El Modelo Estándar

Fusión de Deuterio con Tritio produciendo helio^-4 liberando un neutrón, y generando 17,59 MeV de energía, como cantidad de masa apropiada convertida de la energía cinética de los productos, de acuerdo con E = Δm c^2. En física nuclear , la fusión nuclear es el proceso por el cual varios núcleos atómicos de carga similar se unen para formar un núcleo más pesado. Se acompaña de la liberación o absorción de una cantidad enorme de energía, que permite a la materia entrar en un estado plasmático.

                                                                             Instalación para fusión nuclear

Este proceso puede liberar enormes cantidades de energía. Sin embargo el proceso no es tan simple, requiere de una enorme energía de activación a una temperatura del orden de los millones de grados. De haber esta energía, surge otra dificultad: la estructura material de un reactor puede fundirse a tan elevada temperatura.

Dentro de unos treinta años estaremos en el camino correcto, la energía de fusión sería una realidad que estará en plena expansión de un comenzar floreciente. Sin residuos nocivos peligrosos como las radiaciones de la fisión nuclear, la fusión, nos dará energía limpia y barata en base a una materia prima muy abundante en el planeta Tierra.

Nuestro Sol fusiona Hidrogeno en Helio a razón de 4.654.600 toneladas por segundo. De esta enorme cantidad de Hidrógeno, 4.650.000 toneladas se convierten en Helio. Las 4.600 toneladas restantes, son lanzadas al espacio en forma de luz y calor, energía termonuclear de la que, una parte, llega al planeta Tierra y hace posible la vida.

Resulta pues que, el combustible nuclear de las estrellas es el Hidrógeno que mediante su fusión hace posible que genere tal enormidad de energía. Así lleva el Sol unos 4.500 millones de años, y se espera que, al menos durante un período similar, nos esté regalando su luz y su calor.

En energía nuclear llamamos fisión nuclear a la división del núcleo de un átomo. El núcleo se convierte en diversos fragmentos con una masa casi igual a la mitad de la masa original más dos o tres neutrones. La suma de las masas de estos fragmentos es menor que la masa original. Esta ‘falta’ de masas (alrededor del 0,1 por ciento de la masa original) se ha convertido en energía según la ecuación de Einstein (E=mc²). En esta ecuación E corresponde a la energía obtenida, m a la masa de la que hablamos y c es una constante, la de la velocidad de la luz: 299.792.458 m/s².

No debemos confundir la Fisión con la Fusión, la primera es la que se emplea en las Centrales nucleares para producir energía y, ya sabemos todo lo peligrosa que resulta (Japón, en sus propias carnes ha sufrido y sufre sus consecuencias), las radiaciones del Uranio y del Plutonio son fatales para la vida. Por el contrario, la fusión es limpia pero, por el momento, inalcanzable, y se están realizando intentos en proyectos como ITER.

Pero ¿tenemos Hidrógeno en el planeta Tierra para tal empresa? La verdad es que sí. La fuente de suministro de Hidrógeno con la que podemos contar, es prácticamente inagotable…

¡El agua de los mares y de los Océanos! Sólo se trata de elegir el lugar o lugares adecuados para construir las instalaciones y que no hagan daño alguno al convertir el elemento en energía. Es decir, lo contrario que hacen en las Centrales Nucleares.

Todos sabemos que el hidrógeno es el elemento más ligero y abundante del Universo. Está presente en el agua y en todos los compuestos orgánicos. Químicamente, el hidrógeno reacciona con la mayoría de los elementos. Fue descubierto por Henry Cavendisch en 1.776. El hidrógeno se utiliza en muchos procesos industriales, como la reducción de óxidos minerales el refinado del petróleo, la producción, de hidrocarburos a partir de carbón y la hidrogenación de los aceites vegetales y, actualmente, es un candidato muy firme para su uso potencial en la economía de los combustibles de hidrógeno en la que se usan fuentes primarias distintas a las energías derivadas de combustibles fósiles (por ejemplo, energía nuclear, solar o geotérmica) para producir electricidad, que se emplea en la electrolisis del agua. El hidrógeno formado se almacena como hidrógeno líquido o como hidruros de metal.

Bueno tanta palabrería y explicaciones solo tiene por objeto hacer notar la enorme importancia del Hidrógeno. Es la materia prima del Universo, sin él no habría estrellas, no existiría el agua y, lógicamente, tampoco nosotros podríamos estar aquí sin hidrógeno.

