y es muy probable que no sea estable. Debido a que el átomo de silicio es mayor que el de carbono, no puede duplicar la unión π del carbono, que es necesaria para estabilizar los electrones deslocalizados en C6H6 y mantener la estructura de resonancia del anillo. Los resultados sugieren que el silicio no puede formar un anillo estable de seis miembros.

Otro experimento realizado ponía a prueba la creación de productos del proceso de respiración. En la respiración normal, la reacción

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ —> 6CO₂ + 6H₂O + energía

ocurre. El  CO₂  producido es una sustancia de desecho gaseosa que es fácil de excretar. Si esta reacción ocurriera con el silicio, se produciiía SiO­₂ . Cuando fue modelado, el SiO­₂  formaba un sólido en vez de un gas, cosa que no es fácil de remover de un organismo.

Como el silicio tiene una alta afinidad por el oxígeno, estos sólidos se producirían con frecuencia, creando a una criatura bastante frágil. Ambos detalles complicarían severamente la fisiología de un organismo.

Otros anillos podrían sustituir al benceno, tales como las estructuras heterogéneas modelados a continuación, aunque tampoco se forman bien. Estas moléculas tenían altas energías y baja densidad en torno a los átomos de silicio, sin embargo las densidades individuales de los enlaces eran lo suficientemente altas como para que una molécula puede ser sostenida en condiciones apropiadas (anillo de densidad de C4O de comparación).

La incapacidad del silicio para formar cadenas mas largas se evidencia abajo.

 La densidad del enlace en las cadenas de silicio son muy bajas  para sustentar el polímero. Sin este tipo de cadenas, algunas moléculas indispensables como la glucosa y varios ácidos grasos no existirían para que un organismo las utilice.

Pero algo de evidencia empírica existente sustenta la posibilidad de que exista la vida basada en el silicio:

El silicio puede formar cadenas estables con un híbrido de silicio y carbono.

El siliciotambién interacciona con ácido fluorhídrico (un ácido débil), una sustancia que podría ser usada como solvente para separar moléculas específicas; el agua actúa de manera similar en la vida de plantas y animales ordenando varias vitaminas  basadas en su solubilidad.

Estructuras porosas llamadas “zeolitas”, que son combinaciones de metaloides tipo minerales, como el silicio, pueden actuar como membranas semipermeables (como paredes de las células), lo que permite que ciertas moléculas pasen a través mientras que otras no. La  zeolita en la parte inferior izquierda está transportando una molécula de xileno.

 Después de revisar las propiedades del sílicio, es muy poco probable que exista vida basada en el silicio,  al menos en las condiciones terrestres en las que hay vida como la conocemos. Simplemente el silicio no puede formar tanta diversidad de moléculas como lo hace el carbono bajo las condiciones naturales actuales, sin embargo el silicio tiene algunas propiedades que el carbono no posee. Tal vez en algún recóndito lugar del Universo es probable que pueda haberse desarrollado alguna forma de vida basada en el silicio. Como propuso el Dr. Thomas Gold, tal vez sea bajo condiciones de temperatura extrema, o quién sabe. Espero que un día seamos lo suficientemente afortunados como para encontrarla, si no es aquí en la Tierra, en otro lugar.

Por mi parte me alegro de estar compuesto de carbono, un organismo compuesto de silicio se vería masomenos así según Dickinson y Schaller:

Sinceramente creo que se vería bien como mascota (es broma).

Bueno, hasta aquí la entrada, algo larga, pero creo que interesante.

Según mi lego parecer (no tengo conocimiento para emitir un juicio científico), a esas grandes corporaciones que tratan de crear máquinas basadaas en el silicio (los Chips prodigiosos), a las que llaman Inteligencia Artificial, y que dicen van a dotar de Conciencia… ¡Lo tienen crudo! Máquinas con cerebros positrónicos a los que quieren, no ya igualar, sinos sobrepadsar a los cerebros humanaos… Parece altamente dudoso. Lo de los Chips está bien, almacenar datos e información casi “infinita”, podría ser. Sin embargo, actuar mejor que los 86.000 millones de neuronas… ¡No parece creíble! Sobre todo, en ese ámbito de la repentización en el que, los humanos, podemos buscar una solución rápida a un problema inesperado, ya que, las máquinas, se ciñen a las instrucciones que le dieron, a los datos que su cerebro contiene, y, nada de eso, les dota para poder repentizar, y, mucho menos, para tener sentimeintos.

Máuinas dotadas de conciencia y basadas en el silicio ¿Dónde?

Emilio Silvera V.

