martes, 27 de julio del 2021 Fecha
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Lo cierto es que, sin excepción, todo es una gran aventura que comienza cuando nacemos. Sin embargo, no sabemos como puede terminar pero, eso sí, todas ellas son emocionantes y conllevan los misterios de fascinantes incertidumbres, nunca sabremos lo que pasará “mañana” toda vez que no hemos llegado a comprender, en toda su plenitud, a ninguna de estas historias e incluso, de algunas, desconocemos hasta su comienzo y, por ello, nos vemos en la necesidad de inventarlo. Claro que, lo que sucede primero no es necesariamente el principio.

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                           Con ésta atmósfera ignea, la Tierra todavía se estaba enfriando, ya existían las primeras bacterias

Esta es la Imagen de la Tierra, nuestro planeta que desde hace cuatro mil millones de años da cobijo a la Vida. Su clima y su topografía varían continuamente, como las especies que viven en él. Y lo que es más espectacular,  hemos dewscubierto que todo el universo de estrellas y galaxias está en un estado de cambio dinámico, en el que grandes cúmulos de galaxias se alejan ybis de otros hacia un futuro que será muy diferente del presente. Ahora sabemos que, vivímos en un tiempo prestado.

Pero, a pesar del cambio incesante y la dinámica del universo visible, existen aspectos de la fábrica del Universo misteriosos en su inquebrantable constancia. Son esas misteriosas cosas invariables las que hace de nuestro Universo el que es y lo distinguen de otros mundos que pudiéramos imaginar. Cuando se conocen estas misteriosas constantes, podemos percibir que es como si hubiera un hilo dorado que teje una continuidad a través del espacio-tiempo que, inexorable, transcurre en la Naturaleza. Y, tales constancias, nos llevan a pensar que todas las cosas son iguales a lo largo del vasto Universo. Que fueron y serán las mismas en otros tiempos además de hoy.

La velocidad de la luz en el vacío, c, es una de esas misteriosas constancias que perduran a través del tiempo y del espacio, nunca varía. De hecho, quizá sin un substrato semejante de realidades  invariables no podrían existir corrientes superficiales de cambio ni ninguna complejidad de mente y materia. La velocidad de la luz, c, es una constante universal que marca el límite de velocidad del universo en el que nada, ninguna información, puede transmitirse más rápida que la velocidad de la luz. Einstein nos demostró que la velocidad de la luz en el vacío debería actuar como ese límite último de velocidad.

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Con razón nos decía Planck:

La ciencia no puede resolver el misterio final de la Naturaleza. Y esto se debe a que, en el último análisis, nosotros mismos somos parte del misterio que estamos tratando de resolver.” 

 

Y, quizás por eso precisamente, será necesario que contactemos con otros seres onteligentes, con otras Civilizaciones de fuera de la Tierra para que, nos podamos conocer mejor, ya que, al compararnos con otras especies del Universo, podremos ver con diáfana claridad, quiénes somos que, precisamente, tiene mucho que ver con las constantes del universo, ya que, de ser distintas, no estaríamos aquí.

El mundo que nos rodea es así porque está conformado por esas constantes de la Naturaleza que hacen que las coaas sean como las podemos observar. Le dan al universo su carácter distintivo y lo hace singular, distinto a otros que podría nuestra imaginación inventar. Estos números misteriosos, a la vez que dejan al descubierto nuestros conocimientos, también dejan al desnudo nuestra enorme ignorancia sobre el universo que nos acoge. Las medimos con una precisión cada vez mayor y modelamos nuestros patrones fundamentales de masa y tiempo alrededor de su invarianza; no podemos explicar sus valores.

Nunca nadie ha explicado el valor numérico de ninguna de las constantes de la naturaleza. ¿Recordáis el 137? Ese número puro, adimensional, que guarda los secretos del electrón (e), de la luz (c) y del cuanto de acción (h). Hemos descubierto otros nuevos, hemos relacionado los viejos y hemos entendido su papel crucial para hacer que las cosas sean como son, pero la razón de sus valores sigue siendo un secreto profundamente escondido.

¡Nos queda mucho por descubrir! Pero, es cierto, que algo hemos avanzado y sabemos algunas cosas como, por ejemplo que…

Los campos magnéticos están presentes por todo el Universo. Hasta un diminuto (no por ello menos importante) electróncrea, con su oscilación, su propio campo magnético, y,  aunque pequeño,  se le supone un tamaño no nulo con un radio ro,llamado el radio clásico del electrón, dado por r= e2/(mc2) = 2,82 x 10-13 cm, donde e y m son la carga y la masa, respectivamente del electrón y c es la velocidad de la luz.

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“La creciente distancia entre la imaginación del mundo físico y el mundo de los sentidos no significa otra cosa que una aproximación progresiva al mundo real.” El mundo que nosotros percibimos es “nuestro mundo”, el verdero es diferente y como nos dice Planck en la oración entrecomillada, cada vez estamos más cerca de la realidad, a la que, aunque no nos pueden llevar nuestros sentidos, si no llevarán la intuición, la imaginación y el intelecto.

Está claro que la existencia de unas constantes de la Naturaleza nos dice que sí, que existe una realidad física completamente diferente a las realidades que la Mente humana pueda imaginar. La existencia de esas constantes inmutables dejan en mal lugar a los filósofos positivistas que nos presentan la ciencia como una construcción enteramente humana: puntos precisos organizados de una forma conveniente por una teoría que con el tiempo será reemplazada por otra mejor, más precisa. Claro que, tales pensamientosm quedan fuera de lugar cuando sabemos por haberlo descubierto que, las constantes de la naturaleza han surgido sin que nosotros las hallamos invitado y, ellas se muestran como entidades naturales que no han sido escogidas por conveniencia humana.

