¿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 formación 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 transformación 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.

                                                       El Universo dinámico, el extraño Universo

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.

                                           ¿Dónde está la “materia oscura” que no se deja ver?

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-fría” 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 incognita! 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.

              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.

                                                                             Pueden estar por todas partes

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

 « ¿Qué será la materia?

               Mirando estas panorámicas de Tokio, no quisiera pensar que ese es, el futuro que nos espera. Ciudades  que, como inmensas colmenas acogen a millones y millones de seres que, a pesar de estar prácticamente amontonados, viven en soledad. ¿Dónde quedó el calor humano, hacia dónde vamos?

El pensamiento de Joseph L. Fetterman,  reza en una inscripción que podéis ver en el  Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología de Manila (Filipinas), y, como tantos otros antes que él, Fetterman, nos recuerda, de alguna manera, la evolución de nuestras mentes que, a medida que avanza en el conocimiento de la Naturaleza, puede ir haciendo realidad sus pensamientos, en todos los del saber humano.

Ahora conocemos lo que ocurre en la Naturaleza y cómo actúan las fuerzas fundamentales del Universo. Hemos aprendido que nada es para siempre, que todo “nace, vive y muere”, o, que se transforma en otra cosa diferente a la que fue. Con los modernos medios tecnológicos que nos llevan al espacio exterior y nos  sitúan en galaxias muy lejanas que están regiones distantes de nosotros a decenas, cientos, miles o miles de millones de años-luz.

                           

                                           No podemos saber lo que en otros mundos pueda existir

No podemos evitar, en esas circunstancias que, nuestra imaginación se desboque y dibuje escenarios nuevos, que invente y recree mundos y criaturas que en aquellas regiones podrían estar presentes, toda vez que, al ser el ritmo del Universo el mismo en todas partes, al actuar las constantes universales en cualquier lugar de la misma manera, también “allí”, pudieran existir criaturas que, como nosotros “aquí”, dejen volar la imaginación para crear sus propias realidades que, no necesariamente, tienen que coincidir con la realidad.

                                                         

 

 

Lo cierto es que, cada vez que ha salido alguien, que como el precursor de la ciencia ficción, el entrañable Julio Verne, nos hablaba de viajes imposibles y de mundos insólitos, nadie pudo creer, en aquellos momentos, que todas aquellas “fantasías” serían una realidad en el futuro más o menos lejano. Todo lo que él imagino hace tiempo que se hizo realidad y, en algunos casos, aquellas realidades-fantásticas, han sido sobrepasadas como podemos contemplar, en nuestras vidas cotidianas. Ingenios espaciales surcan los espacios de nuestro entorno,  y otros, lo hacen por el misterioso fondo oceánico como fue predicho hace ahora más de un siglo.

 

 

 

Un equipo de físicos de la Universidad de Viena y de la Academia  Austriaca de las Ciencias ha logrado llevar a cabo una tele-transportación cuántica a una distancia récord de 143 kilómetros, entre las islas de La Palma y Tenerife.  Ahora, los profetas modernos resultan ser Físicos que nos hablan de sucesos cuánticos que no llegamos a comprender y que, son ¡tan extraños! que nos resultan poco familiares y como venidos de “otro mundo”, aunque en realidad, son fenómenos que ocurren en las profundidades del “mundo” de la materia, o, en las transiciones de fase que se producen en las estrellas, en los agujeros negros y en las explosiones de supernovas.

 

 

 

Las estrellas super-masivas cuando colapsan forman extrañas y, a veces, fantásticas imágenes que podemos captar por nuestros más sofisticados telescopios.  Hace algo más de veinte años, los astrónomos fueron testigos de uno de los más brillantes explosiones estelares en más de 400 años. La supernova titánica, llamada SN 1987A, ardió con la fuerza de 100 millones de soles durante varios meses después de su descubrimiento el 23 de febrero de 1987.

En las estrellas podemos encontrar muchas respuestas de cómo se forman los elementos que conocemos. Primero fue en el hipotético Big Bang donde se formaron los elementos más simples: Hidrógeno, Helio y Litio. Pasados muchos millones de años se formaron las primeras estrellas y, en ellas, se formaron elementos más complejos como;

                     

el Carbono, Nitrógeno y Oxígeno. Los elementos más pesados se tuvieron que formar en temperaturas mucho más altas, en presencia de energías inmensas como las explosiones de las estrellas moribundas que, a medida que se van acercando a su final forman materiales como: Sodio, Magnesio, Aluminio, Silicio, Azufre, Cloro, Argón, Potasio, Titanio, Hierro, Cobalto, Níquel, Cobre, Cinc, Plomo, Torio…Uranio. La evolución cósmica de los elementos supone la de núcleos  simples en el Big Bang y la posterior fusión de estos núcleos ligeros para formar núcleos más pesados y complejos en el interior de las estrellas y en la transición de fase de las explosiones supernovas.

