sábado

DARWIN Y LA EVOLUCION


La teoría darwinista afirma que los rasgos complejos que poseen los seres vivos se forman en un proceso gradual que implica tres factores esenciales.

En primer lugar, en toda población de seres vivos existe una amplia variación en sus rasgos (altura, tamaño, velocidad, agresividad, resistencia a enfermedades o a parásitos, etc.).

En segundo lugar, puesto que los recursos casi siempre son escasos con respecto a las capacidades reproductivas de los organismos, en la naturaleza se da una dura lucha por la existencia, y aquellos individuos que posean ciertas variedades apropiadas de esos rasgos tendrán ventaja sobre otros individuos en esa lucha.

En tercer lugar, muchos de esos rasgos serán heredables, con lo que los individuos seleccionados dotarán a las generaciones futuras con los rasgos que han resultado ventajosos. Este proceso en el tiempo es el que explica la evolución de las especies y su adaptación, a veces tan maravillosa, al entorno.

La idea era tan arriesgada que Darwin, ya naturalista de prestigio, no se atrevió a publicarla y pospuso el asunto más de veinte años. Su publicación vino forzada finalmente por un acontecimiento inesperado; la recepción de una carta del naturalista Alfred Russel Wallace en la que éste le pedía ayuda para publicar las conclusiones a las que había llegado en su trabajo de campo en Las Molucas y que eran, sin que Wallace lo supiera, similares a las de Darwin. 'El Origen de las especies' se publicó en 1859, cuando Darwin contaba ya con medio siglo de vida.

martes

COPERNICO Y EL HELIOCENTRISMO


Los sabios habían tenido a la Tierra parada en el centro del Universo casi dos mil años. Hasta que llegó Copérnico y la dejó girando como una peonza alrededor del Sol, como hoy la conocemos. Se dice que en su lecho de muerte, este clérigo polaco pudo ver por fin impreso el libro al que dedicó media vida: De revolutionibus (Sobre las revoluciones de las orbes celestes).
Nicolás Copérnico (1473-1543) no era el primero en explicar que todo gira alrededor del Sol. Pero él lo hizo tan a fondo, en ese libro, que inició así una revolución científica contra el orden universal establecido por el mayor sabio conocido hasta entonces, el griego Aristóteles.

Aristóteles dijo en el siglo IV a.C. que una fuerza mística movía al Sol y los planetas en círculos perfectos alrededor de la Tierra. Algo muy del gusto de la Iglesia pero, para encajar esa idea con los extraños movimientos de los planetas que se ven en el cielo, los astrónomos tenían que recurrir a los malabarismos matemáticos que otro griego, Ptolomeo, inventó en el siglo II. Así que Copérnico se puso a buscar algo más sencillo, casi al mismo tiempo que Miguel Ángel emprendía otro gran proyecto, el de decorar los techos de la Capilla Sixtina.

Copérnico tenía un completo currículum renacentista: estudios de medicina, arte, matemáticas, derecho canónico y filosofía; experiencia como economista y diplomático; y además, un buen puesto como funcionario eclesiástico. Pero su mayor pasión era la Astronomía. La había descubierto mientras estudiaba en las mejores universidades de Italia, que entonces eran un hervidero de nuevas ideas que surgían constantemente… allí uno de sus profesores se atrevía incluso a dudar de las teorías de Aristóteles.

De vuelta a su vida tranquila en Polonia, Copérnico se dedicó a observar el cielo. En 1514 ya escribió un boceto de su teoría, aunque no lo publicó por miedo a que lo condenaran por hereje y además porque era un perfeccionista: se pasó 15 años más repitiendo sus cálculos, diagramas y observaciones a simple vista, anteriores al invento del telescopio.

Supo ver que, a veces, las apariencias engañan. Que si vemos girar el Sol (y el cielo estrellado), es por la rotación diaria de la Tierra sobre sí misma; que si el Sol repite cada año su camino, atravesando las constelaciones del zodíaco, es por la traslación de la Tierra alrededor del astro; que si los planetas hacen extraños bailes en el cielo, es porque los vemos dar vueltas al Sol desde otro planeta en movimiento. Copérnico fue el primero en recitarlos por orden: Mercurio, Venus, la Tierra, Marte, Júpiter y Saturno, los 6 planetas que se conocían entonces.

En su carrera permanente, como si el Sistema Solar fuera una pista de atletismo, la Tierra va más rápido que los planetas de las calles exteriores y cada año les saca una vuelta de ventaja. Durante los meses que dura un adelantamiento, nos da la sensación de que el otro planeta se frena, luego retrocede y avanza de nuevo cuando lo dejamos atrás, como pasa cuando adelantamos a otro coche en la carretera.

