La teoría del todo es un desarrollo teórico que brindaría una explicación sobre las interacciones fundamentales de la física y las leyes que rigen el funcionamiento del universo. El concepto se usa con frecuencia en la mecánica cuántica y la física de partículas.
¡La Física! Lo que busca la física fundamental es reducir las leyes de la naturaleza a una teoría final sencilla que lo explique todo. El físico y premio Nobel Steven Weinberg señala que las reglas fundamentales son lo más satisfactorio (al menos para él). Las leyes básicas de Isaac Newton, que predicen el comportamiento de los planetas, son más satisfactorias, por ejemplo, que un almanaque en el que se indique la posición de todos los planetas en cada momento. Weinberg nos dice que la Física no puede explicarlo todo, matizando que sólo puede explicar los sucesos relacionándolos con otros sucesos y con las reglas existentes.
En relación al Universo, los cosmólogos también echan mano de conjeturas que les salve la cara, es decir, que disimule su gran ignorancia, y, se inventaron la “materia oscura” para explicar lo que para ellos, era inexplicable, es decir, el movimiento de las estrellas y el por qué se alejan las galaxias las unas de las otras y qué fuerza es la que las atrae y, no encontraron nada mejor que la materia oscura.
Por ejemplo, las órbitas de los planetas son el resultado de unas reglas, pero las distancias de los planetas al Sol son accidentales, y no son consecuencia de ley fundamental alguna. Claro que, también las leyes podrían ser fruto de casualidades. Lo que sí es cierto es que los físicos están más interesados por descubrir las reglas que por los sucesos que dichas reglas determinan, y más por los hechos que son independientes del tiempo; por ejemplo, les interesa más la masa del electrón que un tornado que se pueda producir en un lugar determinado.
La ciencia, como nos dice Weinberg, no puede explicarlo todo y, sin embargo, algunos físicos tienen la sensación de que nos estamos acercando a “una explicación del mundo” y, algún día, aunando todos los esfuerzos de muchos, las ideas de las mejores mentes que han sido, y las nuevas que llegarán, podremos, al fín, construir esa Teoría final tan largamente soñada que, para que sea convincente, deberá también, incluirnos a nosotros. Pero, paradógicamente y a pesar de estos pensamientos, existen hechos que los contradicen, por ejemplo, conocemos toda la física fundamental de la molécula de agua desde hace 7 decenas de años, pero todavía no hay nadie que pueda explicar por qué el agua hierve a los 100 ºC. ¿Qué ocurre? ¿Somos acaso demasiado tontos? Bueno, me atrevería a pronosticar que seguiremos siendo “demasiado tontos” incluso cuando los físicos consigan (por fin) esa teoría final que nos pueda dar una “explicación del mundo”. Siempre seguiremos siendo aprendices de la naturaleza que, sabia ella, nos esconde sus secretos para que persista el misterio.
¿Qué sería de nosotros si lo supiéramos todo?
La explicación que dan los físicos actualmente sobre la subestructura de la materia se llama “el modelo estándar”. En este modelo están incluidas las doce partículas elementales y las tres fuerzas que, cuando se mezclan y se encajan, sirven para construir todo lo que hay en el universo, desde un redondo pan de pueblo hecho en un horno de leña, hasta las más complejas galaxias, y puede explicar todos los mecanismos de acción, es decir, la mecánica del mundo.
Entre las partículas figuran los seis Quarks famosos: arriba, abajo, extraño, encanto, fondo y cima. Las otras seis partículas son Leptones: el electrón y sus dos parientes más pesados, el muón y el tau y los tres neutrinos a ellos asociados. Las tres fuerzas son la electromagnética, la fuerza nuclear fuerte (que mantiene unidos a los quarks) y la fuerza nuclear débil (responsable de la radioactividasd). Hay una cuarta fuerza: la Gravedad que, aunque tan importante como las demás, nadie ha sabido como encajarla en el modelo estándar. Todas las partículas y fuerzas de este modelo son cuánticas; es decir, siguen las reglas de la mecánica cuántica. Aún no existe una teoría de la gravedad cuántica.