 

 

                                                                               Nebulosa planetaria

                                       Estrella muy evolucionada que se transforma en otra cosa

Las Nebulosas planetarias como la que arriba podemos ver forman una gran familia de una diversidad y belleza extraordinaria. Estrellas como el Sol que llegan al final de sus vidas y se convierten en estrellas gigantes rojas primero y en enanas blancas después dejando estas figuras en el espacio interestelar que muestran a la minúscula estrella en el centro rodeada por el gas ionizado de la fuerte radiación ultravioleta que emite.

 

Nucleosíntesis estelar

 

Las estrellas que son unas ocho veces más masivas que el Sol representan sólo una fracción muy pequeña de las estrellas en una galaxia espiral típica. A pesar de su escasez, estas estrellas juegan un papel importante en la creación de átomos complejos y su dispersión en el espacio. A partir de las Nebulosas que se cran con estos materiales, millones de años más tarde nacen nuevos mundos que llevan esos materiales complejos en sus entrañas y, se producen transiciones de fase de extraordinarios y asombrosos resultados como, por ejemplo, el protoplasma vivo que dio lugar en nuestro planeta a que surgiera aquella primera célula replicante que…, ¡miles de millones de años más tarde hizo posible nuestra presencia aquí!

 

 

Elementos necesarios como carbono, oxígeno, nitrógeno, y otros útiles, como el hierro y el aluminio. Elementos como este último, que se cocinan en estas estrellas masivas en la profundidad de sus núcleos estelares, puede ser gradualmente dragado hasta la superficie estelar y hacia el exterior a través de los vientos estelares que soplan impulsando los fotones. O este material enriquecido puede ser tirado hacia afuera cuando la estrella agota su combustible termonuclear y explota. Este proceso de dispersión, vital para la existencia del Universo material y la vida misma, puede ser efectivamente estudiado mediante la medición de las peculiares emisiones radiactivas que produce este material. Las líneas de emisión de rayios gamma del aluminio, que son especialmente de larga duración, son particularmente apreciadas por los astrónomos como un indicador de todo este proceso. El gráfico anterior muestra el cambio predicho en la cantidad de un isótopo particular de aluminio, Al26, para una región de la Vía Láctea, que es particularmente rica en estrellas masivas. La franja amarilla es la abundancia de Al26 para esta región según lo determinado por el laboratorio de rayos gamma INTEGRAL. La coincidencia entre la abundancia observada y la predicha por el modelo re-asegura a los astrónomos de nuestra comprensión de los delicados lazos entre la evolución estelar y la evolución química galáctica.

 

 

 

Supernova que calcina a un planeta cercano. Ahí, en esa explosión se producen transiciones de fase que producen materiales pesados y complejos. En una supernova, en orden decreciente tenemos la secuencia de núcleos H, He, O, C, N, Fe, que coincide bastante bien con una ordenación en la Tabla Periódica que es: H, He, (Li, Be, B) C, N, O… Fe.

¿Apreciáis la maravilla?

 

 

Nuestras mentes, como el Universo mismo, no deja de expandirse y, sus engranajes formados por cien mil millones de neuronas, llegan a un plano de intelecto que intuye cómo es el “mundo” en el que vivimos, llegamos a comprender la Naturaleza y tratamos de desvelar todos los secretos del vasto Cosmos.

Wheeler decía que estamos confinados en una Isla de Ignorancia, sin embargo, lo cierto es que cada día que pasa, la ignorancia es menor y la isla se hace más grande, nos podemos mover a más distancia y poco a poco, se va perdiendo la sensación de confinamiento, toda vez que, estamos llegando a las estrellas en el espacio “infinito”. Vamos pudiendo explicar “cosas” que antes, nos eran totalmente desconocidas y cada vez van siendo menos los visionarios y más los estudiosos científicos, tanto teóricos como experimentadores que, en todos los campos, nos llevan, sin que nos demos cuenta, hacia el futuro que…, ¡puede ser de tántas maneras! Precisamente por eso, será bueno que nuestras mentes, no se resignen a que estémos encerrados aquí, en esta nave espacial que llamamos Tierra y que surca el espacio interestelar a muy buena velocidad aunque no todos sean conscientes de ello.

