“Esta es la estructura de materia que rodea al Vacío Local. Nuestra galaxia, en el origen de las flechas, se encuentra cerca del borde, justo entre el vacío y el cúmulo de Virgo, que cuenta con una enorme población galáctica. Como orientación, cada flecha de colores abarca unos 200 millones de años luz”.

R. Brent Tully

Vivimos en el borde de un gigantesco vacío cósmico, en el que no hay nada.

Por primera vez, un equipo de astrónomos ha conseguido elaborar un mapa detallado y en 3D de la distribución de galaxias en nuestra región del Universo.

            Laniakea, la región del vecindario de la Tierra, 100.000 billones de soles

A gran escala, el Universo en que vivimos se parece a un enorme queso de gruyere. O, si lo preferimos, a una telaraña gigantesca en la que la materia (galaxias y grupos de galaxias) constituyen los “hilos”, que se cruzan en nodos allí donde la densidad de materia es mayor. En ambos casos, tanto si imaginamos una tela de araña como si pensamos en un queso de gruyere, alrededor de la materia existen enormes vacíos, extensiones gigantescas que pueden llegar a medir hasta mil millones de años luz y en cuyo interior no hay nada, ni estrellas ni galaxias. Auténticas “zonas muertas” repartidas por todo el Universo.

Ahora, y por primera vez, un investigador del Instituto de Astronomía de la Universidad de Hawái ha conseguido elaborar un mapa (ver ilustración) de los vacíos cósmicos más cercanos a nosotros. Los resultados de su trabajo se acaban de publicar en The Astrophysical Journal.

Para conseguirlo, Brent Tully y su equipo han aplicado las mismas herramientas utilizadas en un estudio anterior, y han logrado elaborar un mapa de lo que se conoce como “Vacío local”, un extenso desierto cósmico en cuyos bordes se encuentra nuestra Vía Láctea. Estudiando con detalle los movimientos de las galaxias, los investigadores consiguieron deducir la distribución de la masa responsable de ese movimiento y construir, con esa información, un mapa tridimensional de nuestra región del Universo.

Tirones gravitacionales

Cúmulo de galxias de Virgo

Y es que las galaxias no solo se alejan unas de otras siguiendo la expansión general del Universo, sino que también responden a los “tirones gravitacionales” de sus vecinas y de las regiones próximas con mucha masa. El resultado de la combinación de todos esos movimientos es que, en general, las galaxias se están moviendo en bloque hacia las regiones más densas y alejándose cada vez más de las áreas con menos concentración de masa, es decir, de los vacíos. Lo cual hace que esas regiones desérticas se estén haciendo cada vez más grandes.

Ya en 1987, Tully y su colega Richard Fisher se dieron cuenta de que, a pesar de que vivimos en lo que se podría llamar una “metrópoli cósmica”, tanto nuestra Vía Láctea como sus numerosas vecinas se encuentran en el borde mismo de una extensa región desierta, a la que entonces bautizaron como Vacío Local. La existencia de esta gigantesca “zona muerta” ha sido ampliamente aceptada por la comunidad científica, aunque su estudio resulta muy difícil, ya que se encuentra justo detrás del centro de nuestra propia galaxia y permanece, por lo tanto, oculta a nuestra vista.

            Mapa celeste del Cúmulo de Virgo

En el vacío cósmico o no, el encuentro de Andrómeda y la Vía Láctea es inevitable

Ahora, sin embargo, y tras medir cuidadosamente los movimientos de 18.000 galaxias, Tully y su equipo han conseguido construir un mapa en el que queda perfectamente clara la “frontera” que separa a las regiones que tienen materia de las que no, justo en el borde del Vacío Local. En 2014 y utilizando la misma técnica, este equipo de investigadores consiguió delimitar los bordes de nuestro “continente galáctico”, un conjunto de más de 100.000 galaxias que se mueven juntas por el espacio y a la que bautizaron como Laniakea, que en hawaiano significa “cielo inmenso”.

Durante las últimas tres décadas, los astrónomos han estado tratando de averiguar por qué los movimientos de la Vía Láctea y de nuestro vecino galáctico más cercano, Andrómeda, se están desviando de la velocidad de expansión general del Universo en más de 600 km/s. Ahora, en su nuevo estudio los investigadores explican que más de la mitad de ese movimiento anómalo se genera “localmente” a partir de la combinación del enormemente masivo y cercano cúmulo de Virgo y nuestra contribución a la expansión del Vacío Local, que se está haciendo más y más grande a medida que las galaxias se van alejando de él.

