sábado, 26 de diciembre de 2009

Big Rip, posible fin del universo


¿Cómo terminará el Universo? El sagaz lector conoce las pruebas que presentan los astrónomos cuando alegan que todo empezó con una Gran Explosión (o Big Bang). Las evidencias son más escasas en lo que se refiere al final. Hasta no hace mucho, las  especulaciones sobre el destino del Universo se centraban en un Big Crunch (Gran Colapso) o bien en un Big Freeze (Gran Congelación), un final por fuego o un final por hielo, según el gusto de cada cual. El poeta norteamericano Robert Frost los describe con hermosos versos que he traducido al español:
Algunos dicen que el mundo acabará en fuego,
Algunos en hielo.
Desde que tengo deseos
Me alío con quienes favorecen el fuego.
Pero si tuviese que morir dos veces
Creo conocer bastante el odio
Para saber que la destrucción por el hielo
También es grandiosa
Y bastaría.
Los detalles concretos de ambos finales podían leerse en los libros de cosmología… hasta hace poco, porque ya ha aparecido una nueva teoría que tiene cierto fundamento.
Las últimas especulaciones, sustentadas en observaciones que demuestran que la velocidad de alejamiento entre las galaxias aumenta –en vez de permanecer invariable o disminuir-, sugieren que una energía repulsiva desgarrará todo. Se supone que la energía oscura -así han nombrado los físicos a esta misteriosa energía repulsiva que llena todo el universo de una forma homogénea- constituye cerca de las tres cuartas partes de la cantidad total de materia y energía que contiene el cosmos. El valor de la energía oscura quizá sea invariable o tal vez aumente -como sugieren algunos teóricos y no prohíben recientes medidas cosmológicas-; si fuese cierta esta segunda posibilidad -se la ha llamado teoría de la expansión eterna-, dentro de unos cuantos miles de millones de años, no muchos, la energía oscura alcanzaría tal intensidad que nuestra propia galaxia ya no sería capaz de retenerse a sí misma: las estrellas, los planetas e incluso los átomos y núcleos no resistirían la fuerza expansiva y se desmenuzarían: el universo terminaría con un Big Rip (Gran Desgarramiento).
Ciertamente el destino del Universo resulta todavía un rompecabezas para los cosmólogos, pero su dilucidación probablemente les conducirá a entender la naturaleza de la materia y la energía oscuras. Esperamos que la mente humana, alguna vez, halle luz en la inmensa oscuridad. 

sábado, 19 de diciembre de 2009

El peligro amarillo


¿Sabe el astuto lector cuál fue la primera nación americana que se independizó después de los Estados Unidos? Seguro que no. El occidente de La Española –una isla caribeña- se independizó de Francia con el nombre de Haití. Contaron con un aliado inesperado para convertirse en la primera república negra del mundo, y en una de las pocas rebeliones de esclavos culminada con éxito. Durante la revolución de 1802, más de la mitad de los soldados franceses muertos no fallecieron a causa de las armas, la enfermedad los llevó al cementerio. La primera fase de la fiebre amarilla –que así se llamaba el aliado de los haitianos sublevados- cursa con fiebre elevada, pasado este período leve, el paciente mejora y los síntomas desaparecen. Aproximadamente uno de cada seis infectados desarrolla la fase siguiente de la temible enfermedad, aparecen síntomas como la ictericia (el tinte amarillo de la piel), las hemorragias y la fiebre, el deterioro hepático o renal termina con la muerte de la mitad de los pacientes, el resto se recupera sin secuelas. ¿Qué agente biológico, qué asesino silencioso e implacable imita a los humanos en su vesania? Un virus, causante de devastadoras epidemias en el pasado, que no ha dejado de actuar en la actualidad, ha provocado doscientos mil enfermos y unas treinta mil muertes, en el año 2001, en las regiones tropicales de América y África.
Los americanos que vivieron en los dos siglos anteriores a 1900 coincidían en que, cuando los habitantes de una ciudad comenzaban a volverse amarillos a montones y a tener vómito negro, lo único que podía hacerse era emigrar, porque no había obstáculo que detuviera al asesino amarillo; el microbio seguía asesinando hasta que harto, dejaba de matar. Hoy sabemos que un virus, el transmitido por la picadura de la hembra del mosquito Aedes aegypti, es el responsable de tanta desgracia. También sabemos que, aunque no existe un tratamiento específico, existen dos formas de prevención: o bien hay que vacunarse o bien hay que evitar la picadura de los mosquitos. La vacuna es la medida más eficaz contra el contagio, que recomienda la Organización Mundial de la Salud a cualquier viajero que salga de las áreas urbanas de América Central, América del Sur y África Subsahariana. A quienes prefieran el segundo remedio les recordamos que el mosquito abunda en zonas alrededor del agua estancada limpia, y que sólo pica durante el día. ¡Protéjanse!

sábado, 12 de diciembre de 2009

Júpiter, ¿amigo o enemigo?


Hasta hace poco tiempo los astrónomos aseguraban que Júpiter actuaba como nuestro protector celeste: desviaba lejos de nuestro planeta a los asteroides y cometas que podían penetrar en el sistema solar interno. Nuevos estudios publicados en el 2007, que evalúan el riesgo de impactos de meteoritos contra la Tierra, han puesto en duda tal creencia. El asunto no es baladí, porque los choques de cometas y asteroides contra el planeta han afectado a la vida terrestre: han causado extinciones devastadoras que han perturbado drásticamente la evolución de los seres vivos, e incluso podrían haber traído, además de parte del agua de los océanos, las moléculas precursoras de la vida. Sólo en los últimos seiscientos millones de años unos sesenta meteoritos de más de cinco kilómetros de diámetro han chocado con nuestro planeta; los más pequeños excavando cráteres de noventa y cinco kilómetros de anchura. Entender cómo Júpiter influye en la frecuencia de los impactos nos puede aclarar sucesos que ocurrieron en el pasado.
Jonathan Horner y sus colaboradores quisieron evaluar el peligro que representan para la Tierra los impactos de los cometas apellidados centauros; aclaremos que el cometa Shoemaker Levy-9, que colisionó con Júpiter en julio de 1994 ante los telescopios de muchos ilusionados terrestres, es el representante más famoso de tan conspicua población. Con la ayuda de un ordenador, los investigadores crearon un modelo que trazaba las trayectorias de cien mil centauros durante diez millones de años. La simulación se efectuó para diferentes valores de la masa de Júpiter: se le atribuyó al principio su valor actual, después tres cuartos, la mitad y un cuarto, sucesivamente, al final se efectuó la simulación sin Júpiter. Cuando terminaron el estudio, los físicos descubrieron que la frecuencia de los impactos en el sistema solar con Júpiter o sin él era similar. Sin embargo, cuando la masa de planeta gigante era menor, sin llegar a anularse, aumentaba el número de veces que los cometas impactaban contra la Tierra. Concluyeron que, si bien Júpiter desvía los cometas a una órbita que puede cruzar con la Tierra, también puede, posteriormente, alejarlos del sistema solar y de la colisión. "Júpiter no actúa como escudo protector, más bien podríamos decir que lo que da con una mano, lo quita con la otra". Así sucede en el cielo, así acontece en la vida.

sábado, 5 de diciembre de 2009

Flavonoides, los hermosos colores del reino vegetal


Las dificultades que deben vencer los pioneros en cualquier tarea suelen ser máximas; así sucedió con los primeros vegetales que abandonaron el océano -o el rio- para establecerse en los continentes. Para adaptarse a la vida terrestre, las algas verdes necesitaban resolver varios problemas relacionados con el cambio de medio; uno de ellos consistía en evitar el daño de la radiación ultravioleta, mucho más intensa en la atmósfera que en el agua. Tenían que protegerse… y lo hicieron. Los ancestros de las plantas desarrollaron la facultad de sintetizar unos pigmentos, los flavonoides, que captan hasta el noventa por ciento de la luz ultravioleta e impiden su perniciosa acción destructiva. El invento les resultó beneficioso; tanto, que todas las plantas han conservado la capacidad para sintetizar tan útiles pigmentos. Sin embargo, cada grupo vegetal ha fabricado variedades diferentes que, con el tiempo, añadieron otras funciones a su tarea original. Algunos, los que dan nombre al grupo, proporcionan los tonos amarillos a muchos campos y bosques, otros, las antocianinas, son responsables de la mayoría de los rojos, azules y violetas de las plantas. Habrá quien crea que el color, más o menos hermoso, resulte intrascendente para la vida vegetal; yerra quien tan ingenuamente piense. El color de las flores atrae a los insectos polinizadores: sin ellos el vegetal no se podría reproducir. El color también hace más apetecibles a los frutos, para que los herbívoros se alimenten con ellos, y se facilite –así- la dispersión de las semillas. Los flavonoides no sólo actúan sobre el sentido de la vista, el olor que proporcionan a la planta puede hacerla más o menos apetecible, incluso el sabor, amargo de algunos de ellos, y desagradable para los animales,  confiere una protección adicional a la planta que los fabrica.
Estas polivalentes sustancias, que ejercen múltiples funciones en el reino vegetal, ¿presentan alguna utilidad para nosotros? La contestación es indudablemente afirmativa. Tienen unas propiedades medicinales inusitadas: su capacidad para proteger a los vegetales de los perniciosos rayos ultravioleta los convierte en unos antioxidantes magníficos, además, inhiben el crecimiento de las células cancerosas, tonifican el corazón, mejoran la resistencia de los capilares, impiden la formación de trombos en los vasos sanguíneos, rebajan el colesterol, regeneran el hígado, protegen la mucosa gástrica, y son antiinflamatorios, analgésicos, antivirales, fungicidas y bactericidas. ¿Es posible? No debe extrañarnos esta extraordinaria capacidad farmacológica pues conocemos cerca de diez mil moléculas de flavonoides diferentes y sabemos que muchas plantas tienen unas propiedades medicinales innegables.