Cuando por fin Copérnico decidió publicar su teoría, el editor del libro la suavizó en el prólogo: dijo que eran “sólo matemáticas más fáciles” para predecir los movimientos de los planetas, y no una nueva forma de ver la realidad del Universo. Pero así se entendió, como un desafío a Aristóteles, a la Iglesia y al sentido común. Si la Tierra se desplaza y gira tan rápido, ¿por qué las cosas caen rectas y no en curva? ¿Y por qué no salimos disparados al espacio? Hubo que esperar a que Kepler, Galileo y Newton lo explicaran. Pasaron 150 años hasta que triunfó la revolución copernicana y el mundo por fin admitió que la Tierra sólo era una peonza más.

miércoles

DE LA LUNA AL MAS ALLA


El estudio del Universo ha ocupado y sigue ocupando estudios de las mentes más brillantes de nuestro tiempo. La última teoría de Stephen Hawking antes de su muerte establecía que la inflación eterna como teoría del Big Bang es errónea y, en consecuencia, el Universo tiene límites. Hawking trabajó en esta teoría junto al profesor Thomas Hertog y fue publicada en el Journal of High Energy Physics. Basada en la teoría de cuerdas, la revolucionaria teoría de Hawking predice que el universo es mucho más simple que muchas teorías actuales sobre el Big Bang. Una idea que han reabierto el debate sobre los límites del Universo y su expansión. 

Hawking y Hertog defendían que la explicación de la inflación eterna como teoría del Big Bang es errónea. "Asume un universo de fondo existente que evoluciona de acuerdo con la teoría de la relatividad general de Einstein y trata los efectos cuánticos como pequeñas fluctuaciones en torno a esto", dijo Hertog. "Sin embargo, la dinámica de la inflación eterna borra la separación entre la física clásica y cuántica. Como consecuencia, la teoría de Einstein se descompone en la inflación eterna". "Predecimos que nuestro universo, en las escalas más grandes, es razonablemente liso y globalmente finito. Por lo tanto, no es una estructura fractal", defendió Hawking, que basaba su teoría en la teoría de cuerdas: una rama de la física teórica que intenta reconciliar la gravedad y la relatividad general con la física cuántica, en parte describiendo los componentes fundamentales del universo como pequeñas cuerdas vibratorias. Su enfoque utiliza el concepto de holografía de la teoría de cuerdas, que postula que el universo es un holograma grande y complejo: la realidad física en ciertos espacios tridimensionales puede reducirse matemáticamente a proyecciones bidimensionales en una superficie. Ambos describieron la inflación eterna sin tener que depender de la teoría de Einstein. 

En la nueva teoría, la inflación eterna se reduce a un estado atemporal definido en una superficie espacial al principio de los tiempos. La anterior 'teoría de no fronteras' de Hawking predijo que si retrocedes en el tiempo hasta el comienzo del universo, el universo se encoge y se cierra como una esfera, pero esta nueva teoría representa un paso más allá del trabajo anterior."Ahora estamos diciendo que hay un límite en nuestro pasado", matizó Hertog. Estos resultados, de ser confirmados por trabajos posteriores, tendrían implicaciones de largo alcance para el paradigma del multiverso. "No estamos en un solo universo único, pero nuestros hallazgos implican una reducción significativa del multiverso, a un rango mucho menor de universos posibles", dijo Hawking. Esto hace que la teoría sea más predictiva y comprobable. 

¿Qué opinan otros expertos hoy? Sean Carroll, profesor de investigación en física de Caltech especializado en mecánica cuántica, gravitación, cosmología, mecánica estadística fundamentos de la física, opina que el borde del Universo como tal no existe. Lo hay, pero observable y esto se debe a que la luz viaja a una velocidad finita. Esto no significa que haya un borde físico. La alternativa que propone es que el Universo se pliegue sobre sí mismo como una esfera, lo que haría que fuese finito en su tamaño, pero sin borde. No descarta la posibilidad de que el Universo no sea uniforme y las condiciones cambien entre un punto y otro. Tampoco descarta la posibilidad de un multiverso. 

Por su parte, Jo Dunkley, especialista en la materia de la Universidad de Princeton, establece que más que un borde lo que podría suceder es que el Universo podría envolverse en sí mismo, lo que haría que no fuese infinito. Descarta un borde como tal y considera que quizá más allá de lo observable hay supercúmulos de galaxias, con miles de millones de estrellas y planetas. 

Jessie Shelton, de la Universidad de Illinois Urbana-Champaign, aclara también que estamos limitados por la velocidad de la luz y la información que nos llega de esta y revela datos de los orígenes del Universo. En su opinión, para establecer que hay en el borde de este habrá que esperar miles de millones de años en el mejor de los casos... Y quizá ni con esas, debido a la velocidad a la que se expande el Universo. La idea defendida por esta experta es que si llegásemos al borde del Universo lo que veríamos serían más galaxias y planetas. 