Nuestra especie (que no podemos saber el tiempo que le queda antes de extinguirse), si es que llega a vivir tanto, tiene a la vista de un futuro muy lejano acontecimientos que serían difíciles de eludir:

El Sol se convierte en Gigante roja (primeiro), en Nebuiosa planetaria y enana blanca después, para cuando eso suceda, la temperaturas de la Tierra harán que los océanos se evaporen, y, la vida tal como la conocemos… ¡Desaparecerá!

La llegada de Andrómeda para fusionarse con La Vía Láctea, también parece irremediable, y, el acontecimiento, para nosotros será desastroso e imparable. El espectáculo sería fantástico paero, los desajustes planetarios y estelares serían de tanta gravedad que, la humanidad estareía a merced de fuerzas que no puede controlar.

Sabiendo eso, y, a pesar de que sabemos también, de la imposibilidad que tenemos para realizar viajes espaciales de largo trayecto, y, al menos en el presente, no se vislumbra que podamos construir naves-ciudades que puedan despegar de la Tierra, o, de una Base previamente cinstruida en la Luna o Marte para facilitar el despegue. Carecemos del combustible sólido necesario que no obligue a la nave a transportar miles dee toneladas, tampoco tenemos el sistema de la Gravedavedad artificial, no podemos impedir la entrada de la radiación en la nave… Los problemas son innumerables e irresolubles en las próximas décadas.

La idea de una “nave ciudad” para huir de un entorno hostil (como una sistema inhabilitable o un planeta en crisis) es un concepto avanzado que mezcla la exploración espacial con la supervivencia a largo plazo. Proyectos teóricos actuales sugieren estructuras masivas diseñadas para ser autosuficientes y multi-generacionales.an acoger, estan situados a decenas de años luz de la Tierra, y, a las velocidades que podemos viajar hoy, llegar a Próxima Centauri b, nos llevaría miles de años. ¿Que tardaría una nave futura para viajar a 48 años luz, y, a qué velocidad podría viajar (teneidno en cuenta que nunca podremos alcanzar la velocidad de la Luz que, además, está prohibido por la Física de la Relatividad Especial, si corremos a velocidades cercanas a c, la masa aumenta. ¿Lo soportarán los cuerpos hibernados de los viajeros? ¿Permanecer hibernados tantos años, no destruye las células?

Emilio Silvera V.

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Sí, este ha sido el año aciago del Brexit y Donald Trump, el año en que Europa ha consolidado su desprestigio y la población siria ha sido masacrada por su propio Gobierno con la ayuda de otros, en que la xenofobia, el nacionalismo y la miopía se han impuesto sobre la razón práctica, en que el autoritarismo se ha extendido por Hungría y Polonia como una plaga medieval, el año en que el paro y la pobreza se han instalado entre nosotros con la espontaneidad de una catástrofe natural. Y en que las únicas buenas noticias han provenido de la ciencia. En mitad del caos y la desesperanza, el conocimiento ha progresado con más firmeza que nunca. Aferrémonos a eso como a una ascua ardiendo.

Llevamos décadas oyendo que, si el XX fue el siglo de la física, el XXI lo sería de la biología. Pero lo cierto es que la física goza en nuestros días de mejor salud que nunca. El mayor descubrimiento de 2016, según un consenso difícil de cuestionar, ha sido el de las ondas gravitatorias, una predicción de la relatividad general de Einstein que el propio Einstein consideró imposible de confirmar. Ha hecho falta un siglo, la colisión de dos agujeros negros gigantescos y un sistema de detección (el LIGO) que se cuenta entre las obras más brillantes y refinadas del intelecto humano, pero el fenómeno se ha confirmado por encima de toda duda razonable. La gravedad no es una fuerza instantánea, como pensó Newton, sino que se propaga en forma de ondulaciones del espacio-tiempo que viajan a la velocidad de la luz, como predijo Einstein. Es un paso de gigante en el conocimiento que, como es habitual, abrirá un nuevo continente de exploración y progreso.

Las secuencias repetidas del CRISPR. Tomado de: Karginov FV y Hannon GJ. Mol Cell 2010

Cuando un virus entra dentro de la bacteria toma el control de la maquinaria celular y para ello interacciona con distintos componentes celulares. Pero las bacterias que tienen este sistema de defensa tienen un complejo formado por una proteína Cas unida al ARN producido a partir de las secuencias CRISPR. Entonces el material génico del virus puede interaccionar con este complejo. Si ocurre eso, el material genético viral es inactivado y posteriormente degradado. Pero el sistema va más allá. Las proteínas Cas son capaces de coger una pequeña parte del ADN viral, modificarlo e integrarlo dentro del conjunto de secuencias CRISPR. De esa forma, si esa bacteria (o su descendencia) se encuentra con ese mismo virus, ahora inactivará de forma mucho más eficiente al material genético viral. Es, por lo tanto, un verdadero sistema inmune de bacterias.