       Las distintas constantes del Universo han sido puestas a prueba para comprobar si han cambiado a lo largo del tiempo

Los cuásares están entre los objetos más distantes en el universo. La palabra cuásar o “quasar” es una contracción de las palabras “quasi” y “stellar”, por ello son llamados así por su apariencia estelar. El cuásar más lejano hasta ahora es SDSS 1030 +0524 y se halla a unos 13000 millones de años-luz de distancia apenas unos 700 millones después de nacer el universo. La medición de la distancia de estos objetos se toma de la velocidad de alejamiento que presentan, dato que nos lo da el desplazamiento al rojo (z). Se cree que un cuásar nace cuando se fusionan dos galaxias y sus agujeros negros centrales quedan convertidos en este potente y energético objeto.

El cuásar 3C191 fue localizado con un desplazamiento al rojo de 1,95 y por eso su luz salió cuando el universo tenía sólo una quinta parte de su edad actual, hace casi once mil millones de años, llevando información codificada sobre el valor de la constante de estructura fina en ese momento. Con la precisdión de las medidas alcanzables entonces, se encontró que la constante de estructura fina era la misma entonces que ahora dentro de un margen muy pequeño que se puede deber a la imprecisión de la medida:

α (z = 1,95/α(z = 0) = 0,97 ± 0,05

La Constante de la Estructura Fina - www.pedroamoros.com

       La Constante de la Estructura Fina

Poco después , en 1967, Bahcall y Schmidt observaron un par de líneas de emisión de oxígeno que aparecen en el espectro de cinco galaxias que emiten radioondas, localizadas con un desplazamiento hacia el rojo promedio de 0,2 (emitiendo así su luz hace unos dos mil millones de años: Aproximadamente la época en que el reactor de Oklo estaba activo en la Tierra y obtuvieron un resultado consistente con ausencia de cambio en la constante de estructura fina que era aún diez veces más fuerte:

α (z = 0,2)/α(z = 0) = 1,001 ± 0,002

Estas observaciones excluían rápidamente la propuesto por Gamow de que la constante de estructura fina estaba aumentando linealmente con la edad del universo. Si hubiese sido así, la razón α(z = 0,2)/α(z = 0) debería haberse encontrado con un valor próximo a 0,8.

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Una de las cuestiones más controvertidas en la cosmología es porque las constantes fundamentales de la naturaleza parecen finamente ajustadas para la vida. Una de estas constantes fundamentales es la constante de estructura fina o alfa, que es la constante de acoplamiento de la fuerza electromagnética (usualmente denotada g, es un número que determina la fuerza de una interacción) y equivale a 1/137,03599911.

La ilustración muestra cómo los rayos X de un cuasar distante, son filtrados al pasar por una nube de gas intergaláctico. Midiendo la cantidad de la disminución de la luz debido al oxígeno y otros elementos presentes en la nube los astrónomos pudieron estimar la temperatura, densidad y la masa de la nube de gas  (el cuasar PKS 2155-304).

Actualmente, el más potente método utilizado en estos eperimentos dirige todo su potencial en la búsqueda de pequeños cambios  en la absorción por los átomos de luz procedentes de cuásares lejanos.  En lugar de considerar pares de lineas espectrales  en dobletes del mismo elemento, como el silicio,  considera la separación entre líneas causada por la absorción de la luz del cuásar por diferentes elementos químicos en nubes de gas situadas entre el cuásar y nosotros. Y, a todo esto, las cuatro fuerzas fundamentales siguen estando presentes.

No debemos descartar la posibilidad de que, seamos capaces de utilizar las unidades de Planck-Stoney para clasificar todo el abanico de estructuras que vemos en el Universo, desde el mundo de las partículas elementales hasta las más grandes estructuras astronómicas.  Este fenómeno se puede representar en un gráfico que se cree la escala logarítmica de tamaño desde el átomo a las galaxias.  Todas las estructuras del Universo existen porque son el equilibrio de fuerzas dispares y competidoras que se detienen o compensan las unas a las otras, la  atracción (Expansión) y la repulsión (contracción).  Ese es el equilibrio de las estrellas donde la repulsión termonuclear tiende a expandirla y la atracción (contracción) de su propia masa tiende a comprimirla, así, el resultado es la estabilidad de la estrella.  En el caso del planeta Tierra, hay un equilibrio entre la fuerza atractiva de la gravedad y la repulsión atómica que aparece cuando los átomos se comprimen demasiado juntos.  Todos estos equilibrios pueden expresarse aproximadamente en términos de dos números puros creados a partir de las constantes e, ћ, c, G y mprotón.

α = 2πeћc ≈ 1/137
αG = (Gmp2)ћc ≈ 10-38

La identificación de constantes adimensionales de la naturaleza como a (alfa) y aG, junto con los números que desempeñan el mismo papel definitorio para las fuerzas débil y fuerte de la naturaleza, nos anima a pensar por un momento en mundos diferentes del nuestro.  Estos otros mundos pueden estar definidos por leyes de la naturaleza iguales a las que gobiernan el Universo tal como lo conocemos, pero estarán caracterizados por diferentes valores de constantes adimensionales.  Estos cambios numéricos alterarán toda la fábrica de los mundos imaginarios.  Los átomos pueden tener propiedades diferentes.  La gravedad puede tener un papel en el mundo a pequeña escala.  La naturaleza cuántica de la realidad puede intervenir en lugares insospechados.

Lo único que cuenta en la definición del mundo son los valores de las constantes adimensionales de la Naturaleza (así lo creían Einstein y Planck).  Si se duplica el valor de todas las masas, no se puede llegar a saber porque todos los números puros definidos por las razones de cualquier par de masas son invariables.

Es un gran mérito por nuestra parte que, nuestras mentes, puedan haber accedido a ese mundo mágico de la Naturaleza para saber ver primero y desentrañar después, esos números puros y adimensionales que nos hablan de las constantes fundamentales que hacen que nuestro Universo sea como lo podemos observar.

