“Encontraremos señales de formas de vida simples fuera de la Tierra en los próximos años”
El nuevo responsable de ciencia de la Agencia Espacial Europea habla sobre los grandes objetivos de la agencia, la exploración de mundos habitables y el estudio del universo con métodos inéditos
Günther Hasinger, nuevo director de ciencia de la Agencia Espacial Europea, en las instalaciones de la ESA en Villanueva de la Cañada (Madrid) LUIS SEVILLANO
La exploración espacial no es un trabajo para impacientes. Cuando Rosetta logró interceptar al cometa 67P/Churiumov-Guerasimenko, en 2014, había pasado ya una década desde su lanzamiento desde la Guayana Francesa y diez años más desde que su construcción fue aprobada. A esas dos décadas habría que sumar el tiempo de diseño de la propia misión. Hace unos días, Günter Hasinger (Oberammergau, Alemania, 1954), el nuevo director de ciencia de la Agencia Espacial Europea (ESA), presentaba en Madrid los próximos Rosetta, esto es, la visión de Europa para el futuro de la exploración espacial. El próximo mes de noviembre, en Sevilla, se celebrará la reunión de ministros de los Estados miembros de la agencia que decidirán sus objetivos para los próximos años.
Entre las grandes misiones ya aprobadas destaca Juice, que tiene previsto partir hacia Júpiter en 2022 para estudiar sus lunas. Los océanos que parecen existir bajo la superficie de Europa, Ganímedes o Calisto se encuentran entre los lugares donde podría haber vida dentro del Sistema Solar. Más adelante, ya en la década de 2030, llegarán Athena y Lisa, un observatorio espacial de rayos X y otro de ondas gravitacionales que prometen ver como nunca antes las fusiones de agujeros negros o estrellas de neutrones y por el camino pueden resolver dilemas de la física con más de un siglo de antigüedad. Hasinger también mencionó la posibilidad de planear una misión que visite Urano y Neptuno, dos planetas que nunca han recibido la atención de una misión espacial propia.
Pregunta. ¿Cree que encontrar algún tipo de vida extraterrestre en las próximas décadas es algo probable?
Hay gente que dice que la atmósfera de los cometas apesta como un establo de caballos
Respuesta. En primer lugar, tenemos que dejar claro qué consideramos vida. Tenemos que diferenciar entre formas de vida simples, como las algas o las bacterias, que han hecho del nuestro un planeta habitable terraformando la Tierra durante miles de millones de años y produciendo el oxígeno para que otras formas de vida puedan existir, y la vida inteligente. Unos pocos cientos de millones de años después de la formación de la Tierra ya existían las primeras formas de vida, pero la aparición de formas más complejas requirió 3.000 millones de años más, así que las primeras serán mucho más abundantes.
Las lunas de Júpiter son el primer gran objetivo científico de la ESA NASA
Por otro lado, en la Tierra hemos encontrado vida en muchos lugares inesperados, en el hielo de los glaciares o bajo el manto terrestre. Ahora sabemos que la biomasa total bajo la superficie de la Tierra es mayor que la biomasa sobre nosotros. Hay bacterias y otros organismos que viven de la desintegración radioactiva así que tienen ciclos vitales completamente diferentes de los que estamos acostumbrados. Y además hay otro factor: cuando hemos estudiado cometas, se ha encontrado un gran número de moléculas orgánicas. Hay gente que dice que la atmósfera de los cometas apesta como un establo de caballos y para mí eso significa que los ladrillos básicos de la vida, los pequeños elementos necesarios para crear vida, ya existen en cometas y otros lugares.
Creo que debería haber formas simples de vida ahí fuera, el problema es cómo detectarla. Por ejemplo, creemos que había vida en Marte hace miles de millones de años, que había agua líquida en la superficie, pero hoy está esterilizada por la radiación cósmica, así que todas las formas de vida que pudiesen haber existido en la superficie han desaparecido. Para encontrar vida, tienes que perforar el suelo. Y algo parecido sucede cuando miras, por ejemplo, a Encélado o Europa, las lunas heladas de Saturno y Júpiter. Creemos que podría haber vida bajo una capa de un kilómetro de hielo, en un océano líquido al que es muy difícil llegar. La pregunta no es tanto si descubriremos vida sino cuán difícil será descubrirla.
Creo que hay vida inteligente ahí fuera, pero está tan lejos que no hay posibilidad de comunicarnos con ella
Cuando hablamos de exoplanetas, la mera existencia de oxígeno en una atmósfera ya indica que se ha producido algún tipo de terraformación y que tiene que haber bacterias que crean oxígeno porque el oxígeno no viene del espacio exterior. En los próximos diez o veinte años creo que encontraremos señales de formas de vida simples fuera de la Tierra. La cuestión de si encontraremos vida inteligente es completamente diferente. Yo creo que hay vida inteligente ahí fuera, pero está tan lejos que no hay posibilidad de comunicarnos con ella.
