jueves, 04 de junio del 2020 Fecha
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¡Extraña Naturaleza! No siempre la comprendemos

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

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En matemáticas se pueden trazar líneas precisas y concretas que dividan en dos clases entes de naturaleza matemática. Una estructura geométrica se superponer o no a su imagen especular. Una estructura asimétrica tener una lateralidad a la derecha o bien a la izquierda. Immanuel Kant, el gran filósofo germano del siglo XVIII, fue el primer pensador eminente que encontró un significado filosófico profundo a las reflexiones especulares.

Quiralidad (química) - Wikipedia, la enciclopedia libreTERRITORIO APÁTRIDA: Números extraños y números especulares

A Kant le parecía enigmático y misterioso que un objeto asimétrico pueda existir en cualquiera de sus dos imágenes frente a un espejo. Parece magia que, poniendo algunas cosas ante un espejo y mirando esa imagen especular, las cosas puedan parecer tan diferentes y, sin embargo, así resultan ser.

Cualquier entero positivo es par o impar, y no hay ninguno de tales números el cual su situación  a este respecto ofrezca la menor duda. Pero en el mundo, si exceptuamos el nivel subatómico de la teoría cuántica, las lineas divisortias son casi siempre difusas. El alquitrán, ¿es sólido o líquido?. Lo cierto es que, la mayoría de las propiedades físicas se “mueven” en un espectro continuo que hace que vayan cambiando de manera imperceptible de un extremo a otro del mismo.

Las manos son imágenes especulares entre sí. Los enantiómeros de ...pagina_05 — ocwus

La palabra quiral fue introducida por William Thomson (Lord Kelvin) en 1894 designar objetos que no son superponibles con su imagen especular. Aplicado a la química orgánica, podemos decir que una molécula es quiral ella y su imagen en un espejo no son superponibles.

La quiralidad está a menudo asociada a la presencia de carbonos asimétricos. Un carbono asimétrico es aquel que se une a cuatro sustituyentes diferentes. Un ejemplo de carbono asimétrico lo tenemos en la molécula de Bromocloroyodometano. El carbono está unido a bromo, cloro, yodo e hidrógeno, cuatro sustituyentes diferentes que lo convierten en quiral o asimétrico. La molécula y su imagen en un espejo son diferentes, ningún giro permite superponerlas. La relación una molécula y su imagen especular no superponible es de enantiómeros.

Quiralidad molecular y enantiómeros

En estos dibujos podemos ver la molécula de Bromocloroyodometano y su enantiómero reflejado en el espejo. Una vez la prueba, puse en encima de una mesa modelos tridimensionales de los poliedros enantiamorfos y delante de ellos puse un espejo que reflejaba la figura especular que de dicha puesta en escena resultaba. Las dos escenas (la real y la especular) eran exactamente iguales en lo que referencia a sus propiedades geométricas. A una de las aristas de una de las figuras le corresponde una de la misma longitud en la otra. Todo ángulo de una estaba emparejado al duplicado suyo de la otra. Ninguna medida o inspección de cualquiera de ellas reveló ni una sola característica geométrica que no tuviera la otra. En ese sentido, son figuras congruentes idénticas. ¡Pero, evidentemente, no eran idénticas!

Espejos planos

nos ponemos delante del espejo podemos comprobar que en él, aparecen cosas sorprendentes en cuanto a que no se pueden superponer las figuras del modelo con la figura especular. Una simple mano abierta y puesta delante del espejo resulta totalmente diferente en un lado y en el otro de la superficie especular. ponerte delante del espejo y levantar ambos brazos a media altura con las dos manos abiertas y, de manera sorprendente verás que, la figura que aparece en el espejo muestra tu mano y brazo derecho izquierdo y el izquierdo como derecho.

La propiedad de las manos, conocida por los químicos quiralidad, es una característica que poseen muchas moléculas cuya disposición de los átomos no es completamente simétrica. Una molécula quiral se presenta en dos formas que son más bien como un par de guantes. Dos guantes, uno diestro y otro zurdo, son esencialmente idénticos, con los mismos componentes básicos, cuatro dedos y un pulgar, y la misma función de mantener las manos cómodas y protegidas. Pero, evidentemente, no son exactamente iguales: no se puede girar o voltear un guante de un par que se superponga perfectamente en el otro. si lo miras en un espejo, un guante de la mano izquierda se convierte en uno de la mano derecha.

​Explosiones estelares pueden haber influido en la evolución de la Tierra

Cuando las estrellas son muy masivas como es el caso de Eta Carinae, tienen un final explosivo como Supernova y, esparcirán materiales por una extensa región interestelar convirtiéndose en una estrella de neutrones o en un Agujero negro.

¿Por qué la biología utiliza sólo una de las dos formas especulares de la imagen en la que las moléculas más complejas pueden existir? La última respuesta dada a pregunta afecta al campo de la astrofísica, la física de partículas y la bioquímica. La conclusión del último estudio dice que las explosiones estelares conocidas como supernovas son las culpables de que se produzca el fenómeno.

La Naturaleza, siempre he dicho aquí, tiene muchos secretos que no hemos llegado a comprender. El paso del tiempo con el cambio de temperaturas convierte en líquido, gas o sólido algunos materiales y, a otros, los deforma hasta perder su estructura original convertirlos en lo que no eran. Nada permanece, todo cambia. Sea cual fuere la línea de división, habrá algunos casos en los que no podamos definirla y, en otros, habrá objetos tan próximos a ella que el lenguaje ordinario no será lo suficientemente preciso como poder afirmar a qué lado pertenece. Y, la propiedad de la vida, está, precisamente, en uno de esos continuos.

Para probar esto basta que consideremos los virus: son las estructuras biológicas más pequeñas que se conocen  con la propiedad de poder “comer” (absorber sustancias situadas en sus proximidades), crecer y fabricar copias exactas de sí mismas.

Los virus controlan nuestro comportamiento? | La bitácora del ...

Son mucho más pequeños que una bacteria (en realidad, algunos virus infectan las bacterias) y pasan sin dificultad a través de un filtro de que, aunque a nosotros nos parezca que está completamente sellada y su superficie es totalmente hermética y lisa, ellos, tan “infinitamente” pequeños, ofrece miles de huecos por los que poder colarse.