Cuando surgen comentarios de números puros y adimensionales, de manera automática aparece en mi mente el número 137.  Ese número encierra más de lo que estamos preparados para comprender, me hace pensar y mi imaginación se desboca en múltiples ideas y teorías.  Einstein era un campeón en esta clase de ejercicios mentales que él llamaba “libre invención de la mente”.  El gran físico creía que no podríamos llegar a las verdades de la naturaleza solo por la observación y la experimentación.  Necesitamos crear conceptos, teorías y postulados de nuestra propia imaginación que posteriormente deben ser explorados para averiguar si existe algo de verdad en ellos.

“Todos los físicos del mundo, deberían tener un letrero en el lugar más visible de sus casas, para que al mirarlo, les recordara lo que no saben.  En el cartel solo pondría esto: 137.  Ciento treinta y siete es el inverso de algo que lleva el nombre de constante de estructura fina”.

Este número guarda relación con la posibilidad de que un electrón emita un fotón o lo absorba.  La constante de estructura fina responde también al nombre de “alfa” y sale de dividir el cuadrado de la carga del electrón,  por el producto de la velocidad de la luz y la constante de Planck.

Lo más notable de éste número es su adimensionalidad.  La velocidad de la luz, c, es bien conocida y su valor es de 299.792.458 m/segundo, la constante de Planck racionalizada, ћ, es ћ/2 = 1,054589 ×10 julios/segundo, la altura de mi hijo Emilio, el peso de mi amigo Kike (hay que cuidarse), etc., todo viene con sus dimensiones.  Pero resulta que cuando uno combina las magnitudes que componen alfa ¡se borran todas las unidades! El 137 está sólo: se exhibe desnudo a donde va.  Esto quiere decir que los científicos del undécimo planeta de una estrella lejana situada en un sistema solar de la Galaxia Andrómeda, aunque utilicen quién sabe qué unidades para la carga del electrón y la velocidad de la luz y que versión utilicen para la constante de Plancl,  también les saldrá el 137.  Es un número puro.  No lo inventaron los hombres.  Está en la naturaleza, es una de sus constantes naturales, sin dimensiones.

La física se ha devanado los sesos con el 137 durante décadas.  Werner Heisember (el que nos regaló el Principio de Incertidumbre en la Mecánica Cuántica), proclamó una vez que, todas las fuentes de perplejidad que existen en la mecánica cuántica se secarían si alguien explicara de una vez el 137.

¿Por qué alfa es igual a 1 partido por 137? El 137 es un número primo. Su inversa, 1/137, es un valor muy cercano al de la constante alfa, que (según la electrodinámica cuántica) caracteriza la interacción entre fotones y electrones. El nombre técnico de alfa es “constante de estructura fina“, y es una de las constantes físicas cuya predicción teórica mejor coincide con los datos experimentales.

Los físicos han demostrado que el valor de alfa es el que tiene que ser para que exista un Universo como el nuestro. De hecho, si alfa variara apenas un poco (menos del 5%), el carbono no se produciría en los hornos estelares y, la vida, tal como la concemos, estaría ausente.

Nosotros, los humanos del planeta Tierra, sabemos de todas esas cuestiones y la última lección que aprendemos de la manera en que números puros como α definen el mundo es el verdadero significado de que los mundos sean diferentes. El número puro que llamamos constante de estructura fina, e identificamos con α, es una combinación de la carga del electrón, e, la velocidad de la luz, c, y la constante de Planck, h. Inicialmente podríamos estar tentados a pensar que un mundo en el que la velocidad de la luz fuera más lenta sería un mundo diferente. Pero sería un error. Si c, h y c cambian de modo que sus valores que tienen unidades métricas (o cualesquiera otras) fueran diferentes cuando las buscamos en nuestras tablas de constantes físicas pero el valor de alfa (α) permaneciera igual, este nuevo mundo sería observacionalmente indistinguible de nuestro mundo. Lo único que cuenta en la definición del mundo son los valores de las constantes adimensionales de la Naturaleza. Si se duplica el valor de todas las masas, no se puede llegar a saber porque todos los números puros definidos por las razones de cualquier par de masas son invariables.

¡Qué cosas! Tiene la Naturaleza que todo lo hace de manera que nosotros estemos aquí. Bueno, al menos así lo parece.

emilio silvera

Hicimos un largo recorrido y nos queda otro, aún mayor

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en El Universo y la Mente    ~    Comentarios Comments (0)

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Casi todas las enfermedades que nos aquejan están y tienen su origen en los genes, otras dolencias, están relacionadas con el entorno en el que vivimos, la forma de vida elegida por nosotros mismos    (tabaco, alcohol, droga, etc.), y una parte de los trastornos que padecemos (los más difíciles de curar), están situados en nuestras mentes, las más desconocidas.

Así que, si el conocimiento sobre el genoma está en el buen camino y, según todos los indicios, algún día, podremos tener las respuestas que aún nos falta, el problema más serio está en ese gran desconocido que llamamos cerebro y que es el responsable de dirigir y ordenar todos y cada uno de los movimientos que se generan en el resto de nuestro cuerpo.  Allí arriba está la central eléctrica que lo pone todo en marcha. ¿Pero de qué mecanismos se vale? Precisamente esa es la explicación que nadie ha podido dar.

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Pero todo evoluciona con el tiempo que transcurre, todo va cambiando (nuestros conocimientos también).

