Dic
15
La Inmensidad del Universo y, la “pequeñez” de los seres…
por Emilio Silvera ~ Clasificado en El Universo y la Química de la Vida ~ Comments (2)
Nuestro mundo es el tercero a partir del Sol, situado a 150 millones de kilómetros (1 UA) para que el agua corra líquida y libre y la vida, sea posible.
“La más antigua evidencia indiscutible de vida en la Tierra, interpretadas como bacterias fosilizadas, datan de hace 3770 millones de años-4280 millones de años. con evidencia geoquímica también parece demostrar la presencia de la vida hace 3800 millones de años.”
En nuestro sistema solar la vida se desarrolló por primera vez sorprendentemente pronto tras la formación de un entorno terrestre hospitalario. Hay algo inusual en esto. Según todos los datos que tenemos la edad de la Tierra data de hace unos 4.500 millones de años, y, los primeros signos de vida que han podido ser localizados fosilizados en rocas antiguas, tienen unos 3.800 millones de años, es decir, cuando la Tierra era muy joven ya apareció en ella la vida.
El secreto reside en el tiempo biológico necesario para 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 para la vida, tales como el Hidrógeno, Nitrógeno, Oxígeno, CARBONO, etc.
A veces me he preguntado: ¿Podría existir la Vida sin Carbono?
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.
Gracias a la atmósfera terrestre es posible la vida en la tierra. La atmósfera es la capa protectora contra los rayos cósmicos, los rayos UVA y otras radiaciones nocivas para la vida. La mayoría de los planetas no tienen atmósfera o la tienen muy densa y tóxica como sucede en venus. La atmósfera está muy unida al origen de la vida, tal y como veremos ambos parámetros están interconectados entre sí. ¿Qué hace diferente a la tierra? ¿Cómo se formó nuestra atmósfera?
La proto-atmósfera
Antes de nuestra atmósfera hubo otra formada a partir de los gases volcánicos hace unos 4500 m.a. y cuyas características eran muy diferentes a las actuales. Estaba formada principalmente por hidrógeno, dióxido de carbono y azufre convirtiéndola en una atmósfera muy reductora, es decir, no tenía oxígeno. Se piensa que la mayoría de estos gases se perdieron al no poder ser retenidos por la tierra. Durante esta época la tierra estaba semi-fundida y era muy activa geológicamente.
La atmósfera inicial, la Tierra Primigenia
Cuando la tierra empezó a enfriarse el vapor de agua producido por las erupciones volcánicas se condensó formando los océanos. Este agua reaccionó con las rocas de la corteza terrestre para formar los primeros carbonatos a partir de los cuales, millones de años después, aparecieron las primeras bacterias que formaron estromatolitos. Los estromatolitos son estructuras minerales formadas por bacterias, las primeras estructuras orgánicas que se conocen. Este proceso fue muy importante en la evolución de la atmósfera hasta la actualidad.
Evolución de la atmósfera hasta la actualidad
Las bacterias iniciales estaban adaptadas a un ambiente anóxico en el que realizaban la fotosíntesis emitiendo oxígeno y ozono como productos de deshecho. Poco a poco la atmósfera fue llenándose de oxígeno, la actividad volcánica disminuyó y las bacterias adaptadas a la falta de oxígeno desaparecieron en un ambiente venenoso para ellos. Sí, para las primeras formas de vida el oxígeno era tóxico.
Entre esas bacterias surgieron otras mejor adaptadas al nuevo ambiente rico en oxígeno dando paso a especies progresivamente más complejas. Esto junto con la formación de la capa de ozono (O3), fue lo que finalmente hizo posible la colonización de tierra firme muchos millones de años después. Poco a poco la composición de la atmósfera fue cambiando hasta la actualidad.