Si finalmente somos capaces de conseguir energía a través de la fusión nuclear, la Humanidad habrá dado un paso gigante hacia su futuro. Pero sigamos con las explicaciones. Cuándo dos moléculas de Hidrógeno se junta con una de Oxígeno (H₂O), tenemos el preciado líquido que llamamos agua y sin el cual la vida no sería posible.

Así las cosas, parece lógico pensar que, conforme a todo lo antes dicho, los seres humanos, deberán fijarse en los procesos naturales (en este caso el Sol y su producción de energía), y, teniendo como tiene a su disposición la materia prima (el Hidrógeno de los océanos), procurar investigar y construir las máquinas que sean necesarias para conseguir la fusión, la energía del Sol.

Lockheed Martin, el gigante de la industria aeroespacial, está haciendo todo lo posible para destruir uno de mis clichés científicos favoritos que dice que “la fusión nuclear será posible en tan sólo 30 años, y siempre será así”.

Esa empresa está ya en marcha y, como he dicho al principio de este comentario, posiblemente, en unos treinta años, sería una realidad que nos dará nuevas perspectivas para continuar el imparable avance en el que estamos inmersos. La energía, a lo largo de la historia, ha permitido elevar el nivel de vida del ser humano. La energía es la base de todo sistema económico, de ella depende el coste de todos los productos, desde un chicle a una limusina: a más escasez de energía, más cuesta ganarse la vida. El carbón, en primer lugar, posibilitó la extinción de la servidumbre; el petróleo, mientras fue abudante, logró que la economía mundial viviese su época dorada durante 1950-1973; la energía de fisión actual se presenta, a veces, como única alternativa. Sin embargo, todas estas energías tienen un vicio común: o son escasas o contaminan.

Tenemos que huir de esto, la Fisión nuclear no es la solución Pero no me gustaría cerrar este comentario sobre la fusión sin contestar a una importante pregunta… ¿por qué la fusión?

Porque tiene una serie de ventajas muy significativas en seguridad, funcionamiento, medio ambiente, facilidad en conseguir su materia prima, ausencia de residuos peligrosos, posibilidad de reciclar los escasos residuos que genere, etc. Los recursos combustibles básicos (deuterio y Litio) para la fusión son abundantes y fáciles de obtener.

• Los residuos son de helio, no radiactivos.
• El combustible intermedio, Tritio, se produce del Litio.
• Las centrales eléctricas de fusión no estarán expuestas a peligrosos accidentes como las centrales nucleares de fisión.
• Con una elección adecuada de los materiales para el propio dispositivo de fusión, sus residuos no serán ninguna carga para las generaciones futuras.
• La fuente de energía de fusión es sostenible, inagotable e independiente de las condiciones climáticas.

El objetivo principal de este trabajo es desarrollar una nueva fuente de energía a partir de la fusión de núcleos atómicos, lo que naturalmente se produce en el sol y en la mayoría de las estrellas.

Para producir la energía de fusión solo tenemos que imitar lo que hace el Sol. Tenemos que hacer chocar átomos ligeros de Hidrógeno para que se fusionen entre sí a una temperatura de 15 millones de grados Celsius, lo que, en condiciones de altas presiones (como ocurre en el núcleo del Sol) produce enormes energías según la formula E=mc² que nos legó Einstein demostrando la igualdad de la masa y la energía.

Claro que, el problema que surge en la fusión es que para que este tipo de reacciones se produzca se necesita un enorme aporte energético que logre que los nucleos venzxan la fuerza de repulsión que existe entre ellos (ambos cargados positivamente), y puedan universe. Este aporte energético se logra mediante el calor, aplicando temperaturas de millones de grados.

El problema comentado anteriormente proviene de la dificultad de conseguir un reactor nuclear que pueda aguantar esas temperaturas sin destruirse. El estado de la materia a fusionar a esta temperatura se denomina plasma, y su estructura atómica es un completo desorden en este punto. Sí, es verdad que estamos jugando con fuerzas muy poderosas, ¡querer imitar lo que hacen las estrellas!

Actualmente se está investigando en este tipo de reactores en un consorcio denominado ITER.

En líneas generales, la obtención de energía se consigue sometiendo átomos de hidrógeno a temperaturas de hasta cien millones de grados centígrados para que sus núcleos se fusionen.