Hace unos veinte millones de años, durante el Mioceno, la Tierra vivió unas condiciones climáticas paradisíacas.  Los casquetes polares, con una emplazamiento distinto del actual, apenas eran una pequeñas manchas de hielo; el nivel de los mares era mucho más elevado que en la actualidad, y la mayor parte de los lugares que ahora ocupan las ciudades y las playas en las que pasamos las vacaciones estaban cubiertos por los océanos.  El agua del mar era como la que hoy podemos encontrar en los trópicos.  El mundo de finales del Mioceno era, por lo tanto, un mundo muy diferente del nuestro: con distintos olores, con extraños sonidos y ni siquiera el cielo de hace veinte millones de años era parecido al que hoy podemos contemplar en una noche cualquiera.  Las constelaciones de estrellas eran de otras formas y mostraban configuraciones distintas de las que ahora están allá arriba.  Muchas de las estrellas que hoy admiramos en las noches de cielo despejado aún no habían aparecido y otras que entonces brillaban ya no existen.

Hace 15 millones de años hacía siete grados centígrados y el nivel de CO2 era de entre 400 y 600 partículas por millón. Es posible que la Antártida  apareciera por aquella época y, en aquel tiempo, tenía un clima habitable

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Pongo este ejemplo de algo que conozco para mostrar los cambios irreversibles que se producen a medida que avanza la línea del tiempo.  Al igual que se produjeron en nuestro mundo, se producirán en nuestros conocimientos, nuestro nivel de conciencia también, de manera irreversible, evoluciona.  A medida que a nuestro cerebro llegan nuevos datos sobre cuestiones muy diversas, éste los va reciclando, ordenándolos, interrelacionándolos y finalmente clasificándolos de manera tal que, los tiene dispuestos para conectarlos a nuevos datos y nuevas informaciones que, por distintos medios, naturales o artificiales aparecen para sumarse a las que ya existen, y de esta forma, hemos ido avanzando, desde aquella materia “inerte” a la materia compleja y pensante que somos los seres vivos inteligentes.

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Pero en el ejemplo que antes puse de hace veinte millones de años, nuestros antepasados más cercanos ni habían aparecido.  Más tarde, interminables selvas húmedas estaban pobladas por una vegetación exuberante, por plantas y árboles gigantescos, cuajadas de una interminable variedad de especies vegetales que embriagaban el aire caliente y húmedo con mil aromas.  Pululaban y bullían en ellas miles de insectos diferentes y las habitaban reptiles diversos, desde pequeñas lagartijas hasta gigantescas serpientes.  Los dinosaurios habían desaparecido muchos millones de años antes y, en su lugar, numerosas aves y mamíferos vegetarianos se alimentaban de los inagotables recursos que ofrecían los bosques.  Una muchedumbre de depredadores prosperaban alimentándose de los herbívoros, bien alimentados y abundantes.

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En aquellas selvas, los simios se encontraban en su paraíso.  Las condicione climatológicas eran las más adecuadas: siempre reinaba la misma temperatura cálida, y la lluvia que con frecuencia caía, era también caliente. Apenas tenían enemigos peligrosos, ya que, ante la menor amenaza, en dos saltos estaban en refugio seguro entre las ramas de los árboles, hasta donde ningún depredador podía perseguirles. En este escenario, en el que había poco riesgo, alimentos abundantes y las condiciones más favorables para la reproducción, surgieron nuestros antepasados.

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Hace unos cinco millones de años, a comienzos del Pleistoceno, el período que siguió al Mioceno, en los bosques que entonces ocupaban África oriental, más concretamente en la zona correspondiente a lo que hoy es Kenia, Etiopía y Nigeria, habitaba una estirpe muy especial de monos hominoideos: Los Ardipithecus ramidus. Éstos, como el resto de primates, estaban adaptados a vivir en zonas geográficas en las que no existían variaciones estacionales. Porque los monos, en general, no pueden soportar largos periodos en los que no haya frutas, hojas verdes, tallos, brotes tiernos o insectos de los que alimentarse: por eso solo viven en zonas tropicales, salvo muy contadas excepciones.

Los fósiles de quien hoy se considera uno de nuestros primeros antepasados, el Ardipithecus ramidus, han aparecido siempre junto a huesos de otros mamíferos cuya vida estaba ligada al bosque.  Se puede suponer, por lo tanto, que habitaba un bosque que aún era espeso, con algunos claros, y abundante en frutas y vegetales blandos, aunque el enfriamiento progresivo que se venía produciendo en esos últimos miles de años y las catastróficas modificaciones geológicas tuvieron que reducir la disponibilidad de los alimentos habituales de estos simios.

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El Ardipithecus ramidus no abandonaba nunca sus selvas. Como los monos antropomorfos de hoy, debía tratarse de una especie muy poco tolerante a los cambios …

El Ardipithecus ramidus no abandonaba nunca sus selvas.  Como los monos antropomorfos de hoy, debía tratarse de una especie muy poco tolerante a los cambios ambientales.   Todo apunta a que se auto-confinaban en la búsqueda de la comodidad fresca y húmeda y la fácil subsistencia que les proporcionaba sus bosques y nunca traspasaban los límites: en la linde se encontraba, para él, el fin del mundo, la muerte.

Estos antepasados nuestros son, de entre todos los homínidos fósiles, los que más se parecen a los monos antropomorfos que viven en la actualidad.  Su cerebro era como el de un chimpancé actual: de una capacidad de 400 cm3aproximadamente.  Sus condiciones físicas estaban totalmente adaptadas al medio, con piel cubierta de pelo fuerte y espeso, impermeable, adaptadas al clima lluvioso y la humedad ambiental, en donde el sudor era totalmente ineficaz para refrigerar el cuerpo.

Resultado de imagen de El Ardipithecus ramidus y su equipo sensorial

El Ardipithecus ramidus, fue encontrado en el curso medio del río Awash, en la región de Aramis, Etiopía por Tim White en el año 1983 y con una antigüedad de 4,4 millones de años.

