¡Increíble mecánica cuántica!

Si pudiéramos contemplar un átomo, veríamos más o menos lo mismo que en la imagen, sería como la representación en miniatura de un sistema planetario, los electrones serían planetas orbitando el núcleo (el Sol). Sin embargo, no veríamos las maravilla que se estarían produciendo dentro de ese pequeño núcleo que, a pesar de ser 1 parte entre 100.000, es la que contiene el 99,9% de la masa atómica. Allí dentro actúan la fuerza nuclear fuerte que impide que los Quarks se separen dentro de los nucleones (protones y neutrones) y la fuerza está mediada por los Bosones llamados Gluones.

Cuando aquella Tierra primitiva era una bola candente exenta de toda vida y tuvieron que pasar algunos miles de años para que, al enfriarse, se pudieran dar las condiciones que permitieran el surgir de la Vida.

No pocas veces nos hemos podido preguntar que, dadas las condiciones que imperaban en la Tierra hace cuatro mil millones de años, ¿que probabilidades había de que surgiera la vida? Lo más fácil sería responder que la Vida era inevitable, como lo demuestra el simple hecho de que nosotros estemos aquí. Es obvio que la vida sí se inicio y que nuestra presencia la testifica pero, ¿tenía que iniciarse? O, preguntado de otra manera, ¿era inevitable la emergencia de la vida a partir de un caldo químico o cualquier otra cosa, contando con millones de años?

Estromatolitos en Shark Bay (Australia)

“Todos sabemos que la vida empezó en el mar, y los primeros seres que dejaron su rastro hasta nuestros días fueron microalgas, que con su actividad biológica transformaron la atmósfera del planeta.

En concreto se trataba de cianobacterias, y gracias a la fotosíntesis de aquellas «pioneras», el oxígeno aumentó desde el 1% al 21% en los gases de la atmósfera, haciendo posible la evolución de la vida tal y como la conocemos.”

 ¿Era inevitable la emergencia de la vida a partir de un caldo químico o cualquier otra cosa, contando con millones de años?

Nadie conoce la respuesta a esa pregunta. El origen de la vida puede haber sido también, una extraordinaria “carambola”, un accidente químico de enorme improbabilidad, un suceso tan poco probable que nunca sucedería dos veces en todo el universo. O quizá haya sido tan poco notable y tan predeterminada como la formación de los cristales de sal. ¿Cómo podemos saber que explicación es la correcta?

En algún momento del pasado de la Tierra, estimado en aproximadamente 2.500 – 3.500 millones de años, tuvo lugar lo que denominamos revolución oxigénica, durante la cual las cianobacterias produjeron tanto oxígeno que la atmósfera y los océanos quedaron literalmente saturados de este nuevo compuesto químico. Tal producción de oxígeno afectó drásticamente a la biósfera del planeta. Antes de la revolución oxigénica, pocos organismos estaban adaptados para vivir en presencia de oxígeno abundante; las moléculas de oxígeno actuaban como un veneno, reaccionando con las moléculas orgánicas complejas y degradándolas. Debido a esto, la mayor parte de la vida existente en ese momento debió quedar exterminada; las cianobacterias serían responsables de una gran extinción masiva.

Sabemos que la vida terrestre está basada en algunas moléculas muy complicadas con estructuras cuidadosamente elaboradas, incluso en los organismos simples, el ADN contiene millones de átomos. La secuencia exacta de los átomos es crucial. No se puede tener una secuencia arbitraria porque el ADN es un manual de instrucciones para conseguir un organismo y, si cambiamos algunos átomos se pondrá en peligro toda la estructura del organismo.

Julia Tena, nos decía:

“Los aminoácidos son esenciales para la vida humana. Podría decirse que son el ladrillo que construye las proteínas. Aunque los humanos estamos hechos de alrededor de 250.000 proteínas distintas, estas están compuestas de sólo 20 aminoácidos. Nuestro cuerpo puede fabricar 11 de ellos. 

Los otros nueve son los llamados aminoácidos esenciales. No pueden ser sintetizados en nuestro organismo, por lo que tenemos que conseguirlos en los alimentos. Y son la histidina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, fenilalanina, treonina, triptófano y valina.”

Claro que pensar en manejar aminoácidos al azar y obtener la secuencia correcta para formar una molécula de proteína por accidente…es complicado. Las probabilidades en contra de producir las proteínas por puro azar son del orden de 10⁴⁰⁰⁰⁰ contra 1 seguido de cuarenta mil ceros, cuya escritura completa necesitaría de muchas hojas en blanco para ser reflejada. Fred Hoyle, siempre hacía esta comparación: “Un ensamblaje espontaneo de la vida sería lo mismo y tendría las mismas probabilidades que si un Tornado barriera un depósito de chatarra y produjera un Boeing 747 listo para funcionar.

                    Esporas llegadas del Espacio exterior que germinaron en la Tierra

La inmensa complejidad que el misterio de la vida conlleva, nos ha llevado a pensar en la posibilidad extraterrestre y en otros múltiples modelos que, de alguna manera, nos pudieran aclarar ese origen que tan afanosamente buscamos sin éxito…de momento. Algunas personas sienten que algo tan básico como nuestra propia existencia  no puede deberse a un azar químico, y que barrer el problema bajo la alfombra con la palabra “accidente” es una manera de escabullirse. A veces se cita el principio de mediocridad: no hay nada especial o excepcional en nuestro lugar en el Universo. La Tierra parece un planetas típico alrededor de una estrella típica en una galaxia típica. Si eso es así (que lo), ¿por qué no sería, también típica la vida en la Tierra?

