Uranio altamente enriquecido

Me ha sorprendido sobremanera saber que la traducción al inglés de “El Oráculo manual y arte de prudencia”, escrito por Baltasar Gracián en 1647, vendió a finales del siglo XX más de ciento cincuenta mil ejemplares; diré más, en 1992, permaneció dieciocho semanas en la lista de los más vendidos elaborada por el Washington Post. ¿Su mérito? El libro ofrece normas para guiarse en la sociedad y consejos para ejercitar la prudencia, de cuya falta, como podrá comprobar el lector paciente, me voy a lamentar.

Hay veces que la lectura de una revista científica puede poner los pelos de punta. Eso me sucedió cuando, ojeando un artículo publicado en el año 2006, me encontré con unas inquietantes afirmaciones. Transcribo literalmente el comentario de Alexander Glaser y Frank von Hippel “resulta verosímil que unos suicidas penetraran en un depósito de UAE [uranio altamente enriquecido], construyesen un ingenio nuclear improvisado y lo detonasen antes de que reaccionara el personal de seguridad”; afirmación que resultaría alarmante si fuera verdad, pero debe serlo porque uno de los autores, ex Subdirector de Seguridad Nacional en la Oficina de Política Científica y Técnica de la Casa Blanca (EEUU), cabe suponer que esté muy bien informado.

¿Qué es el UAE? ¿Dónde se encuentra y para qué se usa tan peligrosa sustancia? Aclaro, antes de continuar, que el uranio que se extrae de la mina está formado por una mezcla de átomos ligeramente diferentes (técnicamente llamados isótopos). Pues bien, el UAE es uranio cuyo contenido en el isótopo apellidado doscientos treinta y cinco -el que es capaz de producir la explosión nuclear- se ha concentrado hasta alcanzar o superar el veinte por ciento; se emplea el UAE como combustible de unos ciento cuarenta reactores nucleares de investigación civil, o también para producir los isótopos radiactivos usados en medicina. Existe un centenar de almacenes, instalaciones civiles, dispersos por el mundo que guardan más de cincuenta mil kilos de UAE; y me aterra, porque sé que, con unos cien kilos de este producto, los terroristas serían capaces de construir y detonar con relativa facilidad un arma atómica eficaz, por muy rudimentaria que fuese. El artículo acaba de manera alarmante “En cosa de cinco a ocho años desaparecería del mundo todo el UAE civil. El retraso en llevar esa tarea a su fin sólo sirve para que unos eventuales terroristas nucleares en ciernes cuenten con más tiempo a su favor.” Aún no me he repuesto del susto.

Redundante mensajería

A pesar de que la mayoría de los europeos somos muy carnívoros y de que comemos mucho más carne de vaca, cerdo y pollo de la que sería conveniente, apenas nos paramos a pensar que son músculos lo que con tanta ansia devoramos; y que cualquier animal vertebrado contiene tras clases de músculos diferentes: los esqueléticos, que tensamos a voluntad, los lisos que se contraen con independencia de nuestro consentimiento y los cardíacos que tienen características comunes a ambos, pues aún siendo involuntarios, su anatomía se parece más a la de los primeros. Conocemos el corazón, lo hemos visto en múltiples fotografías, y a él atribuimos, sin ningún fundamento, nuestros amores; estamos habituados a palpar los músculos esqueléticos de los brazos -y muchos hombres a presumir de ellos-; tal vez resulten más extraños los músculos lisos: quienes hayan saboreado los callos –el intestino de las vacas- sabrán de lo que estoy hablando. Abandonadas las cuestiones anatómicas (y gastronómicas), quizá nos interese saber por qué se contraen los músculos. Simplificando un poco diría que cada célula muscular está conectada –sin que haya unión física- a una neurona; cuando la neurona recibe una orden, en forma de señal eléctrica, del cerebro o de la médula espinal, emite unas moléculas mensajeras que actúan sobre el músculo y logran su contracción. Así de fácil, así de difícil: un poquito de electricidad y los músculos que creíamos dominar se contraen. Pero no son fenómenos eléctricos los que me interesan en este momento, sino cómo se las arreglan las neuronas para comunicarse con los músculos. Las fibras nerviosas fabrican unas moléculas mensajeras, ni más ni menos. Todos los músculos esqueléticos usan un único mensajero que hemos llamado acetilcolina; sin embargo, en los músculos lisos y en el corazón, los transmisores utilizados son dos, la acetilcolina y la noradrenalina. Probablemente el lector curioso haya oído hablar de la segunda: también actúa como hormona fabricada por las glándulas suprarrenales en situaciones de estrés. Más desconocida le resultará la primera; el lector morboso quizá sepa que algunas armas químicas de destrucción masiva, los agentes nerviosos, impiden que se elimine la acetilcolina, con el funesto resultado de una estimulación continua de los músculos y del sistema nervioso.

Me pregunto, ¿por qué dos mensajeros? ¿A qué se debe esa falta de economía? Muchos son los misterios que quedan por desentrañar.

Teoría cuántica: cómo ir de un sitio a otro sin pasar por el medio

La teoría cuántica es una de las teorías más empleadas y peor comprendidas de la ciencia; la usamos para entender el funcionamiento de los láseres, los reactores nucleares, los ordenadores, la microelectrónica o la nanotecnología y también para conocer cómo opera la radiactividad o la causa por la que emiten luz las estrellas: o sea, se trata de una teoría maravillosa, sin embargo, los profanos se empeñan en ignorar cómo explica esta teoría el comportamiento de las partículas que componen la materia. Fíjese el lector inexperto en la extraña conducta del electrón en un átomo de hidrógeno, uno de tantos que componen mi mano, que ahora está tecleando en el ordenador. Habitualmente nos imaginamos a los electrones como bolitas volando alrededor del núcleo central, como si fueran diminutos planetas girando alrededor del Sol: se trata de una metáfora que se aproxima bastante a lo que sucede en realidad… la mayor parte de las veces, porque en otras, ¡ay en otras! Las partículas que constituyen la materia se convierten en una nube que se difumina, y ya casi ni sabemos lo que queda. Comprobémoslo. Sólo hay en electrón en el átomo de hidrógeno –decíamos- que da vueltas alrededor del núcleo, como Mercurio lo hace del Sol; sucede a veces que el electrón recibe un empuje de alguna partícula que choca contra él, lo desvía y pasa a girar en otra órbita, de Venus, por ejemplo, continuando con el símil planetario. Los físicos han observado al electrón en la órbita de Mercurio y también en la órbita de Venus: no hay duda, allí está. Y sin embargo nunca observaron algún electrón viajando de un sitio a otro, -así como lo cuento-, aunque muchas veces lo han intentado: es más, la teoría cuántica asegura, sin el menor asomo de duda, que no existe camino para ir de una órbita a la otra. ¿Cómo lo hace? Desaparece de un sitio y aparece en otro sin seguir una trayectoria. ¿Increíble? ¡Cierto! Amigo lector, si estimas que los físicos están un poco locos, manifiesto mi acuerdo contigo. Sólo te puedo decir que la mecánica cuántica es la teoría más confirmada con experimentos de toda la historia de la física… para desesperación y congoja de los filósofos. ¡Qué le vamos a hacer!

Saludable e incomprendida vitamina

Estamos tan habituados a pensar que el hombre es la especie superior en la biosfera que, aunque algunas veces hay motivos para creerlo, las más nos equivocamos. No le quepa la menor duda al lector escéptico: tanto nuestra anotomía, como nuestra fisiología y conducta son ciertamente mejorables. Un humilde hongo rojo del pan, por ejemplo, tiene unas capacidades bioquímicas superiores: concretamente, sintetiza todos los aminoácidos que necesita, algo que los humanos somos incapaces de hacer. ¿Por qué nosotros fabricamos algunas de las sustancias imprescindibles para la vida, y otras las adquirimos de afuera, o sea, las comemos? Si una sustancia se halla disponible como alimento, resulta obvio que presenta ventajas librarse de la carga de la maquinaria bioquímica necesaria para fabricarla. Eso sucedió en las distintas especies vivas a lo largo de su historia evolutiva. Cuando los antecesores de los mamíferos comenzaron a alimentarse de plantas perdieron la capacidad de sintetizar la mayoría de las vitaminas. No sucedió lo mismo con la vitamina C. ¿Por qué el hombre (y la cobaya y un murciélago comedor de fruta) no la sintetiza, y sí lo hacen la mayoría de los mamíferos como el perro, el caballo o la rata? Un medio ambiente -los bosques en los que habitaron los antecesores de los humanos- que proporcionase grandes cantidades de la vitamina en cuestión explicaría la eliminación de la capacidad de su síntesis.

 De la historia evolutiva deducimos varias conclusiones. La dieta de un gorila -y la del hombre primitivo- contiene cuatro gramos y medio de vitamina C; si elegimos los alimentos vegetales necesarios para mantener una dieta equilibrada hallamos que contienen algo más de dos gramos de la vitamina; valores semejantes a los que, en proporción a su peso, sintetizan los otros mamíferos. Si suponemos que tales valores representen la tasa óptima de ingestión de vitamina C, colegimos que la cantidad presente en la alimentación humana habitual es muy inferior. Si alguien se muestra reacio a aceptar estas afirmaciones declaro que me he limitado a recoger los argumentos de Linus Pauling, premio Nobel de Química. Por otro lado, debo hacer constar que las autoridades sanitarias de la Organización Mundial de la Salud proponen que únicamente treinta miligramos de vitamina, setenta veces menos que la dosis natural, son suficientes para mantener la salud. No cabe duda, se trata de opiniones claramente contrapuestas. ¡Qué le vamos a hacer!