 

 

 

 

 

Sensores cuánticos para obtener “imágenes sensacionales” con la cámara del móvil. Actualmente los sensores utilizados en las cámaras digitales se basan en el silicio. Están formados por elementos receptores individuales -píxeles- que se excitan en mayor o menor medida según la cantidad de luz que reciben de la escena a fotografiar. Lo cierto es que hemos llegado a descubrir secretos muy profundos de la Naturaleza que nos ha facilitado la comprensión del mundo en el que vivimos.

               

A esta imagen la llaman ¡Besos cuánticos! y refleja lo que pasa cuando dos nanosferas de oro se encuentran a menos de un nanómetro, el espacio que se encuentra entre ellas cambia de color. La tensión que se acumula cuanto más se acercan las nanosferas es similar a la del acercamiento antes de darse un beso. Pero, a diferencia de lo que harían un hombre y una mujer, las nanosferas nunca llegan a besarse; la tensión que se libera entre ellas hace que cambie el color del espacio que las separa. La interacción entre la luz y la materia a escala nanosférica podría aportar nuevas maneras de describir el mundo a escala atómica. ¡Qué extraño es, el mundo cuántico!

Los avances que veremos en este mismo siglo, en todos los ámbitos del saber humano, serán sorprendentes y cambiaran nuestras vidas, nuestras Sociedades para el próximo siglo, serán ya muy diferentes a ésta que conocemos. Nuestras propias vidas darán un salto cuantitativo y cualitativo en su período de duración y en su calidad de bienestar, podremos vivir un siglo y medio y tendremos menos enfermedades que ahora. las posibles innovaciones tecnológicas en campos tan dispares como la salud, la economía, la demografía, la energía, la robótica, el espacio, las telecomunicaciones y los transportes, darán un vuelco a nuestra forma de vida y entraremos en otra fase del futuro que viene y del pasado que dejamos atrás.

 

Lo cierto es que, el Universo, como un todo, nos presenta y manifiesta correlaciones bien afinadas que desafían cualquier explicación del sentido común y, desde luego, no es que nuestro sentido común no sea el más común de los sentidos, se trata simplemente de que no llega a captar la esencia verdadera de lo que el Universo nos quiere transmitir. Así, un poco a ciegas y dando tropezones, avanzamos rectificando errores que, la experiencia de lo pasado nos hace convertir en aciertos.

                                                  

                                                                 ¿Conseguiremos viajar en el Tiempo?

Claro que, en el futuro, podríamos hablar del viaje de la luz, desde que surgió a partir del Big Bang (si finalmente resulta ser ese el comienzo de todo), y suponiendo que ya tengamos los aparatos tecnológicos precisos para poder leer, los mensajes que la misma luz lleva escritos de lo que allí -en aquellos comienzos-, pudo pasar. La Luz que es emitida por los cuerpos celestes y que nos trae su memoria que está gravada en el interior de las partículas elementales que son las que dan forma a todos los objetos grandes constituidos en moléculas. Cuando se profundiza más y más, parece que todo sea realmente un canto a la Luz, a su compleja estructura que no hemos llegado a comprender. La luz nos trae mensajes y recuerdos de los orígenes en remanentes de estrellas super-masivas que dieron lugar a la creación de otras estrellas y sistemas planetarios y, ¿Quién sabe? si también, a  formas de vida diferentes a las nuestras.

 

 

                                        Las imágenes nos muestran las mejoras conseguidas

La imagen captada por el telescopio espacial Planck surgió hace más de trece mil millones de años, poco después del Big Bang, en ella podemos ver lo que se ha dado en denominar la radiación cósmica de fondo, un fósil cosmológico transformado hoy en “hiper-frecuencias” . Las imágenes conseguidas por el telescopio Planck, es la imagen con más detalles jamás producida.