sábado, 28 de noviembre de 2009

Supercavitación, ¿un motivo de alegría o de tristeza?


“Los muy sabios son fáciles de engañar, porque aunque saben lo extraordinario, ignoran lo ordinario del vivir, que es más preciso”. Este aforismo, escrito por Baltasar Gracián y publicado en el año 1647, me condujo a reflexionar sobre la responsabilidad social del científico porque, aunque al profano le parezca mentira, la investigación más inocente puede tener una aplicación bélica inesperada. Optimizar el diseño de los buques para mejorar el transporte marítimo de mercancías tiene una utilidad innegable. En ello pensaban los ingenieros cuando se esforzaban por evitar el ruido y las vibraciones que provoca, en algunas circunstancias, el movimiento del agua en las hélices de los navíos. ¿En qué consiste este indeseado fenómeno, que responde al sonoro nombre de cavitación? Los expertos saben que el líquido sufre una descompresión cuando pasa a gran velocidad por una arista afilada (una hélice, concretamente); sucede entonces que regiones localizadas del agua se convierten en vapor, o dicho con otras palabras, que se forman burbujas –cavidades-. Inmediatamente después de producirse, cuando el vapor regresa al estado líquido, las burbujas son aplastadas. La implosión, la fuerza ejercida por el líquido al aplastar la cavidad, genera intensas ondas de presión; ondas que se disipan en la corriente o que chocan con la pared que se encuentre cerca: como es fácilmente comprensible, el material que soporta las colisiones se erosiona y debilita.
Hasta hace poco tiempo los ingenieros navales se afanaban en eliminar la cavitación, pero ya han cambiado de estrategia. ¿Por qué? Han descubierto que si un objeto se mueve a gran velocidad dentro de un líquido, cambia la naturaleza del fenómeno: se produce supercavitación. Sucede entonces que el líquido alrededor del objeto se convierte en gas: una burbuja gaseosa rodea al objeto en movimiento. La fricción con el agua se elimina porque el objeto se desplaza en un gas. ¡Increíble! La magnitud de la velocidad no es la única diferencia entre cavitación y supercavitación: aquélla es un fenómeno negativo para la navegación, ésta ha revolucionado la tecnología del armamento naval. Aunque muchos datos han sido clasificados como secreto militar, he averiguado que un torpedo ruso de supercavitación, el Shkvall, recorre trescientos ochenta metros en un segundo, un poco más de mil trescientos kilómetros por hora ¡debajo del agua! ¿Debemos alegrarnos o llorar?

sábado, 21 de noviembre de 2009

Simpáticas arañas


Las arañas, a menudo confundidas con los insectos, a pesar de que es fácil distinguirlos contando sus ocho patas, están probablemente entre los animales más cosmopolitas y mejor adaptados del planeta. Quien conozca sus costumbres fácilmente simpatizará con ellas: como la mayoría son carnívoras y se alimentan de insectos, otras arañas y pequeños invertebrados, afirmo, sin dudarlo, que nos liberan de muchos seres molestos y perjudiciales. ¿Para qué tanto insecticida –quizá se pregunte algún lector ecologista- si estos animalitos se pueden encargar de mantener baja una población de insectos?

Sin embargo, su relación con nosotros es conflictiva: tienen fama de crueldad, repugnan y se las odia. Y todo porque algunas arañas, no todas, nos pican, y la picadura es dolorosa. ¿Son venenosas las arañas? Por supuesto, con veneno matan a sus presas. ¿Son peligrosas, entonces? Noventa y nueve de cada cien especies, no: las mandíbulas de una araña de jardín o de una araña doméstica son demasiado débiles como para que puedan atravesar la fuerte piel humana. Pero no a todas les podemos extender el certificado de inocencia. Quienes disfrutamos de paseos por el campo es probable que nos hayamos topado, alguna vez, con una viuda negra mediterránea, -prima hermana de su homónima americana-, única especie cuya picadura puede revestir algún peligro; por cierto, se trata de un animal de curiosas costumbres amatorias -y gastronómicas- pues se come al macho después del apareamiento, ni más ni menos. Existe una hermosa leyenda sobre la procedencia del nombre de las tarántulas europeas -que  no deben confundirse con sus homónimas americanas y australianas-: en la Edad Media, los habitantes de Tarento creían que la picadura de las tarántulas causaba la muerte, a menos que el picado sujeto bailase una danza que, como no podía ser de otra manera, acabó llamándose tarantela; sin embargo, tan temible picadura es tan peligrosa… como la de una abeja. ¡No hay que exagerar! También existen arañas que pueden matar al desafortunado humano que tropiece con ellas. Tal vez el curioso lector quiera conocer las tres especies que encabezan la escala de peligrosidad: la extraordinaria toxicidad del veneno de la Armadeira brasileña -sólo seis millonésimas de gramo pueden matar a un ratón-, su naturaleza errante y su alta agresividad la convierten en la más temible; le siguen en tan desagradable escala la Atrax robustus australiana y la viuda negra americana.

sábado, 14 de noviembre de 2009

Origen de la Tierra


En un principio había una gigantesca y fría nube interestelar. Durante cien millones de años la silenciosa gravedad actuó sobre los granos de polvo y sobre las moléculas y átomos del gas. Lenta y persistentemente la nebulosa se contrajo, los choques entre los componentes elevaron la temperatura: hubo que esperar un millón de años, para que la intensa radiación y los vientos estelares huracanados expelidos por el centro barrieran la nube. Afortunadamente, no todos los residuos fueron expulsados, algunos se habían fundido en enormes cuerpos que, millones de años después, se convirtieron en planetas. También había objetos de hielo y roca –los llamamos cometas-, que pululaban por la periferia y eran atraídos hacia el centro. Las colisiones continuaron: generaron cuerpos cada vez mayores y más residuos, que fueron de nuevo barridos por el viento estelar.

La estrella recién nacida comenzó a brillar: una vez que el viento solar hubo despejado las nubes de gas, numerosas partículas sólidas giraban caóticamente en torno a la estrella. Las colisiones eran frecuentes, y también que los objetos quedasen pegados, soldados por el calor del choque: así crecía su tamaño. El calor generado por los impactos fundía los embriones planetarios, y obligaba a los metales densos a ir al centro, forzaba a las rocas más ligeras a subir a la superficie, e impulsaba a las rocas menos ligeras a quedarse en una zona intermedia. El proceso continuó hasta que, en apenas unas pocas decenas de millones de años, se formaron unos pocos cuerpos de miles de kilómetros de tamaño. ¿Por qué cuatro pequeños planetas rocosos y no más? ¿Quizá porque en el interior del sistema solar sólo hubo espacio para Mercurio, Venus, la Tierra y Marte? Los cazadores de planetas extrasolares han hallado gigantes, como Júpiter, que están más cerca de su estrella que Mercurio. ¿Es ese su lugar final o inicial? ¿Los planetas permanecen siempre en su órbita o se trasladan de una a otra? Carecemos de respuestas.

