¿Cómo pudo surgir la Vida? ¡Es todo tan complejo!

Debajo de ésta imagen se puede leer:

“Hallan indicios de materia oscura unida al Cosmos. La evidencia muestra nuevos fenómenos físicos que podrían ser la extraña y desconocida materia oscura o la energía que se origina de los pulsares. Un detector de rayos cósmicos de dos mil millones de dólares en la Estación Espacial Internacional halló la huella de algo que pudiera ser la materia oscura, la misteriosa sustancia que se cree mantiene unido al cosmos.”

“Pero los primeros resultados del Espectrómetro Magnético Alfa (AMS, por sus siglas en inglés) son casi tan enigmáticos como la materia oscura en sí, la cual nunca ha sido observada directamente. Muestran evidencia de nuevos fenómenos físicos que podrían ser la extraña y desconocida materia oscura o la energía que se origina de los pulsares, anunciaron un miércoles científicos en el laboratorio europeo de física de partículas cerca de Ginebra.”

 

Como no me canso de repetir, cualquiera de estas noticias nos vienen a decir que, de la “materia oscura”, nada sabemos. Sería conveniente, para que las cuentas cuadren, que exista esa dichosa clase de materia o lo que pueda ser, toda vez que, sin ella, no resulta fácil llegar a una conclusión lógica de cómo se pudieron formar las galaxias, o, de por qué se mueven las estrellas de la manera que lo hacen.

hace treinta años, los astrofísicos se enfrentan a este dilema: o bien las galaxias tienen mucha materia que no vemos, pero que causa una fuerte atracción gravitatoria sobre las estrellas externas (que por ello orbitarían tan rápido) o bien ni la ley de la gravedad de Newton ni la de Einstein serían válidas esas regiones externas de las galaxias. Las dos opciones son revolucionarias para la física: la primera implica la existencia de materia oscura en el universo (materia que no vemos pero que sí afecta al movimiento de las estrellas y galaxias), y la segunda implica que una ley básica (la de Newton/Einstein de la gravitación) es incorrecta.

En el momento actual, no sabemos cual de esas dos opciones es la buena (podrían incluso ser buenas las dos, es decir, que existiera materia oscura y además que la teoría de Newton/Einstein estuviera mal. No creo que sea ese el problema, debe haber una tercera opción desconocida que debemos encontrar). La gran mayoría de los astrofísicos prefieren explicarlo con la materia oscura (un camino cómodo y fácil) antes que dudar de las leyes de la gravitación de Newton/Einstein. Esto no es sólo cuestión de gustos, es que las leyes de la gravitación funcionan con una increíble exactitud en todos los demás casos donde las hemos puesto a prueba (en los laboratorios, en las naves espaciales y los interplanetarios, en la dinámica del Sistema Solar, etc.).

El problema de la materia oscura (si es que realmente existe y no es que las leyes de Newton/Einstein sean incompletas) es uno de los más importantes con los que se enfrenta la astrofísica hoy en día.

Cuando pienso en la existencia ineludible de esa “materia cósmica” primigenia, la primera y más sencilla clase de materia que se formó en las primeras fracciones del primer segundo del big bang, en la mente se me aparece una imagen llena de belleza creadora a partir de la cual, todo lo que ahora podemos contemplar es posible. La belleza de la idea es que toma dos problemas -la ventana del tiempo inadecuada para la fromación de las galaxias y la existencia de la “materia oscura”- y los une para conformar una solución al dilema central de la estructura del universo.

La “materia oscura”, por hipótesis, tiene una ventana de tiempo mucho más larga que la materia ordinaria, porque se desapareja más pronto en el Big Bang. Tiene mucho tiempo para acumularse antes de que la materia ordinaria sea libre para hacerlo y formar los átomos. La “materia oscura o sustancia cósmica primera, es de porte más sencillo y no tiene ni requiere la complejidad de la materia bariónica para formarse, es totalmente translúcida y se sitúa por todas partes, es decir, permea todo el universo invadiendo todas sus regiones a medida que este se expande más y más. Y fue esa “invisible” sustancia cósmica, la que realmente hizo posible que las galaxias se pudieran formar a pesar de la expansión de Hubble.

El hecho de que la materia ordinaria caiga entonces en el agujero gravitatorio creado de este modo sirve para explicar por qué encontramos galaxias rodeadas por un halo de algo que hemos dado en llamar “materia oscura”. Tal hipótesis mata dos pájaros de un sólo tiro.

Pero debemos recordar que en este punto sólo tenemos una idea que puede funcionar, no una teoría bien construida. Para pasar de la idea a la teoría, tenemos que responder dos preguntas importantes y difíciles:

1. ¿Cómo explicamos la estructura de la “materia oscura”?

2. ¿Qué es la “materia oscura”?

Se habla de materia oscura caliente y fría. También, algunas veces me veo sorprendido por las ocurrencias que tienen algunos científicos de hoy que, como los antiguos, imaginan respuestas para acomodar las cuestiones que realmente desconocen y, buscan así, una salida airosa sin que se note la inmensa ignorancia que llevan consigo.