Es indudable que no dejamos de avanzar. Sin embargo, en todos los siguen existiendo rincones oscuros que no hemos podido enfocar, con la luz de la comprensión. Por ejemplo,  los cosmólogos dudan del vacío cuántico y no creen que sea el origen de las energías extrañas. El espacio está lleno de partículas virtuales, en constante variación. La energía de las partículas virtuales concuerdan con los efectos que le atribuyen, incluso cuando tienen una existencia tan breve que no se puede medir. Se cree que esta energía, la “constante cosmológica positiva” es la responsable de la expansión acelerada de las galaxias. Esta suposición que no es nueva, es una más de las muchas que circulan por el mundo científico de la cosmología en el que, los “expertos” cosmólogos, andan locos por averiguar de qué se trata todo esto que no llegan a comprender. Claro que, por otra parte, se llega a comprender que, lo que realmente se expande es el espacio mismo que, en su huida hacia no se sabe donde, arrastra a las galaxias que contiene.

                 

                                                Somos parte del Universo…. ¡La parte que piensa!

Lo cierto es que, a pesar de todas las dudas, la mente humana, conectada al Universo del que forma parte, evoluciona sin cesar y  llegado el momento, podría tener una gran cantidad de respuestas que, desde luego, necesitamos conocer para sobrevivir en este complejo y vasto Universo. Estamos inmersos en una creciente ola del conocimiento que ni imaginamos hasta dónde puede llegar.

Nuestros cerebros han crecido y la infinitud de conexiones que dentro de él han explosionado hacia ese algo “superior e inmaterial”  que llamamos Mente, nos llevan a un plano distinto, a un nivel más alto y con más resplandor en el que, sin ser aún una luz cegadora, sí podemos decir que la comprensión de la Naturaleza, se va abriendo camino entre las ramificaciones luminosas de nuestras antes, dormidas neuronas.

¿Quién hubiera pensado hace tan sólo unos años que podríamos viajar hasta los confines infinitesimales de los átomos para estudiar sus comportamientos en determinadas circunstancias?  Un experimento realizado por científicos del Centro de Viena para la Ciencia y Tecnología Cuánticas ha demostrado que, en el mundo cuántico, la transición hacia el equilibrio térmico es más interesante y más complicada de lo que se pensaba. El Jörg Schmiedmayer nos dice:

Cuando las dos de la condensación se unen, crean un patrón de interferencia de ondas de materia ordenadas. ¡”La forma de este patrón de interferencia muestra que las dos partes aún no han olvidado que proceden originalmente del mismo átomo” !

          La expresión suprema de la materia ¿será la luz? Lo cierto es que, está presente en las galaxias más lejanas y antiguas descubiertas y, también, está presente en la energía de esos impulsos eléctricos que activa nuestras mentes para que puedan generar y pensamientos. Está presente en los átomos de la materia, en las estrellas que fabrican los elementos conocidos y que, llegan a poder alcanzar ese nivel químico-biológico para hacer posible el surgir de la vida en los mundos. En todos esos acontecimientos, está siempre presente la Luz… ¿Qué podrá ser en verdad?

Lo cierto es que, los fotones están por todas : En nuestras ciudades, en nuestra imaginación para convertirlos en láseres que destruyan peligrosos meteoritos que vengan hacia la Tierra, en las galaxias lejanas… Creo que, el día que sepamos lo que es la luz, ese día, también sabremos quiénes somos.

                Si sabemos mirar la Naturaleza… Nos irá mucho mejor. Comprender lo mucho que nos ofrece y saber valorarlo para actuando en consecuencia, respetar el entorno que nos cuida y procurar no deteriorarlo para que, los que vengan detrás, como hicimos los que ahora estamos y también, los que antes estuvieron, puedan disfrutar de la Naturaleza y oír su inigualable “sonido” lleno de brizas, de trinos, de rumores creados en las hojas de las árboles del bosque, el silbar del viento en los cañones montañosos,

                                                           

del rumoroso discurrir de las transparentes aguas del río que se dirigen hacia el Mar… No siempre sabemos escuchar lo que la Naturaleza nos dice y, lo cierto es que, cuando lo hacemos, nos sentimos más cerca de ella y, a veces, hasta llegamos a comprender que también somos Naturaleza.

No pocos se pasan la vida sin ver lo que existe a su alrededor, el trabajo, la familia, el coche , la hipoteca del chalet, alcanzar ese puesto más alto… Se pasan la vida en esa vorágine circunscrita a un pequeño “mundo” personal que, le aleja de una realidad que es mucho más grande y, sin darse cuenta se le pasa la vida sin haber podido ver todo lo que existe a su alrededor que, dejando a un lado las pequeñas cosas, también estaba a su alcance.