Qué es el coronavirus Covid-19 o neumonía de Wuhan y cómo se contagia

Nuevas grabaciones en vídeo de un virus que infecta a las células sugiere que los virus se expanden mucho más rápido de lo que pensábamos. El descubrimiento de este mecanismo permitirá crear nuevos fármacos para frente a algunos virus. En la punta de un alfiler caben millones de ellos. De hecho, los virus tienen el tamaño de una décima de micrómetro (diezmillonésima del metro).

El mundo de lo muy pequeño es fascinante y, a veces, aterrador, por ejemplo, si hablamos de átomos, se necesitarían aproximadamente una cantidad para nosotros inconmensurable de átomos (602.300.000.000.000.000.000.000) para lograr un gramo de materia. Fijaos que hablamos de lo pequeño que pueden llegar a ser los virus y, sin embargo, el Hidrógeno con un sólo protón es el átomo más ligero y su masa es 400.000 veces menor que la masa de un virus, dije, el organismo vivo más pequeño que se conoce. El virus más diminuto conocido mide o,00000002 m; su tamaño es 2.000 veces mayor que el del átomo. Y, en la punta del alfiler que antes mencionamos cabrían 60.000.000.000 (sesenta mil millones) de átomos.

Imágenes in vitro del virus diminuto del ratón, mostrando las tres simetrías icosahédricas.

Los virus son nanomáquinas enormemente dañinas que están formados por una sencillisima estructura. Tanto es así que se dice que son entidades biológicas a caballo la materia inerte y la materia viva. Básicamente constan de una envuelta externa llamada cápsida’, formada por proteínas, que se encarga de preservar el ADN en el interior. Los virus no presentan ninguna función metabólica, y consiguen reproducirse parasitando la maquinaria molecular de una célula huésped. El interés por estudiar en profundidad los virus no sólo proviene de la motivación por erradicar las enfermedades que estos producen, sino de su estudio materiales. Las cápsidas de los virus son extraordinariamente resistentes.

3Comprobado científicamente: la luz azul de los móviles acelera el ...

Como los virus son menores que la longitud de onda de la luz, no pueden observarse con un microscopio luminoso ordinario, los bioquímicos disponen de métodos ingeniosos que les permiten deducir su estructura, ya que pueden verlos mediante bombardeos con rayos X u otras partículas elementales.

En rralidad, es decir que un cristal “crece”, pero lo hace de un modo ciertamente trivial. Cuando se encuentra en una solución que contiene un compuesto semejante a él, dicho compuesto se irá depositando sobre su superficie; a medida que esto ocurre, el cristal se va haciendo mayor, pero el virus, igual que todos los seres vivos, crece de una manera más asombrosa: toma elementos de su entorno, los sintetiza en compuestos que no están presentes en el mismo y hace que se combinen unos con otros de tal manera que lleguen a dar una estructura compleja, réplica del propio virus.

 

Los virus sólo se multiplican en células vivientes. La célula huésped debe proporcionar la energía y la maquinaria de síntesis, también los precursores de bajo peso molecular la síntesis de las proteínas virales y de los ácidos nucleicos. El ácido nucleico viral transporta la especificidad genética para cifrar todas las macromoléculas específicas virales en una altamente organizada.

Qué hace la gripe con nuestro cuerpo?Cómo se propagan los virus? –canalSALUD

El poder que tienen los virus de infectar, e incluso matar, un organismo, se debe precisamente a esto. Invade las células del organismo anfitrión, detiene su funcionamiento y lo sustituye, por decirlo de alguna manera, por otros nuevos. Ordena a la célula que deje de lo que normalmente hace que comience a fabricar las sustancias necesarias para crear copias de sí mismo, es decir, del virus invasor.

El primer virus que se descubrió, y uno de los más estudiados, es el virus sencillo que produce la “enfermedad del mosaico” en la planta del tabaco. Cristaliza en de barras finas que pueden observarse a través del microsopio electrónico. Recientemente se ha descubierto que barra es, en realidad, una estructura helicoidal orientada a la derecha, formada por unas 2.000 moléculas idénticas de proteína, cada una de las cuales contiene más de 150 subunidades de aminoácidos.