Las altas temperaturas provocan la formación de un plasma cuyo enfriamiento hay que impedir, por lo que hay que mantenerlo confinado durante el tiempo necesario para alcanzar la fusión, y con ella, la creación de energía.

Los expertos llevan trabajando en este proyecto cerca de nueve años, con una inversión de 1.000 millones de euros.

Gráfico que muestra la enorme estructura del reactor de fusión ITER, actualmente en construcción cerca de Cadarache, Francia. Las dos formas que se están experimentando para poder confinar la materia a fusionar son el confinamiento magnético y confinamiento inercial.

• Confinamiento magnético: Se logra crear y mantener la reacción de fusión gracias a grandes cargas magnéticas.
• Confinamiento inercial: El calentamiento se obtiene mediante láseres y el confinamiento del plasma con la inercia de la materia que se encuentra en el interior.

Todas las respuestas a nuestras necesidades están en la Naturaleza. Sin embargo, debemos ir con exquisito cuidado, tantear suavemente los resortes que nos puedan llevar a conseguir las respuestas deseadas, ya que, no podemos jugar a ser dioses cuando sólo somos humanos, y, existen fuerzas que ni podemos imaginar. Tratar de buscar soluciones…Sí, hacerlo de cualquier manera…No.

Para obtener energía limpia y barata, se ha estudiado todo.

“El proceso triple alfa es el proceso por el cual tres núcleos de Helio (partículas alfa) se transforman en un núcleo de carbono. Esta reacción nuclear de fusión solo ocurre a velocidades apreciables a temperaturas por encima de 100 000 000 kelvin  y en núcleos estelares con una gran abundancia de helio. Por tanto, este proceso solo es posible en las estrellas más viejas, donde el helio producido por las cadenas protón-protón y el ciclo CNO se ha acumulado en el núcleo. Cuando todo el hidrógeno presente se ha consumido, el núcleo se colapsa hasta que se alcanzan las temperaturas necesarias para iniciar la fusión de helio.”

                           Pero en el proceso de la fusión Solar está la respuesta

¿Te imaginas una fuente de energía limpia, barata y casi inagotable? ¿Que utilizara agua como combustible y no produjera ningún tipo de residuo? Son estos sueños los que alimentan la esperanza de la fusión nuclear. Pero, ¿es factible? Pues parece ser que todavía no pero, estamos en el camino.

El ojo humano tiene sus limitaciones para ver, sin embargo, la imaginación no tiene barreras y, a lo largo de la historia de la Humanidad se han dado pruebas de lo lejos que pueden llegar nuestros pensamientos. Hasta no hace mucho se creía imposible que se pudieran lograr muchos de los avances que ahora, nos parecen cosas cotidianas, y, en el futuro no muy lejano, es posible que podamos gozar de esa energía limpia y de contaminación ausente que nos pueda abrir el camino hacia una nueva era. Nuestra Casita Azul necesita que la cuidemos y, un paso muy importante para ello sería…La Fusión Nuclear.

De todas las maneras y a pesar de lo mucho que nuestras mentes pueden imaginar, no será fácil lograr,  aquí en la Tierra el mismo proceso que se produce en nuestro Sol, y, tantas dificultades se presentan para ello que, por eso, muchos hablan de la fusión fría.

¿Podeis imaginar que pudiéramos producir en la Tierra 15 millones de grados de temperatura? ¿Qué máquinas podrían soportarlo? y, desde luego, aislar esas instalaciones del exterior para que el calor no saliera y se produjera una debacle de proporciones inmensas…no parece nada fácil tampoco. Habrá que esperar y seguir trabajando sin desmayo, nuestro futuro lo necesita.

emilio silvera

Nunca han importado muchos los peligros que tengamos que correr para buscar las respuestas de lo profundamente escondido en la Naturaleza, ni tampoco ha importado hasta donde ha tenido que viajar la imaginación para configurar modelos y teorías que, más tarde, queremos verificar.

También una teoría cuántica de la gravedad debería ampliar nuestro conocimiento de efectos cuánticos predichos por enfoques tentativos de otras teorías cuánticas, como la existencia de radiación de Hawking.”

¡Y mucho más sobre este mismo tema!

Entre los teóricos, el casamiento de la relatividad general y la teoría cuántica es el problema central de la física moderna. A los esfuerzos teóricos que se realizan con ese propósito se les llama “supergravedad”, “súpersimetría”, “supercuerdas” “teoría M” o, en último caso, “teoría de todo o gran teoría unificada”.