Es fácil caer en la tentación de mirarnos el ombligo y no hacerlo al entorno que nos rodea. Muchas más cosas habríamos evitado y habríamos descubierto si por una sola vez hubiésemos dejado el ego a un lado y, en lugar de estar pendientes de nosotros mismos, lo hubiéramos hecho con respecto a la naturaleza que, en definitiva, es la que nos enseña el camino a seguir.

                       

La edad actual del universo visible ≈ 10⁶⁰ tiempos de Planck

Tamaño actual del Universo visible ≈ 10⁶⁰ longitudes de Planck

La masa actual del Universo visible ≈ 10⁶⁰ masas de Planck

Vemos así que la bajísima densidad de materia en el universo es un reflejo del hecho de que:

Densidad actual del universo visible ≈10^-120 de la densidad de Planck

Y la temperatura del espacio, a 3 grados sobre el cero absoluto es, por tanto

Temperatura actual del Universo visible ≈ 10^-30 de la Temperatura de Planck

Estos números extraordinariamente grandes y estas fracciones extraordinariamente pequeñas nos muestran inmediatamente que el Universo está estructurado en una escala sobrehumana de proporciones asombrosas cuando la sopesamos en los de su propia construcción. Con respecto a sus propios patrones, el universo es viejo. El tiempo de vida natural de un mundo gobernado por la gravedad, la relatividad y la mecánica cuántica es el fugaz breve tiempo de Planck. Parece que es mucho más viejo de lo que debería ser.

, pese a la enorme edad del Universo en “tics” de Tiempos de Planck,  hemos aprendido que casi todo este tiempo es necesario para producir estrellas y los elementos químicos que traen la vida.

¿Por qué nuestro Universo no es mucho más viejo de lo que parece ser? Es fácil entender por qué el universo no es mucho más joven. Las estrellas tardan mucho tiempo en formarse y producir elementos más pesados que son las que requiere la complejidad biológica. Pero los universos viejos tienen sus problemas. Conforme para el tiempo en el universo el proceso de formación de estrellas se frena. Todo el gas y el polvo cósmico que constituyen las materias primas de las estrellas habrían sido procesados por las estrellas y lanzados al espacio intergaláctico donde no pueden enfriarse y fundirse en nuevas estrellas.

 

 

     Regiones con pocas estrellas = pocos mundos          Regiones de muchas estrellas = muchos mundos

Pocas estrellas hacen que, a su vez, también sean pocos los sistemas solares y los planetas. Los planetas que se forman son activos que los que se formaron antes, la entropía va debilitando la energía del sistema para realizar trabajo. La producción de elementos radiactivos en las estrellas disminuirá, y los que se formen tendrán semividas más largas. Los nuevos planetas serán menos activos geológicamente y carecerán de muchos de los movimientos internos que impulsan el vulcanismo, la deriva continental y la elevación de las montañas en el planeta. Si esto también menos probable la presencia de un campo magnético en un planeta, entonces será muy poco probable que la vida evolucione hasta formas complejas.

Las estrellas típicas como el Sol, emiten desde su superficie un viento de partículas cargadas eléctricamente que barre las atmósferas de los planetas en órbitas a su alrededor y, a menos que el viento pueda ser desviado por un campo magnético, los posibles habitantes de ese planeta lo podrían tener complicado soportando tal lluvia de radiactividad. En nuestro sistema solar el campo magnético de la Tierra ha protegido su atmósfera del viento solar, pero Marte, que no está protegido por ningún campo magnético, perdió su atmósfera hace tiempo.

                  Las amenazas espaciales están siempre ahí. No hace mucho que lo pudimos comprobar

Probablemente no es fácil mantener una larga vida en un planeta del Sistema solar. Poco a poco hemos llegado a apreciar cuán precaria es. Dejando a un lado los intentos que siguen realizando los seres vivos de extinguirse a sí mismos, agotar los recursos naturales, propagar infecciones letales y venenos mortales y emponzoñar la atmósfera, existen serias amenazas exteriores.

Los movimientos de cometas y asteroides, a pesar de tener la defensa de Júpiter, son una seria y cierta amenaza el desarrollo y persistencia de vida inteligente en las primeras etapas. Los impactos no han sido infrecuentes en el pasado lejano de la Tierra, habiendo tenido efectos catastróficos.  Somos afortunados al tener la protección de la Luna y de la enorme masa de Júpiter que atrae hacia sí los cuerpos que llegan desde el exterior desviándolos de su probable trayectoria hacia nuestro planeta.

