Antes del Big Bang

Aristóteles y sus seguidores postulaban que en la naturaleza no podía existir el vacío. Los investigadores que promovieron la revolución científica del siglo XVII demostraron con sus experimentos que tal concepción estaba equivocada. Por ironía de la historia, la física moderna sostiene una teoría parecida a la del filósofo griego. 

Un aviso al lector precavido: el sentido común es válido únicamente en el mundo a escala humana; en el micromundo o en el macromundo los experimentos han demostrado que el sentido común -sin duda el mejor de los sentidos- conduce a conclusiones erradas. La mayor parte de nosotros suponemos que el espacio vacío está vacío; también esa era la creencia de los científicos hasta que, en la primera mitad del siglo XX, desarrollaron la física cuántica. Ahora saben que el mundo no es así, es más sutil: el espacio vacío no está vacío. Lector incrédulo, ¿dudas? Te propongo un experimento mental: imagina un cubo de un metro de lado ubicado en el espacio que hay entre las galaxias. Dentro de él, probablemente, habrá algún átomo de hidrógeno; extráelo; elimina también toda la radiación térmica enfriando: tienes un cubo en el que no hay materia ni energía, por lo que supones que está vacío. Pues bien, te equivocas. En ese cubo aparentemente desocupado existe una infinidad de partículas de materia que, saliendo de la nada, aparecen y desaparecen, pasan espontáneamente de la no existencia a la existencia, y viceversa. En otras palabras, el mejor vacío que se puede conseguir en un laboratorio contiene energía, debido a esas fantasmagóricas partículas materiales que los físicos apellidan virtuales y que, por cierto, no se pueden detectar directamente; pero sí mediante vías indirectas. Pero si el vacío tiene una energía, es concebible idear un estado, con menor energía todavía, hacia el que pueda evolucionar (al universo, como a todos nosotros, le gusta caminar cuesta abajo). Y si sucediese que el espacio con materia tuviera menor energía que el espacio vacío, ya tendríamos explicado el origen de nuestro universo de una manera científica: el universo se creó espontáneamente de la nada, porque la nada es inestable. Desgraciadamente, los físicos carecen de conocimientos suficientes como para atribuir un valor concreto a la energía del espacio vacío y a la del espacio con materia, para poder compararlos.

No cabe duda, cuanto más sabemos del mundo más sorprendente nos parece.

Lucas, la primera bacteria

            Los humanos, con una soberbia inaudita, se consideran los amos del planeta en el que nacieron. ¡Yerran! La Tierra fue, es y será fundamentalmente bacteriana. Aporto unos datos para deshacer el equívoco: durante el ochenta por ciento de la existencia de nuestro planeta las bacterias han vivido en él, no sucede lo mismo con los animales, -no olvidemos que los humanos también somos animales-, que sólo llevan viviendo en la Tierra menos del quince por ciento de su existencia. Las cantidades de seres vivos nos proporcionan otro argumento: en la actualidad, hay mucha más materia viva en forma de bacterias que en forma de animales y plantas juntos: concretamente, tres de cada cuatro kilos de biomasa se halla en las bacterias.

Las bacterias son diminutas máquinas químicas muy elaboradas, que toman energía de alta calidad del ambiente y devuelven energía de baja calidad; no sólo eso, muchas de ellas captan la luz solar, para convertir el dióxido de carbono y el agua en productos ricos en energía de alta calidad. Simples, cambiantes, con facultad para sustituir sus partes componentes y con una capacidad de adaptación máxima, no puede extrañarnos que el primer ser vivo terrestre fuese una bacteria. Dos observaciones nos permiten acotar la fecha de la aparición de la primera: los paleontólogos encontraron restos bacterianos en rocas de edades cercanas a hace tres mil quinientos millones de años; y sabemos que cuatrocientos millones antes se produjo un violento bombardeo de meteoritos que esterilizó el planeta. El autor confiesa su satisfacción cuando supo que al primer ser vivo que holló la Tierra en fechas tan lejanas se le bautizó con el bello nombre español de Lucas (a fuer de sincero, reconozco que la s terminal es un complemento que he añadido para que resulte eufónico el nombre obtenido con las iniciales Last Universal Cellular Ancestor).

Ya creemos saber, aproximadamente, cuando apareció Lucas, pero ¿cómo era? Los biólogos han estudiado las bacterias existentes y tratado de hallar el mínimo común a todas ellas; porque suponen que así sería la bacteria primigenia de la que descendieron todas las demás; y una vez efectuado el estudio teórico hallaron que Lucas debía contar con quinientos setenta y dos genes escogidos para vivir. Sólo falta construirla en un laboratorio. ¡Esperamos darle la bienvenida dentro de no mucho tiempo! 