Podríamos comenzar a examinar estas cuestiones pensando en el modo en que la “materia oscura” pudo separarse de la nube caliente en expansión, de materiales que constituía el universo en sus comienzos. Por analogía de la discusión del desaparejamiento de la materia ordinaria después de la formación de los átomos, llamaremos también desaparejamiento a la separación de la “materia oscura” de aquella fuente “infinita” de energía primera. Una transformarción como la que condujo a la formación de los átomos es necesaria para que ocurra el desaparejamiento. Todo lo que tiene que suceder es que la fuerza de la interacción de las partículas que forman la “materia oscura” caigan por debajo del punto en que el resto del universo puede ejercer una presión razonable sobre él. Después de esto, la “materia oscura” continuará a su aire, indiferente a todo lo que la rodee.

Resulta que desde el punto de vista de la creación de la estructura observada del universo, la característica más importante del proceso de desaparejamiento para la “materia oscura” es la velocidad de las partículas cuando son libres. Si el desaparejamiento tiene lugar muy pronto en el Big Bang, la “materia oscura” puede salir con sus partículas moviéndose muy rápidamente, casi a la velocidad de la luz. Si es así, decimos que la “materia oscura” está caliente. Si el desaparejamiento tiene lugar cuando las partículas están moviéndose poco a poco -velocidad significativamente menor que la de la luz- decimos que la materia está fría.

De los tipos de “materia oscura” que los cosmólogos toman en consideración, los neutrinos serán el mejor ejemplo de “materia oscura” caliente. Los neutrinos han llamado la atención de los científicos en relación a la “materia oscura” durante mucho tiempo. Para tener una idea aproximada del número de neutrinos del universo, podríamos decir que existe actualmente un neutrino por cada reacción nuclear que tuvo lugar desde siempre. Los cálculos indican que hubo aproximadamente mil millones de neutrinos producidos durante el Big Bang por cada protón, neutrón o electrón. Cada volumen del espacio del tamaño de nuestro cuerpo contiene unos diez millones de estos neutrinos-reliquias y en ellos no se encuentran los que se produjeron más tarde en las estrellas. Está claro que toda partícula tan corriente como ésta podría tener en principio un efecto muy grande sobre la estructura del Cosmos, si tuviera una masa.

Pero resulta que la “materia oscura” caliente, actuando sola, casi con toda seguridad no podría explicar lo que observamos en el universo y que el escenario de “materia oscura-fria” debe modificarse por completo si queremos mantenerla como candidata a esa teoría última de la materia que “debe” existir en el universo pero, que no sabemos lo que es y la llamamos, precisamente por eso “materia oscura”.

El tema de la materia desconocida, invisible, oculta y misteriosa que hace que nuestro universo se comporte como la hace… ¿sigue siendo una gran incógnita! Nadie sabe el por qué las galaxias se alejan las unas de las otras, el motivo de que las estrellas en la periferia de las galaxias se muevan a mayor velocidad de lo que deberían y otros extraños sucesos que, al desconocer los motivos, son achacados a la “materia oscura”, una forma de evadirse y cerrar los ojos ante la inmensa ignorancia que tenemos que soportar en relación a muchos secretos del Universo a los que no podemos dar explicación.

Sí, las cuerdas son unas buenas candidatas para la “materia oscura”

              Claro que otros, han imaginado cuestiones y motivos diferente para explicar las cosas

Aunque no todas si son muchas las GUT y teorías de supersimetría las que predicen la de cuerdas en la congelación del segundo 10^-35 después del comienzo del tiempo, cuando la fuerza fuerte se congeló y el universo se infló. Las cuerdas se deben considerar un subproducto del proceso mismo de congelación. Es cierto que aunque las diversas teorías no predicen cuerdas idénticas, sí predicen cuerdas con las mismas propiedades generales. En primer lugar las cuerdas son extremadamente masivas y también extremadamente delgadas; la anchura de una cuerda es mucho menor que la anchura de un protón. Las cuerdas no llevan carga eléctrica, así que no interaccionan con la radiación como las partículas ordinarias. Aparecen en todas las formas; largas líneas ondulantes, lazos vibrantes, espirales tridimensionales, etc. Sí, con esas propiedades podrían ser un candidato perfecto para la “materia oscura”. Ejercen una atracción gravitatoria y no pueden ser rotas por la presión de la radiación en los inicios del Universo.

 El espesor estimado de una cuerda es de 10^-30 centímetros, comparados con los 10^-13 de un protón. Además de ser la más larga, y posiblemente la más vieja estructura del universo conocido, una cuerda cósmica sería la más delgada: su diámetro sería 100.000.000.000.000.000 veces más pequeño que el de un protón.. Y la cuerda sería terriblemente inquieta, algo así como un látigo agitándose por el espacio casi a la velocidad de la luz. Las curvas vibrarían como enloquecidas bandas de goma, emitiendo una corriente continua de ondas gravitacionales: rizos en la misma tela del espacio-tiempo. ¿Qué pasaría si una cuerda cósmica tropezara con un planeta? Al ser tan delgada, podría traspasarlo sin tropezar con un solo núcleo atómico. Pero de todos modos, su intenso campo gravitatorio causaría el caos.