Las moléculas de proteínas se enrollan alrededor de una barra central imaginaria que va de un extremo a otro del cristal. Sumergido en la proteína (y no en la central, como podría pensar un estudiante) hay una única hebra helicoidal, enroscada la derecha, de un compuesto de carbono llamado ácido nucleico. El ácido nucleico es una proteína, pero igual que éstas es un polímero: un compuesto con una molécula gigante formada por moléculas más pequeñas enlazadas de manera que formen una cadena.
Un polímero es una macromolécula en la que se repite n veces la misma estructura básica (monómero). En el caso del hule, las cadenas pueden tener n=20 000 n=100 000. Los polímeros son los más nuevos de los tres tipos de materiales y al mismo tiempo, los más antiguamente conocidos por el hombre. Un polímero es un compuesto que consiste en moléculas de cadena larga. molécula esta hecha de unidades repetitivas que se conectan entre sí.
Diagrama de doble hélice de adn | Vector Gratis
La doble hélice del ADN consiste en dos polinucleótidos enlazados a través de puentes de hidrógeno bases de cadena. b) Una timina de un lado se une con una adenina del otro. c) Una citosina con una guanina. Las unidades menores , llamadas nucleótidos están constituidas por átomos de Carbono, Oxñigeno, Nitrógeno, Hidrógeno y Fósforo; pero donde las proteínas tienen unas veinte unidades de aminoácidos, el ácido nucleico solamente cuatro nucleótidos distintos. Se pueden encadenar miles de nucleótidos entre sí, como lo hacen las subunidades de aminoácidos de las proteínas en una variedad prácticamente infinita de combinaciones, para formar cientos de miles de millones de moléculas de ácido nucleico. Exactamente igual que los aminoácidos, cada nucleótido es asimétrico y orientado a la izquierda. A causa de ello, la espina dorsal de una molécula de ácido nucleico, igual que la de una molécula de proteína, tiene una estructura helicoidal orientada hacia la derecha.
Recientemente se han descubiertos unas moléculas sorprendentes con irregularidades en su quiralidad. Por ejemplo, existen segmentos anómalos de ADN que se enroscan al reves. Este ADN “zurdo” se halló por primera vez en un tubo de ensayo, en 1987 se ideó un procedimiento para identificar dichos segmentos anómalos en células vivas. El papel del ADN invertido no está claro, y pudiera estar implicado en los mecanismos que ponen en marcha mutaciones que nos lleven a ser hombres y mujeres del futuro con otros “poderes” que vayan más allá para que, de esa manera, podamos llegar a comprender la Naturaleza de las cosas y, en definitiva, nuestra propia naturaleza que sigue siendo un gran misterio nosotros.
      Otra vez la presencia del carbono asimétrico
Una cosita tan pequeñita… ¡tendría tanto que contarnos! La quiralidad está a menudo asociada a la presencia de carbonos asimétricos. Un carbono asimétrico es aquel que se une a cuatro sustituyentes diferentes. Un ejemplo de carbono asimétrico lo tenemos en la molécula de Bromocloroyodometano. El carbono está unido a bromo, cloro, yodo e hidrógeno, cuatro sustituyentes diferentes que lo convierten en quiral o asimétrico. La molécula y su imagen en un espejo son diferentes, ningún giro permite superponerlas. La relación una molécula y su imagen especular no superponible es de enantiómeros.
Nomenclatura de enantiómerosEnantiómeros - EcuRed
Lo cierto es que todo está hecho de esas pequeñas partículas… Quarks y Leptones. Las estudiamos y observamos los comportamientos que en situaciones distintas puedan tener y, una de las cuestiones que resultó curioso constatar es que,   existen partículas subatómicas que podríamos llamar pares y otras que podríamos llamar impares, porque sus combinaciones y desintegraciones cumplen las mismas propiedades que la suma de enteros pares e impares. Una partícula de paridad par puede partirse en dos de paridad par, o en dos de paridad impar, nunca en una de paridad par y otra de paridad impar (esto implica la conservación de la paridad). Y, de la misma manera que existen principios de ocnservación para la paridad, el angular, la materia…, también es un hecho irreversible ese principio que nos lleva a saber que, a partir de la materia “inerte”, surgieron los “seres” más pequeños que conocemos y que hicieron posible el surgir de la inmensa variedad de formas de vida que la evolución hizo llegar nosotros que, estamos aquí hablando de todas estas cuestiones curiosas que nos llevan a saber, un poco más, del mundo en el que vivimos, de la Naturaleza y, de nosotros.
emilio silvera

¿El Misterio? Persistirá, ¡como el Tiempo!

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Entradas anteriores

Los habitantes de este mundo hemos, hemos conseguido construir un cuadro plausible del Universo, de la Naturaleza que tratamos de comprender. Hemos llegado a ser conscientes de que, en ella, en la Naturaleza, están todas las respuestas que buscamos y, nosotros mismos no hemos llegado a conocernos por ese mismo hecho de que formando parte de la Naturaleza, somos parte del enigma que tratamos de desvelar.

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Parece que estamos entrando en la edad adulta, quiero significar que después de siglos y milenios de esporádicos esfuerzos, finalmente hemos llegado a comprender algunos de los hechos fundamentales del Universo, conocimiento que, presumiblemente, es un requisito de la más modesta pretensión de nuestra madurez cosmológica.

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Sabemos, por ejemplo, sobre las fuerzas fundamentales que rigen en nuestro Universo y, hemos podido, no sin mucho trabajo, saber dónde estamos situados en la Galaxia, que estamos confinados en un planeta que gira alrededor de una estrella situada en el borde de la Galaxia espiral a la que llamamos Vía Láctea, cuya posición ha sido determinada con respecto a varios cúmulos vecinos que, en conjunto, albergan a unas cuarenta mil galaxias extendidas a través de un billón de años-luz cúbicos de espacio.

También sabemos más o menos, cuando hemos entrado en escena, hace unos cinco mil millones de años que se formaron el Sol y los planetas de nuestro Sistema Solar , en un Universo en expansión que probablemente tiene una edad entre dos y cuatro veces mayor. Hemos determinado los mecanismos básicos de la evolución de la Tierra, hallado prueba también de evolución química a escala cósmica y hemos podido aprender suficiente física como para comprender e investigar la Naturaleza en una amplia gama de escalas los Quarks saltarines en el “mundo” microscópico hasta el vals de las galaxias.

El Tiempo inexorable nunca dejó de fluir y mientras eso pasaba, nuestra especie evolucionaba, aprendia al observar los cielos y cómo y por qué pasaban las cosas. Hay realizaciones humanas de las que, en verdad, podemos sentirnos orgullosos. Aquellos habitantes de Sumer y Babilonia, de Egipto o China y también de la India y otros pueblos que dejaron una gran herencia de saber a los Griegos que pusieron al mundo occidental en el camino de la ciencia, nuestra medición del pasado se ha profundizado unos pocos miles de años a más de diez mil millones de años, y la del espacio se ha extendido desde un cielo de techo bajo no mucho mayor que la distancia que nos separa de la Luna hasta el radio de más de diez mil millones de años-luz del universo observable.

Tenemos razones para esperar que nuestra época sea recordada (si por ventura queda alguien para recordarlo) por sus contribuciones al supremo tesoro intelectual de toda la Humanidad unida al contexto del Universo en su conjunto por unos conocimientos que, aunque no suficiente, sí son los necesarios para saber dónde estamos y, , debemos buscar la respuesta a esa pregunta: ¿Hacia dónde vamos?

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                                        Claro que, el futuro es incierto

en la física, en el mundo y en nuestras vidas, también está presente el principio de incertidumbre y, de ninguna manera, podemos saber del mañana. Sin embargo, cuanto más sabemos del universo, tanto más claramente comprendemos lo poco que sabemos de él. La vastedad del Universo nos lleva a poder comprender algunas estructuras cósmicas y mecanismos que se producen y repiten como, el caso de la destrucción que nos lleva a la construcción. Es decir, una estrella masiva vieja explota y siembre el Caos y la destrucción en una extensa región del espacio, y, es precisamente ese hecho el que posibilita que, nuevas estrellas y nuevos mundos surgan a la vida. Sin embargo, la grandeza, la lejanía, esa inmensidad que se nos escapa a nuestra comprensión terrestre, nunca nos dejará comprender el universo en detalle y, siendo así, siempre tendremos secretos que desvelar y misterios que resolver.