“El concepto de una “teoría del todo” está arraigado en el principio de causalidad y su descubrimiento es la empresa de acercarnos a ver a través de los ojos del demonio de Laplace.  Aunque dicha posibilidad puede considerarse como determinista, en una “simple fórmula” puede todavía sobrevivir la física fundamentalmente probabilista, como proponen algunas posturas actuales de la mecánica cuántica. Esto se debe a que aun si los mecanismos que gobiernan las partículas son intrínsecamente azarosos, podemos conocer las reglas que gobiernan dicho azar y calcular las probabilidades de ocurrencia para cada evento posible. Sin embargo, otras interpretaciones de la ecuación de Schrödinger conceden poca importancia al azar: este solo se tendría importancia dentro del átomo y se diluiría en el mundo macroscópico. Otras no obstante la niegan completamente y la consideran una interpretación equivocada de las leyes cuánticas. En consecuencia, la mayor dificultad de descubrir una teoría unificada ha sido armonizar correctamente leyes que gobiernan solo un reducido ámbito de la naturaleza y transformarlas en una única teoría que la explique en su totalidad, tanto en su mundo micro como macroscópico y explique la existencia de todas las interacciones fundamentales: las fuerzas gravitatoria, electromagnética, nuclear fuerte y nuclear débil.”

Ahí tenemos unas matemáticas exóticas que ponen de punta hasta los pelos de las cejas de algunos de los mejores matemáticos del mundo (¿y Perelman? ¿Por qué nos se ha implicado?). Hablan de 10, 11 y 26 dimensiones, siempre, todas ellas espaciales menos una que es la temporal. Vivimos en cuatro: tres de espacio (este-oeste, norte-sur y arriba-abajo) y una temporal. No podemos, ni sabemos o no es posible instruir, en nuestro cerebro (también tridimensional), ver más dimensiones. Pero llegaron Kaluza y Klein y compactaron, en la longitud de Planck las dimensiones que no podíamos ver. ¡Problema solucionado!

¿Quién puede ir a la longitud de Planck para poder contemplar esas cuerdas vibrantes si es que están allí?

Ni vemos la longitud de Planck ni las dimensiones extra y, nos dicen que para poder profundizar hasta esa distancia, necesitamos disponer de la Energía de Planck, es decir 10¹⁹ GeV, una energía que ni en las próximas generaciones estará a nuestro alcance. Pero mientras tanto, hablamos de que, en 2.015, el LHC buscará las partículas de la “materia oscura”. ¡Qué gente!

La puerta de las dimensiones más altas quedó abierta y, a los teóricos, se les regaló una herramienta maravillosa. En el Hiperespacio, todo es posible. Hasta el matrimonio de la relatividad general y la mecánica cuántica, allí si es posible encontrar esa soñada teoría de la Gravedad cuántica.

Así que, los teóricos, se han embarcado a la búsqueda de un objetivo audaz: buscan una teoría que describa la simplicidad primigenia que reinaba en el intenso calor del universo en sus primeros tiempos, una teoría carente de parámetros, donde estén presentes todas las respuestas. Todo debe ser contestado a partir de una ecuación básica.

¿Dónde radica el problema?

Nuestro universo ¿es tridimensional y no podemos esas dimensiones extra de las que tanto hablan en las teorías más avanzadas pero, no verificadas?

El problema está en que la única teoría candidata no tiene conexión directa con el mundo de la observación, o no lo tiene todavía si queremos expresarnos con propiedad. La energía necesaria para ello, no la tiene ni el nuevo acelerador de partículas LHC que con sus 14 TeV no llegaría ni siquiera a vislumbrar esas cuerdas vibrantes de las que antes os hablaba.

La verdad es que, la teoría que ahora tenemos, el Modelo Estándar, concuerda de manera exacta con todos los datos a bajas energías y contesta cosas sin sentido a altas energías. Ya sabéis lo que pasa cuando queremos juntar la relatividad con la cuántica: ¡Aparecen los infinitos que no son renormalizables!

Con sus 20 parámetros aleatorios (parece que uno de ellos ha sido hallado -el bosón de Higgs-), el Modelo estándar de la física de partículas que incluye sólo tres de las interacicones fundamentales -las fuerzas nucleares débil y fuerte y el electromagnetismo-, ha dado un buen resultado y a permitido a los físicos trabajar ampliamente en el conocimiento del mundo, de la Naturaleza, del Universo. Sin embargo, deja muchas preguntas sin contestar y, lo cierto es que, se necesitan nuevas maneras, nuevas formas, nuevas teorías que nos lleven más allá.