Paradoja falaz sobre la temperatura

El otro día charlaba con un ingeniero sobre el significado de la temperatura. No discrepábamos sobre la existencia de un mínimo; las opiniones divergían sobre si hay un límite superior. Transcribo, para solaz del lector amante de las paradojas, el razonamiento que manejó mi colega. Todos sabemos calcular el sueldo medio de los individuos de una sociedad o el número medio de hijos de los matrimonios de un país; lo que ignora mucha gente, es que la temperatura de un objeto también es una medida de un valor medio, en este caso de la energía cinética del colectivo de partículas que lo forman. Cualquier objeto está formado por átomos y los átomos se mueven, la temperatura mide la rapidez o lentitud con que lo hacen, que es otra manera de referirnos a la energía cinética: inmediatamente el sagaz lector se habrá dado cuenta del acuerdo entre mi amigo y yo sobre el mínimo de la temperatura: la temperatura más baja (doscientos setenta y tres grados centígrados bajo cero) se alcanzará cuando todos los átomos estén quietos: es imposible menos. Voy ahora a la cota superior: los físicos saben que la energía cinética de un átomo se mide multiplicando la mitad de su masa por su velocidad dos veces. Como la masa de cada uno de los átomos es un valor conocido y su velocidad puede ser tan grande como se quiera, la temperatura no tiene límite superior. Mi sorpresa se produjo cuando mi interlocutor, recordando el abecedario de la relatividad, disentía: como todas las partículas tienen que moverse a una velocidad estrictamente inferior a la luz, la velocidad y, por tanto, la energía cinética tiene un límite, en consecuencia, la temperatura tendrá un máximo. Inicialmente atónito, porque no hallaba la falacia del argumento, respiré aliviado cuando me di cuenta que la teoría relatividad -que había recordado mi colega- también establece que la energía cinética de las partículas no sólo depende de la velocidad, sino también de la masa, y ésta no permanece inmutable, aumenta cuando la partícula acrecienta su velocidad, y puede ser tan grande como se quiera. Conclusión: la temperatura es ilimitada. A pesar de todo… tal vez en otro lugar comente los argumentos por los que los físicos estiman que la mayor temperatura concebible, la que alcanzó el universo en su primer instante de vida, necesita un número entero de treinta y tres cifras para escribirse.

El descubrimiento de un insólito gen, con fábula incorporada

Todos los aficionados a los cuentos conocen el carácter escurridizo, casi burlón de la realidad. El protagonista de esta fábula, un gen ubicado en el cromosoma diecisiete, tiene un ingrato nombre: p53. Su utilidad, poco prometedora al principio, me recuerda un entrañable cuento de Hans Christian Andersen: el desgarbado patito feo que, expuesto al rechazo injustificado, despreciado y abandonado, obligado a la soledad, no comprende la causa de su destino adverso; al cabo de un tiempo se convierte en un elegante cisne, amado y alabado por todos. Los descubridores del gen –decía- creyeron, en el año 1979, que se trataba de un oncogén (un malvado gen productor de cánceres);  no se averiguó su verdadera función, de supresor de tumores, hasta diez años más tarde.

No nos sorprenderá el súbito interés que ha despertado el p53 entre los médicos si añadimos que el gen se encuentra alterado en el cincuenta y cinco por ciento de los cánceres humanos. Aunque sigue sin conocerse detalladamente el procedimiento de actuación del p53 en el organismo, los biólogos ya han descubierto una de sus armas favoritas. Para ello dañaron el ADN de células sanas y observaron qué sucedía: el gen p53 se activaba; inmediatamente promovía la activación de otros genes, quienes obligaban a la célula a fabricar ciertas proteínas, proteínas que provocaban el suicidio de las células cancerosas. Sí, lector escéptico, reléelo de nuevo, sucede tal y como lo cuento. El gen protagonista discrimina las células normales de las cancerosas, y obliga a estas últimas a suicidarse. ¡Increíble! Y aún hay más, nos hallamos ante un gen que ejerce otras beneficiosas acciones: induce la reparación del ADN, activa el suicidio celular si el ADN es irreparable, y detiene la replicación celular si el ADN está dañado. No necesito más argumentos para convencer al suspicaz lector que el p53 no efectúa correctamente sus funciones si está alterado. El resultado del trastorno es fácilmente previsible: muchas células carecerán de protección y acabarán cancerosas. ¡Ni más, ni menos! Resulta obvio señalar que la comprensión de las funciones de este gen quizá nos conduzca a diseñar tratamientos para patologías que han amenazado desde siempre a la humanidad: no sólo el cáncer, sino también las cardiopatías o la demencia senil, e, incluso, nos inspire terapias para retrasar el envejecimiento.

Agujeros negros semejantes a pirañas

Recomiendo al lector curioso que trasnoche alguna vez durante el verano, salga de la ciudad y levante la vista al cielo. Por mínima sensibilidad que tenga le dejará anonadado la belleza del firmamento; contemple ahora la mancha lechosa que cruza de este a oeste: se trata de la tenue luz de centenares de miles de millones de estrellas que componen la Vía Láctea, nuestra galaxia. Volemos, al menos con la imaginación, al corazón de la galaxia -en la dirección de la constelación de Sagitario-; allí, en el centro de rotación, el lugar más brillante, se esconde un objeto extraordinario. Se trata de un pequeño agujero negro que tiene el tamaño del sistema solar (repare y sorpréndase el ingenuo lector en lo que los astrónomos consideran pequeño). No ha permanecido inmutable desde su formación, se ha estado alimentando de la materia del núcleo de la galaxia y ya ha acumulado la masa de cuatro millones de soles en el interior de su barriga; no debe extrañarnos, por lo tanto, que los astrónomos le apelliden supermasivo. Cuando la Vía Láctea, nuestra galaxia, era una jovenzuela recién llegada a la adolescencia, el agujero negro de su núcleo se alimentaba, como una piraña, de la abundante materia –estrellas, además de átomos, polvo y moléculas- que había a su alrededor. Luego, el alimento se acabó y la piraña –el agujero negro, quiero decir- se quedó allí, robusta y hambrienta... esperando.

¿Cómo sabemos que un agujero negro está en un sitio si, siendo negro, no se puede ver?, se preguntará algún lector curioso. Los astrónomos, cazadores avezados, conocen los rastros de tan esquivas piezas. El agujero negro se revela cuando una estrella errante, o una nube de gas, se acerca demasiado a él; sucede entonces que la materia cae al agujero atraída por su intensa gravedad; triturada y calentada por las enormes fuerzas emite destellos de radiación de alta energía justo antes de desaparecer; la gigantesca bocanada de rayos X emitida avisa a los astrónomos que el agujero se ha alimentado una vez más. En una galaxia tan antigua como la Vía Láctea (diez mil millones de años, quizá más), su voraz agujero negro central en la actualidad sólo se alimenta ocasionalmente, no encuentra con qué: el pez está hambriento, porque el estanque –la galaxia- está casi vacío.

Regeneración de órganos, la ciencia ficción llama a la puerta

Reconozco mi pesar por el debate que hubo sobre la ética de la investigación con células madre embrionarias. Convencido de que hay que defender la dignidad humana, convengo en la necesidad de regular la manipulación de embriones humanos para evitar posibles abusos; aún así, me parece tan ilógico prohibir su manipulación como impedir que se hagan transfusiones de sangre o trasplantes de órganos. No ignoro que existen gentes de buena voluntad que se niegan a ello, pero también sé que la mayor parte de los objetores se aprovecharán de la medicina regenerativa.

Recapitulemos. Sabemos que existen células-madre embrionarias y adultas. Aquéllas se forman inmediatamente después de la unión del óvulo con el espermatozoide; a partir del quinto día, una capa externa de células empieza a transformarse en la futura placenta; si en ese momento se separan las células internas y se las cultiva, obtendremos un gran número de células-madre embrionarias. Las células-madre adultas se generan en lugares distintos, concretamente, en la médula de los huesos huecos; parte de ellas evoluciona para transformarse en las células sanguíneas. Como los biólogos han averiguado que la sangre de nuestro cuerpo se renueva totalmente cada tres meses, colegimos que la médula fabrica células a un ritmo de cien millones diarios; y la fuente de producción son las células-madre hematopoyéticas (el enrevesado nombre es lo de menos). Parece que no hay diferencia entre ambos tipos de células-madre: tanto unas como otras son capaces de transformarse en cualquier tipo de célula corporal. Si lográsemos obtener, asunto difícil, suficiente cantidad de células-madre hematopoyéticas evitaríamos la polémica sobre el uso de los embriones humanos; y no crea el escrupuloso lector que se trata sólo de una cuestión de ética, nos libramos también del rechazo de las células-madre extrañas por el cuerpo donde se injerten.