Tal vez un desconfiado lector se pregunte cómo podemos conocer los sucesos que ocurrieron en épocas tan lejanas; después de todo, alegará, la frenética actividad geológica interna de nuestro planeta ha borrado sus huellas. Tiene razón el sabio lector, pero nuestra ignorancia comenzó a terminarse cuando fuimos a la Luna, un astro geológicamente inerte que conserva los vestigios de los sucesos primigenios: la Luna, afortunadamente para nosotros, es un museo del Sistema Solar.

sábado, 7 de noviembre de 2009

Benéficos tiburones


Si hiciéramos una encuesta sobre los animales acuáticos más odiados, probablemente los tiburones alcanzarían el primer puesto en la antipática lista. Apuntamos dos motivos para superar esta animadversión y convertir la enemistad en simpatía: quizá nos sorprenda saber que, entre los cientos de millones de personas que realizan actividades en el mar, los tiburones sólo son responsables de una treintena de muertes anuales de media en, aproximadamente, un centenar de ataques en todo el mundo; y solamente cuatro, de las más de trescientas especies, han matado a un ser humano. La segunda razón se refiere a que los escualos tal vez pronto se conviertan en salvadores de vidas. Quien haya estudiado la teoría de la evolución sabrá que tiburones y humanos estamos emparentados, después de todo -y aunque algunos prefieran negarlo- ambos descendemos de los mismos peces ancestrales; por lo tanto, al sagaz lector no le chocará que los sistemas inmunitarios de unos y otros tengan similitudes, aunque no sean iguales. En los tiburones, con más de cuatrocientos millones de años de existencia, se observa un sistema inmunitario más primitivo que el de los mamíferos; mas, en lo que atañe a su capacidad para protegerse de las distintas patologías, incluidas las infecciosas, es tan eficaz como los más modernos.
Los tiburones fabrican anticuerpos generales, y no específicos como nosotros, una característica que nos puede reportar ventajas porque -recordemos- la tarea de los anticuerpos consiste en protegernos de cualquier invasión de agentes químicos o biológicos extraños. Sorprendámonos: los biólogos han descubierto que los anticuerpos de los tiburones se adhieren a una molécula del parásito que causa la malaria, y que la unión bloquea la entrada del parásito en los glóbulos rojos humanos. ¡Maravilloso! Un nuevo enfoque terapéutico para una enfermedad que causa entre dos y tres millones de muertes anuales. Y hay más, los anticuerpos de los escualos pueden unirse a las moléculas específicas de algunas células cancerosas e inactivarlas, o pegarse a proteínas que producen la inflamación en la artritis reumatoide y neutralizarlas. ¡Los tiburones tienen moléculas en su sangre que, probablemente, servirán para curar enfermedades humanas! Ni más ni menos. Un último detalle nos ayudará a valorar estos descubrimientos; los anticuerpos del tiburón, pequeños, robustos y estables, resisten las condiciones ambientales que imperan en nuestro sistema digestivo, tanto la acidez extrema del estómago como el feroz ataque de las enzimas gastrointestinales. ¿Será posible, alguna vez, curar un cáncer con píldoras preparadas con ellos?

sábado, 31 de octubre de 2009

Los secretos de la Luna


Trescientos ochenta y dos kilos de rocas lunares, tan antiguas que pueden considerarse testigos del origen del sistema solar, constituyen la mayor recompensa científica del programa espacial Apolo. En laboratorios tan limpios que un quirófano habría parecido sospechoso de suciedad se hicieron los análisis cuyos resultaron fueron inesperados: la Luna no contiene hierro ni agua. ¿Por qué? Los astrónomos atribuyen esa ausencia a que nuestro satélite es el resultado de la colisión entre la Tierra y un embrión planetario del tamaño de Marte. El gigantesco choque habría producido una nube de partículas, que quedó en la órbita terrestre y se unió para formar la Luna; no habría hierro porque el que había se hundió en el interior de la Tierra, y no habría agua porque el calor generado por el impacto la volatilizó. No crea el suspicaz lector que se trató de un acontecimiento excepcionalmente raro; probablemente los choques fueron los sucesos impredecibles con los que acabó el proceso de formación de los planetas: formaron un satélite gigante como la Luna, un planeta tumbado como Urano y un planeta muy denso como Mercurio (un impacto debió arrancarle parte de la superficie ligera).
Al viajar a la Luna también aprendimos cosas sobre la Tierra. El vulcanismo, la meteorización, la formación de montañas, los plegamientos, las fallas y la glaciación han borrado casi toda la historia de la Tierra; afortunadamente la Luna no fue una máquina geológica tan intensa; podemos comparar sus accidentes y fenómenos geológicos con los terrestres. Además del origen de la Luna, el análisis de las rocas lunares nos reveló aspectos inéditos de nuestro sistema solar cuando era joven. Probablemente hace tres mil novecientos millones de años todo el sistema solar interior sufrió un intensísimo bombardeo de meteoritos, que destruyó la mayor parte de las rocas y formó los mayores cráteres. Gran Bombardeo Terminal es el nombre de este brutal acontecimiento que duró entre veinte y doscientos millones de años y destruyó más del ochenta por ciento de la superficie lunar. ¿Fue su causa una lluvia de cometas provocada por el paso del sistema solar por una agitada región de la galaxia?, ¿tal vez una enorme colisión en el cinturón de asteroides llenó de fragmentos el interior del sistema solar?, ¿acaso una emigración de Urano y Neptuno, hasta entonces vecinos de Saturno, a órbitas más lejanas desestabilizó a millones de cometas? Quizá, amigo lector, después de una ardua investigación, tú encuentres la respuesta.

sábado, 24 de octubre de 2009

Psicópatas


Los protagonistas del libro “El psicópata. Un camaleón en la sociedad” escrito por el psicólogo Vicente Garrido me han impresionado. Los psicópatas se caracterizan por su carencia de empatía, por su incapacidad para ponerse en el lugar de otro, por su falta de remordimientos. Egocéntricos y superficiales, impulsivos e irritables son personas crueles que disfrutan con la extorsión y el abuso; lo hacen porque su objetivo es el control de quienes les rodean en su propio beneficio. El psicópata, gracias a su astucia, es el manipulador por excelencia. Estas características nos impulsarían a alejarnos de ellos, si no fuera por su habilidad para seducir, por su encanto y persuasión. El psicópata conoce la diferencia entre el bien y el mal, las normas y las leyes, pero no le importan; como no le afecta el dolor o el sufrimiento que causa en los demás, para él lo único relevante es conseguir sus fines. Sin arrepentimiento ni sentimiento de culpa, sin miedo ni ansiedad: son depredadores perfectos. ¿Se trata de enfermos mentales? No, únicamente tienen limitadas sus emociones. Su normalidad aparente los vuelve difíciles de reconocer, y más peligrosos. Afortunadamente existen distintos grados; y no todos desarrollan conductas violentas o terminan convirtiéndose en criminales, aun así, sería preferible no tener a uno como jefe, padre o cónyuge.
Y son incorregibles. “Se ha intentado todo, pero nada hay que funcione”. ¿El mejor consejo? Mantenernos lo más lejos posible de ellos. Si queremos protegernos el mayor inconveniente es pensar que son iguales a nosotros. Más allá de las mentiras, manipulaciones y argucias, la dificultad al enfrentarnos con los psicópatas reside en nuestra incapacidad para creer cómo son; que no les importamos y que sólo nos ven como objetos, instrumentos para conseguir sus fines o saciar sus ansias egocéntricas. Si buscamos esa bondad escondida o intentamos encontrar la explicación de su comportamiento… nos convertimos en una presa fácil, porque ellos se aprovechan. "En cierto sentido los psicópatas juegan con ventaja. Presumen (muchas veces correctamente) que no vamos a creer que ellos son así. Que buscaremos alguna lógica, algo que pueda ayudarnos a entender la sinrazón. Pero mientras tanto ellos actúan". "El problema no estriba en que su razonamiento lógico esté dañado. La lógica existe, aunque sea perversa".
En España hay casi un millón de psicópatas, más de un dos por ciento de la población. Eso significa, querido lector, que durante tu vida te has relacionado o te vas a relacionar con un par de ellos. ¿Ya puedes ponerle nombre a alguno?

sábado, 17 de octubre de 2009

¿Universo finito o infinito?