Pero, a todo esto, por mucho que hayamos podido elucubrar sobre el tema, lo cierto es que, no podemos contestar la pregunta: ¿Por qué y cómo realmente, llegamos aquí, y, si también podemos estar en otros mundos?

Pensar que la vida está solo en la Tierra… ¡Es descabellado y está fuera de la lógica!

La enorme variedad de formas, colores, comportamientos, composición…, que acompaña a los objetos, incluidos los vivientes, sería una consecuencia de la riqueza en la información que soportan las moléculas (y sus agregados) que forman parte de dichos objetos. Ello explicaría que las moléculas de la vida sean en general de grandes dimensiones (macromoléculas). La inmensa mayoría de ellas contiene carbono. Debido a su tetra-valencia y a la gran capacidad que posee dicho átomo para unirse consigo mismo, dichas moléculas pueden considerarse como un esqueleto formado por cadenas de esos átomos.

El carbono no es el único átomo con capacidad para formar los citados esqueletos. Próximos al carbono en la tabla periódica, el silicio, fósforo y boro comparten con dicho átomo esa característica, si bien en un grado mucho menor.

Refiriéndonos al silicio,  señalaremos que las “moléculas” que dicho átomo forma con el oxígeno y otros átomos, generalmente metálicos poseyendo gran nivel de información, difieren en varios aspectos de las moléculas orgánicas, es decir, de las que poseen un esqueleto de átomos de carbono.

El silicio podría configurar muchas formas y, no creo que entre ellas se puedan encontrar las vivientes, ya que, el átomo de silicio no llega a tener las amplias propiedades que tiene el Carbono. Sin embargo, no son pocos los que opinan que puede existir alguna clase de vida basada en el silicio y, desde luego, aunque no lo crea probable tampoco tengo conocimientos suficientes para poder negarlo. ¿Quién sabe lo que por ahí fuera pueda existir en esos mundos perdidos en la lejanía del espacio?

El mundo de los silicatos es de una gran diversidad, existiendo centenares de especies minero-lógicas. Esas diferencias se refieren fundamentalmente a que el enlace químico en el caso de las moléculas orgánicas es covalente, y cuando se forma la sustancia correspondiente (cuatrillones de moléculas) o es un líquido, como es el caso de los aceites, o bien un sólido que funde fácilmente. Entre las moléculas que lo forman se ejercen unas fuerzas, llamadas de Van der Waals, que pueden considerarse como residuales de las fuerzas electromagnéticas, algo más débiles que éstas. En cambio, en los silicatos sólidos (como en el caso del topacio) el enlace covalente o iónico no se limita a una molécula, sino que se extiende en el espacio ocupado por el sólido, resultando un entramado particularmente fuerte.

Una particularidad que tienen en común todos los organismos vivos de la Tierra, desde las bacterias hasta los seres humanos, es que toda la vida que se puede encontrar en nuestro planeta es orgánica o, lo que es lo mismo, está compuesta por moléculas basadas en el carbono. Si en otros mundos pudiera existir otra clase de vida… No lo sabemos. Son embargo, si pensamos que el Universo es igual en todas partes…

Al igual que para los cristales de hielo, en la mayoría de los silicatos la información que soportan es pequeña, aunque conviene matizar este punto.  Para un cristal ideal así sería en efecto, pero ocurre que en la realidad el cristal ideal es una abstracción, ya que en el cristal real existen aquí y allá los llamados defectos puntuales que trastocan la periodicidad espacial propia de las redes ideales. Precisamente esos defectos puntuales podían proporcionar una mayor información.

                                                                    Nanotubos de carbono

Si prescindimos de las orgánicas, el resto de las moléculas que resultan de la combinación entre los diferentes átomos no llega a 100.000, frente a los varios millones de las primeras. Resulta razonable suponer que toda la enorme variedad de moléculas existentes, principalmente en los planetas rocosos, se haya formado por evolución de los átomos, como corresponde a un proceso evolutivo. La molécula poseería mayor orden que los átomos de donde procede, esto es, menor entropía. En su formación, el ambiente se habría desordenado al ganar entropía en una cierta cantidad tal, que arrojarse un balance total positivo.

               El Carbono es tan importante en nuestras vidas que, incluso podría incidir en nuestro futuro.

No puedo dejar pasar la oportunidad, aunque sea de pasada, de mencionar las sustancias.

Las así llamadas, son cuerpos formados por moléculas idénticas, entre las cuales pueden o no existir enlaces químicos. Veremos varios ejemplos.  Las sustancias como el oxígeno, cloro, metano, amoníaco, etc, se presentan en estado gaseoso en condiciones ordinarias de presión y temperatura. Para su confinamiento se embotellan, aunque existen casos en que se encuentran mezcladas en el aire , como en la imagen que sigue.

En lugares como este, podemos encontrar los más variados elementos y sustancias que la química estelar ha elaborado para que sea posible que esa dinámica universal nos lleve hasta la vida. La radiación ultravioleta de las estrellas jóvenes masivas que surgen de estas inmensas nebulosas ionizan los átomos del material circundante que brillan. Los vientos estelares conforman figuras extrañas y a veces adquieren una exótica belleza conformando figuras increíbles.

La química no es una exclusiva de los tubos de ensayo de los laboratorios. Acordaos de que ya en 1969 fueron descubiertas moléculas de amoníaco y agua en el espacio exterior. ¿Cómo llegaron allí? Los astrónomos saben desde hace mucho tiempo que el espacio no está completamente vacío, Los vacíos interestelares contienen nubes más o menos densas de gas y polvo en las que nacen las estrellas y los mundos y, las energías presentes por medio de vientos estelares, radiación UV y la Gravedad, hace que transformaciones químicas se produzcan para cambiar unos elementos sencillos en otros más complejos. El espacio, por su contenido, las fuerzas y energías y la gravedad que están presentes, es como un inmenso laboratorio espacial en el que ocurren cosas…interesantes. Las Nebulosas son criaderos de estrellas y…mucho más.