La regeneración de órganos animales es un fenómeno que, desde hace mucho tiempo, intriga a los más perspicaces biólogos, quienes, imitando a las salamandras, ya consiguieron la regeneración en los ratones. Un médico norteamericano, Badylak, operando a adultos, ha logrado regenerar dedos humanos amputados a la altura de la raíz de las uñas; posibilidad que se creía exclusiva de los niños. ¿Serán las células-madre adultas, que se encuentran en nuestra sangre (y también, insospechadamente, en otros tejidos), capaces de reemplazar las células dañadas? ¿Cuántos años faltan para regenerar un pulmón, el corazón o una pierna amputada? ¿Por qué no, conservando el cerebro, regenerar el cuerpo entero?

Las estaciones

No comprendo a las personas que prefieren una estación a otra; cada una tiene un encanto especial: la dulce melancolía de la caída de las hojas en otoño, el murmullo del mar amigo mientras acaricia las playas en verano, la fuerza de la naturaleza revelándose en las tormentas de invierno o el renacer de la vida en la primavera. Y este preludio viene a cuento del movimiento de nuestro planeta en su órbita; la mayoría de los lectores curiosos saben que el camino de la Tierra alrededor del Sol tiene forma de elipse, y que la estrella no está en el centro, sino en el foco de la elipse; por ello tal vez alguno deduzca que las estaciones se deben al alejamiento o acercamiento al astro rey: se equivoca quien así piense. Durante el invierno la Tierra está más cerca de su estrella y en verano se encuentra en el punto más lejano; la causa de las estaciones no se halla en la mayor o menor cercanía, sino en la  inclinación del eje de rotación del planeta.

Espero a que el lector despistado se reponga de su sorpresa para continuar. El Sol no está quieto; de la misma manera que los planetas giran alrededor de su estrella, también las estrellas, el Sol incluido, lo hacen en nuestra galaxia. Y no durante un año, ni siquiera durante ciento sesenta y cuatro años, como Neptuno, sino durante algo más de doscientos interminables millones de años. Fíjate bien amigo lector, cuando el Sol se encontraba en la misma región de la galaxia que ahora, en la vuelta anterior, los humanos todavía no existíamos, los dinosaurios eran los señores del planeta. No sólo la nuestra, todas las estrellas que vemos a ojo desnudo y muchas más, aproximadamente, cien mil millones giran respecto al núcleo central de la Vía Láctea. Inevitablemente curioso, me pregunto ¿existirá un ciclo galáctico, equivalente al ciclo terrestre de estaciones? ¿Alguno de los fenómenos geológicos que sucedieron en la Tierra a lo largo de su historia dependió de los distintos ambientes galácticos por los que fue pasando el Sol? ¿Alguna de las extinciones masivas de la vida se relaciona con el paso del sistema solar por algún lugar concreto de la galaxia?

Me encanta tenderme en el campo durante una cálida noche de verano, contemplar las estrellas, y dejar vagar la imaginación.

Ionización del aire: eléctricos consejos para mejorar el ánimo

Quienes disfrutamos caminando por los senderos de montaña o por la costa cerca del mar sentimos, al acabar el paseo, la mente despejada, el ánimo levantado y el espíritu alegre, notamos que una sensación de alivio y bienestar ha invadido nuestro cuerpo. Aunque nunca me había preguntado por la causa de esta felicidad psicológica, hace poco he sabido que los fisiólogos han comprobado, sin asomo de duda, que la ionización del aire influye en el estado de ánimo. Interrumpo el discurso para aclarar que el aire contiene átomos neutros, átomos cuyos electrones externos, ligeros, pueden desprenderse de uno e ir a otro, creándose así iones: positivos los que pierden y negativos los que ganan. Así pues, el aire siempre tiene iones y la misma cantidad de negativos que de positivos, un equilibrio que puede alterarse por diferentes causas. Retomo el hilo del relato para indicar que el cerebro, dependiendo de la cantidad y la clase de los iones del aire, libera más o menos moléculas que alteran los estados de ánimo. Han leído bien, moléculas que intervienen en el funcionamiento del sistema nervioso; se trata de las neurohormonas, unas sustancias que usan las neuronas para comunicares entre sí. Los biólogos han averiguado que los iones negativos del aire ejercen una acción sedante, y los físicos, que esos iones abundan en el campo, en la costa y en las proximidades de los movimientos del agua -al lado de las cascadas, por ejemplo-, y que un ionizador casero también los produce. Dejamos para el final anunciar que el aire también puede contener iones positivos, y que éstos, lamentablemente, producen estados depresivos, cansancio, irritabilidad e insomnio; abundan en el aire de las ciudades, en la atmósfera con polvo o en la cercanía de los aparatos eléctricos. Los meteorólogos saben que, antes de una tormenta, predominan los iones positivos en la atmósfera, que inquietan a los animales, especialmente a los insectos; y que, cuando ha pasado la borrasca, el aire se llena de iones negativos e irrumpe la calma: el observador atento sentirá que la agresividad y ansiedad también han huido.

Estimado lector que entretienes tu tiempo en estas páginas, cuando te atrape el malhumor, no lo desahogues con tus amigos, compañeros o parientes, atribúyelo, algunas veces, al ambiente y acertarás; y si quieres mejorarlo, trasládate a la montaña o acércate al mar. Me agradecerás el consejo.

Energía negativa, menos que nada o el sueño de la razón

Sugiero al perspicaz lector que busque en Google energía negativa. ¿Ya lo ha hecho? Si el lector es aficionado a la ciencia, -tiene que serlo si está leyendo estas páginas-, inmediatamente calificará como supersticiones los distintos títulos que encuentra en la red: ¿Cómo sacar la energía negativa de tu hogar? Consejos para transformar la energía negativa en fuerza positiva. Si últimamente sientes cómo tu dulce vivienda, más que de dulzura, está repleta de energía negativa, no recurras a un exorcista intenta… No recurro a más citas porque el asunto que voy a comentar no guarda ninguna relación con esas fantasías, aunque tiene el mismo nombre.

Antes de continuar con el discurso debo aclarar que los efectos de la energía negativa se han observado en los laboratorios, lo que equivale a asegurar que existe; y nada tienen que ver con la energía oscura que produce la expansión del universo, tampoco podemos confundirla con la antimateria, ni con la materia oscura. ¿Puede una región del espacio tener menos energía que nada? El sentido común nos dice que no, que se trata de un sueño de la razón, pero la física cuántica tiene una habilidad especial para confundir la intuición. La energía cero corresponde al vacío (esta aseveración parece lógica); pero ya dije en otro lugar que el vacío presenta fluctuaciones (las partículas fantasmales –quiero decir virtuales- aparecen y desaparecen espontáneamente en él); cabe entonces hacerse la siguiente pregunta ¿qué sucederá en el vacío si logramos reducir las fluctuaciones? La contestación no ofrece duda: tendrá menos energía de la que tiene normalmente, es decir, tendrá una energía menor que cero. No necesitamos argüir mucho para predecir que semejante posibilidad debe tener consecuencias inauditas; cuando el espacio-tiempo se deforma con energía negativa pueden volverse posibles fenómenos tan raros como los agujeros de gusano: extraordinarios túneles que conectan este (u otro) lugar del espacio con una región remota del universo, lo que equivale a señalar que puede construirse un atajo que enlace dos galaxias alejadas millones de años luz, y que puede atravesarse. Pero ¡atención!, cuando los físicos oyen hablar de semejantes posibilidades se le saltan todas las alarmas, se remueven inquietos en sus asientos, sienten que el escepticismo les rezuma por todos los poros de la piel, y… se van de paseo a despejar la mente, demasiado calenturienta. 

Chips de memoria implantados en el cerebro

Memoria, unidad central de procesamiento y dispositivos de entrada y salida constituyen los componentes básicos de un ordenador. ¿La memoria tiene la misma importancia para un ser humano? No dude el sapiente lector; la contestación es afirmativa. Sin memoria seríamos incapaces de percibir, de aprender, de pensar o de expresar ideas; careceríamos de identidad individual y no tendríamos conciencia; sin recuerdos sería imposible saber quiénes somos. Muchos de los perspicaces lectores que entretienen su tiempo libre en disquisiciones científicas son conscientes de la importancia que tiene la memoria para llevar una vida normal, sin embargo la mayoría probablemente ignore que la función del hipocampo, una de las regiones del cerebro más estudiadas, consiste en almacenar recuerdos. Desgraciadamente ignoramos cómo lo hace. No importa: “No hace falta entender la música para reparar un CD”, arguye Theodore Berger. Animado por esa idea el científico y sus colaboradores estudiaron detenidamente el funcionamiento de las neuronas del hipocampo y, prescindiendo de cómo codifica la información, trataron de copiar su comportamiento. En la primera fase de su trabajo se plantearon obtener el conjunto de señales eléctricas de entrada y salida de la región del cerebro que habían elegido; una vez conseguido su objetivo diseñaron un chip de silicio que presenta la misma conducta que el hipocampo de una rata. No entienden –ni les importa- qué hace el hipocampo y saben que el chip no es idéntico al hipocampo; pero consiguieron que realizara las mismas funciones. Concluidos con éxito sus esfuerzos los investigadores prosiguen su trabajo: el próximo paso consistirá en probar el chip en el hipocampo de un animal muerto; si funciona, se implantará el dispositivo en ratas vivas; si el éxito les acompaña de nuevo, la prótesis neural se probará en monos. ¿Y después? No dudamos que se implantará en humanos.