        Hasta llegar aquí, hicimos un largo recorrido

Si añadimos a todo eso  que, si poseyésemos un atlas de nuestra propia Galaxia y que dedicase una sola página a sistema estelar de la Vía Láctea (de modo que el Sol y sus planetas estuviesen comprimidos en una página), tal atlas tendría más de diez mil millones de volúmenes de diez mil páginas cada uno. Se necesitaría una biblioteca del tamaño de la de Harvard para alojar el Atlas, y solamente ojearlo al ritmo de una página por segundo nos llevaría más de diez mil años. Añádase los detalles de la cartografía planetaria, la potencial biología extraterrestre, las sutilezas de los principios científicos involucrados y las dimensiones históricas del cambio, y se nos hará claro que nunca aprenderemos más que una diminuta fracción de la historia de nuestra Galaxia solamente, y hay cien mil millones de galaxias más.

Sabiendo todo todo esto, siendo consciente de que, realmente, es así, tendremos que convenir con el físico  Lewis Thomas dijo: “El mayor de todos los logros de la ciencia del siglo XX ha sido el descubrimiento de la ignorancia humana”.

La ignorancia, como todo en el Universo, es relativa. Nuestra ignorancia, por supuesto, siempre ha con nosotros, y siempre seguirá estando, es una compañera con la que cargamos toda nuestra vida y que nos pesa. Algunos procuramos que pese lo menos posible para hacer más llevadero el viaje. Lo nuevo está en nuestras consciencias y de ellas, ha surgido nuestro despertar al comprender de sus abismales dimensiones, y es eso más que otro cosa, lo que señala la madurez de nuestra especie. El espacio puede tener un horizonte y el tiempo un final pero la aventura del aprendizaje siempre será interminable y eterno, quizá (no me he parado a pensarlo) pueda ser esa la única forma de eternidad que pueda existir.

La ciencia tiene límites. Foto CC-BY Galería de NASA Goddard and Video.

La dificultad de explicarlo todo no se debe a nuestra debilidad mental, sino a la estructura misma del universo. En los últimos siglos hemos descubierto que la trama del cosmos puede abordarse en varios niveles diferentes. Mientras no se descubre el siguiente nivel, lo que ocurre en el anterior no se puede explicar, sólo puede describirse. En consecuencia, para el último nivel que se conoce en cada momento nunca hay explicaciones, sólo puede haber descripciones.

La Ciencia es intrínsicamente abierta y exploratoria, y comete errores todos los días. En verdad, ese será siempre su destino, de acuerdo con la lógica esencial del segundo teorema de incompletitud de Kurt Gödel. El teorema demuestra que la plena validez de cualquier sistema, inclusive un sistema científico, no demostrarse dentro del sistema. Es decir, tiene que haber algo fuera del marco de cualquier teoría para poder comprobarla. La lección que podemos haber aprendido es que, no hay ni habrá nunca una descripción científica completa y comprensiva del universo cuya validez pueda demostrarse.

         No es que pertenezcamos al Universo, formamos de él

Y, a todo esto, debemos alegrarnos de que así sea, de que no podamos comprender el Universo en toda su inmensa dimensión y diversidad. Nuestras mentes necesitan que así sea y, tendrán, de esa manera, el escenario perfecto para seguir creciendo a medida que busca todas esas respuestas que nos faltan y, lo bueno del caso es que, respuesta que encontramos, viene acompañada de un montón de nuevas preguntas y, de esa manera, esa historia interminable de nuestra aventura del saber…llegará hasta la eternidad de nuestro tiempo que, necesariamente, no tiene por que ser el tiempo del universo.

emilio silvera.

Sí, todo cambio pero…, ¡algunos pensamientos perduran!

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

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No es poder recordar, sino todo lo contrario, la condición necesaria nuestra existencia en paz. Si el recuerdo es de la amada que se fue, tendremos la tristeza. Si el recuerdo nos trae momentos amargos, tendremos dolor.…¡De tantas maneras!

 

Más de siete mil millones de criaturas y ninguna es igual a otra

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Siempre será de la misma manera. A pesar de nuestras similitudes, ninguno de nosotros seremos nunca exactamente igual a otro. Con los mundos pasa otro tanto de lo mismo, serán parecidos, coincidirán en muchos de sus parámetros pero, siempre tendrán detalles grandes o pequeños que los diferenciaran a los de los otros. Creo que, lo único que podemos decir que son iguales, está situado en el mundo microscópico de las partículas: dos protones son exactos al igual que dos electrones o dos Quarks dowm. Ni las Nebulosas ni las Galaxias son nunca de la misma manera aunque ambas, puedan contener los mismos elementos.

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El cambio es un desafío. Vivimos en el período de mayor velocidad del movimiento de la historia humana. El mundo que nos rodea está impulsado por fuerzas que hace nuestras vidas cada vez más sensibles a cambios pequeños y respuestas repentinas. El desarrollo de Internet y los tentáculos de la Red Mundial nos ponen inmediatamente en con ordenadores y con sus propietarios en cualquier parte del mundo. Los riesgos del progreso industrial desenfrenado han provocado daños ecológicos y cambios medioambientales de los que no tenemos idea de qué repercusión futura tendrá en el devenir del planeta y, de nosotros mismos. Todo está sucediendo a una velocidad que, a veces, parece que se nos puede escapar de entre los dedos de la mano, sin que nada podamos hacer por frenar tal desvarío.