Referencias bibliográficas:

1. Linn, N. 2001. Can Silicon based life exist?. Summer Ventures in Science and Mathematics. UNC, Charlotte.
2. ATS. 2004. Silicon-based life. Is silicon-based life similar to terrestrial life possible?
3. Silicon-based life.
4. En:  http://www.daviddarling.info/encyclopedia/S/siliconlife.html (14/02/13).

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Las inmensas nebulosas moleculares son gigantescas acumulaciones de gas (principalmente hidrógeno molecular) y polvo interestelar, con masas de 10⁴ a 10⁶ veces la del sol  y tamaños de decenas de parsecs. Son la “materia prima” del universo, donde nacen nuevas estrellas y planetas al contraerse debido a su gravedad.

                  Moléculas precursoras de la Vida en el Espacio

 Además de la famosa Nebulosa de Orión (M42) (que es parte de un complejo mayor), existen otros ejemplos notables en nuestra galaxia: 

  La nebulosa Cabeza de Caballo forma parte de M42  que es solo una pequeña parte visible de un complejo mucho mayor que incluye la Nebulosa Cabeza de Caballo (Barnard 33) y la Nebulosa de Orión, situadas a unos 1300-1500 años luz.

Se han detectado numerosas moléculas orgánicas precursoras de la vida en el espacio interestelar, incluyendo aminoácidos, azúcares, etanolamina y coimpuestos como cianuro y formaldehido, fundamentales para la formación de proteínas, ARN y membranas celulares. Estos “ladrillos de la vida” se forman en nubes moleculares y asteroides, sugiriendo que los componentes esenciales para la vida son comunes en el universo. 

Los astrónomos tienen localizadas una buena variedad de Nubes Moleculares Gigantes. Son Nubes masivas de gas y polvo interestelar compuesto fundamentalmente por moléculas. Su diámetro típico es de más de 100 años-luz y las masas varian entre unos pocos cientos de miles hasta diez millones de masas solares. Las NMGs (Nebulosas moleculares gigantes) consisten mayoritariamente  en moléculas de Hidrógeno (H₂, 73% en masa), átomos de Helio (H_e, 25%), partículas de polvo 1%, Hidrógeno atómico neutro (H I, menos del 1%) y un rico cóctel de moléculas interestelares (menos  del 0,1 %).

Arriba podemos contemplar la grandiosa Nebulosa Molecular Orión. Nuestra Galaxia contiene más de 3 000 NMGs, estando las más masivas situadas cerca de la radiofuente Sagitario B2 en el Centro Galáctico. Comprenden la mitad de la masa de toda la materia interestelar, aunque ocupan menos del 1% de su volumen. La densidad de gas promedio es de unas pocas miles de moléculas por cm³.

Este espectro tomado por el telescopio espacial de infrarrojos HERSCHEL ilustra la variedad molecular existente en una nube interestelar como la de Orión. Agua, monóxido de carbono, metanol, formaldehído, cianuro de hidrógeno, óxidos de azufre y otras moléculas (de las cuales hay muchas aún sin identificar) dejan sus firmas inequívocas en la emisión del infrarrojo lejano que se origina en la nebulosa. El espectro se muestra superpuesto a una imagen (también infrarroja) tomada por el telescopio espacial Spitzer

Los Pilares de la Creación

Las Nebulosas Moleculares Gigantes se encuentran mayoritariamente en los Brazos Espirales de las galaxias de disco, y son el lugar de mayor nacimioento de estrellas masivas. Este tipo de Nebulosas perduran durante más de 30 millones de años, tiempo durante el cual, sólo una pequeña fracción de su masa es convertida en estrellas. La Nebulosa Molecular Gigante más próxima a nosotros se encuentra en Orión, y está asociada a la Nebulosa de Orión que más arriba podéis ver con sus claros y llamativos colores rojo, azulado y el espeso marrón oscuro molecular, todo ello, adornado por estrellas que brillan ionizando extensas regiones con sus potentes radiaciones ultravioletas.

Arriba una imagen de  NGC 7822 que se asemeja a una gran boca abierta llena de estrellas nuevas. Dentro de la nebulosa, bordes brillantes y formas oscuras se destacan en este paisaje colorido. Oxígeno atómico, hidrógeno y azufre en tonos azul, verde y rojo. Aquí se forman estrellas de manera continuada y van transformando el lugar con los fuertes vientos solares y la radiación de estrellas masivas. Con un diametro de 60 años-luz, la Nebulosa perdura en el espacio interestelar como si de un laboratorio natural se tratara, creando nuevos objetos y transformando la materia. Ahí se mezclan los gases Hidrógeno, Helio, Carbono, Nitrógeno, Oxígeno y otras pequeñas porciones de otros elementos que, forman moléculas que, a veces, alcanzar el nivel necesario para convertirse en los ladrillos necesarios para la vida.