¿Conseguirá Berger guardar recuerdos en una placa de silicio? ¿Funcionará el implante metálico? ¿Conversará el chip con las células cerebrales? Recordemos que hoy, muchos profesionales del motociclismo tienen abundantes implantes de titanio en su anatomía. Deduzcamos conclusiones y aventuremos opiniones. En un principio, con implantes metálicos en el cerebro podríamos curar las enfermedades que conllevan la pérdida de memoria, no olvidemos que, en la enfermedad de Alzheimer, el hipocampo es una de las primeras regiones cerebrales dañadas. ¿Y después? ¿Cuándo dinero costará un implante que contenga la información de una enciclopedia? ¿Quiénes serán los privilegiados que accederán a ella? 

Plasma, el estado más abundante de la materia

El desocupado lector que transite por estas páginas, como buen aficionado a la ciencia, podría preguntar a sus amigos ¿cuál es el estado más abundante de la materia? Comprobará que las contestaciones son muy diversas: quizá uno mencione el estado sólido, después de todo la Tierra es un planeta rocoso; otro, tal vez más sutil, defiende la primacía de los líquidos: recuerda que la mayor parte de la superficie terrestre está ocupada por los océanos, hasta se atreve a mencionar que el núcleo externo del planeta es líquido y quizá, confundiendo churras con merinas, e interpretando de una manera equivocada sus recuerdos de Geología, mencione cierta fluidez del manto terrestre que permite el movimiento de los continentes. La discusión entre el partidario del sólido y el del líquido puede enconarse hasta que otro, más resabiado, descalifique a ambos declarando, ufano, que Júpiter y Saturno, los planetas gigantes, están formados casi exclusivamente por gases. Cuando el debate esté en el punto culminante, ponga el lector cara de suficiencia, reclame la atención y declare… que todos están equivocados. Cuando, acabado el tumulto, le dejen continuar su discurso diga que el plasma es el estado más abundante de la materia; las estrellas, cuerpos mucho más grandes que el más grande de todos los planetas, están constituidas por materia en ese cuarto estado, lo mismo que la materia que se encuentra entre las galaxias. También en nuestro planeta existen plasmas, aunque en mucha menor cantidad: los rayos, las auroras o la capa de la atmósfera en la que rebotan las trasmisiones radioeléctricas, que hemos llamado ionosfera, constan de materia en este exótico estado. Pero no necesitamos esperar a una tormenta para contemplar los plasmas, los hallamos en un tubo fluorescente encendido, en la pantalla plana de un televisor en funcionamiento o incluso en algunas zonas de una simple llama.

¿Ya se ha convencido el sabio lector de la importancia de los plasmas? Entonces puede que le aguijonee la curiosidad y quiera saber en qué consisten. Recuerde que la materia está formada por átomos, y que estos pueden perder o ganar electrones; pues bien, cuando la materia consta de electrones y átomos cargados que bullen sin descanso sin tener una forma concreta ni ocupar un volumen definido, como si fuesen las moléculas de un gas, la apellidamos plasma. ¡Y nada más!

La búsqueda de bacterias extraterrestres

 Reconozco mi aversión por la caza. Entiendo que en la naturaleza los predadores se alimentan de las presas y que la vida de unos va unida a la muerte de otros. Pero matar por diversión… Incluso inmolar animales tan inteligentes como los delfines, algunos simios y, quizá, los perros me parece ciertamente cruel. Quien haya leído hasta aquí quizá se pregunte si algún mosquito portador de fiebre predicadora ha picado al escritor. Que no se preocupe el amoscado lector. Solamente quiero justificar mi pasión por cierta clase de caza mayor: se trata de unas pequeñas bacterias, que viven en condiciones absolutamente extremas para la mayoría de los seres vivos. Un equipo de científicos encabezado por Richard Hoover ha viajado a la Antártida para la persecución, cerco y reclamo de extremófilos. Ya se han encontrado bacterias que viven en el hielo, en el agua hirviendo, incluso en los reactores nucleares: no es extraño, por tanto, que la montería se lleve a cabo en uno de los lagos más inusuales de la Tierra, el Untersee; un lago siempre cubierto de nieve, y tan alcalino como el más fuerte de los detergentes; por si fuera poco, sus sedimentos producen más metano que cualquier otra masa de agua natural terrestre. ¿Qué pretenden encontrar los científicos con tan exótica y congelada búsqueda? Quizá lo de menos sea comprender el comportamiento de las bacterias, que tan a conciencia han exterminado a los humanos con peste, tuberculosis y tétanos antes de la era de los antibióticos. Se buscan las condiciones extremas en las que puede existir la vida: ni más ni menos. Si se encuentran bacterias en el lago Untersee se habrá probado que la vida puede existir en Marte, en los cometas o en las heladas lunas de Júpiter y de Saturno, y que merece la pena acecharla en tan recónditos lugares; no hay que buscar una zona ideal para que las bacterias puedan desarrollarse.

 Una última revelación: hace algunos años, en Alaska, los microbiólogos hallaron extremófilos que habían estado congelados treinta y dos mil años; hasta aquí nada sorprendente; lo increíble es que, cuando se derritió el hielo que los rodeaba, resucitaron como si nada hubiera sucedido. Sorprendido, el sagaz lector tal vez se pregunte -igual que el autor-, ¿por qué no puede suceder lo mismo con bacterias extraterrestres? O quizá, ¿será posible congelar humanos y devolverlos a la vida varios siglos después?

¿Existe la antigravedad?

Faltaban pocos años para el cambio de milenio cuando los astrónomos descubrieron el alcance de su ignorancia: desconocían las tres cuartas partes del contenido del universo. La energía oscura, una forma inédita de energía, que nos rodea y arrastra con suavidad, era el factor desconocido. De la energía oscura depende el destino del cosmos; y lo ignorábamos, porque su propia omnipresencia la mantenía oculta. A diferencia de la materia no se acumula en unos lugares más que en otros, se extiende por doquier con una densidad constante y diminuta. Se sabe, desde la primera mitad del siglo XX, que las galaxias se alejan entre sí; y hasta no hace mucho los físicos creían que tal expansión debería frenarse, porque la atracción gravitatoria entre las galaxias contrarrestaría la dilatación. Las observaciones han desmentido esta hipótesis: la expansión cósmica fue más lenta en el pasado que hoy. Para explicar este hecho, los físicos suponen que existe una forma de energía sin identificar todavía, apellidada energía oscura, que se opone a la atracción de gravedad entre las galaxias y la vence, o dicho con otras palabras, postulan la existencia de una fuerza antigravitatoria repulsiva.

Los astrónomos se han percatado de que la energía oscura, si existe, podría moldear la evolución de las estrellas, de las galaxias y de los cúmulos. ¿Cómo? Al comienzo del universo, las galaxias, recién formadas, se fusionaban unas con otras, cambiaban de forma y fabricaban estrellas a un ritmo vivaz; pero su actividad ha menguado desde que la fuerza repulsiva de la energía oscura se volvió equiparable a la fuerza atractiva de la materia. Como consecuencia de la expansión del universo, la densidad de la materia disminuye y se aproxima a la densidad de la energía oscura; sucede entonces que el ritmo de expansión pasa de decelerado a acelerado, las galaxias se separan cada vez más deprisa, y, lógicamente, resulta menos probable que choquen unas con otras y puedan iniciar la formación de estrellas.

Cuando estudio estos fenómenos reconozco sentirme abrumado ante la inmensidad del universo y perplejo por la hondura del tiempo; en estos momentos necesita abandonar la ciencia para reconfortarme leyendo poesía.

“Cuando contemplo el cielo

de innumerables luces adornado,

y miro hacia el suelo de noche rodeado,

en sueño y en olvido sepultado.

El amor y la pena

despiertan en mi pecho un ansia ardiente…”

El trágico juego de la vida

En el siglo XX los físicos han aprendido que las estrellas evolucionan: metafóricamente nacen, viven y mueren. En los albores del siglo XXI casi podemos asegurar que las galaxias tienen idéntico comportamiento. ¿Y las biosferas de los planetas? Lo ignoramos, pero probablemente también les ocurre lo mismo. Los planetas nacen en la cercanía de una estrella pequeña; si las condiciones ambientales en su superficie son adecuadas podrán albergar vida durante una fase de su existencia; el final de la biosfera llegará cuando desaparezcan las condiciones templadas de su entorno y el planeta sea esterilizado bien por el frío o por el calor. La mayoría de los biólogos, imbuidos en una idea muy querida a la civilización occidental, creen en el progreso de la vida: comenzó con una modesta bacteria, que evolucionó y tras muchas etapas se acabó convirtiendo en un humilde gusano, éste en un pez, y así, sucesivamente, aparecieron los anfibios, reptiles, mamíferos, primates hasta, suprema gloria, llegar al Homo sapiens: el hombre como Señor y Amo del planeta. Después de todo así lo proclama la religión mayoritaria de los occidentales. El escritor cree que hay mucha soberbia en tal idea; quizá la vida compleja, y con ella las plantas y los animales (humanos incluidos) no sea más que una fase relativamente breve en la historia biológica del planeta. Tal es la tesis que sostienen los científicos Peter Ward y Donald Brownlee en su libro “The life and death of planet earth”. Los animales necesitan de unos estrechos márgenes de temperatura y requerimientos nutricionales, condiciones que sólo son posibles -argumentan los autores- durante mil millones de años; la décima parte de la existencia del planeta antes que el Sol, al convertirse en una gigante roja, achicharre a la Tierra. Las bacterias fueron las señoras de nuestro planeta durante los primeros miles de millones de años de la existencia de la biosfera y las bacterias recuperarán su dominio en los últimos miles de millones. Durante un breve intervalo (la sexta parte de la probable existencia de la biosfera) plantas y animales participan en el juego de la vida, y en apenas un suspiro una especie consigue soñar con las estrellas. De vez en cuando, a los humanos contemporáneos, convencidos del poder omnímodo de la tecnología, no nos viene mal un poco de humildad.