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                          Los ecosistemas no permanecen si no se cuidan

Todo parece diferente. Hasta los niños parecen crecer antes y, son más listos a edades más tempranas, ¿dónde quedó aquella candidez de los niños? Ellos, ahora no te hacen preguntas, te corrigen. Los políticos, para ir a la velocidad de los tiempos, cambian de signo y de alineaciones políticas que hoy es una y mañana otra dependiente de sus intereses partículas (nunca de los generales que, en realidad, les importa un pito). Incluso los seres humanos y la información que llevan incorporada se enfrentan a la intervención editorial que supone la ambiciosa cirugía de sustitución o la re-programación de parte de nuestro código genético. Muchas formas de progreso se están acelerando y cada vez más fragmentos de nuestra experiencia se han entrelazado con el afán de explorar todo lo que sea posible.

(c) Jose B. Ruiz

En el mundo de la exploración científica, reconocer el impacto de cambio no es tan nuevo. Hacia finales del s. XIX se había llegado a saber que hubo un tiempo en que la Tierra y nuestro Sistema Solar no existían; que la especie humana debía haber cambiado en apariencia y en el promedio de su capacidad mental a lo largo de enormes períodos de tiempo; y que, en cierto sentido, amplio y general, el Universo debería estar degradándose, haciéndose un lugar menos hospitalario y ordenado. Durante el s. XX hemos revestido de “carne” imagen esquelética de un Universo cambiante.

El clima y la topografía de nuestro planeta varían continuamente, como las especies que viven en él. Y lo más espectacular, hemos descubierto que todo el Universo de estrellas y galaxias está en un de cambio dinámico, en el que grandes cúmulos de galaxias se alejan unos de otros hacia un futuro que será diferente del presente.

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Las galaxias se alejan unas de otras con una tasa constante, también tienen pequeñas velocidades adicionales llamadas “velocidades peculiares” que les permite a las galaxias moverse lateralmente a la expansión principal. En los llamados grupos locales, en los que las galaxias están más juntas, la Gravedad les impide expandirse y, al contrario de lo que ocurre para lo general, aquí se produce lo contrario, toda vez que vez están más cerca por la fuerza de atracción que tiende a unirlas.

Hemos empezado a darnos de que vivimos en un teimpo prestado. Los sucesos astronómicos catastróficos son comunes; los mundos colisionan, legiones de asteroides cercan las inmediaciones de nuestro planeta, así han sido descubiertos por la NASA. Tenemos las huellas del pasado en el que, la Tierra, recibió muchas visitas exteriores en las que, no siempre salieron bien paradas las especies que en aquel momento estaban presente. Un día de estos, nuestra suerte cambiará, se acabará;el escudo que tan fortuitamente nos proporciona el enorme planeta Júpiter, que guarda los confines exteriores del Sistema Solar, no será suficiente para salvarnos.

Al final, incluso nuestro Sol morirá. Nuestra Vía Láctea será engullida por un enorme agujero negro central que, en Sagitario A, cada día se hace mayor. La vida, tal como la conocemos terminará. Los supervivientes tendrán que haber cambiado su , sus hogares y su Naturaleza en tal medida que nos costaría llamar “vida” según nuestros criterios actuales, a su existencia prolongada. Todo cambia, nada permanece y, nosotros, si queremos seguir viviendo, debemos adaptarnos a lo que vendrá y, como todo, debemos cambias. ¿Y, nuestros recuerdos?

Hemos reconocido los secretos simples del Caos y de la Impredecibilidad que asedian tantas partes del mundo que nos rodea. Entendemos que nuestro clima es cambiante pero no podemos predecir los cambios. Hemos apreciado las similitudes complejidades como ésta y las que emergen de los sistmas de interacción humana -Sociedades, economías, ecosistemas- y, también algo hemos podido aprender del interior de la propia mente humana. Sin embargo y a pesar de todos esos conocimientos acumulados, no son aún lo suficientemente amplios como para poder decir que sabemos, nuestro ignorancia es grande y, a pesar de todas las cosas grandes que hemos podido realizar, dentro de nosotros está presente esa parte oscura, ancestral y salvaje que nos aparta de lo racional. ¡Mirémos lo que ahora mismo pasa en el mundo!

Lo cierto es que todo cambia y nada permanece y algunos recuerdos se esfuman en nuestras mentes pero, hay algunos… ¡Imperecederos!

Todas estas sorprendes complejidades tratan de convencernos de que el mundo, es como una montaña rusa desbocada, rodando y dando bandazos; que todo lo que una vez se ha tenido por cierto podría ser derrotado algún día. Algunos incluso ven semejante perspectiva como una razón sospechar de la Ciencia, como si produjera unos efectos corrosivos sobre los fundamentos de la Naturaleza humana y de la certeza, como si la construcción del Universo físico y el vasto esquema de las Leyes  debiera haberse establecido pensando en nuestra fragilidad psicológica.

Pero hay un sentido en el que todo cambio e impredecibilidad es una ilusión. No constituye toda la historia sobre la Naturaleza del Universo. Hay tanto un lado conservador como un lado progresista en la estructura profunda de la realidad. A pesar del cambio incesante y la dinámica del mundo visible, existen aspectos de la fábrica del Universo misteriosos en su inquebrantable constancia, Son esas misteriosas cosas invariables que hacen de nuestro universo el que es y se distingue de los otros que pudiéramos imaginar.

Hay un hilo dorado que teje una continuidad a través del tiempo que siempre acompaña a la Naturaleza en su devenir. Todo eso, nos lleva a esperar que ciertas cosas sean iguales en otros lugares del espacio además de la Tierra, necesitamos tener, al menos, alguna esperanza y, esa igualdad, nos trae la tranquilidad de que, también allí, en aquellos remotos lugares de los confines del Cosmos, tenemos hermanos con los que, algún día podremos estar. Así, las cosas serán las mismas en todas partes y, en todas partes y en otros tiempos, también pudieron pasar las cosas que aquí pasaron; que algunos casos, ni la historia ni la geografía importan. De hecho, quizás sin un substrato semejante de realidades invariables no podrían haber corrientes superficiales de cambio ni ninguna complejidad de mente y materia.

Nuestras Mentes, lo mismo que toda la materia del Universo, están estrechamente conectadas con la memoria del “mundo” en el que están inmersos y del que, irremediablemente forman . El que cada una de ellas, Mente y Materia, estén en determinados momentos ocupando un diferente, no desvirtúa que, de cualquier manera, siguen siendo la misma cosa: Quarks y Leptones que, derivan en pensamientos cuando alcanzan su más alto estadio evolutivo.