Los cosmólogos aseguran que el universo tuvo un origen hace trece mil setecientos millones de años; supongo que el astuto lector conoce las observaciones que permiten hacer tal afirmación. Establecido un límite temporal tal vez, curioso, se pregunte por los límites espaciales. ¿El espacio del universo es finito o infinito? Los astrónomos han medido las fluctuaciones de la radiación que queda de la magna explosión inicial –Big Bang- con la que comenzó el cosmos (el fondo cósmico de microondas); y de esas observaciones han deducido que las líneas paralelas, en el universo, no convergen ni divergen; eso significa, expresado en términos matemáticos, que vivimos en un universo euclídeo (plano lo llamamos vulgarmente, para entendernos mejor). Inexpertos en geometría, estamos tentados de afirmar que cualquier espacio euclídeo es infinito (los planos lo son, desde luego), pero los matemáticos nos aseguran que tales espacios pueden ser tanto infinitos (los planos) como finitos (la superficie de un donuts). ¿Qué hacer? Para distinguir unos de otros, los físicos deben averiguar si la luz dispone de un camino o de varios para llegar de una fuente al observador (los matemáticos dirían que tienen que determinar la topología del universo). Si sólo existe un camino -argumentan-, el espacio será infinito; si existen varios podrá ser finito o infinito. Ahora bien, los cosmólogos hasta el año 1990, como se sintieron incapaces de medir la topología cósmica, se desinteresaron de la cuestión; actualmente se ha abordado de nuevo el problema y se busca determinarla midiendo la disposición de las galaxias y las pequeñas irregularidades en el fondo cósmico de microondas. Las observaciones efectuadas les indican que el camino de la luz es único: deducen que la topología es sencilla y que habitamos en un universo infinito.
Aún tengo que hacer una importante aclaración: el lector lego no debe confundir el universo con el universo observable. Con independencia de otras consideraciones, el universo que podemos contemplar con nuestros telescopios tiene un tamaño finito, y su radio resulta de multiplicar la edad del universo (se conoce el dato) por la velocidad de la luz (se ha medido su valor); y esta distancia marca el límite observable, porque la luz procedente de cualquier galaxia más lejana no habría tenido tiempo de alcanzarnos desde que sucedió el Big Bang.
Hoy sabemos esto… mañana, ¿quién sabe?

sábado, 10 de octubre de 2009

Disminución de oxígeno, peligrosa carencia


Los montañeros y aviadores lo saben, pero los turistas que ascienden por encima de los mil metros también deberían saber que, cuanto más alto suban, más se reduce la cantidad de oxígeno que respiran; y no porque no exista el gas, sino porque cada vez es menor su presión. El aviador que no tome precauciones apreciará que disminuye su agudeza visual nocturna y aumenta su ventilación pulmonar; además sentirá somnolencia, debilidad, dolor de cabeza y euforia, también notará que disminuye su capacidad mental: ¡y tiene que pilotar el avión!
Quien volando o a pie asciende por encima de los tres kilómetros se arriesga al mal agudo de montaña: jaqueca, inapetencia, náuseas, cansancio, indiferencia, insomnio, taquicardia, tos; por fortuna la mayor parte de las personas se recuperan rápidamente cuando descienden. Los montañeros que escalan las más altas cumbres del planeta saben que una ascensión rápida a altitudes superiores resulta mortal. Si alguien asciende a cotas superiores a los tres kilómetros tiene que aclimatarse: debe conceder tiempo al organismo para que combata la carencia de oxígeno. El funcionamiento del cuerpo cambiará sutilmente, al cabo de una semana se intensificará la producción de la hormona que obliga a sintetizar más glóbulos rojos (la famosa EPO), con lo que habrá más hemoglobina en la sangre (técnicamente decimos que aumenta el hematocrito). Esta adaptación natural del organismo beneficia a los deportistas que han entrenado en altura, porque cuando compiten al nivel del mar, su sangre enriquecida transporta oxígeno a los músculos con mayor efectividad. Lo que presenta ventajas para corredores y ciclistas, para los montañeros representa un peligro pues la sangre espesa forma coágulos más fácilmente, y un tapón en las venas del corazón o del cerebro resulta fatal; por si fuera poco, el intenso frío de las grandes altitudes hace que la sangre se vuelva más viscosa y circule con más dificultad; en consecuencia, las extremidades se congelan fácilmente. El escritor, sobrecogido, admira la fortaleza y valor de los alpinistas.
Probablemente el lector ingenuo pensará que nada de esto le puede ocurrir a él: vive en la costa y le disgusta la montaña. Tiene razón… si no viaja en avión. Si se produce una brusca descompresión de la cabina a once mil metros, la disminución de la presión del oxígeno le concederá medio minuto antes de perder el conocimiento y padecer una parálisis respiratoria. Después de todo, las aburridas indicaciones de la azafata cuando comenzamos un vuelo pueden salvarnos la vida. ¡Quién lo iba a decir!

sábado, 3 de octubre de 2009

Imposibles saltos de los peces cuánticos

En una época en la que el fútbol es el espectáculo más popular, el escritor y un biólogo se distraían debatiendo sobre el multitudinario deporte. Mientras juzgaban las ventajas de jugar en campo propio o extraño, se les coló en la conversación la no localidad del mundo. ¿Qué querría decir eso? Casi sin quererlo se habían topado con una propiedad que los científicos observaron hace años, pero que comienzan a comprender ahora. Creemos que el mundo es local, porque estamos seguros de que sólo podemos mover un objeto –una piedra, por ejemplo- tocándolo directa o indirectamente; sin embargo, los experimentadores han observado que dos partículas –dos electrones o dos fotones- separadas varios kilómetros pueden comportarse de manera sincrónica, sin necesidad de intermediarios, sin tocarse. El entrelazamiento cuántico, que así se nombra al fenómeno, engendra una insólita intimidad entre las partículas y nos convence de que la realidad no es local.
Las partículas se comportan más o menos así: un pez (una partícula) se mueve en una laguna tan oscura que es imposible verlo. El pescador (un biólogo) piensa que, antes de morder la carnada, el pez se movía en el agua; nunca se le ocurriría pensar (como aseguran los físicos) que el pez realmente está disuelto en toda la laguna. Otro pescador coge dos pececillos y los arroja en una segunda laguna. ¿Qué hay ahora en el agua? Una combinación de dos peces solubles que forman un ente innombrable. Vaciemos esta laguna en dos exclusas iguales y separadas un centenar de metros. Mi amigo lanza su caña de pescar en una exclusa y el autor –que no tiene caña ni le gusta la pesca- va a la otra exclusa y se tiende a descansar. Al cabo de un rato, escucha el grito de alegría de su amigo cuando un pez muerde el anzuelo. Lo que ignora mi amigo –desconoce los entramados de la mecánica cuántica- es que en el mismo momento que él saca un pez, el otro pez también salta del agua a la hierba en la segunda exclusa. ¿Cómo sabe un pez, lo que hizo el otro, para imitarlo? 
¿Qué dice la física sobre esto? La mecánica cuántica sostiene que la acción instantánea a distancia es posible, sin embargo la teoría de la relatividad restringida prohíbe la existencia de mensajes instantáneos. ¿Se trata de teorías contradictorias? Aunque en el año 1932, John von Neumann argumentó que no se contradicen, sospecho que los físicos se encuentran en un apuro.puro.

sábado, 26 de septiembre de 2009

El regaliz, la cerveza y el sexo


Charlaba con un amigo historiador sobre las influencias de la meteorología en la guerra: comenzamos con la derrota de Hitler y Napoleón por el general invierno en Rusia; el hilo del discurso nos condujo del fracaso de la invasión de Japón por los mongoles al desastre de la Armada Invencible española, esta calamidad nos ubicó en Irlanda, y ya en ese hermoso país nos acordamos de su famosa cerveza Guinness. Voy a comentar algunas propiedades de uno de sus componentes, un condimento de agradable sabor anisado que posee un poder edulcorante cincuenta veces superior al de la sacarosa. El regaliz (que se extrae de la raíz de la Glycyrrhiza glabra) se usa en confitería para preparar postres, tartas, caramelos y golosinas, se emplea como ingrediente del tabaco de pipa y en comprimidos para eliminar el mal aliento, y también en la elaboración de bebidas, como la mentada cerveza.
En otro lugar expondré las propiedades curativas del regaliz, ahora quiero resaltar sus contraindicaciones. El lector profano debe saber que las acciones del principio activo más importante de esta pequeña planta, la glicirricina, se asemejan a las de las hormonas de la corteza de la glándulas suprarrenales (ubicadas encima de los riñones). Su uso prolongado produce hipertensión, retención del agua, aumento de sodio y pérdida de potasio; por eso es perjudicial durante el embarazo y la lactancia, o en casos de insuficiencia renal o de hipertensión. Sabido esto, al lector comedido no le sorprenderá que se produzcan intoxicaciones con el regaliz. El uso habitual de caramelos, sobre todo de los que refrescan el aliento, el abuso de las gomas de mascar, la ingestión de grandes cantidades de bebidas que lo contengan, o fumar mucho tabaco que incluya este aditivo puede tener desagradables consecuencias.
Dos datos, uno para preocupar a los hombres y otro para prevenir a las mujeres, y una recomendación general nos ayudarán a valorar esta sustancia. En Finlandia, los científicos hallaron que el consumo excesivo de regaliz puede provocar partos prematuros. En Irán, unos investigadores han comprobado que la administración de un gramo y tres décimas de regaliz, durante diez días consecutivos, disminuye la síntesis de la hormona masculina e inhibe el deseo sexual. No puede extrañarnos que, en el año 2004, la Comisión Europea recomendase que la dosis diaria del componente principal no supere los cien miligramos diarios.