Lo cierto es que todavía no se ha encontrado ninguna cuerda de este tipo. Si bien en los últimos años han surgido muchas candidatas a estar formadas por un efecto de lente de este tipo, la mayoría han resultado ser dos cuerpos distintos pero muy similares entre sí. Pese a ello, los astrofísicos y los teóricos de cuerdas no pierden la esperanza de encontrar en los próximos años, y gracias a telescopios cada vez más potentes, como el GTC y aceleradores como el LHC las evidencias directas de la existencia de este tipo de cuerdas; evidencias que no sólo nos indicarían que las teorías de cuerdas van por buen camino, sino que el modelo del Big Bang es un modelo acertado.

Simulación del efecto de lente generado por una cuerda cósmica. Crédito: PhysicsWorld.com

Por tanto, cuando observásemos un objeto con una cuerda cósmica en la trayectoria de nuestra mirada, deberíamos ver este objeto dos veces, con una separación entre ambas del orden del defecto de ángulo del cono generado por la curvatura del espacio-tiempo. Esta doble imagen sería característica de la presencia de una cuerda cósmica, pues otros cuerpos, como estrellas o agujeros negros,  curvan el espacio-tiempo de manera distinta. Por tanto, una observación de este fenómeno no podría dar lugar a un falso positivo.

En este sentido, el nombre de cuerda cósmica está justificado debido a que son impresionantemente pesadas, pasando a ser objetos macroscópicos aun cuando su efecto es pequeño. Una cuerda de seis kilómetros de longitud cuya separación entre ambas geodésicas es de apenas 4 segundos de arco tendría ¡la masa de la Tierra!. Evidentemente, cuerdas de este calibre no se espera que existan en la naturaleza, por lo que los defectos de ángulo esperados son aún menores y, por tanto, muy difíciles de medir.

Una de las virtudes de la teoría es que puede detectarse por la observación. Aunque las cuerdas en sí son invisibles, sus efectos no tienen por qué serlo. La idea de las supercuerdas nació de la física de partículas, más que en el de la cosmología (a pesar de que, la cuerdas cósmicas, no tienen nada que ver con la teoría de las “supercuerdas”, que mantiene que las partículas elementales tienen forma de cuerda). Surgió en la década de los sesenta cuando los físicos comenzaron a entrelazar las tres fuerzas no gravitacionales – electromagnetismo y fuerzas nucleares fuertes y débiles – en una teoría unificada.

En 1976, el concepto de las cuerdas se había hecho un poco más tangible, gracias a Tom Kibble. Kibble estudiaba las consecuencias cosmológicas de las grande teorías unificadas. Estaba particularmente interesado en las del 10^-35 segundo después del Big Bang.

                      Podrían estar por todas partes

Aunque no todas si son muchas las Grandes Teorías Unificadas y teorías de supersimetría las que predicen la formación de cuerdas en la congelación del segundo 10^-35 despues del comienzo del tiempo, cuando la fuerza fuerte se congeló y el universo se infló. Las cuerdas se deben considerar un subproducto del proceso mismo de congelación. Es cierto que aunque las diversas teorías no predicen cuerdas idénticas, sí predicen cuerdas con las mismas propiedades generales. En primer lugar las cuerdas son extremadamente masivas y también extremadamente delgadas; la anchura de una cuerda es mucho menor que la anchura de un protón. Las cuerdas no llevan carga eléctrica, así que no interaccionan con la radiación como las partículas ordinarias. Aparecen en todas las formas; largas lineas ondulantes, lazos vibrantes, espirales tridimensionales, etc. Sí, con esas propiedades podrían un candidato perfecto la “materia oscura”. Ejercen una atracción gravitatoria, no pueden ser rotas por la presión de la radiación en los inicios del Universo.

Como habéis podido comprender, todas estas teorías están por demostrar y sólo son conjeturas derivadas de profundos pensamientos de lo que puso ser y de lo que podría ser. Nada relacionado con la materia oscura, las supercuerdas o las cuerdas cósmicas ha sido demostrado ni se han observado por medio alguno en nuestro Universo. Sin embargo, no descartar nada y hacer lo posible por demostrarlas, es la obligación de los científicos que tratan de buscar una explicación irrefutable de cómo es el Universo y por qué es así.

              El misterioso “universo” de los campos cuánticos que nadie sabe lo que esconde

A los cosmólogos les gusta visualizar esta revolucionaria transición como una especie de “cristalización”: el espacio, en un principio saturado de energía, cambió a la más vacía y más fría que rodea actualmente nuestro planeta. Pero la cristalización fue, probablemente, imperfecta. En el cosmos recién nacido podría haberse estropeado con defectos y grietas, a medida que se enfriaba rápidamente y se hinchaba. En fin, muchas elucubraciones y conjeturas que surgen siempre que no sabemos explicar esa verdad que la Naturaleza esconde y, mientras tanto nosotros, simples mortales de la especie Homo, seguimos dejando volar nuestra imaginación que trata, cargada siempre de curiosidad, de desvelar esos misterios insondables del Universo.

Finalmente sabremos sobre esa sustancia cósmica que impregna todo el universo pero, no será la “materia oscura” de la que todos hablan, será otra cosa muy diferente e inimaginable en estos momentos en los que, nuestra ignorancia, echa mano de cualquier cosa para poder ocultarla… ¡materia oscura! ¿Qué es eso?

emilio silvera

«La cara humana es única», dice Timothy Bromage, paleo-antropólogo de la Universidad de Nueva York. El científico participó en un simposio internacional organizado por la Fundación Ramón Areces hace algún tiempo en Madrid para explicar cómo esta parte del cuerpo, capaz de expresar un sin fin de emociones, se ha transformado a medida que lo hacía el cerebro.