El equipo sensorial de estos antepasados nuestros debía de ser como el de todos los primates.  Predominaba el sentido de la vista más que el del olfato: en el bosque, el hecho de ver bien es más importante que el de tener una gran capacidad olfativa.  Una buena visión de los colores les permitía detectar las frutas multicolores en las umbrías bóvedas de la selva.  El sentido del oído tampoco debía de estar muy desarrollado: contaban con orejas de pabellones pequeños que no tenían la posibilidad de modificar su orientación.  En cambio, poseían un refinado sentido del gusto, ya que en su dieta tenían cabida muchos sabores diferentes; de ahí deriva el hecho de que cuando nos resfriamos y tenemos la nariz atascada los alimentos pierdan su sabor.

A pesar de su escasa capacidad cerebral, es posible que en ocasiones se sirviera de algún utensilio, como alguna rama para defenderse, y de un palito para extraer insectos de sus escondites, y hasta utilizara piedras para partir semillas. El uso de estas herramientas no era premeditado, sino que acudían a él de manera instintiva en el momento que lo necesitaban y luego no conservaba el utensilio, sencillamente los abandonaban para buscar otro nuevo en la próxima ocasión.

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Con el paso de los años fueron evolucionando y transformándose físicamente, perdiendo sus enormes colmillos, el pelo, la forma simiesca de desplazarse.  El cambio climático introdujo una modificación ecológica y trajeron dificultades para encontrar alimentos lo que hizo que los individuos de esa especie de simios estuvieran permanentemente amenazados de muerte.  En consecuencia, las ventajas genéticas de adaptación al medio les trajeron variaciones como la ya mencionada reducción de los caminos, se convertían en algo decisivo para que llegaran a hacerse adultos con un óptimo desarrollo y que se reprodujeran más y con mayor eficacia.

La existencia dejó de ser idílica para estar rodeada de riesgos que, constantemente, amenazaban sus vidas por los peligrosos depredadores que acechaban desde el cielo, desde el suelo o desde las propias ramas de los árboles en los que el Ardipithecus ramidus pasaba la totalidad de su existencia.

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Pasaron un par de millones de años, el planeta continuó evolucionando junto con sus pobladores y, según los indicios encontrados en las sabanas del este de África,  allí vivieron unos homínidos que tenían el aspecto y el cerebro de un chimpancé de hoy.  Caminaban sobre dos pies con soltura, aunque sus brazos largos sugieren que no despreciaban la vida arbórea; eran los Australopithecus.  De una hembra de Austrolopithecus aferensis que se paseaba por la actual Etiopía hace tres millones de años poseemos un esqueleto completo: Lucy.

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Australopithecus afarensis es un homínido extinto de la subtribu Hominina que vivió entre los 3,9 y 3 millones de años antes del presente.

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Sabemos que la selección natural sólo puede producirse si hay variación.  La variación supone que los descendientes, si bien pueden tener muchos caracteres comunes con sus padres, nunca son idénticos a ellos.  La selección natural actúa sobre estas variaciones favoreciendo unas y eliminando otras, según si proporcionan o no ventajas para la reprodución; las que sobreviven y se reproducen son las que están mejor dotados y mejor se adaptan al entorno.  Estas variaciones vienen dadas por mutación (inapreciable en su momento) y por recombinación de genes y mezclas enriquecedoras de la especie.  Ambos procesos, en realidad se rigen exclusivamente por el azar, es decir, ocurren independientemente de que los resultados sean o no beneficiosos para los individuos, cuando se producen.

Los cambios ecológicos y climáticos progresivos, junto con la aparición casual de unas afortunadas mutaciones, permitieron que unos simios como los antes mencionados Ardipithecus ramidus se transformaran a lo largo de miles de años en los Australopithecus afarensis.  El segundo peldaño en la escalera de la evolución del hombre se había superado: la bipedestación.  Esta ventaja evolutiva les permitió adaptarse a sus nuevas condiciones ambientales, no solo proporcionándoles una mayor movilidad por el suelo, sino liberando sus manos para poder acarrear alimentos y consumirlos en un lugar seguro. Hay que tener en cuenta que, al desplazarse erguidos, estos homínidos regulaban mejor su temperatura corporal en las sabanas ardientes porque exponían menos superficie corporal al sol abrasador.  También podían percibir con mayor antelación el peligro.  Por supuesto, estos cambios positivos, también incidieron en el despetar de sus sentidos.

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Correr para salvarse desarrolló sus pulmones y el corazón, los peligros y la necesidad agudizó su ingenio y su mente se fue desarrollando, apareció la extrañeza por lo desconocido, lo que mucho más tarde sería curiosidad.

El tiempo siguió transcurriendo miles de años, los siglos se amontonaban unos encima de otros, cientos de miles de años hasta llegar al año 1.500.000 antes de nuestra era, y seguiremos en África.

Al iniciar la época denominada Pleistoceno, hace un millón ochocientos mil años, el mundo entró en un periodo aún más frío que los anteriores en el que comenzaban a sucederse una serie de periodos glaciales, separados por fases interglaciares más o menos largas.  Cerca de los polos de la Tierra, los periodos glaciales ocasionaron la acumulación de espesas capas de hielo a lo largo de los miles de años en que persistió el frío más intenso; luego, en los miles de años siguientes que coincidieron con una fase más calida, los hielos remitieron algo, aunque no desaparecieron por completo.

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En las latitudes más bajas, como en el este africano, la mayor aridez del clima favoreció que prosperara un tipo de vegetación hasta entonces desconocido, más propio de las zonas desérticas.  También se incrementaron las sabanas de pastos, casi desprovistas de árboles, semejantes a las praderas, las estepas o las pampas actuales.

A lo largo del millón y medio de años transcurridos desde que Lucy se paseaba por África habían surgido numerosas especies de homínidos, algunas de las cuales prosperaron durante cientos de miles de años y luego desaparecieron.