Proceso por el que el sistema CRISPR/Cas9 inactiva virus e integra parte de sus secuencias en el genoma de la bacteria.

Durante los años subsiguientes se continuó la investigación sobre este sistema, pero no fue hasta el año 2012 en el que se dio el paso clave para convertir este descubrimiento, esta observación biológica en una herramienta molecular útil en el laboratorio. En agosto de este año un equipo de investigadores dirigido por las doctoras Emmanuelle Charpentier en la Universidad de Umeå y Jennifer Doudna, en la Universidad de California en Berkeley, publicó un artículo en la revista Science el que se demostraba cómo convertir esa maquinaria natural en una herramienta de edición «programable», que servía para cortar cualquier cadena de ADN in vitro. Es decir, lograban programar el sistema para que se dirigiera a una posición específica de un ADN cualquiera (no solo vírico) y lo cortaran.

Jennifer Doudna y Emmanuelle Charpentier

La manera en que lo lograron es demasiado compleja para lo que pretende este blog. Baste simplemente decir que se utilizan unos ARNs que dirigen el sistema hacia el ADN que hay que cortar.

¿Cómo se edita el ADN con esta tecnología?

Todo comienza con el diseño de una molécula de ARN (CRISPR o ARN guía) que luego va  a ser insertada en una célula. Una vez dentro reconoce el sitio exacto del genoma donde la enzima Cas9 deberá cortar.

El proceso de editar un genoma con CRISPR/Cas9 incluye dos etapas. En la primer atapa el ARN guía se asocia con la enzima Cas9. Este ARN guía es específico de una secuencia concreta del ADN, de tal manera que por las reglas de complementariedad de nucleótidos se hibridará en esa secuencia (la que nos interesa editar o corregir). Entonces actúa Cas9, que es una enzima endonucleasa (es decir, una proteína que es capaz de romper un enlace en la cadena de los ácidos nucléicos), cortando el ADN. Básicamente podemos decir que el ARN guía actúa de perro lazarillo llevando a Cas9, el ejecutor, al sitio donde ha de realizar su función.

Pero también es cierto que la biología está en un momento espléndido, y sobre todo en dos campos que prometen aplicaciones clínicas a medio plazo: la edición genómica y la reprogramación de células. En el primer caso, la estrella se llama CRISPR, y consiste en un sistema tan simple, eficaz y versátil que ha puesto la modificación del genoma humano (y de cualquier otro) al alcance de cualquier laboratorio de genética del planeta; su primera aplicación, sometida ya a una investigación muy activa, será sin duda la corrección de las mutaciones que causan las enfermedades raras: una forma por fin eficaz de terapia génica. En segundo lugar, la reprogramación de células –retrasar el reloj de una vulgar célula de la piel para convertirla en una célula madre— está logrando progresos espectaculares en la reparación de lesiones y el retraso del envejecimiento.

              Sí, el Ordenador vence al campeón.

‘AlphaGo’ es el documental de Netflix que mejor explica lo que supuso la victoria de la IA de Google al campeón de Go

Pero este año no se puede hablar solo de física y biología, porque la inteligencia artificial ha irrumpido con poderío en la actualidad científica y tecnológica. Drones, robots y automóviles, por no hablar de teléfonos, relojes y casi cualquier otra cosa, exhiben ya notables habilidades cognitivas: hacen cosas que serían consideradas inteligentes si las hubiera hecho un humano (así definió la inteligencia artificial uno de sus creadores, el gran Marvin Minsky, que murió en enero de este año). Y los ordenadores se han hecho en 2016 con el título mundial de Go, una proeza mucho más espectacular que aquella de ganar a Kaspárov al ajedrez. Las discusiones filosóficas sobre la inteligencia de las máquinas parecen haberse enranciado de forma definitiva.

Inteligencia Artificial para solucionar problemas del cerebro, Ordenadores cuánticos… ¡U muchas cosas más! que, en unos pocos años (los que anden por aquí todavía) verán con asombro como cambia nuestro mundo y costumbres al pasar a otros niveles que ahora sin inimaginables para la gente corriente no versada en temas científicos.