En realidad, la región que denominamos Gravedad cuántica nos lleva y comprende preguntas sobre el origen del universo observable que nadie ha sabido contestar. Nos lleva a complejos procesos cuánticos situados en las épocas más cercanas imaginables en un espacio-tiempo clásico, es decir, en lo que se conoce como Tiempo de Planck a 10-43 segundos del supuesto big bang, cuando reinaba una temperatura del orden de 10 x 1031 K. Pero, como hemos dicho, al no existir una teoría autoconsistente de la Gravedad cuántica, lo único que podemos hacer (como en tantas otras áreas de la Ciencia) es especular.
El Modelo Estándar no es, ni mucho menos, satisfactorio. Los científicos piensan que no sólo es incompleto, sino que es demasiado complicado y, desde hace mucho tiempo, buscan, incansables, otro modelo más sencillo y completo que explique mejor las cosas y que, además, no tenga (como tiene el modelo actual) una veintena de parámetros aleatorios y necesarios para que cuadren las cuentas…, un ejemplo: el bosón de Higgs necesario para dar masa a las partículas.
¡La masa! ese gran problema. Todas las partículas tienen masa diferentes pero nadie sabe de donde salen sus valores. No existe fórmula alguna que diga, por ejemplo, que el quark extraño debería pesar el doble (o lo que sea) del quark arriba, o que el electrón deba tener 1/200 (u otra proporción) de la masa del muón. Las masas son de todo tipo y es preciso “ponerlas a mano”, como se suele decir: cada una ha de ser medida experimental e individualmente. En realidad, ¿por qué han de tener masa las partículas? ¿de dónde viene la masa?
No puedo evitarlo ni tampoco me puedo quedar callado, cuando he asistido a alguna conferencia sobre la materia y, el ponente de turno se agarra a la “materia oscura” para justificar lo que no sabe, si al final hay debate, entro en escena para discutir sobre la existencia de esa “materia fantasma” que quiere tapar nuestra enorme ignorancia.
Pero, sigamos con el problema de la masa. Para resolverlo, muchos expertos en física de partículas creen actualmente en algo que llaman “campo de Higgs”. Se trata de un campo misterioso, invisible y etéreo que está permeando todo el espacio (¿habrán vuelto al antiguo éter pero cambiándole el nombre?). Hace que la materia parezca pesada, como cuando tratamos de correr por el fondo de la piscina llena de agua pero que el agua no se pudiera ver. Si pudiéramos encontrar ese campo, o más bien la partícula la partícula que se cree es la manifestación de ese campo (llamada el bosón de Higgs), avanzaríamos un largo trecho hacia el conocimiento del universo. Sí, ya se que hace un par de años dijeron haberla encontrado y, sin embargo yo, todavía tengo dudas al respecto, no acabo de convencerme de su existencia y de cómo da la masa a las otras partículas, el mecanismo para mí no ha quedado nada claro.
El Gran Colisionador de Hadrones
Aquí, en este imponente artilugio inventiva de nuestras mentes, se quiere dar respuesta a una serie de interrogantes que se espera solucionar con este experimento:
• Qué es la masa. • El origen de la masa de las partículas • El origen de la masa para los bariones. • El número exacto de partículas del átomo.
Claro que, si no fuera tan largo de contar, os diría que, en realidad, el Campo de Higgs se descubrió hace ya muchos siglos en la antigua India, con el nombre de maya, que sugiere la idea de un velo de ilusión para dar peso a los objetos del mundo material. Pocos conocen que, los hindúes fueron los que más se acercaron a las ideas modernas sobre el átomo, la física cuántica y otras teorías actuales. Ellos desarrollaron muy temprano sólidas teorías atomistas sobre la materia. Posiblemente, el pensamiento atomista griega recibió las influencias del pensamiento de los hindúes a través de las civilizaciones persas. El Rig-Veda, que data de alguna fecha situada entre el 2000 y el 1500 a. C., es el primer texto hindú en el que se exponen unas ideas que pueden considerarse leyes naturales universales. La ley cósmica está realcionada con la luz cósmica.