P. ¿Qué misiones específicas pueden realizar estas detecciones?
Las dos lunas de Marte son Fobos y Deimos. Estas lunas de Marte podría ser asteroides capturados del cinturón principal de asteroides situado entre Marte y Júpiter. Tanto cerca de la órbita de los satélites a su planeta, unos pocos miles de kilómetros de ella, 9.377 kilómetros de Fobos y Deimos 23.460 kilómetros. El diámetro de Marte es sólo 6.792 kilómetros.
Ambas lunas están vinculados a Marte por las fuerzas de marea, por lo que siempre muestran la misma cara a su planeta, como lo hace la Luna respecto a la Tierra.
R. Creo que la primera oportunidad que tendremos es la misión de recuperación de muestras de Phobos [la luna de Marte] con MMX. En los próximos años traeremos material del sistema marciano. Creo que Exomars2020, cuando tengamos el rover, también será un comienzo. Otra posibilidad es analizar los penachos de lunas como Europa o Encélado que surgen a través de las grietas en el hielo y géiseres en los que el agua podría arrastrar algún tipo de material orgánico, aunque por el momento no tenemos instrumentos para hacer esos análisis.
ARIEL, un observatorio espacial para analizar las atmósferas de los planetas extrasolares en detalle. ARIEL (Atmospheric Remote‐sensing Infrared Exoplanet Large‐survey mission) fue presentada hace tres año entre muchas otras misiones candidatas. Con esta ya son tres las misiones de la ESA dedicadas en exclusiva a la astromomía exoplanetaria, después de CHEOPS, un pequeño observatorio para caracterizar mejor el tamaño de exoplanetas previamente descubiertos, y PLATO, un cazador de nuevos planetas que usará el método del tránsito.
Después, hay misiones como Ariel, que hacen espectroscopía de las atmósferas de exoplanetas y que podrían encontrar biomarcadores. Apostaría a que eso puede suceder en los próximos diez o veinte años.
P. ¿Qué grandes descubrimientos podemos esperar de Lisa y Athena?
R. Creo que Lisa y Athena abordan preguntas fascinantes sobre la naturaleza de los agujeros negros, de la materia oscura y de todo el universo oscuro. Ahora, con el interés despertado por los observatorios de ondas gravitacionales terrestres, hay un interés renovado en cómo se forman los agujeros negros y lo que sucede cuando se funden. Esto también puede servir para comprender la materia oscura. Sabemos que existe, pero no tenemos ni idea sobre qué partículas la forman. Tampoco entendemos de dónde vienen los agujeros negros, vemos los cuásares primitivos, en el universo temprano, donde ya hay agujeros negros, y no sabemos de dónde vienen. Y hay una especulación que es emocionante, aunque no haya acuerdo sobre si es plausible, y es si los agujeros negros son en realidad parte de la materia oscura, si los agujeros negros están contribuyendo o incluso son básicamente la materia oscura.
Eso son cuestiones que pueden ser estudiadas por Lisa y Athena. Porque Lisa y Athena encontrarán las fusiones de agujeros negros en el universo muy temprano y podrán estimar cuántos hay y si están conectados a la luz y a la materia normal. Creo que las próximas dos décadas estarán dominadas por el estudio de los planetas extrasolares, pero los veinte siguientes volverá la ciencia gravitacional que nos ayudará a entender lo que sucedió en el origen del universo.
P. Usted está interesado en Oumuamua, el primer objeto llegado de fuera del sistema solar que se ha podido observar. ¿Está de acuerdo con los investigadores de Harvard que aseguran que es, probablemente, un artefacto construido por seres inteligentes?
R. Creo que si lees el artículo que publicaron, no afirman realmente que se trate de algo artificial sino que no se puede descartar que sea un objeto artificial. Pero entonces la prensa tomó esta afirmación y dijo que astrofísicos de Harvard decían eso. Desde mi punto de vista, se referían a una idea que ha sido discutida desde hace tiempo sobre la posibilidad de viajar a otros planetas con una vela solar. Algo relacionado con la iniciativa Breakthrough Starshot en la que Stephen Hawking, antes de morir, también se involucró. Consistía en enviar un artefacto como un smartphone con una gran vela solar. Cuando lo impulsas con un rayo láser, puedes acelerarlo hasta una fracción de la velocidad de la luz y así podrías llegar a la estrella más cercana en poco tiempo.
El factor que determinará si somos capaces de poblar la galaxia es la longevidad de nuestra civilización
Soy escéptico sobre esta tecnología, porque la vela tiene que ser una estructura extremadamente fina y muy grande, de cientos de metros. Tienes que propulsarla con un rayo láser y la cantidad de energía que necesitas para acelerarla es tan grande que básicamente freirías la vela en lugar de acelerarla. Pero supón que hay una civilización que ha superado este problema de la vela solar y no se quema. Entonces, en principio, podrías enviar una sonda hasta otra estrella. Pero si esto fuese así, Oumuamua se estaría moviendo demasiado despacio. Se mueve a unos 30 kilómetros por segundo cuando con una vela solar se estaría moviendo a unos 10.000 kilómetros por segundo.