          

“El meteorito Hoba, también conocido como Hoba Oeste, es el meteorito más pesado y la masa natural de hierro más grande que se conozca sobre la superficie de la Tierra. El meteorito, nombrado por la granja Hoba Oeste, cerca de Grootfontein, Namibia, donde fue descubierto en 1920.

No ha sido movido desde que impactó hace 80.000 años. El descubrimiento del Hoba fue afortunado, ya que no dejó un cráter u otro signo de impacto; evidentemente, la atmósfera terrestre desaceleró el cuerpo de hierro de 66 toneladas, haciendo que cayera a velocidad terminal. A esta velocidad, el meteorito permaneció básicamente intacto, y el impacto de baja energía con la superficie causó poca excavación.”

 

 

Claro que, la caída en el planeta de uno de estos enormes pedruscos podría producir extinciones globales y retrasar en millones de la evolución que tantos miles de millones de años le costó al Universo para poder plasmarla en una realidad que llamamos vida. Cuando comento este tema no puedo evitar el recuerdo del meteorito caído en la Tierra que impactó en la península de Yucatán hace 65 millones de años, al final de la Era Mesozoica, cuando según todos los indicios, los dinosaurios se extinguieron. Sin embargo, aquel suceso catastrófico para los grandes lagartos, en realidad supuso que la Tierra fue rescatada de un callejón sin salida evolutivo. Parece que los dinosaurios evolucionaron por una vía que desarrollaba el tamaño físico que el tamaño cerebral.

                                                         

 El meteorito que provocó la extinción de los dinosaurios, de diez kilómetros de diámetro, atravesó la atmósfera terrestre a 250.000 kilómetros por hora y generó un ‘tsunami’ con olas de 90 metros de altura. Fue hace 65 millones de años, cuando la enorme bola de fuego cayó sobre la península del Yucatán, en México.

Sin este suceso, los dinosaurios seguirían siendo la especie dominante en el planeta. Incluso es dudoso que nosotros hubiéramos podido llegar y evolucionar con tales vecinos.

La desaparición de los dinosaurios junto con otras formas de vida sobre la Tierra en aquella época, hizo un hueco para la aparición de los mamíferos. Se desarrolló la diversidad una vez desaparecidos los grandes depredadores. Así que, al menos en este caso concreto, el impacto nos hizo un gran favor, ya que hizo posible que 65 millones de años más tarde pudiéramos llegar nosotros. Los dinosaurios dominaron el planeta durante 150 millones de años; nosotros en comparación, llevamos aquí tres días y, desde luego, ¡la que hemos formado!

Y no podemos tener la menor duda, mientras que estemos aquí, seguiremos pretendiendo y queriendo saber sobre los secretos de la Naturaleza que, al fin y al cabo, puede ser nuestra salvación. Ya saben ustedes: ¡Saber es poder! Y, en relación a la vida…

              

Los humanos con características anatómicas modernas, Homo sapiens sapiens, surgieron hace entre 300.000 y 200.000 años.

Hemos llegado a ser conscientes de que, el secreto reside en el tiempo biológico necesario desarrollar la vida y el tiempo necesario para desarrollar estrellas de segunda generación y siguientes que en novas y supernovas cristalicen los materiales complejos necesarios la vida, tales como el hidrógeno, nitrógeno, oxígeno, carbono, etc.

Parece que la similitud en los “tiempos” no es una simple coincidencia.  El argumento, en su forma más simple, lo introdujo Brandon Carter y lo desarrolló John D. Barrow por un lado y por Frank Tipler por otro. Al menos, en el primer sistema solar habitado observado, ¡el nuestro!, parece que sí hay alguna relación entre t(bio) y t(estrella) que son aproximadamente iguales; el t(bio) – tiempo biológico para la aparición de la vida – algo más extenso.

La evolución de una atmósfera planetaria que sustente la vida requiere una fase inicial la cual el oxígeno es liberado por la foto-disociación de vapor de agua. En la Tierra esto necesitó 2.400 millones de años y llevó el oxígeno atmosférico a aproximadamente una milésima de su valor actual.  Cabría esperar que la longitud de esta fase fuera inversamente proporcional a la intensidad de la radiación en el intervalo de longitudes de onda del orden de 1000-2000 ángstroms, donde están los niveles moleculares clave para la absorción de agua.