Hermosa Nube Molecular en la Constelación de Cefeo donde ya se han creado cientos de miles de estrellas. Las Nebulosas son el producto residual de las estrellas gigantes y masivas cuando llegan al final de sus vidas y explotan en Súper-Novas, las capas exteriores de la estrella salen eyectadas hacia el espacio interestelar para formar la Nebulosa mientras que, la parte principal de la masa, implosiona, es decir, se contrae sobre sí misma bajo el peso de su propia masa para formar una estrella de neutrones o un agujero negro.

Particularmente interesantes son las moléculas orgánicas que se encuentran de manera generalizada en las nubes interestelares densas de nuestra Vía Láctea.

Descubren objetos de masa planetaria en Orión. Particularmente interesantes son las moléculas orgánicas que se encuentran de manera generalizada en las nubes interestelares densas de nuestra Vía Láctea. Alcoholes, éteres, e incluso algún azúcar simple (como el glicoaldehído) poseen abundancias significativas en tales nubes. La detección de la glicina, un aminoácido simple, en el espacio interestelar se viene intentando desde hace varios años. Pero aunque se tienen indicios muy positivos sobre su presencia en el espacio -algunos meteoritos la tienen presente-, su detección todavía ha de ser confirmada de manera inequívoca. La posibilidad de que existan aminoácidos en el espacio puede tener consecuencias de gran importancia para nuestra comprensión del origen de la vida. Aminoácidos simples, como la glicina, son los ladrillos con los se construyen las cadenas de proteínas y éstas, a su vez, son los constituyentes del ADN.

Todo esto nos viene a decri que todo lo que existe en el Universo, tiene encomendada una misión que, finalmente, está correlacionada con el Universo que podemos observar y su comportamiento es el resultado de todo eso.

Inmensas Nubes que son verdaderos laboratorios químicos naturales en los que surgen  moléculas y lípidos esenciales para la vida, también ahí surgen nuevas estrellas y nuevos mundos, y, todo eso (¡Maravillate!), de los restos de una estrella que muirió hace millones de años.

Emilio Silvera V.

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Acreción de gas en un agujero negro estelar desde su estrella compañera azul . Descubren en nuestra Galaxia un agujero negro tan descomunal que no debería existir. Su masa es 70 veces mayor que la del sol.

YU JINGCHUAN, PLANETARIO DE PEKÍN.

Animación del Péndulo de Foucault oscilando en el hemisferio sur

Un año más tarde, Jean Foucault (quien realizaría poco después su experimento con los péndulos) precisó más estas medidas empleando un espejo giratorio en vez de una rueda dentada. Entonces se midió el tiempo transcurrido desviando ligeramente el ángulo de reflexión mediante el veloz espejo giratorio. Foucault obtuvo un valor de la velocidad de la luz de 300.883 Km/s. También el físico francés utilizó su método para determinar la velocidad de la luz a través de varios líquidos. Averiguó que era notablemente inferior a la alcanzada en el aire. Esto concordaba con la teoría ondulatoria de Huyghens.

Purgatorius, un ancestro de los primates, estuvo presente en el momento en el que los mamíferos empezamos a convertirnos en los dominadores del mundo.

“Cuando los dinosaurios desparecieron en una de las extinciones masivas que ha sufrido nuestro planeta, bajo tierra, entre las raíces de los árboles y al refugio de sus madrigueras, sobrevivieron los pequeños mamíferos que habían vivido huyendo de los grandes reptiles hasta entonces. Con la extinción de los grandes depredadores, el mundo se mostró como un camino despejado para estas pequeñas criaturas. Los mamíferos salieron de sus escondites para colonizar el mundo y diversificarse como nunca. Entre ellos se encontraba Purgatorius, uno de los antepasados de los primates, que con su habilidad para trepar pudo alimentarse de los frutos de los árboles e iniciar el éxito evolutivo de los primates hasta hoy día, cuando los seres humanos dominamos el mundo.”

Todas estas extrañas formas de vida comparten el planeta Tierra co nosotros, y, lo mismo que aquí ¿Por qué no habrían de existir también “allí”, ya que, teniendo en cuenta qu el universo es igual en todas partes, así tendría que ser.

Por ahí fuera existen mundos de todo tipo, y, algunos… ¡Mejor no visitarlos!

La constante de estructura fina de Sommerfeld (símbolo α) es la constante física fundamental que caracteriza la fuerza de la fuerza electromagnética. Es una cantidad sin dimensiones, por lo que su valor numérico es independiente del sistema de unidades usado.

¿Qué sentido tendría un Universo sin vida?

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