Recreación de ‘Oumuamua’ ESO/M. KORNMESSER
Además, hay explicaciones naturales bastante creíbles. No hemos visto una cola de cometa, así que debe ser un tipo especial de cometa que no hemos visto en el sistema solar. Eso se podría explicar por el hecho de que lleva viajando millones o cientos de millones de años, y quizá ha perdido la mayor parte de su gas porque está pasando junto a una nueva estrella cada millón de años aproximadamente. Hay explicaciones naturales al fenómeno aunque no las comprendamos del todo.
P. Incluso aunque en los próximos años encontremos señales de vida en un planeta extrasolar, en el universo todo está tan lejos que nunca lo podríamos visitar.
R. Si piensas en una escala humana, es imposible que en una vida llegues a ningún sitio. Pero si tienes una civilización inteligente capaz de construir robots y estos robots van a otro planeta, y después estos robots pueden construir una fábrica que construya más robots, puedes producir un efecto bola de nieve y en unos pocos cientos de millones de años podrías poblar con robots todos los planetas de la galaxia. Así que hay quien se plantea que como estos robots no han llegado a la Tierra, podemos pensar que no hay ninguna civilización en la galaxia con esa capacidad, porque si la hubiese ya estarían aquí. Pero en principio sería posible si no se piensa poblar la galaxia en una generación humana sino durante la vida una civilización completa. Así que el factor final es la longevidad de nuestra civilización. Si matamos nuestro planeta de aquí a mil años, no habrá posibilidad de comunicarse con otras civilizaciones, en particular si ellos tampoco saben cuidar sus planetas.
Un matorral y un pájaro y un pez en las olas saladas.”
Esto nos decía Empédocles, el padre de aquellos primitivos elementos formados por Agua, tierra, aire y fuego que, mezclados en la debida proporción, formaban todas las cosas que podemos ver a nuestro alrededor. Claro que, él no podía llegar a imaginar hasta donde pudimos llegar después en la comprensión de la materia a partir del descubrimiento de las partículas “elementales” que formaban el átomo. Pero sí, con sus palabras, nos quería decir que, la materia, una veces está conformando mundos y, en otras, estrellas y galaxias.
Sí, hay cosas malas y buenas pero todas deben ser conocidas para poder, en el primer caso aprovecharlas, y en el segundo, prevenirlas.
Pero demos un salto en el tiempo y viajemos hasta los albores del siglo XX cuando se hacía cada vez más evidente que alguna clase de energía atómica era responsable de la potencia del Sol y del resto de las estrellas que más lejos, brillaban en la noche oscura. Ya en 1898, sólo dos años despuès del descubrimiento de la radiactividad por Becquerel, el geólogo americano Thomas Chrowder Chamberlin especulaba que los átomos eran “complejas organizaciones y centros de enormes energías”, y que “las extraordinarias condiciones que hay en el centro del Sol pueden…liberar una parte de su energía”. Claro que, por aquel entonces, nadie sabía cual era el mecanismo y cómo podía operar, hasta que no llegamos a saber mucho más sobre los átomos y las estrellas.
Conseguimos desvelar el secreto escondido en los átomos y llegamos a saber que fuerza operaba dentro del núcleo atómico en el que residía el 99,99% de toda la masa atómica, el resto eran espacios “vacíos”.
El intento de lograr tal comprensión exigió una colaboración cada vez mayor entre los astrónomos y los físicos nucleares. Su trabajo llevaría, no sólo a resolver la cuestión de la energía estelar, sino también al descubrimiento de una trenza dorada en la que la evolución cósmica se entrelaza en la historia atómica y la estelar.
La Clave: Fue comprender la estructura del átomo. Que el átomo tenía una estructura interna podía inferirse de varias líneas de investigación, entre ellas, el estudio de la radiactividad: para que los átomos emitiesen partículas, como se había hallado que lo hacían en los laboratorios de Becquerel y los Curie, y para que esas emisiones los transformasen de unos elementos en otros, como habían demostrado Rutherford y el químico inglés Frederick Soddy, los átomos debían ser algo más que simples unidades indivisibles, como implicaba su nombre (de la voz griega que significa “imposible de cortar”).
El átomo de Demócrito era mucho más de lo que él, en un principio intuyó que sería. Hoy sabemos que está conformado por diversas partículas de familias diferentes: unas son bariones que en el seno del átomo llamados nucleones (los hadrones que forman la materia bariónica y que fuera del núcleo llevan los nombres de Protón y Neutrón), otras son leptones que gitan alrededor del núcleo para darle estabilidad de cargas, y, otras, de la familia de los Quarks, construyen los bariones del núcleo y, todo ello, está, además, vigilado por otras partículas llamadas bosones intermedios de la fuerza nuclear fuerte, los Gluones que, procuran mantener confinados a los Quarks.