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Por aquellos tiempos habitaba la zona del este de África el primer representante del género Homo:

El Homo habilis, un antecesor mucho más próximo a nosotros que cualquiera de las anteriores especies, con una capacidad craneal de entre 600 y 800 cm3 y que ya era capaz de fabricar utensilios de piedra, aunque muy toscos.  Es conveniente tener en cuenta que la aparición de una nueva especie no tiene por qué coincidir necesariamente con la extinción de la precedente.  En realidad, muchas de estas especies llegaron a convivir durante miles de años.

Las peripecias de estos personajes por sobrevivir llenarían varios miles de libros como este y, desde luego, no es ese el motivo de lo que aquí queremos explicar, más centrado en hacer un repaso desde los orígenes de nuestros comienzos hasta nuestros días y ver que la evolución del conocimiento es imparable, desde las ramas de los árboles y los gruñidos, hemos llegado hasta la Mecánica Cuántica y la Relatividad General que, mediante sofisticadas matemáticas nos explican el mundo en el que vivimos, el Universo al que pertenecemos, y las fuerzas que todo lo rigen para crear la materia.

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Pero continuemos.  En dos millones de años de evolución se dobló el volumen cerebral desde los 450 cmdel Australopithecus aferensis hace cuatro millones de años hasta los 900 cm3 del Homo ergaster.  Es un misterio cómo se llegó a desarrollar nuestro cerebro con una capacidad de 1.300 cm3 y una complejidad estructural tan sorprendente como se comentaba en las primeras páginas de este trabajo.

Pero también resulta un misterio cómo fue posible que nuestro cerebro evolucionara a la velocidad a la que lo hizo: en apenas tres millones de años el volumen cerebral pasó de 450 a 1.300 cm3.  Esto representa un crecimiento de casi 30 mm3por siglo de evolución.  Si consideremos una duración media de treinta años para cada generación, han pasado unas cien mil generaciones desde Lucy hasta nosotros, lo que supone un crecimiento medio de 9 mm3 de encéfalo por cada generación.

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El aumento del volumen del cerebro es una especialización como la de cualquier otro órgano, y la selección natural favoreció el crecimiento encefálico porque proporcionó ventajas de supervivencias y reproducción en el nicho ecológico de los homínidos.  Tradicionalmente, a la hora de abordar la cuestión de la evolución del cerebro se plantean grandes cuestione: ¿Para qué necesitaron nuestros antecesores un cerebro grande? ¿Por qué la evolución desarrolló una estructura que permite sembrar una huerta, componer una sinfonía, escribir una poesía o inventar un tensor métrico que nos permita operar con dimensiones curvas del espacio?

Estas y otras muchas preguntas, nunca tienen una respuesta científica convincente.  Eso sí, sabemos que nuestro cerebro es un lujo evolutivo, la herramienta más delicada, compleja y precisa jamás creada en la biología.

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El cerebro es un órgano que consume mucha energía y posee una elevada actividad metabólica.  El cerebro humano tiene una actividad metabólica varias veces mayor de lo esperado para un primate de nuestro mismo peso corporal: consume entre un veinte y un veinticinco por 100 del gasto energético en reposo (metabolismo basal), en comparación con el ocho a diez por 100 de consumo energético para los primates.  Además, el cerebro es exquisito y muy caprichoso en cuanto al combustible que utiliza para producir energía; no le sirve cualquier cosa.  En situaciones normales el cerebro sólo consume glucosa y utiliza 100 gr. de este azúcar cada día, la cual procede de los hidratos de carbono ingeridos con los alimentos vegetales.  Sólo en casos extrema necesidad, por ejemplo cuando llevamos varios días sin comer hidratos de carbono, el cerebro recurre a su combustible alternativo, un sucedáneo, que son los cuerpos cetónicos que proceden de las grasas.

A causa de estas peculiaridades metabólicas del tejido cerebral, su funcionamiento entraña un importante consumo de recursos y gasta una notable cantidad de combustible metabólico.  Estos valores aumentan si consideramos el precio del desarrollo del cerebro; el cerebro de un recién nacido representa el doce por 100 del peso corporal y consume alrededor del sesenta por 100 de la energía del lactante.  Una gran parte de la leche que mama un niño se utiliza para mantener y desarrollar su cerebro.

Podríamos seguir rellenando miles de hojas en blanco explicando todas estas maravillas de nuestro recorrido por el mundo y de la evolución que, en la mente de los humanos se va produciendo con el paso del tiempo.

Resultado de imagen de Tenemos conexión directa con el Universo porque, Universo somos

              Simplemente… ¡Somos parte del Universo! Estamos dentro de la parte que piensa, la que tiene consciencia

Es verdad que existen hilos invisibles que nos tienen en conexión directa con el Universo que, mediante el mecanismo de las estrellas nos facilitó la materia idónea para que, a partir de la materia “inerte”, pudiera surgir eso que hemos llamado la vida. Todos sabemos que estamos hechos de polvo de estrellas fabricado en los hornos nucleares de las supernovas.

Algún día, lejos aún en el futuro, seremos todo LUZ, dejaremos nuestra parte material a un lado. Para entonces, de nada nos servirá lo que llamamos cuerpo que, entonces, sólo sería una remora inservible. En la Mente estará todo lo necesario pero, esa Mente, será entonces un ente de energía pura en su último estadio de la evolución, y, se podrá desplazar a lo largo y a lo ancho del Universo, entre galaxias, observando como otros seres, como antes nosotros, se preguntan por los secretos del UNiverso, mientras que nosotros, ya para esas fechas futuras, formaremos parte de ellos.