-¿Cuándo podemos hablar de la aparición de un rostro que parece humano?

-Si miramos en el registro fósil, encontramos al Homo antecesor (900.00 años), descubierto en la Gran Dolina, en el yacimiento de Atapuerca (Burgos), que tiene aspectos de desarrollo facial que, curiosamente, son muy parecidos a los de los humanos modernos. La forma en la que está organizada la cara en relación con el cerebro se parece más a la nuestra que a la de otros homínidos hallados en la cercana Sima de los Huesos, más similares a los neandertales, como el heidelbergensis.

                            Heidelbergensis

-¿Y la cara moderna, la nuestra?

-Las raíces de la cara que tenemos ahora comenzaron hace unos 100.000 años, probablemente un poco más. Si miras esa cara no es exactamente como la nuestra actual, pero las raíces se retraen a entonces. La cara humana moderna tiene entre 35.000 y 25.000 años. Su primer dueño fue, con toda seguridad, un africano. Es curioso, porque puedes ver algunos de esos rasgos humanos en homínidos tempranos y no en otros más tardíos, como los neandertales.

Neandertales y sapiens se hibridaron hace más de 100.000 años

-¿Cuál es la característica más distintiva de la cara humana?

-La estructura de nuestra cara ha crecido debajo del cerebro (en vertical) en vez de por delante. De hecho, y en realidad no es sorprendente, la cara humana moderna crece de esta forma (señala su cara de delante hacia atrás). Podemos estudiar esa evidencia en los fósiles.

-Y, aparte del antecesor, ¿es completamente diferente de la del resto de homos?

Homo erectus

-Las primeras especies de homo, en sus orígenes, tenían caras muy pronunciadas, mandíbulas salientes, dientes más grandes… Pero luego hubo una reducción de la cara y, al mismo tiempo, un agrandamiento del cerebro, así que esas dos cosas están conectadas.

-¿El desarrollo del cerebro es lo que da forma a la cara?

-El tamaño del cerebro está inversamente relacionado con el tamaño de la cara. Cerebro más grande, cara más pequeña. Ambas cosas están unidas y nadie sabe la razón. Algunos creen que es por una cuestión mecánica, para organizar la masa de la cabeza de una forma más eficiente. Si miras a todos los primates, se cumple la misma relación, da igual que no sean homos.

-¿Y ocurre lo mismo con otros animales?

-Nadie lo ha investigado. Hay mucho que averiguar aquí.

-Los neandertales también eran inteligentes, pero tenían una cara muy diferente de la nuestra.

Recreación de grupo de Neandertales en la península Ibérica

-Sí. La diferencia fundamental se encuentra en el medio de la cara. La cavidad para la nariz era más grande y la respiración mucho más expandida. Una explicación para ello es el intento de humidificar y hacer más cálido el aire, para adaptarse a condiciones ambientales frías y secas. Esto incrementaba al capacidad respiratoria de los neandertales. Es una adaptación interesante.

-¿Por qué tenemos la cara que tenemos?

                                        La Evolución es imparable, nada permanece y todo cambia

-La cara incorpora la mayoría de los sentidos del cuerpo, la vista, el sabor, el olor… necesarios para vivir, y eso es importante. Pero también es importante para comer y muchos científicos hablan del sistema masticatorio. Tenemos la cara que tenemos por el tamaño de los dientes, por los músculos que usamos para masticar… todo eso tiene un gran impacto.

-Y sonreímos, guiñamos el ojo, fruncimos la nariz…

-En efecto. Otro factor muy importante es que los humanos tenemos una cara terriblemente expresiva para dar información a otra gente, de forma que puedan leer nuestra mente. Está claro que la cara también tiene un alto significado social, no solo biológico

-¿Somos la única especie que tiene esa habilidad?

Ellos también reflejan en sus caras el estado de ánimo

-No. Incluso Charles Darwin escribió sobre este fenómeno. Es una habilidad que los humanos tenemos particularmente, pero también los simios pueden obtener información de otros miembros del grupo por la expresión facial. Incluso los monos son expresivos, hacen gestos y tienen su comunicación no verbal. Pero el rango de sentimientos que los humanos podemos expresar con nuestra cara es incomparable. Los humanos somos particularmente sensibles a las expresiones de la cara de otras personas.

-¿Y los únicos que nos reconocemos unos a otros por la cara?

-No, no. Estoy seguro de que los grandes simios pueden hacerlo. Hay buenos estudios sobre ello.

-¿Puede la cara humana cambiar en el futuro?

-Lo está haciendo ya. Todos los sistemas evolutivos, como lo es la cara, tienen un propósito y funciones. Si cambias las condiciones de esos propósitos y de esas funciones, entonces la cara cambiará.

-¿Cómo lo está haciendo?