¿Y, nuestros recuerdos? Bueno, a pesar de que me puedan causar dolor…¡Yo los quiero! Son parte de mi historia, parte de mí.

emilio silvera

Conocer la Naturaleza, sus secretos

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                     El amanecer del día es tan antiguo que se pierde en la noche de los tiempos

Desde tiempos inmemoriales, se hizo cada vez más evidente para nuestros antepasados que en la Naturaleza se daban sucesos predecibles y también impredecibles. Unos eran repetitivos, como el día y la noche y otros, nunca se veían venir, como los temblores de la Tierra. Así, los aspectos impredecibles eran peligrosos y temibles. En aquellos tiempos remotos, decían que eran castigos de los dioses por el comportamiento humano y, ahí estaban incluídos desde la erupción de un volcán, un Tsunami o un terremoto. También plagas, desastres y pestilencias que azotaron al mundo se vieron como un castigo.

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Mucho menos interés tenían las predecibilidades de los comportamientos de la Naturaleza que, por cotidianos, se veían naturales y eran, al ser conocidos, aprovechados de una u otra manera. Advirtiendo y explotando los cambios periódicos del entorno, podían prepararse las cosechas, hacer acopios para el invierno y construir defensas contra las incursiones del viento y de las aguas. Estas regularidades de la Naturaleza se reflejaron en el comportamiento de las Sociedades estables que se estructuraron alrededor de estosm sucesos y generaron una creencia en la ley y el orden a escala cósmica.

                              Lo impredecible

Finalmente, ayudadas por la fe monoteísta de muchas sociedades occidentales, estas creencias alimentaron la idea de que existían cosas llamadas “leyes de la Naturaleza” que son válidas en todos los tiempos y lugares. Estas leyes universales prescriben el modo en que se comportaran las cosas y no, como las leyes humanas que son cambiantes y dependen de criterios que no siempre están aconsejados por la razón.

Hemos llegado a comprender que las leyes de cambio siempre pueden reemplazarse por el requisito de que algún otro aspecto de la Naturaleza no cambie: es lo que llaman el principio de conservación o una invariancia de la Naturaleza. Se cree que la energía es un ejemplo primordial. Puede ser intercambiada y reorganizada de formas diferentes pero, al final, cuando se hace la suma, la energía total debe ser siempre la misma.

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Hasta la década de 1970 los físicos estaban impresionados por esta correspondencia entre leyes de la Naturaleza y pautas invariables que empezaron a explotar el catálogo de pautas invariables en busca de candidatos para las leyes de cambio asociadas. Las cuatro fuerzas básicas de la Naturaleza -Gravedad, electricidad y magnetismo, radiactividad e interacciones nucleares- eran descritas por teorías de este tipo. Cada una de estas cuatro fuerzas de la Naturaleza corresponde a una pauta independiente que se conserva cuando algo sucede en la Naturaleza: cuando un núcleo radiactivo se desintegra o un imán en movimiento en la dinámo de una bicicleta produce una corriente eléctrica.

Todo esto eran buenas noticias para los físicos. A mediados de la década de 1970 tenían teorías separadas para la Gravedad, el Electromagnetismo, la Fuerza débil (de la que se deriva la radiactividad) y la Fuerza fuerte (de la que se deriva las fuerzas nucleares) que estaban de acuerdo con los sucesos observados. La conservación de una pauta invariable en cada caso requería que existiese la respectiva fuerza de la Naturaleza y determinara en detalle cómo y sobre qué debería actuar. ¿Por qué debería el mundo estar gobernado por cuatro pautas invariables diferentes?

Hemos aprendido que las fuerzas de la naturaleza no son tan diferentes como a primera vista nos pueden parecer. Parecen tener intensidades muy diferentes y actuar sobre partículas elementales diferentes. Pero esto es una ilusión creada por nuestra necesidad de habitar un lugar en el Universo donde la temperatura es más bien baja; suficientemente baja para que existan átomos y moléculas. Conforme la temperatura aumenta y las partículas elementales de materia colisionan entre sí a energías cada vez más altas, las fuerzas separadas que gobiernan nuestro mundo quiescente a baja temperatura se hacen cada vez más parecidas. Las fuerzas fuertes se debilitan y las fuerzas débiles se fortalecen. aparecen nuevas partículas a medida que se alcanzan temperaturas más elevadas y consiguen producir interacciones entre las familias separadas de partículas que, a bajas temperaturas, parecen estar aisladas entre sí.

 

    Gran número de partículas generadas después del choque en el Gran Colisionador de Hadrones.

Las partículas viajan a velocidades cercanas a la velocidad de la luz y haces de hadrones chocan con tal violencia que, a muchos miles de millones de grados de temperatura, surge una nueva materia y partículas desconocidas que, durante una pequeñísima fracción de tiempo – de una trillonésima de segundo- son captadas por las potentes computadoras para que, posteriormente, los expertos experimentadores, diluciden los misterios que han surgido de ese big bang en miniatura.

Así, poco a poco, a medida que alcanzamos esas inimaginables condiciones de la temperatura “última” que Max Planck encontró definida por las cuatro constantes G, k, c y h, esperamos que las diferencias se vayan borrando completamente y que las fuerzas de la Naturaleza presenten al fín, un único frente unido como se cree que sucedía al principio de todo, antes de que las temperaturas iniciales del Universo se enfriaran y diera lugar a que, la única fuerza existente en aquel momento, se escindiera en las cuatro que hoy conocemos.

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Ahí, en ese recinto misterioso se producen conexiones sin fin que generan los pensamientos

Todo esto que aquí podemos contar es posible gracias a que existe algo que llamamos cerebro en el que se estructura un algo que llamamos mente y que, ha llegado a un nivel de consciencia  de inusitada grandeza, capaz de percibir esos parámetros y pautas de la Naturaleza que la hacen como es y que, permiten que dicha mente pueda estar presente para observar todo lo que aquí ocurre en tan inmenso Universo.