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Esos extraños objetos

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Agujeros negros    ~    Comentarios Comments (0)

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ABC-Ciencia

 

El caso del agujero negro supermasivo que está sufriendo un horrible «corte de digestión»

 

En el centro de la galaxia NGC 1595 uno de estos objetos sufre estallidos de ondas de radio y rayos X porque no es capaz de engullir toda la materia que se ha congregado a su alrededor

La galaxia Remolino (a la izquierda) se está fundiendo con la pequeña galaxia NGC 5195

 

 

 

La galaxia Remolino (a la izquierda) se está fundiendo con la pequeña galaxia NGC 5195 – NASA/ESA NRAO / AUI / NSF / NASA / CXC / NASA / ESA / STScI / U. Manchester / Rampadarath et al

 

No hay nada más voraz que un agujero negro supermasivo. Estos objetos son descomunales acumulaciones de materia que han quedado confinadas en un espacio mínimo. Tanto que la gravedad les hace convertirse en monstruos capaces de tragarse la luz y toda la materia que se acerque demasiado a sus dominios.

Pero hasta ellos tienen un límite. Este martes, astrónomos de la Universidad de Mánchester han informado de un caso de «indigestión» sufrido por una de estas moles. Un agujero negro supermasivo ha atrapado más materia a su alrededor de la que puede engullir, de modo que en su entorno se han producido furiosos estallidos de energía en el último millón de años. Estos resultados han sido publicados en la conferencia Nacional de Astronomía de la Universidad de Hull (Reino Unido), este martes.

Representación de un agujero negro supermasivo (a la derecha) expulsado del centro de su galaxia

La terrible indigestión ha sido detectada en las profundidades de la pequeña galaxia NGC 5195. Es una vecina de la galaxia NGC 5194, más conocida como galaxia Remolino, que se está fundiendo con su vecina. Ambas están bailando en torno a la otra, y en cuestión de miles de millones de años serán una sola.

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Pero en el corazón de NGC 5195, que más bien se comporta como un estómago brutal, hay un agujero negro supermasivo que va engullendo materia a medida que la pequeña galaxia se sumerge en la grande. Este agujero tiene una masa equivalente a 19 millones de soles.

Imagen coloreada de los flujos de ondas de radio y los estallidos de rayos X

 

 

 

Imagen coloreada de los flujos de ondas de radio y los estallidos de rayos X- NRAO / AUI / NSF / NASA / CXC / NASA / ESA / STScI / U. Manchester / Rampadarath et al.

 

 

 

Como el ritmo al que llega nueva materia es mayor al ritmo en que la engulle, a su alrededor se ha formado un disco de acreción tan grande que el agujero ha perdido la capacidad de digerirlo, de forma que la materia está siendo expulsada al espacio a través de violentos estallidos.

Por este motivo, el observatorio Chandra de rayos X detectó el año pasado potentes arcos de rayos X procedentes del corazón de la pequeña galaxia NGC 5195.

Después de apuntar hacia allá el telescopio MERLIN, un instrumento que capta las ondas de radio, y también el «Very Large Array» (VLA), el Chandra y el vetusto Hubble, los científicos han reconstruido la historia completa de los arcos de energía liberados en el violento estómago del agujero negro supermasivo.

Un «eructo» cósmico

 

 

Resultado de imagen de Un gran eructo cósmico en un agujero negro

 

Este agujero negro no está sufriendo un corte de digestión cualquiera. Una masa equivalente a 19 millones de soles está girando a gran velocidad en el corazón de la galaxia NGC 5195, generando temperaturas y campos magnéticos muy potentes. Y, cuando el proceso de acumulación (acreción) de materia falla, se genera una increíble onda de choque que expulsa hacia el exterior grandes cantidades de materia.

Mapa de ondas de radio de las cercanías del agujero negro

 

 

 

Mapa de ondas de radio de las cercanías del agujero negro- e-MERLIN / U. Manchester / Rampadarath et al.

 

 

 

Este «eructo» cósmico implica la presencia de electrones acelerados hasta casi la velocidad de la luz, interaccionando con un campo magnético muy intenso. Por eso, se emiten ondas muy energéticas en la longitud de onda de las ondas de radio. Al mismo tiempo, la onda de choque calienta e infla el medio interestelar, ioniza el gas y emite energía en forma de rayos X. Esta burbuja de alta energía es precisamente lo que Chandra y el telescopio Hubble han podido detectar.

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Según Hayden Rampadarath, el primer autor de la investigación, sus observaciones demuestran no solo que las ondas de radio y los rayos X están conectados, sino que el propio flujo de las ondas del primero es el que genera las estructuras del segundo. Según Rampadarath, «estamos presenciando un evento de proporciones galácticas en todo el espectro electromagnético».

Tal como ha explicado este científico, el agujero negro empezó a lanzar al espacio sus explosiones de energía hace uno o dos millones de años, justo cuando los ancestros humanos comenzaron a aprovechar el fuego. «Que ahora seamos capaces de observar este evento a través de todos estos telescopios es bastante extraordinario», ha reflexionado Rampadarath.

Estrellas errantes

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Astronomía y Astrofísica    ~    Comentarios Comments (0)

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ABC-Ciencia

Los proyectiles estelares que atraviesan la Vía Láctea

 

Estrellas procedentes de la Gran Nube de Magallanes cruzan nuestra galaxia a una altísima velocidad

Representación artística de las estrellas en fuga. Se originan cuando las supernovas las liberan y la galaxia las lanza hacia el espacio

Representación artística de las estrellas en fuga. Se originan cuando las supernovas las liberan y la galaxia las lanza hacia el espacio – Amanda Smith

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Todo lo que tiene gravedad tiene asociada una velocidad de escape. Esto hace que los cohetes solo puedan abandonar la Tierra si superan una velocidad de 40.320 kilómetros por hora, y que los agujeros negros tengan un horizonte de sucesos por debajo del cual nada, ni siquiera la luz, puede «huir» del abrazo de la gravedad. Aunque parezca sorprendente, las propias galaxias también tienen asociada una velocidad de escape, de forma que solo las estrellas que viajan con una suficiente rapidez pueden huir de su entorno.