En cualquier caso, un gas como los citados consiste en un enjambre de las moléculas correspondientes. Entre ellas no se ejercen fuerzas, salvo cuando colisionan, lo que hacen con una frecuencia que depende de la concentración, es decir, del número de ellas que están concentradas en la unidad de volumen; número que podemos calcular conociendo la presión y temperatura de la masa de gas confinada en un volumen conocido.

Decía que no existen fuerzas entre las moléculas de un gas. En realidad es más exacto que el valor de esas fuerzas es insignificante porque las fuerzas residuales de las electromagnéticas, a las que antes me referí, disminuyen más rápidamente con la distancia que las fuerzas de Coulomb; y esta distancia es ordinariamente de varios diámetros moleculares.

                                       Fuerzas de Coulomb

Podemos conseguir que la intensidad de esas fuerzas aumente tratando de disminuir la distancia media entre las moléculas. Esto se puede lograr haciendo descender la temperatura, aumentando la presión o ambas cosas.  Alcanzada una determinada temperatura, las moléculas comienzan a sentir las fuerzas de Van der Waals y aparece el estado líquido; si se sigue enfriando aparece el sólido. El orden crece desde el gas al líquido, siendo el sólido el más ordenado. Se trata de una red tridimensional en la que los nudos o vértices del entramado están ocupados por moléculas.

Todas las sustancias conocidas pueden presentarse en cualquiera de los tres estados de la materia (estados ordinarios y cotidianos en nuestras vidas del día a día). Otros estados, como el plasma, sólo se producen en los laboratorios o en el espacio interestelar. De hecho, es el estado más común de la materia en el Universo, todas las estrellas están hechas de material que debido a las altísimas temperaturas, han adquirido el estado de plasma. Puede que existan otros estados de la materia en situaciones poco conocidas y también estaríamos hablando del espacio exterior en el que, pudieran existir estrellas Quarks y Gluones formando una especie de materia extraña.

Estos son los estados de la materia que siempre nos enseñaban en el Colegio, sin embargo, hay otros que, menos conocido no están presentes en nuestra vida cotidiana y sólo se forman en condiciones especiales que, generalmente, no están presentes en nuestra atmósfera.

Si las temperaturas reinantes en las estrellas alcanzan miles de millones de grados, el estado de la materia es el plasma, el material más común del universo. Esa otra clase de materia a la que llamamos materia oscura (si finalmente existe)  no sabemos en qué estado estará o de qué está conformada.

                                                     Plasma en ebullición en la superficie del Sol

En condiciones ordinarias de presión, la temperatura por debajo de la cual existe el líquido y/o sólido depende del tipo de sustancia. Se denomina temperatura de ebullición o fusión la que corresponde a los sucesivos equilibrios (a presión dada) de fases: vapor ↔ líquido ↔ sólido. Estas temperaturas son muy variadas, por ejemplo, para los gases nobles son muy bajas; también para el oxígeno (O₂) e hidrógeno (H₂). En cambio, la mayoría de las sustancias son sólidos en condiciones ordinarias (grasas, ceras, etc).

Las sustancias pueden ser simples y compuestas, según que la molécula correspondiente tenga átomos iguales o diferentes. El número de las primeras es enormemente inferior al de las segundas.

El concepto de molécula, como individuo físico y químico, pierde su significado en ciertas sustancias que no hemos considerado aún. Entre ellas figuran las llamadas sales, el paradigma de las cuales es la sal de cocina. Se trata de cloruro de  sodio, por lo que cualquier estudiante de E.G.B. escribiría sin titubear su fórmula: Cl Na. Sin embargo, le podríamos poner en un aprieto si le preguntásemos dónde se puede encontrar aisladamente individuos moleculares que respondan a esa composición. Le podemos orientar diciéndole que en el gas Cl H o en el vapor de agua existen moléculas como individualidades. En realidad y salvo casos especiales, por ejemplo, a temperaturas elevadas, no existen moléculas aisladas de sal, sino una especie de molécula gigante que se extiende por todo el cristal. Este edificio de cristal de sal consiste en una red o entramado, como un tablero de ajedrez de tres dimensiones, en cuyos nudos o vértices se encuentran, alternativamente, las constituyentes, que no son los átomos de Cl y Na sino los iones Cl^– y Na⁺.  El primero es un átomo de Cl que ha ganado un electrón, completándose todos los orbitales de valencia; el segundo, un átomo de Na que ha perdido el electrón del orbital s.

“Propiedades físicas” es una expresión de significado muy amplio: engloba todas las propiedades de las sustancias relacionadas a fenómenos físicos. No tendría ningún sentido intentar estudiar todas las propiedades físicas a la vez; apenas para enumerarlas todas juntas ya sería consumidas a un espacio enorme.

En general establecemos objetivos de naturaleza práctica para delimitar nuestros estudios: las propiedades físicas que nos interesan en este momento son aquellas que utilizamos corrientemente en los trabajos comunes de laboratorio, como punto de fusión, punto de ebullición, solubilidad. Estas propiedades están fuertemente asociadas con las fuerzas que mantienen las moléculas unidas unas a las otras, las que son llamadas fuerzas intermoleculares.