“Tal y como puede verse la composición de la atmósfera está muy vinculada con el origne y evolución de la vida. Puedes ver más sobre estos temas en las entradas «¿Por qué hay vida en la tierra?» y «La atmósfera hace posible la vida» en las que encontrarás cosas interesantes relacionadas con estos temas. Pásate también por el post «tiempo geológico y edad de la tierra«
Referencias:
https://www.eafit.edu.co/ninos/reddelaspreguntas/Paginas/como-se-creo-la-atmosfera.aspx
http://www.cienciorama.unam.mx/a/pdf/66_cienciorama.pdf
https://es.scribd.com/document/347115742/Protoatmosfera
La evolución de una atmósfera planetaria que sustente la vida requiere una fase inicial durante 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.
La imagen del cielo nos puede servir para mostrar una atmósfera acogedora para la vida
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 forma como objeto principal.
A muchos les cuesta trabajo 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.
Es cierto que la realidad puede ser mucho más imaginativa de lo que nosotros podamos imaginar. ¿Habrá mundos con formas de vida basadas en el Silicio? Aunque me cuesta creerlo, también me cuesta negarlo toda bvez que, la Naturaleza nos ha demostrado, muchas veces ya, que puede realizar cosas que nosotros, nos parecen imposibles y, sin embargo, ahí está el salto cuántico… Por ejemplo.
Si realmente existieran formas de vida basadas en el Silicio, pasaríamos junto a ellas sin ser conscientes de su existencia. No podemos comunicarnos con la mayoría de las especies que pueblan la Tierra, y, con algunas hemos alcanzado alguna afinidad que, no llega a ser una relación plena. Claro que todas están basadas (como nosotros), en el Carbono. ¿Cómo vamos a poder entablar relación inteligente con “seres” de Silicio?
Los biólogos, por ejemplo, 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 los estimaciones de la probabilidad de que haya inteligencias extraterrestres en el Universo se centran en formas de vida similares a nosotras que habiten en planetas parecidos a la Tierra y necesiten agua y oxígeno o similar con una atmósfera gaseosa y las demás condiciones de la distancia entre 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 para la posible existencia de carbono y oxígeno, y con ello para la vida en el Universo.
Hay una coincidencia o curiosidad adicional que existe entre el tiempo de evolución biológico y la astronomía. Puesto que no es sorprendente que las edades de las estrellas típicas sean similares a la edad actual del Universo, hay también una aparente coincidencia entre la edad del Universo y el tiempo que ha necesitado para desarrollar formas de vida como nosotros.
Para nosotros ha pasado mucho tiempo, y, sin embargo, para el Universo ha sido solo un instante
Si miramos retrospectivamente cuánto tiempo han estado en escena nuestros ancestros inteligentes (Homo sapiens) vemos que han sido sólo unos doscientos mil años, mucho menos que la edad del Universo, trece mil millones de años, o sea, menos de dos centésimos de la Historia del Universo. Pero si nuestros descendientes se prolongan en el futuro indefinidamente, la situación dará la vuelta y cuando se precise el tiempo que llevamos en el Universo, se hablará de miles de millones de años.
Brandon Carter y Richard Gott han argumentado que esto parece hacernos bastante especiales comparados con observadores en el futuro muy lejano.
Podríamos imaginar fácilmente números diferentes para las constantes de la Naturaleza de forma tal que los mundos también serían distintos al planeta Tierra y, la vida no sería posible en ellos. Aumentemos la constante de estructura fina más grande y no podrá haber átomos, hagamos la intensidad de la gravedad mayor y las estrellas agotarán su combustible muy rápidamente, reduzcamos la intensidad de las fuerzas nucleares y no podrá haber bioquímica, y así sucesivamente.
Hay cambios infinitesimales que seguramente podrían ser soportados sin notar cambios perceptibles, como por ejemplo en la vigésima cifra decimal de la constante de estructura fina. Si el cambio se produjera en la segunda cifra decimal, los cambios serían muy importantes. Las propiedades de los átomos se alteran y procesos complicados como el plegamiento de las proteínas o la replicación del ADN PUEDEN VERSE AFECTADOS DE MANERA ADVERSA. Sin embargo, para la complejidad química pueden abrirse nuevas posibilidades. Es difícil evaluar las consecuencias de estos cambios, pero está claro que, si los cambios consiguen cierta importancia, los núcleos dejarían de existir, n se formarían células y la vida se ausentaría del planeta, siendo imposible alguna forma de vida.