sábado, 19 de septiembre de 2009

Relatividad y cuántica, o cómo reconciliar la misericordia con la justicia

El hombre primitivo mitigaba el desasosiego que le producía la cambiante, multiforme e incomprensible realidad, elaborando mitos; relatos acerca de dioses que le permitían comprender el mundo conociendo la personalidad de los seres que intervenían en los fenómenos naturales; en resumen, el humano proyectaba en las naturaleza sus motivaciones y experiencias. Esta forma arcaica de pensar introdujo orden en el cosmos y proporcionó tranquilidad psicológica a los individuos hasta hace poco más de dos milenios y medio. En aquella época y a orillas del mar Mediterráneo, Tales también se hizo preguntas sobre la naturaleza del universo y sobre las causas de los fenómenos naturales. Sus contestaciones, sin embargo, eran revolucionarias; y no por el significado de sus teorías, la belleza de sus relatos o la validez de sus argumentos, sino porque el único instrumento que usó para elaborarlas fue su razón. Desde aquel lejano momento hasta hoy, el desarrollo de la ciencia física, puede interpretarse como una permanente discusión entre dos escuelas. Por un lado, la tradición del atomismo, que remonta a Demócrito, trata de entender la materia como un conjunto de partículas elementales que su mueven en el espacio vacío; por otro lado, las teorías de campos describen los fenómenos físicos como sucesos continuos en el espacio y en el tiempo, las fuerzas gravitatorias son ejemplos concluyentes. El conflicto resulta inevitable, porque el concepto de espacio continuo es incompatible con el de partícula elemental. El dilema podría resolverse con el descubrimiento de que el espacio (y el tiempo) no es infinitamente divisible, que existe un cuanto, una partícula, fundamental de espacio (y tiempo): esta solución representaría una victoria de las teorías de partículas. A la inversa, un avance en la teoría de campos podría demostrar que las partículas elementales son deformaciones, nudos -o singularidades- del espacio continuo: esta conclusión proporcionaría la victoria a las teorías de campos.
Hoy disponemos de dos técnicas matemáticas que nos aportan soluciones satisfactorias a una variada gama de problemas físicos. La teoría de la relatividad se usa en los fenómenos astronómicos y la mecánica cuántica en el mundo de los átomos, aquélla se basa en las teorías de campos y ésta en las teorías de partículas: la elaboración de la teoría del todo, la reconciliación de la misericordia con la justicia, no se ha conseguido todavía.

sábado, 12 de septiembre de 2009

Osteoporosis, inesperadas semejanzas entre los astronautas y los ancianos


En una época en la que se idolatra a la juventud, resulta habitual que muchos conciudadanos nuestros identifiquen la vejez con enfermedad. Yerra quien lo haga. Apenas hay diferencia entre un adulto sano de sesenta o setenta años y uno de noventa; sí la hay, en cambio, si alguno de ellos está enfermo. Los ancianos rompen con facilidad los huesos –dirá, dubitativo aquél-. Se trata de una impresión cierta… que refleja sólo una parte de la verdad. Cuatro de cada diez mujeres y uno de cada diez hombres mayores de cincuenta años padecen osteoporosis, que así llaman los médicos al mal que desarrollan quienes tienen pocas proteínas y escaso fosfato de calcio en sus huesos, y los fracturan con un pequeño golpe. De epidemia silenciosa la califican los clínicos porque es una perturbación que no avisa, no provoca síntomas, el problema surge cuando, después de una simple caída o de cargar un peso, se fractura una vértebra, una muñeca o una cadera. Insisto en que se trata de una enfermedad y no una necesaria consecuencia de la edad, porque el hueso, como el músculo, se fortalece con el ejercicio; y tanto fortifica el aparato locomotor el joven que juega al fútbol como el anciano que camina varios kilómetros todos los días. La disminución de la masa ósea también la presentan -quién podría pensarlo- los jóvenes astronautas que viven en ingravidez largo tiempo, y aquellos enfermos de cualquier edad que deban permanecer en cama una temporada prolongada.
En los años 2001 y 2002, los biólogos que trabajaban para las agencias espaciales solicitaron a unos voluntarios que permanecieran acostados durante noventa días. Sabían que en esa posición el cuerpo humano sufre efectos muy similares a los ejercidos por la ingravidez; y querían estudiar la manera de compensar la atrofia muscular y la pérdida ósea. Los resultados obtenidos importan, no sólo a los tripulantes de vuelos espaciales de larga duración, como los que viajarán a Marte, sino también a los enfermos –ancianos o no- aquejados de dolencias similares. En el 1961, año en que Yuri Gagarin salió fuera de la atmósfera, o en el 1969, año en que por vez primera un humano pisó la Luna, muchos profanos calificarían de iluso a quien osara afirmar que los vuelos espaciales podría mejorar el bienestar de los ancianos. ¡Qué equivocados estaban!

sábado, 5 de septiembre de 2009

Vértigo al vacío


Reconozco que tengo una afición casi morbosa por algunos fenómenos físicos. Cuando intento comprender el vacío siento como si me sumergiese en profundos arcanos que mi mente apenas alcanza a comprender. Probablemente todos los lectores cultos sepan que los humanos, las rocas y las plantas están formados por átomos, pero quizá ignoren que estos minúsculos objetos no son compactos, no son ínfimas bolitas de billar, están compuestos casi exclusivamente por vacío. Para comprenderlo podemos ampliar imaginariamente el minúsculo tamaño de un átomo hasta que se vuelva tan grande como la catedral de Santiago de Compostela: un moscón perdido en el espacio de la nave central del magno edificio simularía el núcleo atómico y unos diminutos granos de polvo flotando cerca de las paredes, los electrones. Extraigamos conclusiones: bastante más del noventa y nuevo por ciento de la silla, donde probablemente esté sentado el lector meditabundo, lo constituye el vacío. ¿Comienza a sentir vértigo intelectual? Pues recupérese del esfuerzo, porque vamos a asomarnos a otro precipicio si cabe más profundo. El universo está habitado por galaxias, cientos de miles de estrellas grandes, medianas y pequeñas componen estos dinámicos entes extraordinariamente grandes y hermosos, en los que apenas cuentan, en cuanto a cantidad de materia, los planetas. Pues bien, si redujéramos el tamaño de una galaxia hasta que sus estrellas componentes adquiriesen el tamaño de un guisante, cien increíbles kilómetros separarían dos guisantes cualesquiera; fíjate bien amigo lector, ¿qué hay entre los guisantes, quiero decir entre las estrellas? Nada, apenas un átomo perdido por ahí y otro por allá. Las galaxias están hechas casi exclusivamente con vacío. La última transformación es más modesta y comprensible, convirtamos las galaxias en garbanzos: una cuarta, veinticinco centímetros, separaría dos galaxias. Resumiendo el universo es un conjunto de galaxias casi vacías, formadas por átomos casi vacíos. Colegimos que el universo está casi vacío. ¿Cuál es la importancia del majestuoso Sol?, ¿qué valor tiene nuestro hermoso planeta?, ¿tiene algún significado nuestra existencia? No oso dar ninguna respuesta a estas preguntas. “Toda novedad y primavera penden del corazón del hombre, y es este quien elige las estaciones, las ardientes amistades, las canciones, los caminos, la esposa y la sepultura, y también las soledades, los naufragios y las derrotas. Buscar el sentido profundo de la vida es el grande, nobilísimo ocio”. Ha escrito Álvaro Cunqueiro y nada tengo que añadir.

sábado, 29 de agosto de 2009

El animal que posee el secreto de la inmortalidad


“Escucho decir que los amantes del vino serán condenados. No existen verdades comprobadas, pero hay mentiras evidentes. Si quienes aman el vino y el amor se van al infierno, vacío debe estar el paraíso.” Esta inmortal cuarteta de Omar Jayyám me indujo a meditar sobre la vida eterna. ¿A que se debe el ansia humana por derrotar a la muerte? En palabras de Unamuno, por qué el "hambre de inmortalidad". Seguro que el lector metafísico entenderá el motivo por el que ambiciosos científicos intentan comprender el envejecimiento: pretenden evitarlo y conseguir que disfrutemos de una inmortalidad terrenal.