Pero no corramos tanto, la física atómica aún debería recorrer un largo camino para llegar a comprender la estructura que acabamos de reseñar. De los trs principales componentes del átomo -el protón, el neutrón y el electrón-, sólo el electrón había sido identificado (por J.J. Thomson, en los últimos años del siglo XIX). Nadie hablaba de energía “nuclear” pues ni siquiera se había demostrado la existencia de un núcleo atómico, y mucho menos de sus partículas constituyentes, el protón y el neutrón, que serían identificados, respectivamente, por Thomson en 1913 y James Chawick en 1932.
De importancia capital resultó conocer la existencia del núcleo y que éste, era 1/100.000 del total del átomo, es decir, casi todo el átomo estaba compuesto de espacios “vacíos” y, la materia así considerada, era una fracción infintesimal del total atómico.
Rutherford, Hans Geiger y Ernest Marsden se encontraban entre los Estrabones y Tolomeos de la cartografía atómica, en Manchester , de 1909 a 1911, sonderaron el átomo lanzando corrientes de “partículas alfa” subatómicas -núcleos de helio- contra delgadas laminillas de oro, plata, estaño y otros metales. La mayoría de partículas Alfa se escapaban a través de las laminillas, pero, para sombro de los experimentadores, algunas rebotaban hacia atrás. Rutherford pensó durante largo tiempo e intensamente en este extraño resultado; era tan sorprendente, señalaba, como si una bala rebotase sobre un pañuelo de papel. Finalmente, en una cena en su casa en 1911, anunció a unos pocos amigos que había dado con una explicación: que la mayoría de la masa de un átomo reside en un diminuto núcleo masivo. Ruthertford pudo calcular la carga y el diámetro máximo del nucleo atómico. Así se supo que los elementos pesados eran más pesados que los elementos ligeros porque los núcleos de sus átomos tienen mayor masa.
El simple hecho de que hayamos sido capaces de “entrar” en esos laberintos profundos… ¡Es un milagro en sí mismo! LLegar a comprender lo que está pasando en el infinitesimal espacio de un núcleo atómico… ¡Esen sí mismo asombroso!
Todos sabemos ahora, la función que desarrollan los electrones en el átomo. Pero el ámbito de los electrones para poder llegar a la comprensión completa, tuvo que ser explorado, entre otros, por el físico danés Niels Bohr, quien demostró que ocupaban órbitas, o capas, discretas que rodean al núcleo. (Durante un tiempo Bohr consideró el átomo como un diminuto sistema solar, pero ese análisis, pronto demostró ser inadecuado; el átomo no está rígido por la mecánica newtoniana sino por la mecánica cuántica.)
Entre sus muchos otros éxitos, el modelo de Bohr revelaba la base física de la espectroscopia. El número de electrones de un átomo está determinado por la carga eléctrica del núcleo, la que a su vez se debe al número de protones del núcleo, que es la clave de la identidad química del átomo. Cuando un electróncae de una órbita externa a una órbita interior emite un fotón. La longitud de onda de este fotón está determinada por las órbitas particulares entre las que el electrón efectúa la transición. E esta es la razón de que un espectro que registra las longitudes de onda de los fotones, revele los elementos químicos que forman las estrellas u otros objetos que sean estudiados por el espectroscopista. En palabras de Max Planck, el fundador de la física cuántica, el modelo de Bohr del átomo nos proporciona “la llave largamente buscada de la puerta de entrada al maravilloso mundo de la espectroscopia, que desde el descubrimiento del análisis espectral (por Fraunhoufer) había desafiado obtinadamente todos los intentos de conocerlo”.
Es curioso que, mirando en la oscura noche como brillan las estrellas del cielo, nos atrae su titilar engañoso (es la atmósfera terrestre la que hace que lo parezca) y su brillo, Sin embargo, pocos llegan a pensar en lo que verdaderamente está allí ocurriendo. Las transformaciones de fase por fusión no cesan. Esta transformación de materia en energía es consecuencia de la equivalencia materia-energía, enunciada por Albert Einstein en su famosa fórmula E=mc2; donde E es la energía resultante, m es la masa transformada en energía, y c es la velocidad de la luz (300 000 kilómetros por segundo). La cantidad de energía que se libera en los procesos de fusión termonuclear es fabulosa. Un gramo de materia transformado íntegramente en energía bastaría para satisfacer los requerimientos energéticos de una familia mediana durante miles de años.