¡Necesitamos algo más avanzado!

Se ha dicho que la función de la partícula de Higgs  es la de dar masa a las partículas que conocemos y están incluidas en el Modelo estándar, se nos ha dicho que ha sido encontrada y el hallazgo ha merecido el Nobel de Física. Sin embargo… nada se ha dicho de cómo ésta partícula transmite la masa a las demás. Faltan algunas explicaciones.

El secreto de todo radica en conseguir la simplicidad: el átomo resulto ser complejo lleno de esas infinitesimales partículas electromagnéticas que bautizamos con el nombre de electrones, resultó que tenía un núcleo que contenía, a pesar de ser tan pequeño, casi toda la masa del átomo. El núcleo, tan pequeño, estaba compuesto de otros objetos más pequeños aún, los quarks que estaban instalados en nubes de otras partículas llamadas gluones y, ahora, queremos continuar profundizando, sospechamos, que después de los quarks puede haber algo más.

¿Es el efecto frenado que sufren las partículas que corren por el océano de Higgs, el que les da la masa?

Bueno, la idea nueva que surgió es que el espacio entero contiene un campo, el campo de Higgs, que impregna el vacío y es el mismo en todas partes. Es decir, que si miramos a las estrellas en una noche clara estamos mirando el campo de Higgs. Las partículas influidas por este campo, toman masa. Esto no es por sí mismo destacable, pues las partículas pueden tomar energía de los campos (gauge) de los que hemos comentado, del campo gravitatorio o del electromagnético. Si llevamos un bloque de plomo a lo alto de la Torre Eiffel, el bloque adquiriría energía potencial a causa de la alteración de su posición en el campo gravitatorio de la Tierra.

Como E=mc², ese aumento de la energía potencial equivale a un aumento de la masa, en este caso la masa del Sistema Tierra-bloque de plomo. Aquí hemos de añadirle amablemente un poco de complejidad a la venerable ecuación de Einstein. La masa, m, tiene en realidad dos partes. Una es la masa en reposo, m₀, la que se mide en el laboratorio cuando la partícula está en reposo. La partícula adquiere la otra parte de la masa en virtud de su movimiento (como los protones en el acelerador de partículas, o los muones, que aumentan varias veces su masa cuando son lanzados a velocidades cercanas a c) o en virtud de su energía potencial de campo. Vemos una dinámica similar en los núcleos atómicos. Por ejemplo, si separamos el protón y el neutrón que componen un núcleo de deuterio, la suma de las masas aumenta.

Peor la energía potencial tomada del campo de Higgs difiere en varios aspectos de la acción de los campos familiares. La masa tomada de Higgs es en realidad masa en reposo. De hecho, en la que quizá sea la versión más

apasionante de la teoría del campo de Higgs, éste genera toda la masa en reposo. Otra diferencia es que la cantidad de masa que se traga del campo es distinta para las distintas partículas.

Los teóricos dicen que las masas de las partículas de nuestro modelo estándar miden con qué intensidad se acoplan éstas al campo de Higgs.

La influencia de Higgs en las masas de los quarks y de los leptones, nos recuerda el descubrimiento por Pieter Zeeman, en 1.896, de la división de los niveles de energía de un electrón cuando se aplica un campo magnético al átomo. El campo (que representa metafóricamente el papel de Higgs) rompe la simetría del espacio de la que el electrón disfrutaba.

Hasta ahora no tenemos ni idea de que reglas controlan los incrementos de masa generados por el Higgs (de ahí la expectación creada por el acelerador de partículas LHC). Pero el problema es irritante: ¿por qué sólo esas masas –Las masas de los W⁺, W^–, y Z^º, y el up, el down, el encanto, el extraño, el top y el bottom, así como los leptones – que no forman ningún patrón obvio?