Los puentes de hidrógeno son especialmente fuertes entre las moléculas de agua y son la causa de muchas de las singulares propiedades de esta sustancia. Los compuestos de hidrógeno de elementos vecino al oxígeno y de los miembros de su familia en la tabla periódica, son gases a la temperatura ambiente: CH₄, NH₃, H₂S, H₂Te, PH₃, HCl. En cambio, el H₂O es líquida a la temperatura ambiente, lo que indica un alto grado de atracción intermolecular. En la figura 6 se puede ver que el punto de ebullición del agua es 200 ºC más alto de lo que cabría predecir si no hubiera puentes de hidrógeno. Los puentes de hidrógeno juegan también un papel crucial en la estructura del ADN, la molécula que almacena la herencia genética de todos los seres vivos.

Figura 6. Variación de los puntos de ebullición de los hidruros moleculares.

Fuerzas Intermoleculares

El enlace que atrapa los átomos dentro de una molécula es el enlace covalente. Las fuerzas de atracción entre las moléculas son de naturaleza eléctrica. Fuerzas gravitacionales también existen, pero podemos despreciarlas por ser mucho menores que las fuerzas eléctricas. Analicemos ahora, las fuerzas que existen entre las moléculas. Estas fuerzas pueden ser divididas en dos tipos: Fuerzas de Van der Waals y Puente de Hidrógeno

Fuerzas de Van der Waals

Las fuerzas de atracción o repulsión entre entidades moleculares (o entre grupos dentro de la misma entidad molecular) diferentes de aquellas que son debidas a la formación de enlace o la interacción electroestática de iones o grupos iónicos unos con otros o con moléculas neutras.

Estudiemos los tipos principales:

Fuerza entre dipolos permanentes: Si la molécula de la sustancia contiene un dipolo permanente (debido a la polaridad de uno o más de sus enlaces covalentes), entonces podemos fácilmente ver como esas moléculas se atraen unas a otras: el lado positivo del dipolo de una molécula atrae al lado negativo del dipolo de la otra molécula. Esta fuerza existe, por tanto, entre moléculas polares (μ _total ≠ 0).

Ejemplo:

Fuerzas de London o fuerzas de dispersión: Es cuando las moléculas no contienen dipolos (son apolares). Entonces, como es que logran atraerse? Pensemos en una molécula como una entidad no estática, pero conteniendo electrones en constante movimiento; es razonable pensar que en un determinado momento la distribución en esa molécula puede no ser perfectamente simétrica y aparecen entonces pequeños dipolos instantáneos en este momento.

Esos dipolos desaparecerán en muy poco tiempo, pudiendo llevar a una molécula neutra o a otros dipolos, inclusive contrarios, pero en un corto espacio de tiempo en que ellos existen pueden inducir a la formación de dipolos contrarios en la molécula vecina, llevando a las dos a atraerse mutuamente.

Ejemplo:

Enlaces de Hidrógeno o Puentes de Hidrógeno: El átomo de hidrógeno tiene propiedades especiales por ser un átomo muy pequeño, sin electrones en el interior: por dentro de la capa de valencia existen apenas el núcleo del átomo y el protón.

Una de las propiedades que solo el átomo de hidrógeno presenta es la capacidad de ejercer una fuerza de atracción intermolecular llamada enlace de hidrógeno, o puente de hidrógeno. El enlace de hidrógeno solo puede ocurrir cuando el hidrógeno estuviese enlazado a un átomo pequeño y muy electronegativo: apenas F, O, N satisface las condiciones necesarias.

Cuando el hidrógeno esta enlazado a un átomo muy electronegativo, la densidad electrónica en torno del protón se establece bastante baja, esta parte de la molécula es entonces fuertemente atraída por los pares de electrones del F, O, N de otra molécula, estableciendo el enlace de hidrógeno.

Ejemplo:

                          Permiten que un mosquito se pose en la superficie del agua

Científicos de Austria recientemente publicaron un trabajo sobre la denominada fuerza de van der Waals, responsable de mantener unidas determinadas sustancias químicas a superficies metálicas. Este estudio revela que varios modelos para la interacción entre películas orgánicas y finas capas metálicas en las que se colocan deben ser revisados. Dentro de las aplicaciones se encuentra la fabricación de semiconductores orgánicos, mucho más flexibles que los actuales inorgánicos.

Cuando los átomos de Cl y Na interaccionan por aproximarse suficientemente sus nubes electrónicas, existe un reajuste de cargas, porque el núcleo de Cl atrae con más fuerza los electrones que el de Na, así uno pierde un electrón que gana el otro. El resultado es que la colectividad de átomos se transforma en colectividad de iones, positivos los de Na y negativos los de Cl. Las fuerzas electromagnéticas entre esos iones determinan su ordenación en un cristal, el ClNa. Por consiguiente, en los nudos de la red existen, de manera alternativa, iones de Na e iones de Cl, resultando una red mucho más fuerte que en el caso de que las fuerzas actuantes fueran de Van der Waals. Por ello, las sales poseen puntos de fusión elevados en relación con los de las redes moleculares.

Dejamos aquí el paseo por el fascinante mundo de la Química que, como la Física, es un universo en sí mismo.

¿Quién puede saberlo toso? Nadie, y, como decía Einstein: “Todos sabemos alguna cosa y somos ignorantes de otras muchas”.  Con razón Enrique Fermi (ese gran físico italiano), cuando Lederman (siendo un joven físico), le preguntó: ¿Verdad maestro que usted se conoce el nombre de todas las partículas?

Fermi, le miró por un momento, y finalmente le respondió:  “Joven, si yo tuviera memoria para retener toso los nombres  de las familias de partículas, me hubiera metido a botánico.”