-El mejor ejemplo son los problemas de salud que la gente tiene en la actualidad. Nuestra mandíbula y dientes estaban adaptados a comer comida dura, pero en las sociedades industrializadas hemos dejado de hacerlo. Comemos comida blanda y los huesos no se desarrollan como deben, así que lo que está pasando es que a mucha gente tienen que quitarle los dientes porque no tienen espacio. La función y el propósito cambian por comer un tipo diferente de comida pero no tienes tiempo para evolucionar una nueva cara porque es demasiado rápido.

-¿Hay más consecuencias?

-Otro problema es la apnea del sueño. El espacio para respirar es más pequeño y tienes más riesgo de que no llegue suficiente oxígeno. La apnea del sueño es la consecuencia directa de una reducción innatural de la cara de una persona.

-¿Cómo imagina la cara humana en el futuro?

El aspecto que ofrecerán los humanos dentro de 100 mil años será una frente ancha, ojos grandes y piel pigmentada.

-Ya hay un número cada vez más alto de personas en el mundo que nacen sin el tercer molar (las muelas del juicio), lo que contribuye a una continua reducción en el tamaño de la cara. Es adaptativo, si comes comida blanda, con dos molares basta. Por otro lado, no hay evidencias de que el cerebro esté creciendo. Probablemente haya una reducción en el tamaño de la cara, pero eso será todo lo que veremos en el futuro. Y solo ocurrirá en el mundo industrializado, en el resto, donde todavía comen alimentos duros, no hay estos problemas y sus caras no tienen que cambiar. Todo dependerá de cuánta gente empiece a comportarse como nosotros.

 « Quedan muchos misterios por desvelar

Cuando el calor arrecie y las tardes sean más largas, como suelo hacer casi todos los días (menos el sabado y el domingo), cuando las playas están saturadas-, hacemos el corto viaje que separa nuestro hogar de la costa y, acompañado de mi inseparable compañera, nos sentamos en la Terraza de un Chiringuito a orillas de la Playa, las olas finalizan su recorrido en la orilla dejando oír su rumor al romperse contra la afina arena blanca de Punta Umbría, a orillas del Atlántico. Miramos hacia el horizonte y nuestra vista se pierde en esa línea final que da la sensación de la redondez de la Tierra.

           Paisajes como este es lo que puedo contemplar cada día del cálido verano

Si decides dar un paseo por el litoral, andando sobre la fina arena, éstos son los paisajes que vas dejando atrás a medida que avanzas. En la parte terrestre abundantes retamas en las que, con cierta facilidad puedes ver, si prestar atención, a los camaleones protegidos y, en la parte del marítima, la superficie oceánica lanzando destellos que resaltan los royos del Sol que sobre ella caen, más cerca, puedes oír el rumor de las olas, si vas cerca de la playa y su blanca espuma mojarán tus pies de manera intermitente con sus idas y venidas. Es una sensación inigualable, el aire limpio y puro, exento de contaminaciones químicas, la Naturaleza en  puro.

Nunca podría estar en ese lugar que arriba podemos contemplar, el gentío me agobia y, aunque me encuentro bien en una buena compañía que nunca está nada mal, teniendo la posibilidad de estar acompañado de alguien con quien poder conversar, intercambiar ideas y pareceres, poder expresar tus pensamientos y escuchar los ajenos de los que siempre, podremos aprender alguna cosa. Además, como decía el sabio: “un hombre solo no está en buena compañía”.

Aquí, seguramente (si pasáis por Huelva, y os dais una vuelta por la playa de Punta Umbría),  si me podréis encontrar en cualquier momento, tranquilamente sentado mirando al horizonte y pensando en la grandiosidad de la que formamos  y en las muchas implicaciones que todo eso conlleva, nuestra complejidad que junto con la que nos rodea es ese conjunto de cosas que no hemos podido llegar a comprender y que, en conjunto, conforma la estructura de un vasto Universo lleno de secretos que tendremos que desvelar, más tarde o más temprano, de ello, dependerá lo que pueda ser de nuestra especie.

Esta vista de Punta Umbría, la Playa de Huelva, nos muestra desde el aire, un pueblecito de pescadores que se ha llenado de  y apartamentos, aquello parece una invasión de las masas que acuden en tropell y, sus vehículos, no dejan un hueco libre en plazas y calles. Parte del encanto que allí se podía disfrutar se fue, y, ahora, en contadas horas, puedes disfrutar de lugares tranquilos y de la belleza natural que la zona ofrece.

Lejos queda ya en el recuerdo aquella Punta Umbría que conocí de niño, cuando mi padre, viejo pescador, me llevaba junto a mi madre y mis hermanos, en el pequeño barquito de vela latina de mi abuelo, hacia la salida del río Odiel y, dando la vuelta a lo que él llamaba los bancos de arena, nos colábamos por la ría de Punta Umbría, por la Canaleta y recorríamos todo el trayecto hacia la Peguera, lugar tranquilo en el que, junto a mis hermanos y entre gritos y risas, cogíamos cangrejos mientras mi madre, aquella santa mujer, nos preparaba la comida.