Este simple modelo indica la ruta que vincula las escalas del tiempo bioquímico de evolución de la vida y la del tiempo astrofísico que determina el tiempo requerido para crear un ambiente sustentado por una estrella estable que consume hidrógeno en la secuencia principal y envía luz y calor a los planetas del Sistema Solar que ella misma como objeto principal.

A muchos les cuesta admitir la presencia de vida en el universo como algo natural y corriente, ellos abogan por la inevitabilidad de un universo grande y frío en el que es difícil la aparición de la vida, y en el supuesto de que ésta aparezca, será muy parecida a la nuestra.

                                                

                                                      ¿Quién sabe lo que en otros mundos existir?

Los biólogos, sin embargo, parecen admitir sin problemas la posibilidad de otras formas de vida, pero no están tan seguros de que sea probable que se desarrollen espontáneamente, sin un empujón de formas de vida basadas en el carbono. La mayoría de las estimaciones de la probabilidad de que haya inteligencias extraterrestres en el universo se centran en formas de vida similares a nosotros que habiten en planetas parecidos a la Tierra y que necesiten agua y oxígeno o similar con una atmósfera gaseosa y las demás condiciones de la distancia el planeta y su estrella, la radiación recibida, etc. En este punto, parece lógico recordar que antes de 1.957 se descubrió la coincidencia entre los valores de las constantes de la Naturaleza que tienen importantes consecuencias la posible existencia de carbono y oxígeno, y con ello para la vida en el universo.

                      ¡Y pensar que nosotros, sólo somos una pequeña ramita del gran árbol!

La luz del Sol es la responsable de que en la Tierra -y supongo que la de otras estrellas en otros muchos planetas del Universo- , se puedan formar complejas estructuras y germinar muchas otras que son imprescindibles la existencia de los seres vivos. La utilización biológica de la luz se comprenderá más fácilmente si, consideramos primero, en que nosotros y todos los demás organismos heterótrofos -que viven en el aire-, es decir, animales, hongos y muchos protistas y bacterias, satisfacemos nuestras necesidades energéticas. La palabra clave es combustión; más técnicamente, oxidación, esto es, la producción de energía por la interacción de determinadas sustancias con el oxígeno. En este sentido, somos como cualquier máquina y, el combustible en nuestro caso, consiste en componentes del acervo metabólico, que a su vez deriva de los alimentos. Aquí, sin embargo,  termina la analogía. Las combustiones vitales son frías; y las energías que liberan no se utiliza en forma de calor, un fenómeno que sería imposible en células vivas, en las que las diferencias de temperaturas son despreciables. energía sirve en cambio, para hacer funcionar el generador químico central que, a su vez, proporciona energía a la mayoría de las formas de trabajo biológico.

                        

En las combustiones celulares, al igual que en aquellas en las que estamos familiarizados, se utiliza el oxígeno para convertir el carbono de las sustancias orgánicas en dióxido de carbono (CO₂) y su Hidrógeno en agua (H₂O). En la fotosíntesis ocurre exactamente lo contrario. Lo que hacen las plantas verdes con ayuda de la energía luminosa es sencillamente invertir las oxidaciones. A partir de dióxido de carbono y agua, las plantas fabrican un azúcar de fórmula (CH₂O)₆, y emiten el Oxígeno sobrante (una molécula de O₂ por molécula de CO₂ utilizada) a la atmósfera.

En algún momento de las próximas décadas descubriremos el primer planeta albergando vida. Pero seguramente será “parecida” a la nuestra; basada en enlaces de C y agua como medio. Pero; ¿podría existir un de vida completamente diferente? ¿la reconoceremos cuando la veamos? ¿podría evolucionar hasta desarrollar inteligencia?

                              

Para poder saber sobre todo eso, para llegar a conocer los secretos de la Naturaleza, es preciso que sigamos observando atentamente para poder descubrir los secretos en los que están encerradas las respuestas a esas preguntas que nadie ha sabido contestar. Nosotros somo propensos a crearnos un entorno cercano y localista que, la mayoría de las veces, nos aparta de la realidad “del mundo” y de cómo son las cosas en el Universo del que formamos que, aunque sea muy pequeña, es la parte que piensa, la que imagina y tiene ideas de lo que todo esto podría ser.

emilio silvera