Las constantes de la naturaleza ¡son intocables!
Ahora sabemos que el Universo tiene que tener miles de millones de años para que haya transcurrido el tiempo necesario par que los ladrillos de la vida sean fabricados en las estrellas y, la gravitación nos dice que la edad del Universo esta directamente ligada con otros propiedades como la densidad, temperatura, y el brillo del cielo.
Puesto que el Universo debe expandirse durante miles de millones de años, debe llegar a tener una extensión visible de miles de millones de años luz. Puesto que su temperatura y densidad disminuyen a medida que se expande, necesariamente se hace frío y disperso. Como hemos visto, la densidad del Universo es hoy de poco más que 1 átomo por M3 de espacio. Traducida en una medida de las distancias medias entre estrellas o galaxias, esta densidad tan baja muestra por qué no es sorprendente que otros sistemas estelares estén tan alejados y sea difícil el contacto con extraterrestres. Si existe en el Universo otras formas de vía avanzada, entonces, como nosotros, habrán evolucionado sin ser perturbadas por otros seres de otros mundos hasta alcanzar una fase tecnológica avanzada, entonces, como nosotros, habrán evolucionado sin ser perturbadas por otros seres de otros mundos hasta alcanzar una fase tecnológica avanzada.
La expansión del Universo es precisamente la que ha hecho posible que el alejamiento entre estrellas con sus enormes fuentes de radiación, no incidieran en las células orgánicas que más tarde evolucionarían hasta llegar a nosotras, diez mil millones de años de alejamiento continuado y el enfriamiento que acompaña a dicha expansión, permitieron que, con la temperatura ideal y una radiación baja los seres vivos continuaran su andadura en este planeta minúsculo, situado en la periferia de la galaxia que comparado al conjunto de esta, es solo una cuota de polvo donde unos insignificantes seres laboriosos, curiosos y osados, son conscientes de estar allí y están pretendiendo determinar las leyes, no ya de su mundo o de su galaxia, sino que su osadía ilimitada les lleva a pretender conocer el destino de todo el Universo.
Cuando a solas pienso en todo esto, la verdad es que no me siento nada insignificante y nada humilde ante la inmensidad del Cosmos. soy muy consciente de que, aunque una parte infinitesimal, ¡soy una parte de él! Las estrellas pueden ser enormes y juntas, formar inmensas galaxias… pero no pueden pensar ni amar; no tienen curiosidad ni en ellas está el poder de ahondar en el porqué de las cosas, nosotros si podemos hacer todo eso y más. De todas las maneras, nosotros somos una parte esencial del universo: La que siente y observa, la que genera ideas y llega a ser consciente de que es, ¡la parte del universo que trata de comprender!
Emilio Silvera Vázquez
el 15 de diciembre del 2024 a las 13:12
Sí, en la inmensidad del Universo somos pequeños. Más realmente expresado, somos infinitesimales, casi nada si al volumen se refiere. Sin embargo, si comparamos lo que realmente sucede, podemos constatar que no somos nada pequeños, en muy poco tiempo hemos podido discernir lo que existe en los extremos donde residen los átomos y las galaxias.
Lo que nos lleva a pensar que, en realidad, no por pequeños se es menos importante. Pensemos en la importancia de un electrón de tamaño y masa insignificantes, lo que nos puede llevar al asombro y la maravilla al saber que, sin ellos no existirían los átomos, y, como consecuencia tampoco nosotros.
Si la carga del electrón, o, la masa del protón, variaran, aunque solo fuese una diezmillonésima parte… ¡La Vida no podría existir!