En la última década del siglo pasado se descubrió una extraordinaria criatura, cuyo tamaño, apenas medio centímetro, no hacía presagiar su importancia. ¿Qué característica de la Turritopsis nutrícula nos permite calificarla como única en el reino animal? A diferencia del resto de los animales no muere: nada más y nada menos. Esta pequeña medusa, cuando madura y alcanza el estado adulto, rejuvenece; regresa a su estado juvenil y repite el ciclo vital una y otra vez, indefinidamente. De hecho, nos encontramos con la primera especie animal que puede calificarse como inmortal. ¿Cómo consigue tal hazaña? Esta medusa de enrevesado nombre se las ingenia para modificar sus células especializadas: de alguna manera, aún ignorada, logra que retrocedan a fases en las que la especialización está ausente. Para entendernos, ¿nos sorprendería que una mariposa, aburrida de volar, pudiera convertirse en oruga? ¿Sí? Pues algo equivalente hace el bichito. Se trata de un fenómeno que los biólogos ya habían observado en otros animales, cuando regeneran los tejidos de sus órganos dañados; recordemos la capacidad de las salamandras para restaurar sus patas o la habilidad de los lagartos para reconstruir su cola, la sorpresa se debe a que, ahora, ¡se trata del animal entero! Como sospechará el lector sagaz, los científicos se afanan por penetrar en el misterio, ¿cuándo arrancarán a la medusa el secreto de su inmortalidad?, nos preguntamos curiosos.

No paran aquí las sorpresas que nos depara el diminuto animal. La bióloga Maria Pia Miglietta ha averiguado, ya en el siglo XXI, que, de una manera silenciosa, invisible, lenta, la medusa ha invadido, está invadiendo, aquí, ahora, los océanos del planeta. Originaria del Caribe se ha extendido por todos los mares de aguas templadas y tropicales, desde América hasta Japón, sin olvidarse del Mar Mediterráneo y España. Los barcos la han transportado. Desconocemos las consecuencias.

sábado, 22 de agosto de 2009

Gravedad insidiosa


Estamos acostumbrados a considerar que el universo está constituido por porciones de materia –las llamamos planetas y estrellas- que flotan en el espacio vacío. ¿Acertamos o erramos en nuestra apreciación? Porque si el espacio está vacío resulta difícil de entender cómo se transmiten las fuerzas de atracción producidas por la gravedad. Por ejemplo, ¿cómo se entera la Tierra de que el Sol la atrae en todo momento? ¿Cómo saben los océanos que la Luna tira de ellos, para seguirla en su trayectoria y producir las mareas? El genial Newton, el inventor de la ley de la gravitación universal, lo ignoraba: “Hasta ahora no he sido capaz de descubrir, por el estudio de los fenómenos, la causa de las propiedades de la gravedad, y no formo ninguna hipótesis acerca de ella… para nosotros es suficiente el hecho de que la gravedad existe y actúa de acuerdo a leyes establecidas, sirviendo correctamente para explicar el comportamiento de los cuerpos celestes y de nuestro mar”.
Dos teorías físicas contemporáneas tratan de explicar la gravedad. Einstein afirma que no existe la atracción, que el Sol curva el espacio-tiempo en el que está inmersa la Tierra, y que a nuestro planeta no le queda más remedio que ir por donde va, porque cualquier objeto opta siempre por el camino más fácil. Hago un inciso para aclarar que no debemos confundir la geometría del espacio con la geometría del espacio-tiempo. El espacio-tiempo en ausencia de gravedad es plano, pero cuando existe gravedad se curva; por ello, el espacio-tiempo de nuestro universo es curvo, aunque sea plano el espacio.
Algunos científicos discrepan de la interpretación de Einstein. Quienes sostienen que la física cuántica proporciona la manera de describir el universo entienden la gravedad de otra forma. Para ellos el Sol y los planetas se comunican por unas partículas llamadas gravitones que transportan las órdenes de atracción. Partículas que, por supuesto, nadie ha detectado hasta ahora. A pesar de sus profundas diferencias, tantos unos como otros creen que el Sol es el responsable de la gravedad que sufre la Tierra, y que ésta tardaría ocho minutos en sentir cualquier achaque del Sol; unos argumentarán que porque se habría alterado el camino por donde viaja, los otros porque se lo habría comunicado el astro rey. Dejamos que el lector, según su gusto, escoja la teoría que le resulte más agradable.

sábado, 15 de agosto de 2009

Seda de araña: la realidad supera a la ficción


Si el joven lector es amante de los cómics, le recomiendo que consulte con un científico sobre la calidad de la tecnología usada por Spiderman. Probablemente le dirá que el aparato lanza-redes de las muñecas del hombre araña es obsoleto. Si Spiderman usase biotecnología, habría modificado genéticamente las células epiteliales de sus muñecas, para que fueran capaces de fabricar la proteína que constituye la tela de araña. ¿Fantasía desbocada? Pues los biólogos pretenden conseguir tal manipulación celular… en las cabras.
El astuto lector sabe que un hilo de seda de araña resulta mucho más resistente que un cable de acero de similar grosor –por eso una tela de araña, cuyas fibras tengan el diámetro de un lápiz, podría detener a un Boeing en vuelo-, y es muchísimo más elástico -puede estirarse hasta veinte veces su tamaño sin romperse-. Además, es un material natural, inocuo y biodegradable; pues se trata de una proteína -la fibroína- que producen las células epiteliales de las arañas. Debido a sus asombrosas propiedades los humanos hemos intentado usarla con éxito nulo hasta la fecha; fracasaron los intentos de criar arañas: son muy agresivas y, además, comen la seda que no les sirve; corrió la misma suerte el intento de obtener fibroína con bacterias y levaduras genéticamente modificadas: sus enzimas la degradaron. Ante tal cúmulo de fracasos se necesitaba un enfoque diferente. Los biólogos han desarrollado una estirpe de cabras aptas para la fabricación de grandes cantidades de proteínas en su leche: insulina, colágeno, hormona del crecimiento, factores de coagulación sanguínea, anticuerpos monoclonales o fibroína; y no debe extrañarnos que las células epiteliales de una cabra, adecuadamente modificadas, sean capaces de fabricar la proteína de la seda de las arañas, después de todos los animales tenemos una bioquímica parecida. Los investigadores ya conocen el proceso: primero se aísla el gen de la fibroína; a continuación, se inserta el gen en un agente biológico que lo transporta; después, se introduce el agente en el núcleo de una célula de cabra. Los biólogos han llegado hasta aquí. El siguiente paso consistirá en inyectar el núcleo modificado en un embrión de una cabra, que se implantará en el útero de un animal adulto. Ya sólo queda esperar a que nazca la cabra transgénica: su leche contendrá la fibroína. Auguro que, en el futuro, hilaremos fibras de este extraordinario biomaterial con los métodos habituales de la industria textil. ¿Sorprendido el joven lector? Lo verá.

sábado, 8 de agosto de 2009

Magnetismo: sobre el amor apasionado y el odio perfecto… atómico


Leía con deleite al poeta Luis Rosales: “Hacer la antología del Siglo del Oro es, ante todo y sobre todo, resucitarlo, poner en pie de nuevo los vicios y los sueños de los hombres más representativos; sus apetencias y sus virtudes; sus tahurerías y sus costumbres; sus casas de dos pisos, sus alcobas, sus desafueros y sus fueros; sus trajes y sus coches, sus amor a Dios, su sexo y sus palabras.” Desbocada la imaginación -reflexione-, ¿por qué no resucitar también los odios y amores atómicos? El magnetismo es una de las fuerzas naturales más interesantes. Y debe esa cualidad a que ninguna sustancia permanece indiferente ante él. Todos los cuerpos se sienten o atraídos o repelidos, no existe término medio. Los físicos, siempre prosaicos, llaman diamagnéticas a las sustancias que odian, quiero decir repelen, al magnetismo y paramagnéticas a las amantes. Resulta relativamente fácil describir las características de unas y otras. Todas las sustancias están formadas por átomos y moléculas, pues bien; si el número de electrones que contienen es impar nos hallamos ante un amante, así de sencillo. ¿Y si el número es par? El asunto se complica. Nos tenemos que fijar en los emparejamientos electrónicos. Si todos los electrones se hallan emparejados la repulsión abunda por doquier, necesitamos encontrar electrones solitarios para que surja la atracción.
Aún podemos hallar dos variedades más de comportamientos magnéticos. Existen los amantes apasionados, en los que, como no podía ser de otra manera, la atracción por el magnetismo es muy superior a la normal, sustancias a las que los físicos bautizaron con el extraño nombre de ferromagnéticas. Escasean, pero alguna hay: ahí está el hierro cuando se comporta como un imán. También hay odiadores perfectos. Odian tanto al magnetismo algunas sustancias que impiden que penetre en su interior. Aunque parezca increíble los científicos han conseguido preparar en sus laboratorios sustancias con estas características a las que llaman superconductoras. Desgraciadamente, por ahora, estos compuestos sólo presentan tan fatal comportamiento cuando se encuentran a temperaturas muy por debajo de los cien grados bajo cero, pero esperen un poco y verán. Todavía me queda por señalar una propiedad inesperada; es tan potente la fuerza del odio magnético que podemos aprovecharlo: los ingenieros ya han construido trenes que, en vez de ruedas, se sustentan en la repulsión entre imanes. ¡Qué maravilla! Usar el odio para beneficio de la humanidad. ¡Qué bueno es el conocimiento!

sábado, 1 de agosto de 2009

¿Por qué los animales son generosos?