Claro que a todos nos gustaría saber, mucho más de lo que sabemos pero… ¡Es la vida tan coirta!

Emilio Silvera V.

La Mecánica Cuántica desentraña los misterios del Agua

 

 Un Modelo informático basado en la ecuación de Schrödinger descubre la interacción de sus moléculas. También supimos que la luz estaba compuesta por fotones y, sin ella, tampoco estaríamos cómodos en este pequeño mundo.

 

La ecuación de Schrödinger, uno de los fundamentos de la teoría de la mecánica cuántica, ha desvelado el funcionamiento de las moléculas del agua gracias al uso de un conjunto de ordenadores super-potentes. Formada por dos átomos de hidrógeno y por uno de oxígeno, se cree que el secreto de las propiedades de este líquido tan común como misterioso radica en la capacidad de sus moléculas para formar determinados enlaces entre los átomos de hidrógeno. El desarrollo de este nuevo modelo informático podría tener múltiples aplicaciones, y quizá resuelva determinadas cuestiones como la razón por la que el agua, en estado sólido (hielo), no se hunde dentro de sí misma.

Esencial para todas las formas de vida, y objetivo eterno de estudio, el agua es una sustancia con algunos misterios que aún no han podido ser revelados, al menos desde la física clásica.

Cuando algo es igual, cuando dos cosas son semejantes, cuando una cosa es similar a otra, decimos que es equivalente y, ¿somos nosotros iguales a los seres que arriba aparecen? Con algo más de evolución… creo que sí. Aunque no se, a ciencia cierta, si esa evolución está a nuestro favor o, en nuestra contra.

El Principio de Equivalencia

La cosmología se ocupa de todo lo que hay. El modelo estándar de la física de partículas nos proporciona una teoría sobre la materia. La Relatividad General nos procura una teoría sobre el espacio-tiempo y su relación con la materia-energía. La imposibilidad de distinguir físicamente aceleración de gravedad es lo que llamamos Principio de Equivalencia.

El gran salto intelectual de Einstein consistió precisamente en establecer la identificación entre gravedad y espacio curvado. La gravedad es espacio-tiempo curvado. , ¿qué curva el espacio-tiempo? La respuesta nos la da Einstein en su Teoria de la Relatividad General. La materia-energía deforma el espacio-tiempo. El Sol es el responsable de la curvatura del espacio-tiempo de su entorno.

La ecuación (ecuaciones) de Einstein (son 10 ecuaciones debido al carácter tensorial de la igualdad) consagran la geometrización de la Gravitación. Expresan cómo la materia-energía “obliga” al espacio–tiempo a curvarse. Sus soluciones nos dan la naturaleza concreta del espacio-tiempo correspondiente.

La Gravedad está presente en imagen de dos galaxias que, con sus enormes masas, se atraen la una a la otra y dibujan la geometría del espacio-tiempo. La realtividad de Einstein está ahí presente.

Aquellas civilizaciones del pasado le pusieron el de sus dioses y fantásticas criaturas a las constelaciones del cielo, y, hoy día, algunos de aquellos nombres aún perduran. Ellos querían “ver” en las figuras que veían, o, imaginaban ver, en las estrellas, a sus familiares dioses o a sus portentosos seres de fuerza y poderes inimaginables.

La cosmología observacional se ocupa de las propiedades físicas del Universo, como su composición física referida a la química, la velocidad de expansión y su densidad, además de la distribución de Galaxias y cúmulos de galaxias. La cosmología física intenta comprender estas propiedades aplicando las leyes conocidas de la física y de la astrofísica. La cosmología teórica construye modelos que dan una descripción matemática de las propiedades observadas del Universo basadas en comprensión física.

La cosmología también tiene aspectos filosóficos, o incluso teológicos, en el sentido de que trata de comprender por qué el Universo tiene las propiedades observadas. La cosmología teórica se basa en la teoría de la relatividad general, la teoría de Einstein de la gravitación. De todas las fuerzas de la Naturaleza, la gravedad es la que tiene efectos más espectaculares a grandes escalas y domina el comportamiento del Universo en su conjunto.

El espacio-tiempo, la materia contenida en el Universo con la fuerza gravitatoria que genera y, nuestras mentes que tienen conocimientos de que todo esto sucede…Presenta un asombroso panorama ante nosotros que, pretendemos saber sobre todo eso y, la realidad es, que no sabemos ni quiénes somos y, con certeza, ni cómo pudimos llegar hasta aquí.

De manera que, nuestro consciente (sentimos, pensamos, queremos obrar con conocimiento de lo que hacemos), es el elemento racional de nuestra personalidad humana que controla y reprime los impulsos del inconsciente, desarrollar la capacidad de adaptación al mundo exterior.

No podemos explicar el por qué, algunas mentes saben leer y comprender complejos mensajes que la Naturaleza les envía y, sin embargos, otras no llegan a discernir sobre esa verdad. ¡Es todo tan complejo!

Claro que pretender que la llama de una vela ilumine nuestra ignorancia…, no será posible y necesitaremos algo más. La evolución de nuestra especie (llevamos cientos de miles de años evolucionando), es lenta, y, hasta alcanzar el estadio de “visión” perfecta del mundo, nos queda un largo camino por recorrer. De , como en la Cosmología también en otras disciplina científica, estamos alcanzando cotas aceptables que, de no estropearlo nosotros mismos…Nos llevará muy lejos.

Al ser conscientes, entendemos y aplicamos nuestra razón natural clasificar los conocimientos que adquirimos mediante la experiencia y el estudio que aplicamos a la realidad del mundo que nos rodea. Claro que, no todos podemos percibir la realidad de la misma manera, las posibilidades existentes de que el conocimiento de esa realidad responda exactamente a lo que ésta es en sí, no parece fácil. Y, algunos perciben “cosas” que otros no estamos capacitados para percibir.

