Composición molecular de los organismos

Toda la materia, incluso aquella de los organismos más complejos, está constituida por combinaciones de elementos.

En la Tierra, existen 92 elementos naturales. Muchos son muy conocidos, como el carbono, que se encuentra en forma pura en el diamante y en el grafito; el oxígeno, abundante en el aire que respiramos; el calcio, que utilizan muchos organismos para construir conchas, cáscaras de huevo, huesos y dientes, y el hierro, que es el metal responsable del color rojo de nuestra sangre.

En la tabla periódica de los elementos el número de ellos llega hasta 111 y en algunas hasta 118, debido a que se han agregado aquellos elementos que se producen de manera artifiical.

La partícula más pequeña de un elemento es el átomo. Los átomos, a su vez, están constituidos por partículas más pequeñas: protones, neutrones y electrones.

En la actualidad, los físicos explican la estructura del átomo por medio del modelo orbital. Los átomos son las piezas fundamentales de toda la materia viva y no viva. Aun así, son muy pequeños y constituyen un espacio eminentemente vacío. Los electrones se mueven alrededor del núcleo a una gran velocidad —una fracción de la velocidad de la luz— siendo la distancia entre el electrón y el núcleo, en promedio, unas mil veces el diámetro del núcleo.

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¿Por qué la materia no puede moverse más deprisa que la velocidad de la luz?

Para contestar esta pregunta hay que advertir al lector que la energía suministrada a un cuerpo puede influir sobre él de distintas maneras. Si un martillo golpea a un clavo en medio del aire, el clavo sale despedido y gana energía cinética o, dicho de otra manera, energía de movimiento. Si el martillo golpea sobre un clavo, cuya punta está apoyada en una madera dura e incapaz de moverse, el clavo seguirá ganando energía, pero esta vez en forma de calor por rozamiento al ser introducido a la fuerza dentro de la madera.

Albert Einstein demostró en su teoría de la relatividad especial que la masa cabía contemplarla como una forma de energía (E = mc², la bomba atómica lo confirmó). Al añadir energía a un cuerpo, esa energía puede aparecer en la forma de masa o bien en otra serie de formas.

En condiciones ordinarias, la ganancia de energía en forma de masa es tan increiblemente pequeña que sería imposible medirla. Fue en el siglo XX (al observar partículas subatómicas que, en los grandes aceleradores de partículas, se movían a velocidades de decenas de miles de kilómetros por segundo) cuando se empezaron a encontrar aumentos de masa que eran suficientemente grandes para poder detectarlos. Un cuerpo que se moviera a unos 260.000 Km por segundo respecto a nosotros mostraría una masa dos veces mayor que cuando estaba en reposo (siempre respecto a nosotros).

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Es verdaderamente meritorio el enorme avance que en tan poco tiempo ha dado la Humanidad, en el campo de la Física. La disciplina científica de Física ha seguido caminos que han hecho posible aplicar los descubrimientos al bienestar general en la vida cotidiana de la Sociedad Humana y, no pocos de esos avances han estado dirigidos al campo de la Medicina con la que, la Física ha colaborado de manera estrecha. También se han ido desarrollando nuevos conceptos y nuevas teorías (algunas más afortunadas que otras) que han hecho posible continuar avanzando hasta unos niveles verdaderamente deslumbrantes.

En mecánica cuántica, la estructura del átomo se explica por analogía con un sistema de ondas estacionarias. Gran parte de los avances de la física moderna se basan en elaboraciones de la teoría de las ondas y el movimiento ondulatorio. Otra vez la doble personalidad de la luz, onda-partícula, ¿que secretos no estarán encerrados en la esencia del fotón y del electrón? ¿Tendrá razón nuestro contertulio Tom Wood y nos dará una agradable sorpresa con su Teoría Luz-Luz? Sería una agradable sorpresa.

En poco más de un siglo y medio, se ha pasado de la oscuridad más absoluta (conceptos básicos eran desconocidos), a una claridad, no cegadora aún, pero sí aceptable.  Son muchos los secretos de la Naturaleza física que han sido desvelados y el ritmo, parece que se mantiene a un nivel muy alto. De hecho, es exponencial, cada vez se avanza más en menos tiempo.

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Hace poco, en la prensa de todo el mundo salían noticias como esta:

 ¿Neutrinos más rápidos que la luz?

“Un equipo científico que trabaja con el detector subterráneo Opera, en el laboratorio de Gran Sasso (Italia), ha obtenido unos resultados que pueden ser muy satisfactorios o muy incómodos. La presentación de los mismos está prevista para hoy, en el Laboratorio europeo de Física de Partículas (CERN, junto a Ginebra) como un seminario científico altamente especializado. Pero los rumores corren ya hace unos días porque lo que estos científicos plantean es que han medido neutrinos (partículas elementales de escasa masa y que apenas interaccionan con la materia) que, aparentemente, se desplazan más rápido que la luz. De confirmarse, sería un bombazo en la física, puesto que es un pilar de la teoría de Einstein que nada puede superar la velocidad de la luz.”

Después de eso, ya sabemos todos lo que pasó y, los dos responsables principales han tenido que dimitir, la Luz sigue siendo la primera en llegar a cualquier sitio.

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Sólo universos que están muy cerca de la divisoria crítica pueden vivir el tiempo suficiente y tener una expansión suave para la formación de estrellas y planetas… y ¡vida!

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

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

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