Tormentas solares

Unos días después de celebrar el Año Nuevo, los astrónomos anunciaron que un nuevo ciclo solar había comenzado en el 2008. Algún avispado lector se preguntará ¿ciclos solares? ¡A mí qué me importan! A tan despreocupados terráqueos les diré que el conocimiento de tales ciclos permite predecir la llegada a la Tierra de las tormentas solares; un fenómeno que sobrecarga las redes eléctricas, puede causar apagones generalizados (ya sucedió en Nueva York), avería los satélites -es innecesario recordar que tanto las bolsas de valores y la previsión meteorológica, como las comunicaciones por radio y televisión se valen de ellos-, obliga a que los vuelos comerciales se desvíen a latitudes más bajas; y, abandonando el pragmatismo por el arte, también nos otorga el goce estético de columbrar auroras boreales en latitudes más bajas que las habituales.

Si el proemio ha conseguido avivar la curiosidad del lector profano, siga leyendo pues aún le aguardan sorpresas. El Sol, el inmutable Apolo de los antiguos, cambia cíclicamente: en concreto, aparecen manchas en su superficie, cuando, cada once años, su polaridad magnética se invierte; sucede, entonces, que su norte magnético se convierte en sur y viceversa. Los astrónomos han observado que, además, el Sol emite un flujo continuo de partículas; las apellidaron viento solar, viento que, al contactar con la Tierra, produce uno de los espectáculos más hermosos con el que podemos emocionarnos los humanos: las increíblemente bellas auroras. Pero hay veces que la normalidad solar se interrumpe, se producen violentas explosiones y el viento se vuelve vendaval: nos hallamos en una tormenta solar. Los físicos ya saben cuando suceden estas anomalías: cuando hay muchas manchas; por eso comparan esa agitada época con la temporada de huracanes en la Tierra.

Acostumbrado a las perturbaciones meteorológicas terrestres me imaginaba que, dejando a tras la atmósfera de nuestro planeta, la paz y tranquilidad reinaría por doquier, de ahí mi inmensa tristeza al enterarme de la existencia de una meteorología solar, con sus vientos y tormentas. El escritor reconoce que llora lágrimas de cocodrilo porque, aficionado a la ciencia, cree que la naturaleza siempre se muestra más bella que la más hermosa de las especulaciones ideadas por la mente humana. El escritor se solaza imaginando la inaudita potencia de las explosiones que ocurren en el Sol y sabe que los espectadores del futuro las contemplarán embelesados.

El mago Malambruno diseña un condensado de Bose-Einstein

En el último decenio del siglo XX Eric Cornell, Wolfgang Ketterle y Carl Wieman lograron, por vez primera, preparar en su laboratorio un extraño condensado; por el que los galardonaron con el Nobel. Fue el último acto de un episodio que comenzó con una carta fechada en el año 1924. Su autor, un desconocido joven bengalí; su destinatario, un reconocido científico de fama internacional. Satyendra Nath Bose había solicitado a Albert Einstein que aconsejara la publicación de un manuscrito que anteriormente habían rechazado. Einstein, además de acceder a la petición, completó el trabajo y encontró, de forma teórica, lo que se llama ahora condensado de Bose-Einstein. Lo que para el sabio alemán representó sólo seis meses de trabajo, a Bose le reportó la celebridad; es tal la magnitud de la obra de Einstein que este interludio, que para otro físico supone la inmortalidad, ni siquiera se encuentra entre sus cinco logros más importantes. Reconozco encontrarme anonadado.

Recuperado del susto, indago en las características del objeto aludido. Imagine el sagaz lector que el mago Malambruno le ha reducido su tamaño mil millones de veces, y que así, empequeñecido, observa el movimiento de los átomos de un gas. ¿Qué ve? Canicas irrompibles que van de acá para allá, rebotando unas con otras. De repente, nota que las canicas vuelan más lentamente: sospecha que el gas se enfría. Al principio, las canicas pierden sólo un poco de velocidad; pero llega un momento en que, si sigue disminuyendo la temperatura, las canicas cambian. Las más lentas se hacen mayores y sus superficies se vuelven confusas. Estos átomos, cada vez más fantasmagóricos, pasan unos a través de otros, unas veces sin desviarse y otras rebotando como si hubiesen chocado con algo duro. De repente, sorprendido, observa que dos átomos se solapan y parece que se funden en un globo, que absorbe otros átomos de uno en uno, de dos en dos y a docenas luego, hasta que con asombrosa rapidez se queda solo, como un inmenso e inmóvil globo cautivo. ¿Qué ha sucedido a cada átomo? ¿Qué es ese misterioso objeto? Se trata de un condensado de Bose-Einstein, el gas más frío del universo. Los átomos existen todavía como componentes suyos, pero han perdido su individualidad.

Confieso que me cuesta entender cómo puede existir un átomo y al mismo tiempo perder su individualidad, pero ante el premio Nobel que acredita a quienes lo fabrican y el genio de quien lo imaginó decido humildemente callarme.

Preguntas taimadas sobre la fecundación

Me maravilla la naturaleza: las cámaras fotográficas imitan los ojos humanos, el sonar plagia a los murciélagos, el diseño externo de un submarino remeda la forma de un atún. La anatomía no es la única ciencia biológica de la que podemos aprender. Fijémonos en la citología, concretamente en el óvulo humano, si se une con un espermatozoide, la fusión produce la primera célula de un nuevo ser vivo. En este suceso hay una inusitada propiedad que me llama la atención, trescientos millones de diminutos espermatozoides llegan al aparato genital femenino y compiten ferozmente para entrar en el enorme óvulo, sin embargo, éste sólo permite el paso de uno, inmediatamente después se cierra a cal y canto, como una caja fuerte; y es ésta la característica que quiero resaltar; porque, cuando una pareja humana necesita de la fecundación artificial para tener descendencia, puede presentarse una dificultad si el óvulo reacciona ante la manipulación y se blinda antes de que penetre el espermatozoide. Afortunadamente los humanos hemos soslayado el problema hábilmente; con una aguja extraordinariamente fina atravesamos el blindaje e introducimos el espermatozoide dentro del óvulo y éste, ¡el muy torpe! no percibe la diferencia. ¡Ya hemos conseguido la primera célula de un nuevo ser vivo!

El engaño a la naturaleza nos plantea un dilema moral. Un médico busca solucionar la esterilidad de una pareja cuyos óvulos y espermatozoides son perfectamente normales. En un tubo recoge los tres mililitros aproximados de una eyaculación del hombre en el que van unos trescientos millones de espermatozoides. Con una larga aguja atraviesa el abdomen de la mujer y toma varios óvulos de su ovario. En su laboratorio coloca varios óvulos (quiere estar seguro del éxito) en el mar de espermatozoides: posteriormente comprueba que unos han sido fecundados y otros no. Coge uno de los fecundados, lo implanta en el útero y espera a que se convierta en un hermoso bebé. Mi ladina pregunta es la siguiente. Han sobrado varias decenas de óvulos fecundados. ¿Qué debe hacer el médico con ellos? ¿Destruirlos? ¿Conservarlos? ¿Esa primera célula embrionaria es un ser humano? Que nadie olvide que una contestación afirmativa puede convertir la destrucción en asesinato. Y una pregunta lleva aparejada otra. ¿Cuándo un embrión comienza a ser humano? ¿En el momento de la fecundación? ¿Cuándo se ha convertido en un feto? ¿En el momento del nacimiento? ¿Es más humano un feto de doscientos días en una incubadora que uno de trescientos en el útero materno?

¿Fusión nuclear caliente o fría?

Los siete mil millones de terrestres no debemos olvidar que, en este siglo, nuestro planeta tendrá que acoger a diez mil millones. Hasta ahora hemos empleado petróleo para satisfacer nuestras necesidades energéticas, pero el crudo se acabará en el siglo XXI; y no se trata de que falte ingenio para descubrirlo: ¡no hay más! El gas o el carbón constituyen una solución temporal -porque también se terminarán-, además producen dióxido de carbono, y ya no podemos ignorar sus efectos en el clima. ¿Qué hacer? El Sol es el productor de la energía que recibe la Tierra, ¿por qué no lo imitamos? ¿Por qué no efectuamos en nuestro planeta lo que hacen las estrellas? Sabemos que en el astro rey los núcleos de hidrógeno se fusionan para dar otro núcleo mayor y que en el proceso liberan energía. Pero cuando intentamos efectuar la misma reacción en la Tierra se nos presenta un problema: el Sol opera a millones de grados; si bajamos la temperatura nada ocurre. Setenta años de investigación han permitido a los físicos reproducir las reacciones nucleares del Sol en un laboratorio durante un segundo: se trata de un avance gigantesco (lo digo sin ironía), porque trabajar a tales temperaturas resulta extremadamente complicado. Ante tal dificultad, ¿por qué no ensayar otra posibilidad? ¿Hay alguna manera de conseguir la fusión de núcleos trabajando a baja temperatura?