Si pensamos profundamente, si nos retrotraemos en el Tiempo, y, nos vamos al surgir de aquellas primeras estrellas, que han estado diez mil millones de años fusionando elementos sencillos en otros más complejos para que la Vida pudiera surgir… Y, además, nos ponemos a poder analizar el por qué de esas Constantes universales (están en el Ajuste fino del Universo para que sea real la presencia de la Vida), y, el resultado final de parámetros adimensionales, números que no han sido diseñados por el hombre, ya que, si un físico de cualquier otro mundo, hiciera los cálculos necesarios para hallar la Constante de Estructura Fina… ¡También le daría 1/137! Sin importar que clase de números o guarismos pudiera utilizar.
Eso nos podría llevar a pensar y preguntarnos:
¿Existe realmente una Consciencia Cósmica?
Cuando se juntan muchas casualidades… ¡Aparece la sospecha! Y, podemos pensar que serían las causalidades las que nos han llevado al escenario que podemos contemplar y que no entendemos del todo.
Siempre serán más las preguntas que las respuestas.
En nuestro Universo todo ha tenido, tiene y tendrá un Principio y un Final, así (en relación a nuestra especie), sabemos que la materia “inerte” evolucionó hacia la consciencia de Ser, y, esa consciencia trata de comprender de Dónde venimos, qué hacemos aquí, y, hacia dónde vamos, y, mientras tanto, el pensador nos dijo que aunque no está muerto lo que duerme eternamente, si es verdad que, con el paso de los Eones, hasta la muerte tendrá que morir.
el 15 de diciembre del 2024 a las 13:54
Si buscamos en el Pasado el momento en el que surgió el hombre verdadero, veremos que solo hace unos trescientos o cuatrocientos mil años, lo que comparado con la edad del Universo de 13.750 M de años… ¡Es el tiempo que tarda en ojo en parpadear!
Y, siendo así (que lo es), no se puede decir que lo conseguido (a pesar de todas nuestras carencias -que no son pocas-), no ha sido un material valioso.
Tenemos la suerte de que a nuestra especie, entre otros atributos, le han regalado uno que es de mucha importancia, le llamamos ¡Curiosidad!
Tenemos la necesidad de saberlo todo, cuando no comprendemos nos hacemos preguntas que no sabemos contestar, y, tal situación nos molesta hasta el punto de que, sin importar el precio, hemos emprendido interminables “viajes” buscando la respuesta que nadie nos podía dar.
La observación, el estudio, el experimento… Todos los escenarios posibles, sin mirar el coste (que a veces se pagaba con riesgo de la propia vida), algo dentro de nosotros nos empujaba a seguir la búsqueda interminable del saber de las cosas, y, a cada respuesta conquistada, aparecían oteas nuevas preguntas que nos incentivaban a seguir el viaje interminable del saber.
Claro que hemos cometido errores que, no pocas veces eran irreparables, hemos pagado un alto precio por todo lo conseguido, y, no siempre, elegimos el mejor camino para alcanzar la respuesta que se buscaba.
Observamos, experimentamos, perfeccionamos las tecnologías que nos llevaran hacia los “universos” de lo muy pequeño y de lo muy grande, como digo siempre desde el átomo hasta las galaxias. Hemos comprendido de nuestra “pequeñez” en el contexto al que pertenecemos, ya que, sin duda alguna, somos parte del Universo, estamos hechos de los elementos “fabricado en las estrellas.
A veces (mentalmente), me sitúo en un lugar imaginario, en una base situada en la altura desde la que puedo contemplar todo el Universo, trato de comprender el significado de toda aquella grandeza, y, me pregunto que trataba el Universo de conseguir al traernos aquí, ya que, pienso que el Universo sabía que íbamos a venir.
No podemos pensar que nuestra presencia en el Universo se debe al Azar, a una serie de casualidades que ha permitido el surgir de la vida, toda vez que, dichas casualidades, son tan complejas que pensar en la posibilidad de que sea la “suerte” la que hizo que todas esas estructuras de increíble dificultad se construyeran sin una original intención, algo que sabía el resultado final.