Es un gran triunfo del ingenio humano el saber cómo están conformadas las las estrellas, de qué materiales están hechas, y, sobre todo, que mecanismos funcionan dentro de ellas a más de 15.000.000 de grados para crear elementos nuevos. Recuerdo aquí a aquel Presidente de la Real Society de Londres que, en una reunión multitudinaria, llegó a decir: “Una cosa está clara, nunca podremos saber de qué están hechas las estrellas”. El hombre se vistió de gloria con la, desde entonces, famosa frase. Creo que nada, con tiempo por delante, será imposible para nosotros.
Pero, por maravilloso que nos pueda parecer el haber llegado a la comprensión de que los espectros revelan saltos y tumbos de los electrones en sus órbitas de Bohr, aún nadie podía hallar en los espectros de las estrellas las claves significativas sobre lo que las hace brillar. En ausencia de una teoría convincente, se abandonó este campo a los taxonomistas, a los que seguían obstinadamente registrando y catalogando espectros de estrellas, aunque no sabían hacia donde los conduciría esto.
En el Laboratorio de la Universidad de Harvard, uno de los principales centros de la monótona pero prometedora tarea de la taxonomía estelar, las placas fotográficas que mostraban los colores y espectros de decenas de miles de estrellas se apilaban delante de “calculadoras”, mujeres solteras en su mayoría y, de entre ellas, Henrietta Leavitt, la investigadora pionera de las estrellas variables Cefeidas que tan útiles serían a Shapley y Hubble.
Imagen de Sirio A, la estrella más brillante del cielo tomada por el Telescopio Hubble (Créd. NASA). Sirio es la quinta estrella más cercana y tiene una edad de 300, millones de años. Es una estrella blanca de la secuencia principal de tipo espectral A1V con temperatura superficial de 10 000 K y situada a 8,6 años luz de la Tierra. Es una estrella binaria y, de ella, podríamos contar muchas historias. La estrella fue importante en las vidas de Civilizaciones pasadas como, por ejemplo, la egipcia.
Fue Cannon quien, en 1915, empezó a discernir la forma en una totalidad de estrellas en las que estaba presente la diversidad, cuando descubrió que en una mayoría, las estrellas, pertenecían a una de media docena de clases espectrales distintas. Su sistema de clasificación, ahora generalizado en la astronomía estelar, ordena los espectros por el color, desde las estrellas O blancoazuladas, pasando por las estrellas G amarillas como el Sol, hasta estrellas rojas M. Era un rasgo de simplicidad denajo de la asombrosa variedad de las estrellas.
Las Pléyades y las Híades
Pronto se descubrió un orden más profundo, en 1911, cuando el ingeniero y astrónomo autodidacta danés Ejnar Hertzsprung analizó los datos de Cannon y Maury de las estrellas de dos cúmulos, las Híades y las Pléyades. Los cúmulos como estos son genuinos conjuntos de estrellas y no meras alineaciones al azar; hasta un observador poco experimentado saltaría con entusiasmo cuando recorre con el telescopio las Pléyades, con sus estrellas color azul verdoso enredadas en telarañas de polvo de diamante, o las Híades, cuyas estrellas varían en color desde el blanco mate hasta un amarillo apagado.
Las Híades
Hertzsprung utilizó los cúmulos como muestras de laboratorio con las que podía buscar una relación entre los colores y los brillos intrínsecos de las estrellas. Halló tal relación: la mayoría de las estrellas de ambos cúmulos caían en dos líneas suavemente curvadas. Esto, en forma de gráfico, fue el primer esbozo de un árbol de estrellas que desde entonces ha sido llamado diagrama Hertzsprung-Russell.
El progreso en física, mientras tanto, estaba bloquedado por una barrera aparentemente insuperable. Esto era literal: el agente responsable era conocido como barrera de Coulomb, y por un tiempo frustó los esfuerzos de las físicos teóricos para copmprender como la fusión nuclear podía producir energía en las estrellas.
La línea de razonamiento que conducía a esa barrera era impecable. Las estrellas están formadas en su mayor parte por hidrógeno. (Esto se hace evidente en el estudio de sus espectros.) El núcleo del átomo de Hidrógeno consiste en un solo protón, y el protón contiene casi toda la masa del átomo. (Sabemos esto por los experimentos de Rutherford). Por tanto, el protón también debe contener casi toda la energía latente del átomo de hidrógeno. (Recordemos que la masa es igual a la energía: E = mc2.) En el calor de una estrella, los protones son esparcidos a altas velocidades -el calor intenso significa que las partículas involucradas se mueven a enormes velocidades- y, como hay muchos protones que se apiñan en el núcleo denso de una estrella, deben tener muchísimos choques. En resumen, la energía del Sol y las estrellas, puede suponerse razonablemente, implica las interacciones de los protones. Esta era la base de la conjetura de Eddintong de que la fuente de la energía estelar “difícilmente puede ser otra que la energía subatómica, la cual, como se sabe, existe en abundancia en toda materia”.