                            René Descartes

El Racionalismo es la corriente de pensamiento dominante en la Europa continental del siglo XVII que, de la misma manera que el Empirismo dominante en Inglaterra, reacciona positivamente ante los retos de la Revolución científica del siglo anterior.

Descartes, Leibniz, Locke, Berkeley, Hume (que influyó decisivamente en Kant), entre otros, construyeron una base que tomó fuerza en Kant, para quien el conocimiento arranca o nace de nuestras experiencias sensoriales, es decir, de los que nos suministra nuestros cinco sentidos, pero no todo en él procede de esos datos. Hay en nosotros dos fuentes o potencias distintas que nos capacitan para conocer, y son la sensibilidad (los sentidos) y el entendimiento (inteligencia). Esta no puede elaborar ninguna idea sin los sentidos, pero éstos son inútiles sin el entendimiento.

A todo esto, para mí, el conocimiento está inducido por el interés. La falta y ausencia de interés aleja el conocimiento. El interés puede ser de distinta índole: científico, social, artístico, filosófico, etc. (La gama es tan amplia que existen conocimientos de todas las posibles vertientes o direcciones, hasta tal punto es así que, nunca nadie lo podrá saber todo sobre todo). Cada uno de nosotros puede elegir sobre los conocimientos que prefiere adquirir y la elección está adecuada a la conformación individual de la sensibilidad e inteligencia de cada cual.  Así en algunas neuronas más despiertas , está el germen del interés-curiosidad de cada cual.

Este pequeño objeto es el origen de todo lo que sucedió después de aquel primer momento. Él nos trajo la materia y también hizo posible la vida al conformar seres en el entorno adecuado que, al evolucionar, llegaron a conquistar la consciencia de SER. Pero toda la realidad está encerrada en una enorme burbuja a la que llamamos Universo y que encierra todos los misterios y secretos que nosotros, seres racionales y conscientes perseguimos.

Todo el mundo sabe lo que es la conciencia; es lo que nos abandona cada noche cuando nos dormimos y reaparece a la mañana siguiente cuando nos despertamos. engañosa simplicidad me recuerda lo que William James escribió a finales del siglo XIX sobre la atención:

”Todo el mundo sabe lo que es la atención; es la toma de posesión por la mente, de una forma clara e intensa, de un hilo de pensamiento de entre varios simultáneamente posibles”.

 

Más de cien años más tarde somos muchos los que creemos que seguimos sin tener una comprensión de fondo ni de la atención, ni de la conciencia que, luego, no creo que se marche cuando dormimos, ella no nos deja nunca y los sueños son una buena prueba de ello. Además, no pocas veces, algunos se removerán intranquilos en las noches de mal dormir, pinchados por sus conciencias.

La conciencia es el conocimiento que una persona posee sobre sí misma y sobre su entorno, esta conciencia implica una serie de procesos cognitivos interrelacionados. Aquí mismo, muchas veces hemos tratado de explicar lo que la Conciencia es, sin conseguirlo del todo.

La falta de comprensión ciertamente no se debe a una falta de atención en los círculos filosóficos o científicos. que René Descartes se ocupara del problema, pocos han sido los temas que hayan preocupado a los filósofos tan persistentemente como el enigma de la conciencia.

Descartes, como para James más de dos siglos después, ser consciente era sinónimo de “pensar”: el hilo de pensamiento de James no era otra cosa que una corriente de pensamiento. El cogito ergo sum, “pienso, luego existo”, que formuló Descartes como fundamento de su filosofía en Meditaciones de Primera Filosofía, era un reconocimiento explícito del papel central que representaba la conciencia con respecto a la ontología (qué es) y la epistemología (qué conocemos y cómo le conocemos).

¿Que decir de la facultad del pensamiento? El pensamiento, el discurso interior y la formación consciente de imágenes nos recuerdan…

Claro que tomado a pie juntillas, “soy consciente, luego existo”, nos conduce a la creencia de que nada existe más allá o fuera de la propia conciencia y, por mi , no estoy de acuerdo. Existen muchísimas cosas y hechos que no están al alcance de mi conciencia. Unas veces por imposibilidad física y otras por imposibilidad intelectual, lo cierto es que son muchas las cuestiones y las cosas que están ahí y, sin embargo, se escapan a mi limitada conciencia. Bastante hago ya con poder rememorar escenas del pasado o recrear, en mi imaginación otros que creo serán del futuro. Todo el entramado existente alrededor de la conciencia es de una complejidad enorme, de hecho, conocemos mejor el funcionamiento del Universo que el de nuestros propios cerebros.

Discurrir sobre el surgimiento de la conciencia y concluir si lo clasificamos como un proceso de aparición de una propiedad emergente o si consideramos que podemos explicarlo estudiando las potencialidades de las neuronas aisladamente, es necesario conocer lo mejor posible qué entendemos por “Conciencia” y, qué procesos ha tenido que recorrer para que tenga las propiedades que en ella podemos observar. Es dinámica y en evolución y, que sepamos, sigue los mismos pasos que el Universo que la creó. Habrá que observar más detenidamente la naturaleza de la Conciencia que, con su inmensa complejidad, no nos deja llegar hasta una visión diáfana de lo que en realidad es. El Cosmos, aliado con el Tiempo, y, el “OJO” del Universo que nos mira, siguen los progresos de esa conciencia nuestra que no podemos comprender.