Me refiero, por ejemplo, a las estructuras atómicas y la del cerebro humano:
La primera, nos lleva a contemplar como partículas elementales de la familia de los Quarks y los Leptones, han conseguido algo que, antes de conocerlo y descubrirlo, nos hubiera parecido imposible, y, siguiendo con esa complejidad, vemos lo que es el núcleo atómico, esa infinitesimal parte de 1/100.000, que nos muestra los nucleones (protones y neutrones) hechos de Bariones de la Familia hadrónica que, a su vez, están conformadas por tripletes de Quarks que dentro de ellos están confinados por la fuerza nuclear fuerte que, intermediada por un emisario de la familia de los Bosones, hemos llamado Gluones.
De la complejidad del cerebro humano que os puedo decir. 86.000 millones de neuronas, casi tantas como estrella en nuestra Galaxia. Decimos que el cerebro humano es la estructura más compleja del Universo.
El cerebro humano ha sido descrito como la estructura más compleja conocida en el universo.
Contiene casi 86 mil millones de neuronas, 85 mil millones de otras células y muchas más conexiones.
Varios proyectos de investigación de cientos de millones de dólares no lograron mapear la estructura cerebral.
La función del cerebro es aún más compleja que su estructura con la conciencia como el mayor misterio. Hace mucho tiempo que la ciencia persigue saber los misterios que esconde y están profundamente guardados en los cimientos mismos de la Naturaleza, lugar al que no sabemos ni podemos llegar.
Las Neuronas y sus conexiones o sinapsis:
Estas conexiones permiten que las señales viajen entre las neuronas y pueden funcionar como puertas lógicas, lo que le da una potencia de cálculo de un exaflop, es decir, un quintillón de operaciones matemáticas por segundo (Madhavan, 2023), es decir, mil millones de veces mil millones o 1 seguido de 18 ceros.
Y hace todo esto de una manera increíblemente eficiente, utilizando solo 20 vatios de potencia. En comparación, una de las supercomputadoras más avanzadas del mundo requiere un millón de veces más de potencia (20 megavatios) para alcanzar una capacidad de computación similar (Madhavan, 2023).
Se estima que la longitud total de esta compleja red de fibra es de alrededor de 500,000 km o más de 310,000 millas de largo (Science Daily, 2017).
Las señales dentro de esta red pueden alcanzar velocidades de viaje de 431 kmh o 268 mph (Ross, 2011).
Tal complejidad tiene un costo biológico:
A pesar de que solo representa alrededor del 2 por ciento de la masa corporal, el cerebro consume alrededor del 20 por ciento de la energía total del cuerpo (Herculano-Houzel, 2012).
¿Es realmente lo más complejo?
Un mito muy extendido es que hay más neuronas en el cerebro que estrellas en la Vía Láctea. Esto no es realmente cierto: Hay alrededor de 200 a 400 mil millones de estrellas en nuestra galaxia y los 100 mil millones de neuronas comúnmente citadas en el cerebro es probablemente una sobreestimación (Stoke y Boytek , 2013). Una cifra más precisa es de alrededor de 86 mil millones (Azevedo et al, 2009).
Entonces, ¿es realmente la estructura más compleja que conocemos? Muchos expertos todavía parecen creerlo, desde el físico Michio Kaku (2014), quien describió el kilo y medio en nuestra cabeza como el objeto más complejo del sistema solar (pp. 2-3), hasta el neurocientífico Christof Koch (2013), el psiquiatra Sir Robing Murray (2012) y el neurobiólogo Gerald Fischbach (1992), quienes lo describieron como la estructura más compleja del universo conocido.
Esto se debe a que la complejidad es mucho mayor que el número de células en sí mismas: Las muchas conexiones complejas y la miríada de interacciones le dan al cerebro no solo complejidad estructural, sino que lo convierten en un todo intrincadamente funcional.
Si bien las estrellas y las galaxias interactúan, no pueden competir con la complicada interacción, señalización y computación que se produce entre las neuronas. Ni las estrellas ni las galaxias llegarán nunca a comprender.
Así podríamos estar hablando de todas estas maravillas, la conversación nos llevará de una cuestión a otra (ya que todo está conectado), y, finalmente, nos daríamos cuenta de que el viaje del saber es interminable.