Aunque tenemos un Apartamento con garaje y trastero, al estar los dos chicos mayores en sus obligaciones laborales, uno en Sevilla como Asesor Abogado Administrador de Empresas, encargado de la Tesorería de varias Empresas, y, la “niña”,aunque con residencia en Madrid, actualmente está más tiempo pendiente de su trabajo como Directora de una Academia de Música, y, al mismo tiempo,  da algún que otro concierto y participa en el Coro de la Ciudad Madrid, y, por último, los dos pequeños estudian en La Universidad y no son muy playeros. Por nuestra , mi mujer prefiere un ratito de playa y volver a casa. Mientras tanto ella toma su baño mixto de agua y Sol, yo me sitúo cómodamente sentado en una silla con una mesa sobre la que coloco la libreta de turno o el libro (si ha tocado leer). Allí, en la tranquilidad y con el fondo del murmullo de las olas, escribo cada día durante algo más de una hora.

Así,  mi privilegiada atalaya cercana al océano, puedo ver como mi esposa toma el Sol y se da un baño, mientras escribo mis pensamientos de cada día en estas libretas que llevo siempre a cuestas en el coche, en cuaqluqier rincón de la casa, en la oficina, en cualquier lugar en el que, de pronto, se me puedan ocurrir ideas que merezcan la pena llevar al papel en blanco de sus hojas.

Aunque los políticos lo prometieron, el Ave (el tren de alta velocidad) aún no llegó a Huelva, y, como siempre ha pasado, tenemos que desplazarnos hasta Sevilla para poder cogerlo hasta Madrid. Lugar al que, de vez en cuando, tengo que desplazarme por razones de reuniones y seminarios relacionados con la Fisica o la Astronomía.

Lo cierto es que, mi mundo laboral real, está muy alejado de la ciencia propiamente dicha, y, cada día, estoy sumergido entre leyes y preceptos legales que me lleven a resolver problemas que los empresarios tienen con la Hacienda Pública que, en su afán de recaudar, no siempre está muy atinada y, como todos, también cometemos errores que me toca resolver para impedir alguna que otra injusticia.

Así que, dejando a un lado el Avión que, a la larga, es más engorroso que el Tren, los viajes y desplazamientos largos los hago mediante este medio más seguro y, aunque pueda tardar algo más, su comodidad compensa. En los viajes más cortos de menos de 300 kilómetros, prefiero mi propio coche que me da (nos da) la oportunidad de parar en cualquier sitio que nos guste  tomar alguna cosa o decansar.

Es cierto, no sólo de Pan vive el Hombre y, necesita tener otras cosas, disfrutar de otras cuestiones para poder llegar a ser feliz, sentir que su Alma está llena de gozo a través de admirar la Naturaleza, una conversación, una mirada o una caricia, un paisaje o una buena lectura. También los pensamientos pueden, en ocasiones, transportarnos  esos lugares soñados, a esos mundos idílicos que nos puedan proporcional la felicidad que aquí no encontramos, toda vez que, cuando miramos a nuestro alrededor, no todo es bello ni admisible para nuestros sentidos.

Esta web está pensada con el único objetivo de divulgar la Ciencia, principalmente la Física y la Cosmología, sin despreciar otras ramas del saber.

Aquí se incluyen algunos de los trabajos que de su forma original, en libretas manuscritas, han sido transcritos a CD para poder ofrecerlos al público en general y, en particular, a quien se pueda interesar.

El Autor no se limita a hablarnos de física o cosmología, sino que enlaza estos conocimientos con lo cotidiano, relaciona el universo, sus fuerzas fundamentales, las Constantes de la Naturaleza, el tiempo y el espacio, con la materia viva o “inerte”, de tal manera que todo está relacionado y se demuestra que nuestras mentes, al igual que el universo mismo, no deja de expandirse.

Mientras tanto, yo continuaré escribiendo en mis libretas y en ellas, volcaré todos aquellos pensamientos que a mi mente acudan. Unas veces serán de Física y otras de Astronomía. No pocas veces me visita la filosófía y, cuando ésta no  dilucidar mis preguntas, sigo adelante y llego hasta la metafísica en la que siempre me pierdo pero, en ella, puedo imaginar mundos que podrían ser, seres que posiblemente serán, y cuestiones que, sin ser de este mundo, en este mundo pueden ser pensadas.

¡La Imaginación! ¿Habrá algo más grande que eso en nuestro Universo?

emilio silvera

¿Puede existir la vida basada en el silicio?

Como nuestra ignorancia es grande, no aparto la idea de que realmente existan seres de silicio que, aun estando a nuestro alrededor, no seamos capaces de percibirlos, y, viviendo en nuestro mundo es, como si vivieran en otro muy lejano.

Anoche acabé de repasar el pequeño librito de Asimov “Cien preguntas básicas sobre Ciencia” y, de entre todas ellas, os he sacado la que aquí os transcribo por ser un tema que muchas veces hemos comentado en esta página. Asimov, como sabéis, era químico y le gustaba la Ciencia en General, él se metía de cabeza en todos los campos y, para dejar volar su imaginación, se refugiaba en la Ciencia ficción, parcela en la que, no salió mal parado al conseguir grandes éxitos.