No dejamos de experimentar para saber ccómo es nuestro mundo, la Naturaleza, el Universo que nos acoge

Las masas van de la del electrón 0’0005 GeV, a la del top, que tiene que ser mayor que 91 GeV. Deberíamos recordar que esta extraña idea (el Higgs) se empleó con mucho éxito para formular la teoría electrodébil (Weinberg-Salam). Allí se propuso el campo de Higgs como una forma de ocultar la unidad de las fuerzas electromagnéticas y débiles. En la unidad hay cuatro partículas mensajeras sin masa –los W⁺, W^–, Z^º y fotón que llevan la fuerza electrodébil. Además está el campo de Higgs, y, rápidamente, los W y Z chupan la esencia de Higgs y se hacen pesados; el fotón permanece intacto. La fuerza electrodébil se fragmenta en la débil (débil porque los mensajeros son muy gordos) y la electromagnética, cuyas propiedades determina el fotón, carente de masa. La simetría se rompe espontáneamente, dicen los teóricos. Hay otra descripción según la cual el Higgs oculta la simetría con su poder dador de masa.

Las masas de los W y el Z se predijeron con éxito a partir de los parámetros de la teoría electrodébil. Y las relajadas sonrisas de los físicos teóricos nos recuerdan que Gerard ^t Hooft y Veltman dejaron sentado que la teoría entera esta libre de infinitos.

Si hubiera que resumir mucho cómo funciona la vida, se podría decir que hay seres vivos consumidores, que obtienen la materia orgánica y los nutrientes de otros organismos, y seres vivos productores primarios, que son aquellos que sintetizan su materia orgánica por sí mismos. Entre estos, están por ejemplo las bacterias y las plantas que son capaces de hacer la fotosíntesis y de obtener energía de la luz del Sol, y también los microorganismos que pueden obtener la energía de algunos productos químicos. Por ejemplo, hay bacterias capaces de respirar metales (en vez de oxígeno) y usar como fuente de energía el hierro, el sulfuro de hidrógeno, el hidrógeno molecular o el amoniaco.

la bacteria Mariprofundus ferrooxydans PV-1, la cual tiene la singular característica de “comer” electricidad y, como resultado, producir combustible.

Muchos de estos microbios «extraños» que viven de estas moléculas viven allí donde no llega la luz, o sea, en el subsuelo y en las profundidades de los océanos y los lagos. Suelen ser microbios adaptados a condiciones extremas y muy particulares, y muchas veces no crecen tan rápido como los afortunados que hacen la fotosíntesis.

Se llama Desulforudis audaxviator y es capaz de vivir en aislamiento, sin oxígeno y en completa oscuridad. Todas las formas de vida conocidas necesitan …

Desulforudis audaxviator sobrevive en un hábitat donde obtiene su energía no de la luz solar sino del hidrógeno y del sulfato producidos por la desintegración radioactiva del uranio. Al vivir en soledad, D. audaxviator debe construir sus moléculas orgánicas por sí misma a partir del agua, del carbono inorgánico, y del nitrógeno proveniente del amoníaco liberado por las rocas y disuelto en el fluido del entorno. Durante su largo viaje a las profundidades extremas, la evolución ha equipado a la versátil bacteria con genes –muchos de ellos compartidos con las arqueas, miembros de uno de los tres dominios de la vida no relacionado a las bacterias– que le permiten hacer frente a un rango de diferentes condiciones, incluyendo la habilidad de fijar el nitrógeno directamente del nitrógeno elemental del ambiente.

3,3 km bajo la superficie de la tierra. Temperatura: 62°C. No hay oxigeno. No hay luz. Sin embargo, en las aguas de las grietas de una mina de oro …

Recientemente, los investigadores se han fijado en uno de estos extraños microbios. Se trata de Desulforudis audaxviator, una bacteria descubierta a 3 kilómetros de profundidad en una mina de oro de Sudáfrica y que parece vivir de la energía que obtiene de la descomposición radiactiva del uranio. Tal como explicó en «Science»Dimitra Atri, un astrobiólogo del «Blue Marble Space Institute of Science» en Seattle (Estados Unidos), este microorganismo amante de la radiactividad podría ser una prueba de que el espacio está poblado por microorganismos similares.

Rayos cósmicos

Muchas son las fuentes de rayos cósmicos radiactivos que llegan a los planetas y lunas de los sistemas planetarios que orbitan estrellas como el Sol o parecidas. Algunas formas de vida habrían aprendido a vivir teniéndolos a ellos como fuente de alimentación.