Espectáculo de luz y color en la Gran Nube de Magallanes

Se ha descubierto que en el cielo del hemisferio Norte, y dentro de los límites de la Vía Láctea, hay un grupo de 20 estrellas hiperveloces, que viajan tan rápido como para dejar atrás nuestra galaxia. Pero un artículo publicado este martes en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society ha concluido que estas en realidad son estrellas que proceden de otra galaxia. Después de recoger datos a través del «Sloan Digital Sky Survey» y de hacer simulaciones de ordenador, han descubierto que estas estrellas vienen de una galaxia enana que gira en torno a la Vía Láctea: la Gran Nube de Magallanes.

Normalmente las estrellas no viajan tan rápido como estas, salvo que algo muy poderoso ocurra en las inmediaciones. Las posibles explicaciones para su gran rapidez es que las estrellas hiperveloces hayan sido expulsadas del centro de la Vía Láctea por la acción del agujero negro supermasivo de su centro. Otras explicaciones proponen que la desintegración de una galaxia enana o la estructura caótica de ciertos cúmulos estelares podrían estar detrás de este comportamiento, digno de Usain Bolt. Sin embargo, ninguno de estos tres mecanismos explica por qué las estrellas hiperveloces de la Vía Láctea están en una zona muy concreta del cielo nocturno, y no también en otras partes, repartidas al azar.

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«Las otras explicaciones no me satisficieron», ha explicado en un comunicado Douglas Boubert, primer autor del estudio e investigador en el Instituto de Astronomía de la Universidad de Cambridge (Reino Unido). «Estas estrellas hiperveloces están básicamente en las constelaciones de Leo y del Sextante, y no en otras partes. Así que nos preguntamos por qué».

Después de hacer simulaciones por ordenador, la única explicación que encajó está relacionada con uno de los fenómenos más impresionantes del Universo: las supernovas.

Estrellas a la fuga

 

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Estrella a la fuga que pliega el material del Espacio Interestelar

 

Los astrónomos investigaron qué ocurriría si las estrellas hiperveloces, fueran en realidad estrellas «disparadas» después de explosiones de supernova. No es que una explosión las haya lanzado al espacio; lo que puede ocurrir está relacionado con que las supernovas ocurren a veces en estrellas binarias o dobles, formadas por una pareja que gira en torno a un centro común. Pues bien, ocurre que las dos estrellas giran en torno a sí mismas más rápido cuanto más cerca se encuentran. Así que, ¿qué ocurriría si, en una pareja muy próxima, una de las dos estrellas muriese y estallase en una supernova? Quizás la superviviente se quedaría de repente sola y sin compañera a la que aferrarse, por lo que su movimiento la lanzaría hacia el espacio a gran velocidad, convirtiéndola en una estrella a la fuga.

En las constelaciones de Leo y del Sextante hay al menos 20 estrellas en fuga. Se trata de grandes estrellas azules (lo que quieren decir que están muy calientes), que viajan a velocidades muy altas. Pero según los investigadores de la Universidad de Cambridge, sus velocidades son tan altas que no pueden haber partido de la Vía Láctea. Más bien recuerdan a un veloz proyectil disparado desde un tren de alta velocidad.

«Esas estrellas han saltado de un tren exprés, así que no me sorprende que sean tan rápidas», ha explicado Rob Izzard, coautor del estudio.

La galaxia lanzadera

 

 

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Arriba la estrella fugada, y, abajo, la Gran Nube de Magallanes

 

Dicho tren es en realidad la Gran Nube de Magallanes. Se trata de una pequeña galaxia, que tiene una masa de solo el 10 de la masa de la Vía Láctea, pero que gira en torno a su vecina a una velocidad de vértigo, de cerca de 400 kilométros por cada segundo (1.440.000 kilómetros por hora). Por eso, cuando ocurre una supernova y una estrella sale disparada, suma su velocidad a la que llevaba la galaxia.

«Esto también explica su posición en el cielo, porque las estrellas hiperveloces son expulsadas a lo largo de la órbita de la Gran Nube de Magallanes hacia las constelaciones de Leo y del Sextante», ha añadido Izzard.

Para tratar de reconstruir esta película de dimensión y duración galácticas, los investigadores simularon el nacimiento y la muerte de estrellas en la Gran Nube de Magallanes en un tiempo de 2.000 millones de años. También tuvieron en cuenta la influencia de la gravedad de la pequeña galaxia y la Vía Láctea, y gracias a esto los autores pudieron predecir dónde deberían encontrarse las estrellas hiperveloces en fuga y compararlo con la posición donde efectivamente se encuentran.

Un aspersor de estrellas

 

 

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Como si se tratara de un gran aspersor fuera de control, los autores han sugerido que la Gran Nube de Magallanes tiene cerca de 10.000 estrellas en fuga, dispersándose por el espacio. La mitad de ellas son tan rápidas como para escapar de la gravedad de la Vía Láctea, así que se convierten en estrellas hiperveloces.

A estas estrellas errantes y «libres» les aguarda el mismo destino que a las estrellas de su clase: las grandes estrellas azules. En algún momento quemarán todo el combustible y se derrumbarán sobre sí mismas a causa de la gravedad, engendrando una pequeña estrella de neutrones o incluso un agujero negro estelar. Como aviones derribados y sin control, estos cadáveres estelares seguirán su curso durante un tiempo indefinido. Por eso, los autores creen que además de 10.000 estrellas en fuga, hay un millón de estrellas de neutrones y de agujeros negros atravesando la Vía Láctea.

«Pronto sabremos si estamos en lo cierto», ha dicho Boubert. «El satélite Gaia, de la Agencia Espacial Europea (ESA), rastreará miles de millones de estrellas el año próximo, y entre ellas debería de haber un rastro de estrellas hiperveloces viajando entre la Gran Nube de Magallanes, en el sur, y las constelaciones de Leo y del Sextante, en el Norte».