La contestación a esta, en apariencia, intrascendente pregunta puede conducirnos a temas de una profundidad insospechada. Un ensayo publicado en 1976 por un prestigioso etólogo pretende contestar a este interrogante. “Somos máquinas de supervivencia, vehículos autómatas programados a ciegas con el fin de perpetuar la existencia de los egoístas genes que albergamos en nuestras células”. Esta categórica frase quizá sorprenda al lector humanista, pero resume perfectamente la tesis que mantiene sir Richard Dawking en el libro “El gen egoísta”. Para el eminente biólogo la evolución y selección natural de los genes, su intrínseco egoísmo, sienta las bases sobre las que debe interpretarse el comportamiento animal. La madre que se sacrifica por su progenie, el individuo que arriesga su vida para dar la alarma a la manada y, en general, el altruismo animal parecen paradójicos, porque la ayuda a otros consume recursos preciosos –incluso la propia vida– y reduce la capacidad de supervivencia del sujeto. ¿Cómo pudo aparecer semejante comportamiento en la evolución por selección natural? Dawkins interpreta la generosidad argumentando que los individuos se comportan abnegadamente sólo con sus parientes cercanos, con quienes comparten muchos de sus genes: lo que equivale a asegurar que, después de todo, los genes protegen únicamente su propia supervivencia. La cualidad egoísta de los genes explicaría así el egoísmo animal, y también las circunstancias especiales en las cuales los genes pueden alcanzar mejor sus objetivos narcisistas fomentando cierto altruismo entre los individuos. Dawkins asegura que, por mucho que deseemos creer de otra manera, el amor universal y el bienestar del conjunto de las especies son conceptos que carecen de sentido para la evolución. A pesar de que esta interpretación proporciona un modelo útil para algunos propósitos –así lo reconoce su autor-, la mayoría de los biólogos considera que la evolución de los seres vivos se puede entender mejor en términos de individuos y poblaciones, y no de genes.
Debo señalar que algunos antropólogos, llevados por un entusiasmo desmesurado hacia estas ideas, intentan explicar el comportamiento humano con la ingeniosa hipótesis del gen egoísta. Les recordaré unas palabras del propio Richard Dawkins “Si se ha de exceptuar a alguna especie debe ser por muy buenas razones particulares. ¿Existe alguna buena razón para suponer que nuestra especie es única? Pienso que la respuesta debe ser afirmativa.”

sábado, 25 de julio de 2009

GRB, guiños astronómicos


Todo aficionado a la ciencia, y eso es quien dedica parte de su tiempo de ocio a la lectura de estas páginas, sabe que el Big-Bang, la inconmensurable explosión que originó el universo hace trece mil setecientos millones de años, es el fenómeno más energético conocido; pero seguro que ignora qué acontecimiento ocupa el segundo lugar en la escala de energía. Se trata de los GRB, estallidos de rayos gamma de escasos segundos de duración que se están produciendo continuamente en el cosmos, auténticos guiños de luz invisible que nos llegan del universo profundo. La increíble explosión de rayos gamma detectada el diecinueve de marzo de 2008 asombró a los astrónomos;  la potencia del estallido fue tal que hasta su brillo óptico pudo ser observado a simple vista durante treinta segundos; tardó siete mil quinientos interminables millones de años en alcanzar un ojo humano; asómbrese el flemático lector, nuestro planeta ni siquiera existía cuando la radiación inició su camino. No todos son iguales, resulta que hay guiños –quiero decir GRB- lentos y también los hay rápidos. ¿Qué produce estos intrigantes fenómenos? En el año 2008 se reunieron los expertos para debatir tan espinoso asunto: concluyeron que dos sucesos bien distintos los causan. Los comentaré brevemente.

Cuando acaba su combustible nuclear, una estrella supergigante explota con una potencia cien o mil veces mayor que la de una supernova normal, inmediatamente después se colapsa y convierte en un agujero negro: durante ese proceso, la estrella moribunda, a punto de convertirse en cadáver, irradia chorros de materia desde sus polos, y estos chorros emiten los rayos gamma: ya tenemos una explicación. Un suceso infrecuente produce, probablemente, el otro tipo de guiño cósmico: se trata del choque entre dos estrellas de neutrones, objetos de enorme densidad,  muy pequeños, apenas del tamaño de una ciudad y con la masa de una pequeña estrella. Se trata de un impacto inusitado, porque ambos astros colapsan, desaparecen del universo y dejan en su lugar un agujero negro. Sólo queda añadir que, durante el insólito proceso, se producen los guiños de rayos gamma, los GRB que con tanta atención detecta el astrónomo terrestre.


Como seguramente adivinará el lector ingenioso, estos acontecimientos emiten tanta energía que si uno de ellos ocurriese cerca del Sol... podría acabar con gran parte de la vida en la Tierra. ¡Y tal vez haya ocurrido en el remoto pasado!

sábado, 18 de julio de 2009

Sobre el empolvado camino a las estrellas


En tiempos de crisis económica, quizá algún lector se sorprenda (o se encolerice) si le digo que a algunos científicos se les paga por estudiar el polvo. Y no creo que alivie su enfado si afirmo que la Luna y Marte son mundos extremadamente polvorientos y que inhalar polvo podría ser nocivo para los astronautas. Pero quizá el agobiado lector acepte que se trata de dinero bien invertido si añado que la silicosis, una grave enfermedad que afecta a los pulmones, es causada por el polvo de cuarzo.

Huele a pólvora, -exclamó Harrison Schmitt-, cuando olió el aire del Módulo Lunar. Corría el año 1972 y acababa de regresar de un paseo por la Luna. Más tarde, el astronauta se sintió congestionado y se quejó de fiebre de heno; afortunadamente sus síntomas desaparecieron al día siguiente. No olvidó la anécdota Russell Kerschmann, un patólogo que se dedica a estudiar los efectos del polvo sobre la salud humana. El cuarzo no es venenoso; pero cuando forma partículas de menos de diez micrómetros (cinco veces menores que un cabello humano) y entra a los pulmones, entonces los granos de polvo -de aristas afiladas- pueden incrustarse en los diminutos alveolos del pulmón y romperlos. Más aún, las células del sistema inmunológico se suicidan al intentar tragar tan indigestos corpúsculos.

El polvo lunar -compuesto de silicio, como el cuarzo terrestre- no es venenoso; pero, a semejanza del polvo de cuarzo, es extremadamente fino y abrasivo, casi como el vidrio pulverizado. Los astronautas que alunizaron descubrieron que se pegaba a todo,  que era casi imposible quitarlo una vez que entraba en el interior del Módulo Lunar; apesadumbrados, comprobaron que parte llegaba al aire e irritaba los pulmones y los ojos. Y en Marte podría ser peor; porque el polvo marciano no sólo es un irritante mecánico, sino, tal vez, un veneno químico: algunos científicos sospechan que el polvoriento suelo del planeta rojo podría ser un oxidante tan fuerte que quemaría cualquier material orgánico -tal como los plásticos o la piel humana- al que le cayese encima, como lo hace la lejía sin diluir. No acaban aún las calamidades; el polvo marciano también podría contener rastros tóxicos de arsénico y cromo. Y el peligro se acusaría durante los vendavales que ocasionalmente cubren Marte.