Nos pasamos la vida en intervalos de tiempos divididos lo consciente y lo inconsciente y, en ambos campos, ocurren cosas interesantes que no siempre podemos comprender, y, aunque de alguna manera, lo que imaginamos en el “mundo de los sueños” no siempre tiene una explicación, lo cierto es que, la razón existe pero, no sabemos verla.

¿Cómo surge la conciencia como resultado de procesos neuronales particulares y de las interacciones entre el cerebro, el cuerpo y el mundo? ¿Cómo pueden explicar estos procesos neuronales las propiedades esenciales de la experiencia consciente? Cada uno de los estados conscientes es unitario e indivisible, pero al mismo tiempo cada persona puede elegir entre un ingente de estados conscientes distintos.

                               ¿Tendrá memoria la materia?

Muchos han sido los que han querido explicar lo que es la conciencia. En 1.940, el gran neurofisiólogo charles Sherrington lo intento y puso un ejemplo de lo que él pensaba sobre el problema de la conciencia. Unos pocos años más tarde también lo intentaron otros y, antes, el mismo Bertrand Russell hizo lo propio, y, en todos los casos, con más o menos acierto, el resultado no fue satisfactorio, por una sencilla razón: nadie sabe a ciencia cierta lo que en verdad es la conciencia y cuales son sus verdaderos mecanismos; de hecho, Russell expresó su escepticismo sobre la capacidad de los filósofos alcanzar una respuesta:

“Suponemos que un proceso físico da comienzo en un objeto visible, viaja hasta el ojo, donde se convierte en otro proceso físico en el nervio óptico y, finalmente, produce algún efecto en el cerebro al mismo tiempo que vemos el objeto donde se inició el proceso; pero este proceso de ver es algo “mental”, de naturaleza totalmente distinta a la de los procesos físicos que lo preceden y acompañan. concepción es tan extraña que los metafísicos han inventado toda suerte de teorías con el fin de sustituirla con algo menos increíble”.

Está claro que en lo más profundo de ésta consciencia que no conocemos, se encuentran todas las respuestas planteadas o requeridas mediante preguntas que nadie ha contestado. Sin embargo, otras veces pienso que, no siempre sabemos plantear la pregunta adecuada.

Al comienzo mencionaba el cosmos y la gravedad junto con la consciencia y, en realidad, con más o menos acierto, de lo que estaba tratando era de ver que todo ello, es la misma cosa. Universo-Galaxia-Mente. Nada es independiente en un sentido global, sino que son partes de un todo que llamamos Universo y están estrechamente relacionados.

Sí, todo el universo infinito está dentro de nuestras mentes, allí debemos buscar llegar a comprender. Arriba, en esa Nebulosa inmensa y maravillosa, se forjan las nuevas estrellas y los mundos nuevos, y, en ellos, surgen formas de vida que, algunas veces, son portadoras de mentes privilegiadas que llegan a tener Concienca de SER.

Una Galaxia es simplemente una parte pequeña del Universo, nuestro planeta es, una mínima fracción infinitesimal de esa Galaxia, y, nosotros mismos, podríamos ser comparados (en relación a la inmensidad del cosmos) con una colonia de bacterias pensantes e inteligentes. Sin embargo, toda parte de lo mismo y, aunque pueda dar la sensación engañosa de una cierta autonomía, en realidad todo está interconectado y el funcionamiento de una cosa incide directamente en las otras. Una ínfima variación en la fuente de partida, puede incidir de tal manera en el resultado final que, ni seríamos capaces de reconocerlo. ¡La causalidad! Todo lo que ocurre tiene su origen en lo que ocurrió y, el futuro está cargado del presente.

Pocas dudas pueden caber a estas alturas del hecho de que poder estar hablando de estas cuestiones, es un milagro en sí mismo. Después de millones y millones de de evolución, se formaron las conciencias primarias que surgieron en los animales con ciertas estructuras cerebrales de alta complejidad que, podían ser capaces de construir una escena mental, pero con capacidad semántica o simbólica muy limitada y careciendo de un verdadero lenguaje.

      ¡Cuántas historias nos podría contar el estrecho de Gibraltar!

Si pasamos el estrecho de Gibraltar el Mediterráneo al Atlántico, bordeando la costa del Golfo de Cádiz, antes de llegar a la costa de Portugal, allí está mi casa. En la imagen, si pudiera acercármela un poco más, vería hasta las plantas que mi santa esposa tiene enla terraza de nuestro .

Actualmente solo conocemos la vida en nuestro planeta, La Tierra. Pero sabemos que los seres vivos son expansivos, pertinaces y aprovechan cualquier oportunidad prosperar. Se han encontrado moléculas orgánicas, precursoras de la vida fuera de nuestro planeta y los humanos nos preguntamos si en la inmensidad del Universo no habrá seres vivos además de en nuestro insignificante planeta.

El habitat de los seres vivos que comparten con nuestra especie la hermosa Tierra en la que nos tocó emerger a la vida, son a veces ¡tan distintos a nosotros!, ni podemos comunicarnos plenamente con ellos. Sin embargo, Son como nosotros, estan conformado por los mismos elementos y también, aunque divididos en distintos grupos para poder tenerlos clasificados, todos tenemos una cosa en común: el origen de nuestra estancia aquí, es el mismo.

       Somos parte del Universo y a él estamos conectados por los hilos invisibles de la evolución

La conciencia de orden superior (que floreció en los humanos y presupone la coexistencia de una conciencia primaria) viene acompañada de un sentido de la propia identidad y de la capacidad explícita de construir en los estados de vigilia escenas pasadas y futuras. Como mínimo, requiere una capacidad semántica y, en su más desarrollada, una capacidad lingüística. Los procesos neuronales que subyacen en nuestro cerebro son en realidad desconocidos y, aunque son muchos los estudios y experimentos que se están realizando, su complejidad es tal que, de momento, los avances son muy limitados. Estamos tratando de conocer la máquina más compleja y perfecta que existe en el Universo (de hecho, otras similares o superiores, también podrían estar presentes en él).