Sabemos que los átomos de hidrógeno tienen un electrón, también sabemos que existe una partícula exactamente igual al electrón, pero doscientas veces más pesada, el muón. Con él podemos construir un átomo de hidrógeno apenas más grande que el núcleo; porque el muón, al ser más pesado, rodea al núcleo doscientas veces más cerca. De hecho, bajo ciertas condiciones, un muón podría rodear a dos núcleos de hidrógeno y obligarles a acercarse tanto que podrían fusionarse a la temperatura del ambiente; y facilitaríamos el proceso si los núcleos de hidrógeno fuesen dos o tres veces más grandes que lo normal (les llamamos deuterio y tritio). El cauto lector ya habrá adivinado que existen considerables dificultades para conseguir que el proceso funcione: ni el tritio ni los muones existen en la naturaleza, habría que fabricarlos, lo que añadiría otro obstáculo: mientras que el tritio tarda doce años en desintegrarse, los muones apenas viven dos millonésimas de segundo.

Resumiendo, mientras no se consiga una fuente de energía abundante y limpia, no sería mala idea acostumbrarnos al ahorro y evitar la dilapidación.

Cromosomas: dramáticas consecuencias de una simple copia errónea

Unos de estos días, en una tasca, degustaba unas lonchas de jamón ibérico regadas con una espumosa cerveza, cuando, casualmente, me encontré con un buen amigo biólogo. Al breve comentario sobre las bondades gastronómicas le sucedió una amena conversación científica. Trataré de resumir el discurso que me ocupó la mente y me hizo olvidar el exquisito ágape. Los lectores maduros recordarán, de haberlo estudiado en su edad juvenil, que las células humanas, tanto las del cerebro como las del corazón, de un músculo o de una víscera cualquiera, contienen veintitrés pares de cromosomas. ¿Todas? No, los óvulos y espermatozoides poseen justamente la mitad. ¿A qué se debe tan excepcional contingencia?, quizá se pregunte alguien excepcionalmente curioso. A que ambos se producen cuando unas células especiales de los ovarios (o testículos) se dividen en dos, y cada una se lleva consigo solamente un cromosoma de cada par, –le contestará un biólogo sin tardanza-. Así sucede casi siempre. Lamentablemente, a veces, la madre naturaleza se equivoca, y uno de los cromosomas del óvulo (o del espermatozoide), concretamente, el veintiuno, se halla duplicado. ¿Qué sucede entonces? Muchas veces, la mayoría, nada: las células anormales mueren al cabo de pocos días. Pero si se une un óvulo con un espermatozoide, siendo uno de ellos anómalo, la célula resultante tendrá un cromosoma de más: si ese óvulo fecundado se desarrollara, todas sus células tendrían cuarenta y siete cromosomas: se habría convertido en un individuo que tiene el síndrome de Down (antes llamado mongólico). Así de simple, así de dramático. El lector inteligente deducirá, acertadamente, que el simple análisis cromosómico de una única célula permite a los padres saber si un embrión o un feto presentan el síndrome, antes del nacimiento.

Me planteo, ahora, la siguiente pregunta: ¿los gigantescos avances de la ingeniería genética permitirán alguna vez la curación de un infante que presente el síndrome de Down? Aparentemente resulta imposible la curación. Recordemos: todas las células del sujeto tienen un cromosoma de más: en vez de dos, tienen tres cromosomas veintiuno. Pretender la eliminación o anulación del cromosoma sobrante en nada más ni nada menos que billones, repito billones de células que tiene una persona resulta impensable. ¿Será posible conseguir alguna vez tal hazaña? Mi amigo biólogo cree que sí, yo soy escéptico.

¿Es Plutón un planeta?

Hasta agosto del año 2006, el sistema solar, según la tesis oficial de la comunidad científica, constaba de nueve planetas, cuatro gigantes externos, cuatro pequeños internos y el inclasificable Plutón. El autor consideraba que Plutón no debería ser catalogado como un planeta y tenía varios argumentos para sostener su heterodoxa opinión: su órbita fuera del plano en el que se mueven los ocho planetas; su excentricidad que le hace estar más próximo al Sol, durante algunos momentos, que Neptuno; su composición diferente de los otros ocho; su tamaño menor que la Luna; incluso se podrían añadir otras consideraciones, tales como que en la región en la que se mueve existen astros de tamaño parecido. Desde el año 1930, en que se descubrió Plutón, se le atribuyó la categoría de planeta y así se le consideró, entre otras razones, porque desde Copérnico los astrónomos no se ponían de acuerdo en una definición de planeta. En el año 2006, en la asamblea general de la Unión Astronómica Internacional celebrada en Praga, un comité de sabios propuso que Eris -más lejano que Plutón y mayor que él-, Ceres (el mayor asteroide), Plutón y probablemente un montón de astros, que están en la misma región y tienen un tamaño similar, fuesen considerados planetas. Para mi sorpresa la moción no fue aprobada; sí lo fue otra en la que se daba una definición de planeta en la que Plutón, los mayores asteroides, los compañeros de Plutón presentes y los que se encuentren en el futuro quedaban fuera de la definición. No puedo decir otra cosa que me alegro. Y a los que aman excesivamente las tradiciones les diré que no es la primera vez que los astrónomos recortan la lista de planetas: en el año 1543 el Sol y la Luna fueron eliminados, en el año 1852 se tacharon los quince asteroides mayores, no debe extrañarnos que en el año 2006 excluyan a Plutón y sus compañeros. Una última aclaración; el escritor sospecha que el argumento más contundente en contra de la decisión tomada por los astrónomos en el 2006 no ha aparecido en las sesudas revistas científicas: en inglés, Pluto no sólo es un planeta, sino también un popular personaje de los dibujos animados, y rebajar de categoría a quien los niños norteamericanos tienen tanto cariño es… imperdonable para los astrónomos que tienen hijos pequeños.

La pérfida guerra química y las conotoxinas

El escritor conoce la tremenda capacidad de los humanos para la virtud y la maldad; facultad que queda en evidencia en las guerras, cuando emerge el lado perverso de nuestra naturaleza. De todas las armas empleadas por quienes se llaman a sí mismos Homo sapiens, las armas químicas me parecen excepcionalmente diabólicas. El siglo XX comenzó con alemanes y franceses gaseándose a conciencia con veneno; y terminó con iraníes e iraquíes haciendo casi mismo, el casi se debe a que mejoraron la toxicidad del gas. Reflexionando sobre las causas del lado oscuro de la naturaleza humana, me di cuenta de que otros animales, además de los vegetales, usan la guerra química para competir sin cuartel. Plantas como la cicuta o el tabaco producen sustancias que las defienden de los herbívoros; escorpiones y peces, arañas o reptiles usan medios químicos para la defensa y caza; no resulta extraño que, sumergido en la naturaleza, el hombre primitivo conociera sustancias tóxicas y las empleara en su beneficio. No cambió de usos y costumbres el hombre moderno. En la actualidad, los químicos, en su búsqueda de nuevos medicamentos (o de nuevas armas químicas, que de todo hay), centran su atención en el medio marino. ¿Los motivos? Hay ecosistemas -los arrecifes de coral- con una densidad de especies superior a la de la selva tropical. En ellos la competitividad, muy intensa, favorece la supervivencia de quien mejore continuamente sus medios de defensa y ataque. Los biólogos han recomendado a los químicos que se fijen especialmente en los animales de cuerpo blando, en los inmóviles o en los dotados de un movimiento lento, porque la supervivencia de estos organismos no se fundamenta en la velocidad de natación o en sus defensas físicas, sino en la generación de arsenales químicos que utilizan para el ataque y la defensa.

Este inusitado proemio bélico se debe a que me he enterado de la existencia de un nuevo medicamento; se usa para el tratamiento del dolor y multiplica por mil la eficacia de la morfina, sin sus efectos secundarios. Se trata de una de las conotoxinas, familia de sustancias fabricada por unos moluscos marinos llamados conos. Y se espera comercializar otras –se han descubierto decenas de miles y ya hay más de un centenar de patentes-, para el tratamiento del Alzheimer, la esquizofrenia, el asma y la epilepsia. ¿Quién podía imaginar que el estudio de los arsenales de guerra química nos proporcionara esperanza?

La rana que logró volar

En el año 1992, David Copperfield presentó al público una de las mejores ilusiones jamás logradas: una levitación, el artista volaba por el escenario. Para eliminar la sospecha de que unos alambres pudieran sujetarle, el mago pasaba a través de dos aros. ¿La explicación? Unos hilos de kevlar, invisibles para el espectador, sujetaban al protagonista; y el paso por los aros se debía a una ilusión óptica.