Anteriores a los primeros Upanishads tenemos en la India la creación de los Vedas, visiones poéticas y espirituales en las que la imaginación humana ve la Naturaleza y la expresa en creación poética, y después va avanzando hacia unidades más intensamente reales que espirituales hasta llegar al Brahmán único de los Upanishads.
Hacia la época de Buda (500 a, C.), los Upanishad, escritos durante un período de varios siglos, mencionaban el concepto de svabhava, definido como “la naturaleza inherente de los distintos materiales”; es decir, su eficacia causal única, , tal como la combustión en el caso del fuego, o el hecho de fluir hacia abajo en el caso dela agua. El pensador Jainí Bunaratna nos dijo: “Todo lo que existe ha llegado a existir por acción de la svabhava. Así… la tierra se transforma en una vasija y no en paño… A partir de los hilos se produce el paño y no la vasija”.
También aquellos pensadores, manejaron el concepto de yadrccha, o azar desde tiempos muy remotos. Implicaba la falta de orden y la aleatoriedad de la causalidad. Ambos conceptos se sumaron a la afirmación del griego Demócrito medio siglo más tarde: “Todo lo que hay en el universo es fruto del azar y la necesidad”. El ejemplo que que dio Demócrito -similar al de los hilos del paño- fue que, toda la materia que existe, está formada por a-tomos o átomos.
Bueno, no lo puedo evitar, mi imaginación se desboca y corre rápida por los diversos pensamientos que por la mente pasan, de uno se traslada a otros y, al final, todo resulta un conglomerado de ideas que, en realidad, quieren explicar, dentro de esa diversidad, la misma cosa.
Una cosa que no puedo olvidar: Ellos inventaron el Cero, hablaron por primera vez de átomo y de vacío.
Una reciente investigación ha sugerido por primera cómo pudo aparecer el ARN, quizás la primera molécula de material genético, a partir de las transformaciones de sustancias encontradas en cometas.
La hipótesis del “mundo ARN” es uno de los pilares de la investigación sobre el origen de la vida. Según ella, antes de la vida tal como la conocemos, debieron formarse moléculas de ARN que asumieron, además de sus funciones actuales, las del ADN y las enzimas.
Un ARN sencillo puede generar péptidos en las condiciones del “mundo ARN”. Así, actuaría como un antecesor muy simple de la función que lleva a cabo el ribosoma. La química demuestra que la formación abiótica de un híbrido ARN-péptido es posible.
Se cree que hay posibles precursores de la vida dispersos por nubes interplanetarias, cometas y asteroides – NASA/JENNY MOTTAR
El Universo es un infierno frío, oscuro y absolutamente inmenso. Los rayos de luz tardan miles de años en recorrer las galaxias, y las estrellas están tan lejos entre sí que apenas son puntos en la negrura. En medio de esa oscuridad, la temperatura media del Universo ronda los 270 grados centígrados bajo cero, casi en el límite mínimo posible. Pero ni el frío ni el vacío han conseguido evitar la aparición de un pequeño y sorprendente milagro: la vida.
La Tierra primigenia
Los científicos llevan muchos años tratando de averiguar cómo fue posible que ocurriera. Cómo, en medio de la muerte, la vida parece luchar contra el caos y aferrarse a la supervivencia con todo lo que tiene a su alcance. Recientemente, los investigadores han descubierto algo que llevaban buscando 50 años. Por primera vez, han conseguido encontrar una explicación química para una pequeña parte de este milagro. En concreto, un artículo publicado recientemente en «Science» ha explicado cómo algunas moléculas inanimadas pueden convertirse en ARN, una de las chispas que encendió el origen de la vida.
«Describimos una ruta química simple que permite a pequeñas moléculas transformarse en nucleósidos, los precursores del ARN», ha explicado a ABC Thomas Carell, químico en la Universidad de Múnich y primer autor del estudio.
A través de unas reacciones químicas relativamente sencillas, estos investigadores han sugerido cómo es posible que unas moléculas de aspecto insignificante se conviertan en uno de los ingredientes básicos de la vida.