Tal como ha propuesto Atri en una simulación por odenador, podría ser que la vida hubiera aprendido a aprovechar una fuente de radiación muy abundante en el espacio. Se trata de los rayos cósmicos (GCRs, en inglés), una radiación de muy alta energía que se origina más allá del Sistema Solar, probablemente en explosiones de supernovas y en núcleos activos de galaxias, o sea, en agujeros negros supermasivos. Lo interesante es que esta radiación llega a los planetas, y que en aquellos donde la atmósfera y el campo magnético son débiles, se internan en las profundidades del subsuelo, donde quizás podrían ser la fuente de energía de extravagantes formas de vida.

Aunque el término de rayos cósmicos recuerda al título de una novela de ciencia ficción, en realidad no tienen nada de ficticios. Actualmente se sabe que bombardean constantemente las capas más altas de la atmósfera terrestre, y que allí transforman la química de la ionosfera. Además influyen en la formación de nubes (en la troposfera) y forman parte de las dosis naturales de radiación a las que están expuestas las personas y los seres vivos en general.

Extraños alienígenas

Bacterias y estreptococos.

Respiran gracias al sulfato presente en su entorno, y han logrado formar un yacimiento mineral “inédito en el mundo”

Según Dimitra Atri, este constante flujo de radiación podría ser aprovechado por algún tipo de forma de vida alienígena, pero solo en planetas con atmósferas más tenues y con campos magnéticos débiles, puesto que ambos escudos frenan los rayos cósmicos. Así, la importancia de estos rayos sería mayor en satélites y pequeños mundos como Plutón, la Luna, Europa, Encélado y un número desconocido de otros cuerpos más allá del Sistema Solar.

Además, dado que este flujo de energía es relativamente bajo, y no es comparable a la radiación proveniente de las estrellas, las formas de vida que alimentaría serían más pequeñas y simples, y además crecerían más despacio.

Pero Atri no se ha limitado a lanzar su imaginación al cosmos. En vez de eso, ha usado simulaciones por ordenador para estimar cuál sería el flujo de energía de los rayos cósmicos en varios mundos. Y, tal como ha publicado en «Royal Society Interface», en teoría la energía resultante dentro del subsuelo sería suficiente para alimentar a pequeñas formas de vida. Por eso, en su opinión, «no puede descartarse que existieran formas de vida así».

¿Yermos u oasis?

Uno de los lugares más prometedores para encontrar estas formas de vida basadas en rayos cósmicos sería Marte, una roca reseca pero que tiene agua en el subsuelo y una abundante variedad mineral. «Es gracioso, porque cuando buscamos formas de vida extraterrestres normalmente buscamos lugares con atmósferas gruesas, pero aquí deberíamos buscar justo lo contrario», ha dicho Atri.

Tal como ha opinado en «Science» el astrobiólogo Duncan Forgan, es cierto que las condiciones del subsuelo en las que vive D. audaxviator pueden ser similares a las de Marte (de hecho los investigadores trabajan en investigar el subsuelo de la Tierra para entender cómo sería la vida en Marte y en otros lugares), pero a la vez ha sido menos optimista que Atri.

El motivo es que aquellos planetas bombardeados por rayos cósmicos y no calentados por estrellas estarían en principio tan fríos como para que el hielo dejara a la vida literalmente congelada. Además, Forgan ha recordado que el flujo de esta radiación puede alimentar a los seres vivos, pero que en exceso puede ser letal: La radiación de alta energía es capaz de dañar el material genético de los microbios y acabar con su existencia.

¿Qué es lo más profundo de la corteza terrestre que un animal puede sobrevivir? En la oscuridad, en lo más profundo de varias minas de oro de Sudáfrica, viven unos diminutos gusanos que pueden tener la clave para responder esta pregunta. Estas criaturas son los animales que más profundo viven que jamás se haya conocido. Nadie sabe cómo llegaron hasta ahí, pero es posible que estén viviendo en las minas desde hace miles de años. Su sola existencia sugiere que vidas complejas pueden sobrevivir mucho más hondo de lo que se pensó que fuera posible.

Pero quizás el subsuelo, donde la actividad interior de los planetas podría elevar las temperaturas y fundir el agua, podría ser el hogar perfecto para que estos rayos alimentaran la vida. Después del descubrimiento de indicios de un océano en Europa, y de evidencias de que Encélado, Titán y Marte son planetas potencialmente habitables, extender la búsqueda de vida aún más allá, a los planetas bombardeados por rayos cósmicos, promete con ampliar aún más los horizontes de la imaginación. ¿Cómo será la vida extraterrestre?