Michael Troxel, experto de Duke, asegura que si pudiésemos ver lo suficientemente lejos como para llegar hasta un límite, probablemente llegaríamos hasta el punto de partida, el lugar donde empezaste. Troxel habla de dos bordes, el límite de velocidad de todo lo que hay en el Universo (unos 1080 km/h) y que ese límite de velocidad es el mismo en todas partes. Sin embargo, cree que nunca podríamos llegar a alcanzar la distancia más lejana ahora mismo con los sistemas actuales de medición. 

En la misma dirección que sus colegas anteriores se mueve la teoría de Abigail Vieregg, del Instituto Kavil de Física Cosmológica de la Universidad de Chicago. Vieregg solo habla de borde al referirse al Universo observable y que no se puede hablar de una frontera como tal. Por último, Arthur B. Kosowsky, de la Universidad de Pittsburgh, sentencia que es posible que no exista ese borde y, si existiera, está tan lejos como para que la luz no haya tenido tiempo suficiente para llegar a nosotros por lo que hay que conformarse con el Universo que sí se puede observar.

domingo

AMAR LA FISICA: EL HIGGS



El CERN, situado en la frontera franco-suiza próxima a Ginebra, constituye el mayor laboratorio de investigación en Física de Partículas Elementales o Física de Altas Energías a nivel mundial. Fundado en 1954 por 12 países europeos, el CERN es hoy en día un modelo de colaboración científica internacional y uno de los centros de investigación más importantes del mundo. Actualmente, el CERN tiene 20 Estados miembros, los cuales comparten la financiación y la toma de decisiones en la organización. Rumanía se encuentra en proceso de convertirse en Estado miembro. Israel, Chipre y Serbia son Estados Asociados. Otros países como EE.UU., Rusia, India, Japón, Turquía, así como la Unión Europea y la UNESCO, tienen estatus de Observador.

El objetivo principal de la investigación del CERN es el estudio de los constituyentes últimos de la materia y de las fuerzas fundamentales a través de las que interaccionan. La tecnología utilizada para ello son los aceleradores de partículas. El CERN constituye un conjunto articulado de aceleradores de partículas cuyo eslabón final es el Gran Colisionador de Hadrones (LHC, por sus siglas en inglés). El LHC, construido en un túnel subterráneo de 27 Km de longitud, es el mayor acelerador de partículas del mundo.

Para el colisionador LHC se han construido 4 grandes detectores: CMS, ALICE, ATLAS y LHCb. Tras un periodo de operación ininterrumpida iniciado en 2009, el 14 de febrero de 2013 el LHC detuvo su funcionamiento para llevar a cabo trabajos de consolidación y mantenimiento, concluyendo con éxito los primeros tres años de operación del mayor acelerador de partículas del mundo. Los trabajos que se realizarán durante 2013-2014 en lo que se denomina LS1 (long shutdown 1), permitirán que el LHC opere a 14 TeV, su máxima energía de diseño, a partir de 2015. Durante el periodo de parada del LHC se continuará el análisis de la enorme cantidad de datos registrados (más de 100 peta bytes), incluidos los relacionados con el hallazgo de una partícula compatible con el “bosón de Higgs” en julio 2012. Este hecho ha supuesto la concesión del Premio Nobel de Física 2013 al inglés Peter Higgs y el belga François Englert. Participación española España perteneció al CERN entre 1962 y 1968.

En 1983 nuestro país se incorporó de nuevo a la Organización como miembro de pleno derecho. Cerca de 11.000 usuarios procedentes de unas 600 instituciones, departamentos universitarios y centros de investigación de todo el mundo, participan en los programas de investigación del CERN. La presencia española en la categoría de usuarios reconocidos y registrados por el CERN está en el entorno del 5% en la categoría de usuarios de los Estados miembro. A este colectivo habría que sumar la comunidad de aproximadamente 100 físicos teóricos que también colaboran con el CERN. España tiene presencia como miembro de pleno derecho en el Consejo del CERN, máximo órgano de gobierno y responsable de las decisiones fundamentales, en el Comité de Finanzas, encargado de evaluar todos los temas financieros de la Organización, y participa en el Comité de Política Científica, formado por científicos de reconocido prestigio. Los distintos Estados miembro contribuyen anualmente al CERN de manera proporcional a su PIB. Por nivel de contribuciones, España ocupa el quinto lugar después de Alemania, Reino Unido, Francia e Italia.

Este joven físico me recuerda tiempos pasados, vehemencias apagadas, sueños disueltos en el tiempo. ¿Conseguirán los futuros investigadores del CERN encontrar la puerta para volver a los 90? O mejor, ¿a los 70? En este siglo, no lo creo. Quizá en el XXII. O no.