Hay cosas que se nos escapan pero que, de alguna manera presentimos. Por ejemplo, en nuestras vidas cotidianas, los efectos de la energía de vacío son ínfimos, diminutos, pero aún así detectables en pequeñas correcciones a los niveles de las energías de los átomos. En Teorías de campos relativistas, la energía de vacío está dada por una expresión matemáticamente idéntica y físicamente indistinguible de la famosa constante cosmológica, o por el contrario varia con el tiempo, algo que tendría consecuencias importantísimas para el destino del universo y que es un tema de investigación candente en cosmología, con varios experimentos propuestos para detectarlo.

 

Imaginar lo que pudiera ser… siempre se nos ha dado muy bien y, a veces, hasta hemos acertado.

Es cierto que existen campos en los que tenemos dudas y queremos seguir avanzando, es mucha la ignorancia que sobre nuestros hombros cargamos pero, por ejemplo, si bien existe confusión e intriga acerca de su uso y factibilidad, la computación cuántica no es un sueño. De hecho, muchos expertos la ven como inevitable. En los computadores tradicionales, el procesamiento paralelo divide una tarea en partes y las delega a procesadores separados. La computación cuántica hace mas o menos lo mismo, solo que el procesamiento ocurre a nivel subatómico, donde rigen las leyes de la mecánica cuántica.

Mientras que un bit magnético tradicional puede representar solo un 1 o un 0, los bits cuánticos, o “qubits”, consistentes de atomos y partículas subatómicas ofrecen una gama de posibilidades exóticas. Un computador cuántico puede guardar datos en el espín de los electrónes, o en la posición de un cierto electrón. Un qubit, por ejemplo, puede ser 0, 1 y 0 y 1 al mismo tiempo, permitiendo la construcción de procesadores inmensamente más rápidos que los procesadores tradicionales.

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Sabemos que, en el centro del átomo se encuentra un pequeño grano compacto aproximadamente 100.000 veces más pequeño que el propio átomo: el núcleo atómico. Su masa, e incluso más aún su carga eléctrica, determinan las propiedades del átomo del cual forma parte. Debido a la solidez del núcleo parece que los átomos, que dan forma a nuestro mundo cotidiano, son intercambiables entre sí, e incluso cuando interaccionan entre ellos para formar sustancias químicas (los elementos). Pero el núcleo, a pesar de ser tan sólido, puede partirse. Si dos átomos chocan uno contra el otro con gran velocidad podría suceder que los núcleos llegaran a chocar entre sí y entonces, o bien se rompen en trozos, o se funden liberando en el proceso partículas subnucleares. La nueva física de la primera mitad del siglo XX estuvo dominada por los nuevos acertijos que estas partículas planteaban.

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Pero tenemos la mecánica cuántica; ¿es que no es aplicable siempre?, ¿cuál es la dificultad? Desde luego, la mecánica cuántica es válida para las partículas subatómicas, pero hay más que eso. Las fuerzas con que estas partículas interaccionan y que mantienen el núcleo atómico unido son tan fuertes que las velocidades a las que tienen que moverse dentro y fuera del núcleo están cerca de la velocidad de la luz, c, que es de 299.792’458 Km/s. Cuando tratamos con velocidades tan altas se necesita una segunda modificación a las leyes de la física del siglo XIX; tenemos que contar con la teoría de la relatividad especial de Einstein.

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Esta teoría también fue el resultado de una publicación de Einstein de 1905. en esta teoría quedaron sentadas las bases de que el movimiento y el reposo son conceptos relativos, no son absolutos, como tampoco habrá un sistema de referencia absoluto con respecto al cual uno pueda medir la velocidad de la luz.

Pero había más cosas que tenían que ser relativas. En este teoría, la masa y la energía también dependen de la velocidad, como lo hacen la intensidad del campo eléctrico y del magnético.Einstein descubrió que la masa de una partícula es siempre proporcional a la energía que contienen, supuesto que se haya tenido en cuenta una gran cantidad de energía en reposo de una partícula cualquiera, como se denota a continuación:

E = mc2

Imagen abstracta que representa la velocidad de la luz mediante una curva de rayos coloridos convergiendo juntos sobre un fondo negro.  Foto de archivo - 7441629

Como la velocidad de la luz es muy grande, esta ecuación sugiere que cada partícula debe almacenar una cantidad enorme de energía, y en parte esta predicción fue la que hizo que la teoría de la relatividadtuviese tanta importancia para la física (¡y para todo el mundo!). Para que la teoría de la relatividadtambién sea autoconsistente tiene que ser holista, esto es, que todas las cosas y todo el mundo obedezcan a las leyes de la relatividad. No son sólo los relojes los que se atrasan a grandes velocidades, sino que todos los procesos animados se comportan de la forma tan inusual que describe esta teoría cuando nos acercamos a la velocidad de la luz. El corazón humano es simplemente un reloj biológico y latirá a una velocidad menor cuando viaje en un vehículo espacial a velocidades cercanas a la de la luz. Este extraño fenómeno conduce a lo que se conoce como la “paradoja de los gemelos”, sugerida por Einstein, en la que dos gemelos idénticos tienen diferente edad cuando se reencuentran después de que uno haya permanecido en la Tierra mientras que el otro ha viajado a velocidades relativistas.

Einstein comprendió rápidamente que las leyes de la gravedad también tendrían que ser modificadas para que cumplieran el principio relativista. Y, tras profundos pensamientos y continuados sufrimientos, él pudo elaborar su ecuación que es el reflejo de una de las mayores muestras de ingenio que han podido ser hechas por un humano. Su Ecuación de campo de la Relatividad General.

R_{\mu\nu} - {1\over 2}R g_{\mu\nu} + \Lambda g_{\mu\nu} = {8 \pi G \over c^4} T_{\mu\nu}

De la ecuación de campo de Einstein (entre otras muchas cosas) nos sale el esquema de la curvatura del espacio-tiempo que se produce en presencia de grandes masas. Ahí, también está encerrado el exótico agujerom negro. En esa breve ecuación subyace la inmensidad del Cosmos, de su geometría y configuración. Así que, en el presente comentario, vamos a explicar una serie de cosas que ocurren y están aquí con nosotros en el Universo, e incluso, formar parte de nosotros mismos o hacen posible que podamos estar aquí.