Puede que estemos llamados a construir algo bonito y hermoso, o, ya lo estamos haciendo

Si eso es así, resultará que después de todo, no somos tan insignificantes como en un principio podría parecer, y solo se trata de tiempo. En su momento y evolucionadas, nuestras mentes tendrán un nivel de conciencia que estará más allá de las percepciones físicas tan limitadas. Para entonces, sí estaremos totalmente integrados y formando parte, como un todo, del Universo que ahora sólo presentimos y que, aún, no hemos llegado a conocer. Está claro que uno de los problemas con los que nos encontramos, quizá el más complejo, sea que nosotros, somos parte del secreto que tratamos de .

El carácter especial de la conciencia me hace adoptar una posición que me lleva a decidir que no es un objeto, sino un proceso y que, desde este punto de vista, puede considerarse un ente digno del estudio científico perfectamente legítimo. Claro que, la Conciencia que está y se desarrolla en nuestro cerebro, en un medio material, llega a adquirir entidad propia y se eleva sobre la materia para convertirse en algo superior que llega a comprender a distancias situadas mucho más allá de la mera entidad objeto físico de la que forma parte.

¡Cien mil millones de Neuronas! Tantas como estrella tiene la Vía Láctea. Conexiones a cientos de miles que procesan la información. La actividad eléctrica del cerebro es objeto de muchos estudios e investigaciones que, por ejemplo, intentan interpretar las ondas cerebrales para saber de los mecanismos de nuestras mentes que, están clasificados los secretos más complejos del Universo.

La conciencia plantea un problema especial que no se encuentra en otros dominios de la ciencia. En la Física y en la Química se suele explicar unas entidades determinadas en función de otras entidades y leyes. Podemos describir el agua con el lenguaje ordinario, pero podemos igualmente describir el agua, al en principio, en términos de átomos y de leyes de la mecánica cuántica. Lo que hacemos es conectar dos niveles de descripción de la misma entidad externa (uno común y otro científico de extraordinario poder explicativo y predictivo. Ambos niveles de descripción) el agua líquida, o una disposición particular de átomos que se comportan de acuerdo con las leyes de la mecánica cuántica (se refiere a una entidad que está fuera de nosotros y que supuestamente existe independientemente de la existencia de un observador consciente.)

En el caso de la conciencia, sin embargo, nos encontramos con una simetría. Lo que intentamos no es simplemente comprender de qué manera se puede explicar las conductas o las operaciones cognitivas de otro ser humano en términos del funcionamiento de su cerebro, por difícil que esto parezca. No queremos simplemente conectar una descripción de algo externo a nosotros con una descripción científica más sofisticada. Lo que realmente queremos es conectar una descripción de algo externo a nosotros (la mente), con algo de nuestro interior: una experiencia, nuestra propia experiencia individual, que nos acontece en tanto que observadores conscientes. Intentamos meternos en el interior o, en la atinada ocurrencia del filósofo Tomas Negel, saber qué se siente al ser un murciélago. Ya sabemos qué se siente al ser nosotros mismos, qué significa ser nosotros mismos, pero queremos explicar por qué somos conscientes, saber qué es ese “algo” que nos hace ser como somos, explicar, en fin, cómo se generan las cualidades subjetivas experienciales.

En suma (y hablando en serio), deseamos explicar ese “Pienso, luego existo” que Descartes postuló como evidencia primera e indiscutible sobre la cual edificar toda la filosofía. Y, a todo esto, hemos llegado a saber que, en las estrellas se forman los elementos complejos necesarios para la vida, al agotar sus combustibles nucleares, las estrellas, siembran el espacio interestelar con inmensas Nebulosas ricas en moléculas de todo que se combinan y transforman, y, la química se une a la biología para hacer posible que, surjan, primero mundos y, más tarde, seres que evolucionan y pueden pensar, es decir, se ha recorrido el camino que va desde la materia inerte a los pensamientos.

             Este es el lugar que nos permite recorrer el camino del saber

Esa complejidad nos llevará muy lejos. Sin embargo, ¿Cómo podríamos saber todo lo que corre por la mente Humana? Sus intrincados laberintos y sus cien mil millones de neuronas nos hace tener un arma muy poderosa…¿Sabremos utilizarla? La mente humana, en el campo de las matemática, de la Física, de la biología y genética, en Química y en variadas tecnologías, ha llegado a alcanzar un nivel que, algunas veces no parecen de mundo.

                               Poder generar pensamientos ¡Qué grandeza!

            ¿Sabremos algún día lo que la Conciencia es?

Podríamos decir que es un “milagro” en sí mismo, todo ese proceso por el que tiene que pasar la materia hasta constituirse en un SER consciente del entorno que lo rodea, del mundo que lo acoge, del Universo al que pertenece, de las estrellas donde residen sus orígenes y, ¿llegaremos a saber algún día qué tan largo recorrido?

“Todas las cosas son, pero no de la misma manera” Aquel sabio, con sus palabras, elevó “las cosas” a la categoría de ser. Y, si lo pensamos bien, el hombre llevaba toda la razón, ya que, la materia es, y, sólo le queda evolucionar y transformarse adquirir la conciencia de la que nosotros podemos disfrutar para saber sobre muchas de las “cosas” que en el Universo son.

Emilio Silvera Vázquez