El conocimiento ha seguido progresando entre la mediocridad política y el malestar social. Naturalmente, esto no tiene por qué seguir siendo así. Ya el Brexit puede constituir un lastre notable para la ciencia británica, y los planes xenófobos de Trump pueden convertirse en un escollo formidable para la norteamericana, pues buena parte de los grandes científicos de ese país son inmigrantes. Pero, de momento, 2016 ha ido bien para la ciencia. Es un consuelo.

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La riqueza de nuestro planeta se debe al agua y a la luz que facilitaron la presencia de vida

Han descubierto que el agua no es un líquido, sino dos.

Tiene dos fases líquidas con diferentes densidades y estructuras a bajas temperaturas

                                  Ilustración de las dos formas del agua líquida – Mattias Karlén

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Imágenes de exoplanetas proporcionadas por la Nasa. REUTERS

La casualidad ha querido que coincidieran dos noticias que invitan a pensar en el futuro. Mientras la NASA daba cuenta ayer de la existencia confirmada de 1.284 nuevos planetas de tamaño, posición y condiciones idóneas para albergar vida fuera del Sistema Solar, un estudio científico certificaba la desaparición de cinco islas del Océano Pacífico y la pérdida de más del 20% de la superficie de otras seis a causa de la erosión y el aumento del nivel del mar. ¿Podrá algún día llegar a establecerse una relación entre ambas? No lo sabemos. La ciencia ficción explota desde hace tiempo el filón de una Tierra catastróficamente destruida y el éxodo forzoso de la humanidad en busca de condiciones de supervivencia en el espacio. De momento, lo que tenemos son datos inquietantes respecto del cambio climático, y datos poco esperanzadores sobre la posibilidad de encontrar una alternativa habitable fuera del Sistema Solar.

“La subida del nivel del mar es un fenómeno que se ha observado desde comienzos del siglo XX. El ascenso de 1900 a 2016, ha sido de 16-21 cm.²​ Desde 1993 se se observó una acelaración a un promedio entre 2,6 mm y 2,9 mm ± 0,4 mm por año.³​ En las últimas dos décadas se ha acelerado.”

El nivel del mar se elevó en 15 centímetros entre 1994 y 2014 en el archipiélago de las Islas Salomón, lo que ha obligado a re.asentar por primera vez pequeños núcleos habitados. El problema no es solo que suba el nivel del agua, sino que el cambio climático está produciendo una intensificación de los vientos que erosionan las frágiles superficies de esas islas. El panel de Naciones Unidas sobre cambio climático prevé que el calentamiento continúe elevando el nivel de las aguas. Todos los grandes fenómenos comienzan con un pequeño movimiento. Y pueden tener una evolución muy rápida. La búsqueda de vida fuera de la Tierra se mueve, en cambio, en otra escala. Cualquier posibilidad está a una distancia de años luz. Y cualquier cambio favorable en un planeta próximo, como Marte, requeriría miles de años.

Los científicos de la Nasa quisieron hacer inventario de los exoplanetas descubiertos por el telescopio espacial Kepler antes de que llegue al término de su vida activa. Desde su lanzamiento en 2009 ha estado buscando planetas que, por su composición, tamaño y posición pudieran tener condiciones de vida parecidas a las de la Tierra. Solo en la zona observada de la Vía Láctea ha encontrado 1.284 nuevos astros. De ellos, 550 son rocosos y nueve tienen un tamaño y una posición orbital parecidos a la Tierra. Con esta nueva remesa, son 21 los que podrían tener agua. Eso significa que si pudiéramos explorar otras galaxias del universo, podríamos encontrar millones de planetas muy parecidos al nuestro. Sólo en la Vía Láctea se calculan miles de millones de ellos.

Pues todo eso es muy interesante pero, de momento, poco podemos esperar de tales hallazgos, pues el más cercano se encuentra entre 4,3 y 11 años luz. Es muy estimulante que en octubre de 2.017 pudiéramos observar por primera vez la muerte de un planeta por extinción de su estrella, y que poco después lográramos ver cómo se formaba otro en otra estrella naciente. Pero la escala a la que ocurren estos fenómenos solo puede llevarnos a una conclusión: hay que seguir buscando planetas susceptibles de albergar vida, por supuesto, pero mientras tanto, más vale que cuidemos aquel del que ya estamos seguros de que puede seguir dando cobijo a miles y miles de especies durante millones de años.

¡El nuestro.!

emilio silvera

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 Se trataría del noveno planeta de nuestro sistema estelar y ha sido apodado como «Planeta Nueve». Aún no se ha observado directamente, pero su presencia se ha inferido al estudiar las órbitas de sus vecinos, más allá de Plutón

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