Acabo con una pregunta insidiosa, ¿será benéfica Lucas?, ¿será letal?

Estrellas fugaces, espectáculo celeste

Me permito hacer una recomendación al lector noctámbulo. El once de agosto vaya a un lugar alejado de su ciudad, evite la iluminación y espere a que llegue la noche; mire al cielo y prepárese a contemplar un hermoso panorama. Los afortunados que, robando horas al sueño, se desvelen mirando el cielo verán unas cuantas estrellas fugaces cada hora, en la dirección de la constelación de Perseo. El espectáculo se debe a que la cola del cometa Swift-Tuttle intercepta la órbita del planeta que nos acoge, lo que provoca que las partículas de polvo del cometa se precipiten a doscientos doce mil kilómetros por hora contra nuestra atmósfera, y recreen unos fuegos artificiales celestes.

Esta exhibición nocturna, popularmente conocida como Lágrimas de San Lorenzo, me recuerda que el veintisiete de septiembre del 2007 los humanos enviamos un vehículo espacial al cinturón de asteroides, al ropero viejo del sistema solar, un lugar donde se encuentran objetos muy antiguos, reliquias del pasado remoto en el que se formaron los planetas. Concretamente, de la visita a Vesta y Ceres esperamos aprender cómo sucedieron los primeros pasos de la formación de los planetas: cómo se constituyeron sus núcleos y mantos rocosos primero, y cómo se formaron, después, los hielos que aparecen en las superficies.

Tal vez el lector escrupuloso lamente, moviendo la cabeza apesadumbrado, la dilapidación de dinero invertido en los viajes espaciales. No pretendo convencer a nadie ¡Dios me libre!, pero le diría al escéptico amigo que el núcleo terrestre crea un campo magnético que nos protege de las tormentas solares; y que estos fenómenos astronómicos ya produjeron apagones en Nueva York y Canadá y podrían destruir los grandes transformadores eléctricos que proporcionan electricidad a nuestros hogares. Conocer estos sucesos, como es obvio, tienen un interés vital para nosotros: en concreto, sabemos que un campo magnético débil y una tormenta solar fuerte expondría a los desafortunados pasajeros de avión a dosis de radiación peligrosas. Añado también que los seísmos y las erupciones volcánicas dependen de la conducta del manto y la corteza, que dependen de los fenómenos que suceden en el núcleo; poco tengo que argumentar para resaltar la importancia de prevenirlos. Además del amor al conocimiento, el egoísmo nos impulsa a averiguar cómo funciona el interior de nuestro planeta; y en los astros del sistema solar se encuentran algunas respuestas.

Enigma en las fuentes de la vida

            El Origen de las especies por medio de la selección natural, de Charles Darwin, probablemente sea uno de los más importantes libros que jamás se haya escrito; su aparición supuso una revolución no sólo en la biología, sino también en filosofía. Su publicación en el año 1859, sin duda, fue el acontecimiento biológico más importante del siglo XIX. ¿Y en el siglo XX? ¿Cuál fue el descubrimiento biológico más importante del siglo pasado? Auguro que la mayoría de los biólogos diría que la elucidación de la estructura química del ADN por James Watson y Francis Crick, en 1953; con ella quedaba descubierto el misterio de la herencia y se abría el camino que conduciría a la ingeniería genética, al conocimiento del genoma humano y a la comprobación de lo mucho que las personas nos parecemos a los demás seres vivos.

Cualquier adolescente ha aprendido que su cuerpo está formado por células, que todas sus células contienen ADN, y que el ADN es una molécula que tiene la forma de una cadena enormemente larga, también sabe que los genes son segmentos de esa gigantesca molécula, y no ignora que los genes condicionan la anatomía y el funcionamiento de cualquier animal, él incluido. Nuestro genoma –los genes- contiene la información necesaria para formar cada una de nuestras células -las del corazón, de la piel o del cerebro-, incluye la información para que esas células se organicen en órganos: en ojos, en brazos o en riñones, y encierra la información para que el cuerpo se desarrolle y actúe ordenadamente como un solo organismo. El lector versado en biología sabrá que la famosa molécula está constituida, no por una, sino por dos cadenas entrelazadas, a semejanza de una escalera de cuerda enrollada; pero lo que con seguridad la mayoría ignora es que sólo un segmento de una de las dos cadenas constituye un gen determinado. Por si fuera poco, un gen puede ser tanto un segmento de una cadena como un segmento de la cadena complementaria. ¿Qué sucede entonces con el segmento no usado? ¿Por qué se utiliza una cadena y no la otra? Y aún me queda otra pregunta por añadir, los bioquímicos saben que el ADN presente en las células tiene doble cadena, ¿por qué entonces el ADN de algunos virus contiene una única cadena? Lector curioso has comprobado que quedan muchos interrogantes sin responder.