No hay que recurrir al ilusionismo, ni tampoco a la superstición para comprender la levitación magnética, sus fundamentos físicos se conocen desde hace tiempo: un objeto flota cuando una fuerza de repulsión equilibra su peso. Ni más ni menos. Comentaré una de las varias formas de lograr la repulsión magnética, concretamente, la apellidada levitación por diamagnetismo. Para ello, antes, me fijaré en un fenómeno que conocen perfectamente los físicos: algunos objetos -el agua, en particular- colocados en las proximidades de uno de los polos de un imán, son ligeramente repelidos por él; como resulta que los animales están formados en gran parte por agua, ¿por qué no probar con alguno de ellos? En el año 1997, usando imanes que presentaban un magnetismo trescientos mil veces superior al terrestre, los físicos consiguieron una fuerza magnética que compensaba el peso de una rana: el milagro se había producido, un animal vivo levitaba en el laboratorio. No sólo eso, los diseñadores del experimento aseguran que sólo es cuestión de tiempo que puedan hacer lo mismo con humanos, después de todo -recuerdan- el agua constituye el setenta por ciento de nuestro cuerpo. Al llegar a este punto, tal vez debería resaltar un inconveniente, algún escéptico recordó que, para producir el magnetismo con la intensidad requerida, se necesitaría toda la energía de una central nuclear. Incluso aceptando el dispendio energético, el escritor, sabiendo que está formado por átomos y que pesa unas cien veces más que una pequeña rana, supone que se necesitaría un magnetismo mayor para que levitara. Ignora si tal magnetismo le causaría daños corporales o mentales; pero sabe que, con un magnetismo siete millones de veces mayor que el usado con los simpáticos anfibios, sus átomos cambiarían su forma actual más o menos esférica para adquirir un aspecto cilíndrico parecido al de los cigarros puros, y eso -deduce- debe ser muy insano. Sin ninguna duda, prefiero que no experimenten conmigo campos magnéticos tan intensos. 

Defensa de la memoria

Durante las últimas décadas hemos asistido a una continua subestimación de la importancia de la memoria en la educación. A un buen alumno en la década de los cincuenta del siglo pasado se le exigía memorizar nombres y más nombres, cifras y más cifras. Nos encontramos en la actualidad en el extremo contrario: no memorices, razona, razona y razona. Disiento de la negación y comparto las tres afirmaciones. Como científico me pregunto: ¿es posible razonar sin una buena fuente de noticias? ¿Acaso disponer de una memoria cargada con una buena selección de datos no es igual de importante que un buen sistema de razonamiento? ¿Qué le exigimos a un ordenador? Que tenga un buen microprocesador y una gran memoria, es decir que razone (perdón, que procese) bien y que almacene mucha información. Y este preludio viene a cuento de que los neurólogos han calculado que una persona puede almacenar a lo largo de su vida trescientos trillones de bits, es decir, nada menos que trescientos mil millones de gigas, ni más ni menos; una cantidad de información muy superior a la del genoma humano (un billón, aproximadamente) o a la de un moderno superordenador. Tanta información se debe a que toda la experiencia sensorial consciente e inconsciente queda registrada en nuestras neuronas: me asombra, y más incluso que la inmensa cantidad de información almacenada, la selección que hacemos, pues sólo recordamos la más relevante.

¿Podremos alguna vez añadir al cerebro prótesis de memoria con capacidades lingüísticas o matemáticas? ¿Para qué instalar prótesis artificiales en la cabeza -quizá se pregunte algún sagaz lector- si es sabido que sólo usamos el diez por ciento del cerebro? Aprendamos a usar el cerebro entero y otro gallo cantará. Quienes defienden tal tesis se olvidan de la segunda parte de la investigación del famoso diez por ciento. Es verdad que cuando un humano efectúa una tarea cualquiera utiliza sólo el diez por ciento del cerebro, pero también lo es que cuando cambia de tarea vuelve a usar el diez por ciento, ¡en una región del cerebro distinta de la anterior! Es decir, si hacemos múltiples tareas, como suele suceder habitualmente, empleamos todo el cerebro y no sólo una parte minoritaria de él. Una mentira, por más veces que se repita, nunca se convertirá en verdad ¡Qué le vamos a hacer!

¿Más veloz que la luz?

            La teoría de Einstein de la relatividad nos dice que ningún objeto puede viajar a una velocidad superior a la velocidad de la luz. Quienes sabéis muchísima Física diréis que esta afirmación es cierta sin ninguna duda, ¿seguros?, ¿sí? Os propongo el experimento mental siguiente. Tomemos un electrón y un antielectrón; resulta fácil conseguir electrones, se hallan en la corteza de los átomos, y algo más difícil obtener antielectrones, pero se logra, sin dificultades excesivas. Ahora hagamos que choquen: ambas partículas desaparecerán y en su lugar aparecen dos fotones, dos corpúsculos de luz, que se dirigen en sentidos opuestos. En el camino de cada fotón se coloca una puerta óptica medio abierta (técnicamente, un polarizador inclinado) de tal manera que la probabilidad de que pase el fotón sea del cincuenta por ciento. ¿Pasarán los corpúsculos de luz por ambas puertas?

            Leamos el análisis que hacía Albert Einstein del experimento. Puede ocurrir uno de los tres comportamientos siguientes: que ambos fotones pasen, cada uno por su puerta; que los dos fotones no pasen; la tercera posibilidad consiste en que uno pase y el otro sea detenido. Cualquiera de nosotros razonaría de la misma manera; parece una aplicación directa del sentido común. Niels Bohr discreparía de esta interpretación; él analizaba el experimento de otro modo. Aseguraba que, o ambos fotones pasan o ambos no pasan; no puede ocurrir que uno pase y el otro no. Las tesis de los dos geniales físicos son absolutamente divergentes: no hay posibilidad de acuerdo.

¿Cuál de los dos sabios acertaba? A pesar de que el sentido común nos sugiera lo contrario, los experimentos dan la razón a Bohr. De alguna manera un fotón informa instantáneamente al otro de lo que va a hacer, si va a pasar o no por la puerta óptica, para que el otro haga exactamente lo mismo. ¿Instantáneamente? Sí. ¿A una velocidad superior a la de la luz? Sí. ¿Tiene alguna lógica el experimento? No; pero así es el mundo, por muy insensato y raro que nos parezca. Resalto que sólo los sucesos que están relacionados por una causa común tienen la potestad para influenciarse de una manera instantánea; y resulta verosímil suponer que tales influencias –mejor no llamarlas señales- no pueden emplearse para transmitir información útil. ¡De esta sutil manera razonan los físicos para no contradecir la teoría de la relatividad!

Las arqueas y los nóbel

Hace bastantes años leí un delicioso artículo en una revista científica; en él, un investigador se lamentaba de los innumerables trabajos que tuvo que hacer para convencer a sus colegas. El escepticismo se debía a que había encontrado un nuevo agente infeccioso muy distinto a los ya conocidos, que no era una célula, ni siquiera un virus, se trataba de una proteína. Stanley Prusiner, que así se apellidaba el tozudo experimentador, había demostrado, sin lugar a dudas, que los priones -que no eran virus, ni bacterias, ni parásitos- podían provocar enfermedades. Inmediatamente aprecié la importancia del descubrimiento y mi pronóstico fue contundente: merece el premio Nobel. El docto lector imaginará el asombro, cuando no la crítica de mis contertulios, y el escepticismo que me mostraron mis compañeros cuando les comuniqué mi opinión. Unos años después, a Prusiner le concedieron el premio Nobel; más adelante, la aparición del síndrome de las vacas locas, debido a la contaminación a gran escala de la carne de vacuno que consumimos, y la aparición de la enfermedad (encefalopatía) en las personas confirmó la importancia que el conocimiento de los priones tiene para la salud humana.

De nuevo me encuentro en una tesitura similar y, esta vez, quiero dejar mi pronóstico por escrito. Hasta los años setenta del siglo pasado los biólogos creían que todos los seres vivos formados por células sin núcleo eran bacterias: el trabajo pionero de Carl Woese demostró que la hipótesis era errónea. En los ambientes extremos viven las arqueas, semejantes a las bacterias que, a pesar de carecer núcleo, tienen una historia evolutiva diferente y, en algunos aspectos, se parecen más a las células de las plantas, hongos y animales que a las propias bacterias. Simplificando un poco, el investigador había encontrado algo parecido a un nuevo reino de la biosfera. Y no es descabellado afirmar que el primer ser vivo terrestre haya pertenecido a este grupo. Si añado que, en la actualidad, se han encontrado arqueas en ambientes menos rigurosos como los suelos, los océanos o el intestino humano y que –a nadie amarga un dulce- no se ha hallado, hasta la fecha, ninguna arquea patógena, el ilustrado lector ya puede imaginar las causas por las que considero que Carl Woese merece el Nobel… a pesar de que la fundación sueca premia solamente los descubrimientos en fisiología y medicina, y no los exclusivamente biológicos. ¡Qué le vamos a hacer!