Plasma en ebullición en la superficie del Sol
Hasta el momento todo lo que hemos repasado está bien pero, ¿que pasa con la Barrera de Coulomb? Los protones están cargados positivamente; las partículas de igual carga se repelen entre sí; y este obstáculo parecía demasiado grande para ser superado, aun a la elevada velocidad a la que los protones se agitaban en el intenso calor del interior de las estrellas. De acuerdo con la física clásica, muy raras veces podían dos protones de una estrella ir con la rapidez suficiente para romper las murallas de sus campos de fuerza electromagnéticos y fundirse en un solo núcleo. Los cálculos decían que la tasa de colisión de protones no podía bastar para mantener las reacciones de fusión. Sin embargo, allí estaba el Sol, con el rostro radiante, riéndose de las ecuaciones que afirmaban que no podía brillar.
Afortunadamente, en el ámbito nuclear, las reglas de la Naturaleza no se rigen por las de la mecánica de la física clásica, que tienen validez para grandes objetos, como guijarros y planetas, pero pierden esa validez en el reino de lo muy pequeño. En la escala nuclear, rigen las reglas de la indeterminación cuántica. La mecánica cuántica demuestra que el futuro del protón sólo puede predecirse en términos de probabilidades: la mayoría de las veces el protón rebotará en la Barrera de Coulomb, pero de cuando en cuando, la atravesará. Este es el “efecto túnel cuántico”; que permite brillar a las estrellas.
El proceso Triple Alfa que hace posible “fabricar” Carbono
George Gamow, ansioso de explotar las conexiones entre la astronomía y la nueva física exótica a la que era adepto, aplicó las probabilidades cuánticas a la cuestión de la fusión nuclear en las estrellas y descubrió que los protones pueden superar la Barrera de Coulomb. Esta historia es mucho más extensa y nos llevaría hasta los trabajos de Hans Bethe, Edward Teller y otros, así como, al famoso Fred Hoyle y su efecto Triple Alfa y otras maravillas que, nos cuentan la historia que existe desde los átomos a las estrellas del cielo.
La Mente puede recrear cualquier cosa que esté en nuestro recuerdo, o, incluso, de lo que nunca supo
Surge del cerebro y crea las ideas
La Naturaleza de la mente es el misterio más profundo de la humanidad., se trata, además de un enigma de proporciones gigantescas, que se remonta a milenios atrás, y que se extiende desde el centro del cerebro hasta los confines del Universo. Es un secreto que provocó vértigo y depresión en alguna de las mentes más preclaras de algunos de los filósofos y pensadores más grandes que en el mundo han sido. Sin embargo, este amplio vacío de ignorancia está, ahora, atravesado, por varios rayos de conocimiento que nos ayudará a comprender cómo se regula la energía mental.
Ahora estamos comenzando a comprender (en parte) el desarrollo del cerebro y de sus interaciones que se producen en varias escalas de tiempo, y, conforme a las experiencias del individuo, sus serntidos que recogen datos del entorno…
Aunque puede que no sepamos que es la mente, sabemos algunas cosas sobre el cerebro. Está formado por una red, una increíble maraña de “cables” eléctricos que serpentean a través de una gran cantidad de “sustancias” neuroquímicas. Existen quizás cien mil millones de neuronas en el cerebro humano, tantas como estrellas hay en la Vía Láctea, y, cada una de ellas recibe datos eléctricos de alrededor de mil neuronas, además de estar en contacto y en comunicación con unas cien mil neuronas más.
El cerebro adulto continúa generando neuronas durante toda la vida. El proceso se conoce como neurogénesis, y ocurre principalmente en el hipocampo, …
El suministro de datos que llega en forma de multitud de mensajes procede de los sentidos, que detectan el entorno interno y externo, y luego envía el resultado a los músculos para dirigir lo que hacemos y decimos. Así pues, el cerebro es como un enorme ordenador que realiza una serie de tareas basadas en la información que le llega de los sentidos. Pero, a diferencia de un ordenador, la cantidad de material que entra y sale parece poca cosa en comparación con la actividad interna. Seguimos pensando, sintiendo y procesando información incluso cuando cerramos los ojos y descansamos.
La unidad a partir de la cual se configuran todas las fabulosas actividades del cerebro es una célula del mismo, la neurona. Las neuronas son unas células fantásticamente ramificadas y extendidas, pero diminutas.
La hipótesis neuronal de las células anatómicamente separadas se estableció cuando Santiago Ramón y Cajal (1852-1934) modificó el método cromoargéntico de Golgi y lo utilizó en una serie magistral de experimentos. Aunque Golgi y Ramón y Cajal compartieron el premio Nobel en 1906, siguieron nsiendo revales encarnizados hasta el final.
Si todas las neuronas del cerebro, los cien mil millones, están anatómicamente separadas unas de otras, ¿cómo podían los mensajes eléctricos que pasaban a través de cada una de ellas saltar de una neurona a la siguiente?. La respuesta es que no saltan sino que hacen otra cosa, y esto tiene una importancia fundamental en relación con el modo en que funciona el cerebro.