Tal como ha explicado Ricardo Amils, catedrático en microbiología de la Universidad Autónoma de Madrid, se trata de compuestos sencillos (como ácido cianhídrico, amoníaco y derivados del ácido fórmico) con los que se puede sintetizar ARN. Este «primo» del ADN es capaz de hacer dos importantísimas funciones en los seres vivos: puede almacenar y codificar información genética (que se hereda y se transfiere) y puede formar monedas energéticas, unas moléculas que se intercambian en el interior de los seres vivos y que permiten que desarrollen sus reacciones químicas.
Una de las cosas más interesantes de estas moléculas precursoras es que parecen estar dispersadas por el Universo. Están presentes en el polvo interplanetario y sobre la superficie de asteroides, cometas y planetas rocosos. De hecho, en el caso de esta investigación, los precursores se encontraron sobre la superficie del cometa 67 P/Churyumov-Gerasimenko, la «roca» investigada por la sonda Philae de la Agencia Espacial Europea.
El papel de volcanes y rayos
El investigador Juli Peretó, especialista en la investigación del origen de la vida en la Universidad de Valencia, ha explicado cómo se cree que ocurrió el milagro: «El ARN pudo actuar como material genético y como catalizador (facilitando ciertas reacciones químicas). Podría haber estado encapsulado en vesículas membranosas de aminoácidos y otros péptidos cortos». Gracias a esto, y a la presencia de azúcares y aminoácidos, estas pequeñas cápsulas «aprendieron» a conectar la materia y la energía del exterior para su propio beneficio, en lo que sería la versión más primitiva del metabolismo.
Así fue cómo, hace 4.000 o 3.500 millones de años, esas vesículas se organizaron y originaron las primeras formas de vida. Algunos creen que las moléculas precursoras de la vida llegaron a la Tierra bordo de asteroides, y que allí se transformaron y permitieron la aparición de los primeros seres vivos. Pero otros, como Thomas Carell, sitúan el origen en el propio planeta. Quizás, los rayos, los volcanes y los mares de la superficie pudieron ser el caldo de cultivo ideal para las semillas de la vida. Y así, a partir de una posible chispa de ARN, comenzó un proceso imparable de supervivencia, multiplicación y adaptación a un Universo hostil.
Representación del nacimiento de la Tierra. Millones de años después, las condiciones cambiaron y favorecieron la aparición de la vida- JULIAN BAUM
El huevo y la gallina
-El primer ser vivo, basado en el ADN: ¿Qué fue antes? ¿El huevo o la gallina? Para muchos investigadores esta es la paradoja que surge cuando se piensa en el primer ser vivo. Por una parte este necesitaba pasar a sus herederos su material genético, y por otra extraer energía de ciertas reacciones químicas. Algunos creen que el ADN quedó rodeado por una vesícula y comenzó a replicarse. El problema es que esta molécula necesita a otros para hacer estas reacciones.
-El ARN, «chico para todo»: La mayoría apoya la idea de que fue el ARN el que permitió la aparición del primer ser vivo. Este material genético puede él solo favorecer reacciones químicas cruciales.
-Proteínas, el poder del músculo: No pueden replicarse, pero son grandes trabajadoras. Algunos sugieren que fueron las protagonistas en el origen de la vida.
Sí, no dejamos de soñar con el contacto con vidas inteligentes en otros mundos. Los radio-telescopios captan un pequeño resquicio, y, nos ilusionamos, en los titulares quedan presentes licencias literarias, y, en lugar de resquicio llaman a esa supuesta señal… ¡Ventana abierta al esperado contacto!
Si el planeta del que nos hablan en el video, está a 11 años luz… ¿Cuántos cientos de años podrá durar ese viaje, y, si llegamos… ¡Seguiremos siendo humanos viviendo en la ingravidez? La Gravedad artificial no se ha inventado o logrado todavía.
El Sol está mandando una seria advertencia, la NASA no da crédito a lo que está pasando, el aviso más importante de todos está llegando. La realidad es que nos enfrentamos a una serie de elementos que quizás hasta ahora no habíamos tenido en cuenta. Dependemos más de lo que nos imaginamos del espacio exterior y, sobre todo, de un Sol que es el responsable de la vida en la Tierra tal y como lo conocemos, sin él sería imposible que se cumpliesen las condiciones necesarias para que animales y plantas puedan vivir.