“Todos los seres vivientes, desde la célula más simple hasta la sequoia más grande, contienen agua, y además, como la molécula más abundante, con mucho. Inmersas en el agua hay moléculas muy complejas, llamadas proteínas y ácidos nucleicos, que al parecer son características de todo lo que conocemos por el nombre de vida. Estas moléculas complejas tienen una estructura básica compuesta en cadenas y anillos de átomos de carbono. A casi todos los carbonos van unidos uno o más átomos de hidrógeno. A una minoría, en cambio, van ligadas combinaciones de átomos como los de oxígeno, nitrógeno, azufre y fósforo.

Los átomos de silicio reemplazan a los de carbono dentro del grafeno.  ¿Lo hará también para la vida?

Expresándolo con la máxima sencillez podemos decir que la vida, tal como la conocemos, está compuesta de derivados de hidrocarburos en agua.

¿Puede la vida estar compuesta de otra cosa? ¿Existen otros tipos de moléculas que proporcionen la complejidad y versatilidad de la vida, algo distinto del agua que proporcione, sin embargo, las propiedades poco usuales, pero necesarias, que sirven como trasfondo de la vida?

¿Es posible concebir algo parecido al agua que pudiera sustituirla? Las propiedades del amoníaco líquido son las más afines a las del agua. En un planeta más frío que la Tierra, por ejemplo, Júpiter, donde el amoníaco abunda en estado de líquido mientras que el agua está solidificada, puede que sea concebible una vida basada en el amoníaco.

El amoniaco está constituido por moléculas de composición NH3. Los átomos del hidrógeno son equivalentes. La molécula tiene, por tanto, forma piramidal es decir presenta una hibridación sp3, donde tres de los orbitales se solapan con los hidrógenos y el que resta se queda con los electrones no compartidos. Los ángulos de enlace son algo menores que los de un tetraedro debido a la nube electrónica del par solitario que los reduce a un ángulo de 107º 20´. El nitrógeno ocupa el vértice de una pirámide, cuya base es un triángulo equilátero formado por los tres átomos de hidrógeno.

Así que, en el amoniaco tenemos átomos de hidrógeno unidos al nitrógeno , que es un átomo pequeño y electronegativo, por lo que el amoniaco presentará enlaces intermoleculares de puntos de hidrógeno al igual que la molécula de agua. El hecho de que el amoniaco presente este tipo de enlace entre sus moléculas hace que sus puntos de fusión y ebullición, el calor de vaporización, la constante dieléctrica, etc… sean anormalmente altos.

       Mirando dentro del átomo…

Por otro lado, hay que decir que si el hidrógeno va unido a tantos puntos de la cadena de carbono es porque se trata de un átomo muy pequeño que se acopla en cualquier lugar. El átomo de flúor es parecido al de hidrógeno en algunos aspectos y casi tan pequeño como él. Así pues, igual que tenemos una química de los hidrocarburos podemos tener una química de los fluocarburos, con la única salvedad de que éstos son mucho más estables que aquéllos. Quizá en un planeta más caliente que la Tierra podría concebirse una vida a base de fluoro-carburos.

Pero ¿y en cuanto al átomo de carbono? ¿Existe algún sustituto? El carbono puede unirse a un máximo de cuatro átomos diferentes (que pueden ser también de carbono) en cuatro direcciones distintas, y es tan pequeño que los átomos de carbono vecinos se hallan suficientemente próximos para formar un enlace muy fuerte. Esta característica es la que hace que las largas cadenas y anillos de carbono sean estables.

Se puede ver que la glucosa se compone de seis átomos de Carbono (Carbo…) y los elementos de seis moléculas del agua (…hidrato). La glucosa es un azúcar simple, en el sentido de que a nuestra lengua su sabor es dulce. Hay otros azúcares simples que también habrás escuchado:

• Fructosa

La fructosa o levulosa, es un tipo de glúcido encontrado en los vegetales, la fruta y la miel

• Galactosa

La galactosa es un azúcar simple o monosacárido formado por seis átomos de carbono o hexosa, que se convierte en glucosa en el hígado como aporte energético. Además, forma parte de los glucolípidos y las glucoproteínas de las membranas celulares, sobre todo de las neuronas.

• Lactosa

La lactosa es el principal azúcar (o carbohidrato) de origen natural que hay en la leche y los productos lácteos. La lactosa está formada por glucosa y galactosa, dos azúcares simples que el cuerpo utiliza directamente como fuente de energía. La enzima lactasa descompone la lactosa en glucosa y galactosa.

• Sacarosa

Azúcar que se encuentra en el jugo de muchas plantas y se extrae especialmente de la caña dulce y de la remolacha; se emplea en alimentación como edulcorante nutritivo y sus ésteres como aditivos.

• Maltosa

La maltosa es un disacárido formado por dos glucosas unidas por un enlace glucosídico alfa(1→4). Se conoce también como malto-biosa y como azúcar de malta, ya que aparece en los granos de cebada germinados.

La glucosa, fructosa y galactosa se conocen como monosacáridos. Lactosa, sacarosa, maltosa y son llamados disacáridos (que contienen dos monosacáridos).

El silicio es, después del oxígeno (O) el segundo elemento más abundante en la tierra: la corteza terrestre está formada en aprox. 28 % de silicio. Cada átomo de silicio central puede enlazarse adicionalmente con dos átomos de carbono, normalmente en grupos metilo (CH3). En los átomos de silicio de los extremos se suelen enlazar tres grupos metilo. El silicio es un elemento tetravalente, es decir, que puede formar 4 enlaces covalentes. En la tabla periódica se encuentra en el grupo IV, justo debajo del carbono (C). El silicio presenta una gran afinidad con el oxígeno.