El descubrimiento fue realizado por Otto Loewi, cuando trabajaba en Australia durante la década de 1920. Loewi estaba trabajando con la transmisión neuronal del cerebro al corazón a través del nervio vago. Aisló el corazón de una rana con el nervio vago intacto, y demostró que la estimulación del nervio hacía que los latidos del corazón fueran más lentos. Pero él quería saber cómo se transmitía al corazón el mensaje eléctrico que transporta el nervio vago. ¿Se trataba de una conexión eléctrica o química, o de alguna otra cosa diferente? La clave estaba en una solución química que bañaba el corazón después de la estimulación del nervio vago que como consecuencia segregaba esta sustancia química que hacía de intermediaria en la transmisión del mensaje desde una célula a la siguiente.
Por lo tanto, los impulsos eléctricos nerviosos pasan a los extremos de las neuronas, donde la llegada del impulso hace que la terminación nerviosa libere una sustancia química (un neurotransmisor), que cruza el estrecho espacio que hay entre dos neuronas (la sinapsis), y entonces la sustancia química actúa sobre la segunda neurona para modificar su capacidad de emitir , a su vez, impulsos nerviosos. Cada neurona liberará sólo un tipo de neurotransmisor (habitualmente), pero lo liberará hacia muchas neuronas diferentes.
Existen dos neurotransmisores principales en el cerebro: el glutamato y el GABA. El glutamato actúa sobre la segunda neurona para aumentar la probabilidad de que emita un impulso nervioso (por lo que es un transmisor excitante), mientras que el GABA actúa para disminuir la probabilidad de que lo emita (luego es un transmisor inhibidor).
No obstante, una neurona no recibe una sola entrada desde una sinapsis neuronal individual, sino que recibe muchos miles. Decenas de miles de sinapsis desde miles de neuronas diferentes cubren la superficie ramificada de una sola neurona. Omito explicar aquí (podría ser tedioso para del lector) todos los mecanismos de los transmisores entre sinapsis y las ramas de salida (los axones) por las que se desplazan las señales eléctricas como ondas.
Una neurona, o una red de neuronas, puede así recoger información de muchas fuentes, incluídos los sentidos, la memoria y las emociones, para controlar la señal que ella misma va a emitir y que finalmente puede ocasionar una contracción o una relajación muscular.
El glutamato es el principal neurotransmisor del cerebro, pero paradójicamente es tambnién una toxina poderosa para las células del sistema nervioso. Cuando los niveles de glutamato son bajos, actúan como una señal entre neuronas, pero si son excesivos las sobreexcitan y las matan.. Esta acción “excitotóxica” del glutamato parece ser la causa de muerte neuronal durante las apoplejías y en las enfermedades neurodegenerativas, tales como la de Alzheimer, la de Parkison, y la esclerosis múltiples.
El glutamato es uno de los aditivos más frecuentes en los alimentos, presentándose en forma de sal como glutamato monosódico (GMS). Actúa reforzando el sabor y es omnipresente en la cocina china: la salsa de soja es especialmente rica en glutamato. Afortunadamente, el glutamato que está en el instestino y en la sangre apenas penetra en el cerebro, porque la barrera “sangre-cerebro” impide que glutamato cruce desde la sangre al cerebro.
La mayoría de las personas no lo sabe y de hecho pocas la han padecido, pero existe una enfermedad que responde al nombre de Síndrome de restaurante chino …
c –donde nunca he comido, ni comeré- que puede aparecer por comer demasiados alimentos saturados de glutamano y que consiste en unos niveles de glutamano tan elevados en la sangre que no puede impedir que entre en el cerebro y cause la muerte neuronal. Claro que, otras fuentes nos dicen que el GABA, actúa como calmante y de alguna manera, contrarresta el mal. De hecho, los barbitúricos, el principio activo de las píldoras para dormir que toman algunos enfermos depresivos y las benzodiacepinas, como el Librium o el Valium, que reduce la ansiadad, actúan, por ejemplo, reforzando la acción del GABA en su receptor neuronal.
“Una ruta exclusiva en la que recorremos las espectaculares islas Lofoten ubicadas por encima del Círculo Polar Ártico, en la que podrás descubrir paisajes totalmente salvajes formados por vérticales montañas que se sumergen entre profundos fiordos. Un viaje en un grupo reducido guiado en castellano, en el cual combinamos las visitas a los principales pueblos de pescadores con marchas a pie, para acercarnos a lugares remotos de gran belleza natural, y una navegación para ver ballenas.”
Desde nuestro pequeño mundo azul, situados en el lugar adecuado, podremos contemplar la inmensa Vía Láctea que nos alberga en un Sistema planetario donde, un Sol amarillo, es decir, una estrella corriente de la clase G2V, nos envía su luz y su calor para que, los seres vivos de la llamada Tierra, podamos continuar nuestra andadura por este pequeño mundo que nos cobija, y del que, desde tiempos inmemoriales, hemos podido obtener todo aquello que nos hizo falta para sobrevivir, no siempre en un ambiente agradable y placentero.