CHERNOBYL Y FUKUSHIMA


De pronto, una serie de televisión vuelve a refrescarnos la memoria sobre lo que ocurrió hace 33 años. “Chernobyl” volvió a situarnos en 1986 y a recordarnos lo que significó ese atroz accidente nuclear. Eran años cuando aún existía la Unión Soviética, no había Internet ni tampoco redes sociales.
Pero en marzo del 2011 también hubo otra tragedia nuclear. Hace apenas ocho años, la central de Fukushima, en Japón, casi colapsó tras el devastador terremoto y posterior tsunami que mató a unas 18 mil personas. En su momento, las comparaciones no tardaron. Fukushima era el Chernobyl del nuevo milenio, pero en una época donde un accidente de esa magnitud ya no se podía ocultar, y las fotos y videos se compartían en tiempo real por toda la red.
A ocho años de aquella tragedia, los especialistas ya no se atreven a comparar Fukushima con Chernobyl. Estos son los principales puntos de divergencias, y algunas similitudes, entre ambos desastres nucleares:

Causas de la explosión

►Chernobyl

Varios factores confluyeron: errores humanos y la violación de procedimientos, además de la laxitud de las medidas de seguridad soviéticas.

►Fukushima

La planta de Fukushima Daiichi no fue diseñada para soportar de manera óptima un terremoto de 9 grados y un posterior tsunami. La central, construida cerca de la playa, tenía apenas un muro de contención de ocho metros de alto, el cual fue fácilmente sobrepasado por las olas de 15 metros que generó el tsunami.
“En el caso de Chernobyl, se puede pensar en un accidente aleatorio, causado por un equipo mal mantenido en una Unión Soviética que se desintegraba. No se puede aplicar la misma percepción a Fukushima, que tuvo lugar en una democracia moderna, desarrollada y tecnológicamente avanzada”, explica a BBC Doug Parr, jefe científico de Greenpeace en el Reino Unido.

Detalles de la explosión

►Chernobyl

Solo un reactor explotó de los cuatro que funcionaban. Pero el daño al núcleo del reactor se desató con mucha rapidez y violencia. Se lanzaron más productos radiactivos, pues la liberación de energía espontánea terminó expulsando todo el cóctel de materiales que había dentro del reactor.

►Fukushima

Tres reactores, de los seis que funcionaban, quedaron afectados y experimentaron derrumbes y explosiones. El ingreso violento del agua de mar ocasionó el colapso de los sistemas de refrigeración de los reactores, y se desactivó el sistema de electricidad. Debido a ello, los núcleos se sobrecalentaron y derritieron, pero no hubo una dispersión violenta de material radiactivo.
Las mediciones que se han hecho a los trabajadores de la planta y a la población que vivía en la zona, que se encontraba dentro de un radio de 20 kilómetros, muestran que la dosis acumulada promedio de radiactividad por persona fue unas 10 veces menor que la de Chernobyl.

Enfermedades y desplazados

►Chernobyl

Una de las principales consecuencias en materia de salud fue el aumento significativo del cáncer de tiroides en los menores de edad. En los años que siguieron, esta enfermedad se disparó en más del 90% en Ucrania –país donde se ubicaba la planta– por la exposición a la radiación. Muchos de los testimonios de los afectados fueron recogidos de manera sobrecogedora por la premio Nobel de Literatura, la periodista bielorrusa Svetlana Aleksiévich, en su libro “Voces de Chernobyl”.

►Fukushima

El Gobierno de Japón aceptó el año pasado la muerte de una sola persona como consecuencia directa de la radiación emitida por Fukushima. Sin embargo, el impacto social radicó en la evacuación forzada de 154 mil personas, que debieron abandonar sus casas por precaución. De ellas, hasta hoy unas 100 mil siguen en viviendas temporales.
La Organización Mundial de la Salud no tiene registradas personas heridas o enfermas directamente relacionadas con el accidente. Sin embargo, la agresiva respuesta del gobierno a la tragedia causó indirectamente unas mil muertes, la mayoría personas de la tercera edad.

Impacto ambiental

►Chernobyl

El entonces régimen soviético estableció un área de exclusión de 30 kilómetros alrededor de la planta. Las ciudades dentro de sus límites permanecen abandonadas. Los árboles en los bosques cercanos se volvieron rojos y murieron poco después de la explosión. Pero décadas más tarde, la vida silvestre ha ido prosperando en la zona.

►Fukushima

Las autoridades japonesas crearon una zona prohibida de 20 kilómetros alrededor de Fukushima Daiichi y hasta el momento se han removido 14 millones de toneladas de terreno radiactivo. La magnitud del impacto ambiental aún se desconoce, aunque hay evidencia de mutaciones genéticas en las mariposas y jabalíes de la zona.
Unas 5 mil personas siguen en Fukushima haciendo labores de descontaminación.