El silicio se parece mucho al carbono y también puede unirse a un máximo de cuatro átomos diferentes en cuatro direcciones distintas. El átomo de silicio, sin embargo, es mayor que el de carbono, con lo cual las combinaciones silicio-silicio son menos estables que las de carbono-carbono. La existencia de largas cadenas y anillos de átomos de silicio es mucho más improbable que en el caso de carbono.

Lo que sí es posible son largas y complicadas cadenas de átomos en las que alternan el silicio con el oxígeno.

Moléculas de dióxido de silicio formando una macla de cristales de cuarzo. Créditos: www.123rf.com

Personalmente creo que el Silicio dará más juego en el campo de la I.A. (Vida Artificial) que en esta otra clase de vida que nosotros representamos.

La estructura de la silicona contiene átomos de silicio y oxígeno alternantes en unidades periódicas, llamadas siloxano. Las moléculas formadas por varias unidades de siloxano se denominan poli-siloxano o silicona. Cada átomo de silicio puede unirse a otros dos átomos o grupos de átomos, y este tipo de moléculas se denominan “siliconas”.

A la molécula de silicona pueden ir unidos grupos de hidrocarburos o de fluoro-carburos, y estas combinaciones podrían resultar en moléculas suficientemente grandes, delicadas y versátiles como para formar la base de la vida. En ese sentido sí que es concebible una vida a base de silicio.

Pero ¿existen realmente esas otras formas de vida en algún lugar del Universo? ¿O serán formas de vida basadas en una química completamente extraña, sin ningún punto de semejanza con la nuestra?

Quizá nunca lo sepamos.

Al menos de momento, la vida basada en el Silicio ha sido cosa de la Ciencia ficción, nada hemos podido descubrir que nos indique esa dirección y, desde luego, aunque nunca podemos negar nada (el universo y su diversidad de mundos es muy complejo), afirmar que existe la vida basada en el Silicio, no tiene ninguna base científica pero… ¡negarlo tampoco!

El elemento químico básico que ha sido propuesto para un sistema bioquímico alternativo es el átomo de silicio, puesto que el silicio tiene muchas propiedades químicas similares al carbono, tiene los mismos cuatro enlaces, y está en el mismo grupo del cuadro periódico, el grupo 14.

En esta segunda imagen, obtenida por el mismo grupo de investigación, se observan los orbitales moleculares de la molécula (PTCDA) que en este caso está depositada sobre los átomos de silicio.

 

Parafraseando al premio Nobel Richard Feynman, efectivamente “hay un gran espacio al final”. Tenemos ante nosotros un universo de tamaño diminuto que justo ahora estamos comenzando a explorar, un lugar en donde los materiales se comportan de diferente manera y cuyas extrañas propiedades podemos aprovechar para desarrollar una mejor tecnología.

Tendrás este material la propiedad bioquímica para poder, a partir de ahí, otras formas de vida. La bioquímica que conocemos está basada en el Carbono pero…¡quién sabe! Es tan grande el Universo, son tantos los mundos que están alumbrados por estrellas distintas a las que… por distintas razones podríamos pensar que…Por ejemplo, pensemos en Titán.

Se trata de una molécula de Silicio. Se ha especulado con la posibilidad de encontrar vida en Titán, la luna de Saturno. Sin embargo los científicos creen que de existir sería una vida de tipo microbiana basada probablemente en el silicio debido a las bajas temperaturas, escasez de agua y la falta de oxígeno de su entorno.

Suponen también que su hábitat serían los hidrocarburos que se encuentran en Titán en forma líquida y que sus procesos biológicos serían muy distintos a los que conocemos, al ser el silicio más pesado que el Carbono. Son muchas las cosas que desconocemos y, de nada de lo que podamos encontrar, en el vasto universo, podremos sorprendernos.

Los Cristales de Cuarzo son una sorprendente creación de la Naturaleza, con dos moléculas de Silicio y una de Oxigeno (Si2 O) en su configuración química, podría decir que son agua fosilizada, su particularidad se podría explicar como catalizadora ya que enfoca, almacena, aumenta y transforma cualquier forma de energía. Muchas son las bellas formas que en la Naturaleza se pueden configurar con Silicio pero la vida…

Yo, de momento, apuesto por el Carbono y, algo me dice que, aunque existan seres distintos a nosotros (que existirán), estos, como nosotros, también estarán basados en el Carbono. Pienso que la mecánica del universo se rige por las leyes que conocemos y, siendo así (que lo es), todo lo que aquí ha ocurrido también podrá ocurrir en cualquier lugar lejano. La materia está conformada de la misma manera en todas partes y, sus transiciones de fase, tanto aquí como allí, siempre serán las mismas y, si es así…La Vida, será también la misma en todas partes independientemente de las formas que puedan adoptar en función de otros factores como gravedad del planeta, lejanía de su estrella, campo electromagnético, etc. etc.

Bueno, ya veremos si tenemos la oportunidad de comprobarlo.

emilio silvera

Parte de la información fue recogida en Blog Biotecnológico