Pocas dudas nos pueden caber de que las dimensiones del Universo, sus escalas, no son Humanas. Nosotros comparado con nuestro propio mundo somos muy poca cosa, si lo hacemos en relación a la Vía Láctea, somo menos que un grano de arena en el desierto, y, si es el Universo el objeto de comparación… ¡Nuestra minúscula figura en ese inmenso contexto, se perdería, incluso de la vista del telescopio más potente.
Sin embargo, y a pesar de nuestra “hipotética” pequeñez, el Mundo, se nos ha quedado pequeño. Ya hace mucho tiempo desde que, nuestra especie, preparaba expediciones para conocer éste o aquel rincón del planeta, no ha quedado ninguna región por explorar y, el pie humano, ha pisado todos los terrenos firmes que imaginarnos podamos. Sólo nos queda la asignatura pendiente de los Abismos oceánicos que, por falta de tecnología, nos son desconocidos y también las maravillas que allí se esconde,
Hemos llegado a saber con nuestros ingenios y conocimientos que, existen muchos mundos fuera de nuestro Sistema Solar, que la Vía láctea que tiene más de cien mil millones de estrellas, contiene múltiples sistemas planetarios donde infinidad de mundos, pueden, como la Tierra, tener las condiciones precisas para albergar la Vida.
Si tuviéramos una moderna nave espacial capacitada para recorrer la Galaxia, ¿qué veríamos?
Pasado el Tiempo tendremos inmensos y modernos Puertos Espaciales desde los que despegarán modernas navez de tecnología inalcanzable hoy, que nos podrán llevar a efectuar recorridos de ensueño.
No dentro de mucho tiempo, habrán pasado los tiempos en los que, en peligrosos cohetes, hicimos aquellos primeros viajes hacia el espacio exterior, cuando salir del planeta Tierra era jugarse la vida, ya que, los combustibles empleados eran rústicos y peligrosos.
Visitar los planetas y lunas de nuestro entorno no será ningún problema y, con los nuevos motores y sistemas de combustión, se habrán acabado los largos viajes de meses, y, las navez, llevarán sistemas de gravedad artificial que anulará la ingravidez, el material del que estarán hechas las navez, será inteligente y se auto reparará cuando un micrometeorito perfore el fuselaje.
Entonces sí, podremos acercarnos a las hermosas Nebulosas planetarias y, a pesar de su fuerte radiación, no sufriremos daño, la nave estará provista de escudos electromagnéticos impenetrables. Podremos ver a ojo desnudo las estrellas enanas blancas que llevan en su interior.
De la misma manera podremos acercarnos a lugares tan bellos como este y contemplar, maravillados como (dejando ahí los aparatos adecuados de toma de datos y grabación) a partir del gas y el polvo pueden surgir nuevas estrellas o nuevos mundos, y, con el tiempo, nuevas formas de vida.
Lugares como este que sobrepasa todo aquello que podamos imaginar, nos haría pensar y preguntarnos:
¿Quién sabe como podría ser aquella Nebulosa de la que surgió el Sistema Solar? ¿Sería como ésta que llaman, por su , del Capullo? Algunas veces me da que pensar nuestra presencia aquí, en el planeta Tierra y, con la imaginación, viajo hacia muy atrás en el tiempo, “veo” una estrella masiva que, llegado al final de su ciclo en la secuencia principal, expulsa sus capas exteriores de materia al espacio interestelar que, en ese momento, ha sido sembrado del gas y el polvo del que, millones, o miles de millones de años más tarde, surgiría nuestro Sistema Solar.
En el interior de nuestro cerebro encontramos conexiones sin fin, más de cien mil neuronas, como estrellas hay en la Vía Láctea, y, todas ellas (las neuronas) trabajan para que asimilemos los mensajes que nuestro entorno que, captados por los sentidos llegan al centro neurálgico para que los recicle y queden archivados para cuando los necesitemos.
Si contáramos una sinapsis cada segundo, tardaríamos 32 millones de años en hacer el recuento. Si consideramos el número posible de circuitos neuronales, tenemos que habérnosla con cifras hiperastronómicas: 10 seguido de al menos un millón de ceros (En comparación con el número de partículas del universo conocido que asciende a “tan sólo” 1079 es decir, es el número conocido como NEdd (Número de Eddintong), el Universo se quedará pequeño comparado con lo que nosotros llevamos dentro y podemos llegar a ser a pesar de nuestra engañosa pequeñez.
Un “mundo perdido” de nuevas especies podría existir bajo los hielos de la Antártida.
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
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.
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.
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.
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
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.
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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por Emilio Silvera ~
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