Leyendo el material enviado por un amigo al que pidió ayuda, Einstein quedó paralizado. Ante él, en la primera página de una conferencia dada ante el Sindicato de Carpinteros, 60 años antes por un tal Riemann, tenía la solución a sus desvelos: el tensor métrico de Riemann, que le permitiría utilizar una geometría espacial de los espacios curvos que explicaba su relatividad general.

La región de formación estelar S106

                                              ¡La belleza y los misterios del Universo!

Para poder aplicar el principio de la relatividad a la fuerza gravitatoria, el principio tuvo que ser extendido de la siguiente manera: no sólo debe ser imposible determinar la velocidad absoluta del laboratorio, sino que también es imposible distinguir los cambios de velocidad de los efectos de una fuerza gravitatoria.

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Einstein comprendió que la consecuencia de esto era que la gravedad hace al espacio-tiempo lo que la humedad a una hoja de papel: deformar la superficie con desigualdades que no se pueden eliminar. Hoy en día se conocen muy bien las matemáticas de los espacios curvos, pero en el época de Einstein el uso de estas nociones matemáticas tan abstractas para formular leyes físicas era algo completamente nuevo, y le llevó varios años encontrar la herramienta matemática adecuada para formular su teoría general de la relatividad que describe cómo se curva el espacio en presencia de grandes masas como planetas y estrellas.

Claro que, no siempre es todo como creemos verlo, ni siempre estamos en disposición de elegir. Nada es lo que nos dicen nuestros sentidos que es. Y, lo que entendemos por libre albedrío, de la misma manera, está distorsionado por mil parámetros ajenos a nosotros que, sólo podemos ejercer de manera parcial y hasta el punto en que, el entorno nos lo permite.

emilio silvera

El Mundo perdido que está en éste

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

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Ciencia

Un “mundo perdido” de nuevas especies podría existir bajo los hielos de la Antártida.

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Las cuevas, excavadas por el vapor de volcanes activos, pueden llegar a estar hasta a 25 grados de temperatura, lo que aumenta las posibilidades de que todo un ecosistema de flora y fauna prospere bajo la superficie helada

Cueva en Antártica

 

Derechos de autor de la imagenJOEL BENSING

 

Image caption     Las muestras fueron halladas en una cueva cerca del Monte Erebus, en la isla de Ross.

 

Bajo un denso manto de hielo, en las profundidades del continente antártico, podría haber plantas y animales viviendo el clima cálido de las cuevas subterráneas.

 Monte Erebus

Todo un “mundo perdido” de animales y plantas desconocidos podría estar esperándonos en alguno de los vastos sistemas de cuevas subterráneas que hay justo debajo de los hielos perennes de la Antártida. La afirmación, que parece propia de una película de ciencia ficción, se basa en un estudio recién publicado en la revista Polar Biology.

La directora de la investigación, Ceridwen Fraser, de la Australian National University, sostiene que las cuevas, excavadas por el vapor de volcanes activos, pueden llegar a estar hasta a 25 grados de temperatura, lo que aumenta las posibilidades de que todo un ecosistema de flora y fauna esté prosperando bajo la superficie helada.

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Grandes cuevas cálidas formadas por los volcanes crearon ecosistemas para la vida

El estudio se llevó a cabo en el Monte Erebus, un volcán activo situado en la isla de Ross y que cuenta con un extenso sistema de cuevas subterráneas, algunas de las cuales fueron visitadas por los investigadores.

Durante su estudio, los científicos analizaron muestras del suelo de algunas de esas cuevas y encontraron en ellas intrigantes muestras de ADN. Material genético procedente, en su mayor parte, de algas, musgos y algunos pequeños animales. Pero no todas las secuencias de ADN pudieron ser identificadas, lo que podría indicar la presencia de especies totalmente nuevas y desconocidas hasta ahora.

Arqueólogos descubren evidencias de la existencia de la Atlántida

                 Quien sabe lo que nos podremos encontrar en esas regiones misteriosas de la Tierra

En palabras de la propia investigadora, “los resultados de este estudio nos dan una somera y tentadora idea de que podría haber algo vivo bajo los hielos de la Antártida, incluso podría tratarse de nuevas especies de animales y plantas. El siguiente paso es ir alli, echar un buen vistazo y ver si somos capaces de encntrar comunidades viviendo bajo los hielos”.

A pesar de las bajísimas temperaturas que reinan en el continente blanco, Fraser cree que el calor que emana de los volcanes podría convertir esas cuevas subterráneas en lugares muy hospitalarios, lo suficientemente calientes como “para pasear cómodamente en camiseta”, y además iluminados por la luz que se filtra a través del propio hielo.

Numerosas cuevas

Resultado de imagen de ADN en las cuevas de la Antártida

Charles Lee, de la Universidad neozelandesa de Waikato, afirma por su parte que, además del Monte Erebus, existen muchos otros volcanes en la Antártida, por lo que los sistemas de cuevas subglaciales podrían ser bastante comunes.

“No sabemos aún cuántos de estos sistemas de cuevas pueden existir alrededor de los volcanes antárticos -asegura el investigador-, o lo interconectados que podrían estar estos sistemas subglaciales, ya que resultan muy difíciles de identificar y explorar”.

Según se afirma en el artículo de Polar Biology, hay más de 15 volcanes en la Antártida que están activos en la actualidfad, o que muestran evidencias de haberlo estado muy recientemente. Y nuevos volcanes se descubren continuamente.

Imagen relacionada

                               Nos podríamos llevar muchas sorpresas

Sin embargo, asegura Fraser, y a pesar de los recientes avances en la comprensión de la biodiversidad de la Antártida, “los científicos todavía saben muy poco acerca de la vida en sistemas de cuevas subglaciales del continente, que pueden albergar comunidades muy diversas y complejas”.

“Nuestros resultados -concluye la investigadora- destacan la importancia de investigar más y con mayor detalle estos sistemas de cuevas, a pesar de los desafíos y del esfuerzo que suponen los trabajos de campo en ese entorno. Un esfuerzo que vale la pena hacer para poder confirmar la presencia de seres vivos allí”.

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