La belleza, el pragmatismo y los quarks

La mayor parte de los perspicaces lectores sabrán que los objetos que pueden ver en el universo están formados por átomos, y que éstos contienen electrones, protones y neutrones; pero lo que probablemente ignore es que los protones y neutrones son objetos compuestos de partículas más pequeñas todavía, los quarks. Y que todos ellos aparecieron en el primer segundo de existencia del cosmos. Los físicos tienen argumentos para estar convencidos de que sólo existen seis sabores de quarks y que cada uno de los sabores se presenta en tres colores; por supuesto los sabores y colores nada tienen que ver con su significado habitual, sino con propiedades físicas. ¿Os parece bello este lenguaje científico? Pues esperad a saber el nombre de los seis sabores de los quarks: a los dos primeros les llamaron arriba (up) y abajo (down), al tercero estraño, en el cuarto, el quark encantado, los científicos comenzaron a abandonarse a la fantasía, pero con los nombres de los dos siguientes se superaron, pues los bautizan como verdad y belleza. Imaginen a un físico diciéndole a un colega, me voy al sincrotrón a estudiar la belleza de la materia, o bien, estoy trabajando intensamente en la búsqueda de la verdad ¡Qué hermoso! Lamentablemente, duró poco el goce, porque se cruzó la vil realidad, quiero decir, los científicos pronto se dieron cuenta de las miradas cargadas de duda, o de los desfavorables comentarios, de los administradores públicos que debían proporcionar elevadas sumas de dinero para continuar la investigación. ¿Librar  millones de dólares para estudiar la verdad de la materia o la belleza de las partículas elementales? Quizá, veremos, más adelante. Muy pragmáticos, los físicos decidieron que era necesario cambiar el nombre del quinto y sexto quark: convirtieron la verdad (true) en cima (top) y la belleza (beautiful) en fondo (bottom), con lo que el ánimo de los políticos recuperó el buen tono: como no entendían nada, podían pagar tranquilos, porque un físico puede investigar sobre el fondo o la cima en el mundo subatómico sin que peligren los fundamentos de la sociedad, pero si se dedica a estudiar la verdad o la belleza, ¿quién sabe que puede salir del asunto? Después de todo, sólo hace poco más de medio siglo que los físicos diseñaron una bomba atómica. ¡Qué Dios nos coja confesados!

El sabroso enigma del huevo y la gallina

Tal vez algún joven, aburrido de discutir sobre quién es el mejor futbolista o la mejor cantante, se le ocurra enredarse en el acertijo de cuál apareció antes, la gallina o el huevo. Pues bien, sobre un asunto similar, aparentemente igual de banal, se produjo un disputado debate entre los expertos en el origen de la vida. Aclaremos que, a escala microscópica, dos clases de moléculas son esenciales para los seres vivos, el ADN y las proteínas: en el ADN residen las instrucciones (los genes) para construir una célula, y son proteínas los operarios que efectúan el trabajo. Para construir una proteína cualquiera –argumentaban unos- se necesitan instrucciones; conclusión: primero fue el ADN, o sea el huevo. Pero para elaborar el ADN –contestaban los otros- se necesita que trabajen las proteínas; conclusión: primero fueron las proteínas, o sea las gallinas. Enconado estuvo el debate entre la comunidad de biólogos, hasta que un feliz descubrimiento puso luz en el asunto. Los bioquímicos hallaron que las moléculas de ARN contenían características comunes a ambas clases de sustancias: almacenaban instrucciones, como el ADN, y actuaban de operarios, como una proteína. Actualmente los investigadores consideran probable que, en la Tierra primitiva, haya existido un mundo de ARN antes que apareciesen el ADN y las proteínas: polémica resuelta.

En un tema tan apasionante como el que estamos tratando abunda la ignorancia y con ella, las disputas entre los científicos. Quizá en el origen de la vida se halle una molécula de ARN que se replica. Pero ¿y la primera célula?, ¿cómo se formó la primera bacteria? Unos biólogos sostienen que por evolución de una gran molécula autorreplicante (el ARN, aunque no se descartan otras posibilidades) que se habría constituido por casualidad. Otros argumentan que por evolución de un conjunto de pequeñas moléculas, que establecerían un entramado de reacciones químicas impulsadas por una fuente de energía. Incluso alguno mantiene que por evolución de moléculas orgánicas unidas a cristales de arcilla. Y no está descartado todavía que la primera célula terrestre haya venido de Marte. En cualquier caso, ¿qué desconocidos pasos debió idear el azar para convertir moléculas en bacterias, decenas de millones de veces más voluminosas? Reconozco sentirme anonadado por la dificultad: como es obvio al escritor nunca le ha tocado la lotería.

¿Por qué el cielo nocturno es negro?

Un amigo me preguntó qué es el cielo. No le pude responder porque dudo que sea una cuestión científica: la ciencia no es esencialista, sino fenomenológica; pero se me ocurre un par interrogantes relacionados con ella. ¿Por qué el cielo muestra la apariencia que tiene? y ¿por qué lo vemos? Comenzamos con la segunda pregunta: para contestarla tendríamos que fijarnos en el funcionamiento del ojo y del cerebro y averiguar las causas por las que un receptor óptico -la retina- capta un tipo de radiación y no otro, cómo esas señales son transportadas al cerebro y cómo procesa éste la información. Prescindamos de la fisiología humana y centrémonos en la primera pregunta. El color del cielo durante el día (no vemos otra cosa) se debe a que las moléculas del aire dispersan la luz procedente del Sol: a nuestros ojos sólo llega esa luz dispersada, la mayoría de color azul. ¿Y por la noche? Aquí se nos plantea un buen problema porque no es obvio que el cielo nocturno deba de ser negro. Los puntitos iluminados los atribuimos a la luz de las estrellas, pero ¿y la oscuridad? La primera conclusión que deducimos del hecho de que el cielo nocturno sea negro es que el universo no puede contener infinitas galaxias, porque si no, el cielo sería blanco. Como sabemos que existió un comienzo del universo (tenemos pruebas), al contemplar el cielo nocturno miramos al pasado (la luz de las estrellas lejanas tarda en llegar) y cuanto más lejos observamos, más atrás nos remontamos en el tiempo. Antes de formarse las galaxias y estrellas cuya luz detectamos, el universo contenía un gas disperso. ¿Y antes? Tenemos que hacer un inciso para aclarar que, cuanto más retrocedemos en el tiempo, más caliente está el universo. Retomo el hilo del discurso: los átomos se encuentran divididos a los tres mil grados; sucede entonces que la luz choca con el plasma constituido por átomos rotos. Si el universo no se expandiera, en el cielo nocturno encontraríamos una pared brillante de radiación a tres mil grados, y sobre ella observaríamos las galaxias primigenias. Ahora bien, debido a la expansión cósmica, la longitud de onda de la radiación original aumenta durante su camino hasta la Tierra, de tal manera que nosotros, en vez de observar claridad (longitudes de onda correspondientes a la luz visible), observaremos ondas centimétricas invisibles. Resumiendo y simplificando mucho, por la noche vemos la expansión del universo. 

La adaptación, problemas en la teoría de Darwin

En la actualidad se conocen dos millones de especies de seres vivos que viven en nuestro atribulado planeta (algunos biólogos creen que todavía quedan dieciocho millones sin conocer); como novecientas noventa y nueve, de cada mil, al menos, de las que han existido se han extinguido, colegimos que, en los últimos seiscientos millones de años, han vivido dos mil millones de especies en la Tierra. ¿Cómo surgió tan enorme variedad de seres vivos? El genio de Charles Darwin consistió en proponer un mecanismo, la selección natural, para explicar la evolución y diversidad de la vida. La teoría es sencilla: pequeñas variaciones que heredan los individuos constituyen el fundamento de las diferencias; cada forma de vida sobrevive y se reproduce a un ritmo distinto, según cuál sea su ambiente; y la distinta tasa de reproducción produce un lento cambio en las poblaciones que determina la formación de nuevas especies. Pero hay otro aspecto que llamaba la atención de Darwin y que, con frecuencia, olvidamos: la enorme eficacia de los seres vivos, su capacidad de adaptación al medio en el que viven, comen, se relacionan con sus congéneres y se reproducen. Los seres vivos no sólo presentan una gran diversidad de formas, sino que se adaptan al mundo que les rodea: su anatomía, funcionamiento y conducta parecen haber sido diseñados para subsistir en su medio. Recordemos la forma de las focas, los pingüinos y los atunes; sus estructuras anatómicas, similares para desplazarse en el agua, muestran un caso concreto de la adaptación de los diferentes organismos (mamíferos, aves o peces) a su ambiente. Sin embargo, a pesar de proporcionar una explicación a la evolución, la teoría de Darwin plantea un problema considerable: muchos cambios evolutivos se deben a causas distintas de la adaptación (el azar entre otras), incluso los habrá que no sean adaptativos; entonces, ¿por qué los organismos están tan bien adaptados al ambiente?

Espero que ningún lector se engañe por el discurso; por si acaso, aclaro que las dudas que planteo no cuestionan la teoría de la evolución. Existen tantas pruebas a su favor que ningún científico puede seguir siéndolo si la niega. Añado más: en la época que Charles Darwin publicó El origen de las especies, año 1859, la mayor parte de los naturalistas, aunque no habían propuesto un mecanismo verosímil que explicara la evolución, sostenían que unas especies habían evolucionado de otras.