Este equilibrio perfecto que nos rodea puede acabar siendo el que nos haga reaccionar a tiempo. En cierta manera, estamos condicionados por un futuro que cambiará para siempre la manera en la que vemos lo que está por llegar. Es el momento de estar pendientes de una serie de detalles que serán los que marcarán la diferencia. De la mano de determinados elementos que pueden acabar siendo lo que marcará, un antes y un después. Llega un aviso importante que puede determinar qué es lo pasa con el Sol.
Lo que está pasando con el Sol
Estamos viviendo una actividad solar sin precedentes, eso quiere decir que estamos viendo las auroras boreales llegar hasta zonas alejadas de lo que sería habitual. Pero cuidado, porque lo que tenemos por delante, podría acabar siendo algo diferente, con ciertas novedades destacadas.
Es importante apostar por lo que realmente puede pasar en un futuro. Los expertos de la NASA saben muy bien qué es lo que nos está esperando en una serie de cambios que pueden ser claves en estos momentos. Sin duda alguna, tenemos determinados cambios que pueden ser los que realmente acabe pasando.
El futuro de la Tierra realmente depende totalmente de lo que acabe pasando con el Sol, por lo que, es indispensable conocer en todo momento qué es lo que acabará pasando con este astro rey. Nuestro sistema solar depende de un centro que realmente puede acabar siendo destruido en segundos.
El Sol aumentará de tamaño antes de desaparecer llevándose por delante todos los planetas que hubiera habido por, lo que, habremos llegado el momento de empezar a pensar en una serie de detalles que son fundamentales. La NASA ha revelado el final de este Sol que podría ser peor de lo que se esperaba.
La NASA no da crédito a lo que pasa con el Sol
Los expertos de la NASA y de los expertos de la Agencia Europea han dado con un estudio que puede acabar siendo el que marque un antes y un después. Por lo que, habrá llegado el momento que puede acabar siendo el que marque una diferencia en todos los sentidos.
«A partir de este trabajo, queda claro que nuestro Sol alcanzará una temperatura máxima a los 8 mil millones de años de edad, luego se enfriará y aumentará de tamaño, convirtiéndose en una estrella gigante roja alrededor de 10 a 11 mil millones de años de edad. El Sol llegará al final de su vida después de esta fase, cuando eventualmente se convierta en una enana blanca oscura. Encontrar estrellas similares al Sol es esencial para entender cómo encajamos en el Universo más amplio. «Si no entendemos nuestro propio Sol, y hay muchas cosas que no sabemos sobre él, ¿Cómo podemos esperar entender todas las otras estrellas que forman nuestra maravillosa galaxia?», dice Orlagh. Es una fuente de cierta ironía que el Sol sea nuestra estrella más cercana y estudiada, pero su proximidad nos obliga a estudiarlo con telescopios e instrumentos completamente diferentes de los que usamos para mirar el resto de las estrellas. Esto se debe a que el Sol es mucho más brillante que las otras estrellas. Al identificar estrellas similares al Sol, pero esta vez con edades similares, podemos salvar esta brecha de observación. Para identificar estos «análogos solares» en los datos de Gaia, Orlagh y sus colegas buscaron estrellas con temperaturas, gravedad superficial, composiciones, masas y radios que son similares al Sol actual. Encontraron 5863 estrellas que coincidían con sus criterios. Ahora que Gaia ha producido la lista de objetivos, otros pueden comenzar a investigarlos en serio. Algunas de las preguntas que quieren que sean respondas incluyen: ¿todos los análogos solares tienen sistemas planetarios similares a los nuestros? ¿Todos los análogos solares giran a una velocidad similar a la del Sol?Con la versión de datos 3, la instrumentación sumamente precisa de Gaia ha permitido que los parámetros estelares de más estrellas se determinen con más precisión que nunca. Y esa precisión se extinderá a muchos otros estudios. Por ejemplo, conocer las estrellas con mayor precisión puede ayudar al estudiar galaxias, cuya luz es la amalgama de miles de millones de estrellas individuales».
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por Emilio Silvera ~
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