Los científicos ignoran la solución del problema, pero confían en encontrarla.

sábado, 11 de julio de 2009

Clatratos, un inesperado fusil climático


Indagar en el pasado -pensará el ingenuo lector- es labor de ineficaces eruditos quienes, a falta de un trabajo productivo, entretienen su ocio o justifican su sueldo con inútiles menesteres. No argumentaré sobre la utilidad del conocimiento para el bienestar física e intelectual de la humanidad, sí diré, en cambio, que la aparentemente inservible sabiduría nos depara curiosas sorpresas como la que sigue.
Hace cincuenta y cinco millones ochocientos mil años, y mira que ha pasado tiempo desde entonces, súbitamente aumentó la temperatura media de la superficie terrestre en seis grados, un suceso que los científicos bautizaron con el extraño nombre de PETM (iniciales de Paleocene-Eocene Thermal Maximun). ¿Qué sucedió entonces en el planeta? En apenas veinte mil años –muy poco tiempo en términos geológicos- cambió bruscamente el clima, ni más ni menos. El acontecimiento tuvo dramáticas consecuencias: se extinguieron multitud de microorganismos marinos, y se podó el árbol de los mamíferos hasta dejar los linajes contemporáneos. ¿Tiene algún interés para nosotros estudiar sucesos tan lejanos? Qué nos puede importar bicho más bicho menos, alegará algún ingenuo y algo egoísta contemporáneo. Los paleontólogos, siempre curiosos, han intentado identificar al autor del desastre. Después de arduos trabajos han encontrado que una intensa actividad volcánica, que calentó los océanos, podría ser la causante del desafuero. Si el agua está más caliente mejor, pensará alguno, baños en cualquier época del año, más turismo... Ignoremos quien tan simples opiniones tiene y preguntemos por los datos. Resulta que en los sedimentos de los fondos oceánicos actuales existen grandes cantidades de compuestos de metano -apellidados clatratos de metano- y que el aumento de la temperatura del agua marina provoca la liberación repentina del gas; sucede entonces que llega a la atmósfera metano suficiente como para elevar la temperatura cinco grados, porque, no debemos olvidar, el metano provoca un efecto invernadero más potente aún que el dióxido de carbono.
Tan pronto se descubrió el fenómeno, los climatólogos se preguntaron si el calentamiento contemporáneo podría provocar la liberación repentina de grandes cantidades de gas natural (cuyo componente principal es el metano) de los depósitos marinos. Las respuestas a las que llegaron no deben ser muy optimistas pues decidieron llamar al fenómeno fusil de clatratos. Nombre bélico apropiado, acaso porque las consecuencias para la humanidad, de producirse, serían tan horrorosas como una gran guerra, quizá peores.

sábado, 4 de julio de 2009

Omnipresentes bacterias


En otro lugar ya he manifestado mi simpatía hacia las bacterias; no es para menos, porque durante la mayor parte de la existencia de la Tierra, estos minúsculos seres vivos fueron sus únicos habitantes, y en un futuro lejano, desaparecidos los animales y plantas, probablemente, también lo volverán a ser. Hasta el lector displicente queda anonadado cuando comprueba que medio billón de átomos, más o menos, de los cuales las tres cuartas partes forman agua, se organizan como minúsculas máquinas químicas eficacísimas, que toman del ambiente energía de alta calidad y la devuelven de baja calidad. Si añado que quizá el setenta y cinco por ciento de la biomasa terrestre esté en los microbios, la mayoría de los cuales son bacterias, el profano comprenderá mejor la extraordinaria importancia que tienen estos diminutos seres vivos en la biosfera. Hay tantas bacterias en los océanos que, si las pudiéramos pesar, superarían el peso de todos los peces y mamíferos marinos, ¡que ya está bien!  Aún así, me sorprendió saber que mi intestino, como el de cualquier otro ser humano alberga diez billones de bacterias; y que no todas son iguales, pertenecen a unas mil especies diferentes. Detente a pensarlo un momento sorprendido amigo, nada menos que mil especies diferentes de imperceptibles bacterias habitan en tus tripas. Si aclaro que sólo existen cuatro mil quinientas especies de mamíferos en nuestro planeta, tal vez el lector indiferente aprecie la enorme variedad de minúsculos microbios que han elegido por morada un intestino particular.
Los biólogos han averiguado que las bacterias intestinales cooperan con nosotros para eliminar los virus y bacterias patógenas, también que nos ayudan a absorber nutrientes, y quizá por ello, una misma comida puede afectar a cada persona de una forma diferente. Desgraciadamente los científicos todavía ignoran cómo influyen estas bacterias en la salud de su hospedante, pero saben que la alteración de un ecosistema –el intestino- puede resultar perjudicial para los seres vivos que viven en él. El hilo de la argumentación me conduce a la  pregunta siguiente: ¿la ingestión de antibióticos –que alteran el ecosistema intestinal- siempre es beneficiosa?, o a una equivalente ¿en ciertos casos, la salud de algún sufrido paciente resultará perjudicada? Y no dudo que los beneficios de los antibióticos superan con creces sus perjuicios… la mayoría de las veces.

sábado, 27 de junio de 2009

Supernovas, peligros de la indigestión estelar


            Las supernovas de nuestra propia galaxia son un espectáculo celeste extraordinario: incluso pueden verse con luz diurna sin telescopios. Durante algunos días de brillo desmesurado, la supernova radia la misma energía que en toda su vida. No puede ser de otra manera pues explota una estrella ¡nada menos! Dos sucesos diferentes pueden originar este fenómeno. Si se trata de la explosión que marca el fin de una estrella gigante los astrónomos la denominan tipo II. Existe otro caso -el tipo I- que involucra a dos estrellas que se orbitan y una de ellas es una enana blanca. Cuando ambas están lo suficientemente cerca, la enana roba materia a su compañera, hasta que su masa supera la cantidad de uno y cuatro décimas de veces la masa del Sol. Ocurre entonces un gran estallido: la estrella –hambrienta- muere de indigestión.
Aunque inusuales, apenas cinco supernovas cada milenio en una galaxia, tres de las que sucedieron en la Vía Láctea desempeñaron un relevante papel en la historia humana. En el año 1054 los astrónomos chinos y árabes vieron la supernova más estudiada hasta la fecha; aproximadamente durante dos años y en la región del cielo donde ahora está la Nebulosa del Cangrejo, observaron una nueva estrella a la luz del día, más brillante que cualquier objeto celeste con excepción de la Luna. Sabemos que pudo verse en Europa, y también que ningún erudito osó dar fe de su observación. ¿Por qué? Aristóteles había ideado la teoría física que sostiene que la región de las estrellas permanecía inmutable: los cambios sucedían en las proximidades de la Tierra. Desgraciadamente los teólogos cristianos convirtieron su teoría en doctrina; y todo aquel que no la aceptara se arriesgaba a ser acusado de hereje. Ya tenemos la explicación de la ceguera de los europeos: no hay peor ciego que quien no quiere ver. Podemos imaginar el estupor que recorrió el mundo ilustrado cuando Tycho Brahe observó, en 1572 y durante año y medio, una estrella más brillante que Venus, en la constelación de Casiopea, donde antes ninguna había. En 1604 se repitió el fenómeno: en la constelación del Serpentario Johannes Kepler observó, durante un tiempo, una estrella nueva más brillante que cualquier otra. La conclusión de ambos acontecimientos eran inobjetable: invalidaba la teoría cosmológica aristotélica.
Informo al curioso lector que, desde la invención de los telescopios modernos, los astrónomos esperan detectar la primera supernova de nuestra galaxia con sus instrumentos. ¿Cuándo ocurrirá el acontecimiento?

sábado, 20 de junio de 2009

Oír y ver de forma diferente


Los humanos ya hemos explorado a conciencia la superficie de la Tierra, después, el océano de aire en el que vivimos, incluso hemos paseado por la Luna y enviado vehículos espaciales a todos los planetas del sistema solar, pero apenas conocemos el otro océano que contiene nuestro maltratado planeta, el de agua. Viajamos muy poco por el interior de los océanos: frente a los casi cuatro kilómetros de profundidad media, sólo unos cientos de metros bajo la superficie son visitados habitualmente por los submarinos, y unas pocas decenas de metros por los buceadores. Pecios, bacterias y animales desconocidos aguardan al intrépido investigador que se hunda en las profundidades marinas. ¿Por qué los viajeros, exploradores y aventureros no escrutan más los océanos? Reconozco que el aumento de la presión puede ser un impedimento; aun así, me sorprende esta actitud porque, nada más traspasar la superficie del mar, se abre otro mundo ajeno a las experiencias diarias; un universo tan diferente al habitual que ni siquiera nuestros sentidos más apreciados, la vista y el oído, funcionan como de costumbre. El sonido y la luz no se comportan de la misma manera en el aire que en el agua. El sonido, por ejemplo, se mueve unas cinco veces más rápidamente, y eso dificulta discriminar su lugar de procedencia. En cuanto a los colores, desaparecen cuando aumenta la profundidad: el rojo se desvanece a los seis metros, el naranja a los diez, el amarillo a los quince, el verde a los treinta, más allá todo se torna azul grisáceo; a medida que descendemos la luz se atenúa hasta que llega un momento, a los mil metros, en el que reina una completa oscuridad. Además, los objetos pierden contraste y parecen borrosos y difuminados. ¿Por qué?, porque los rayos que llegan a los ojos no provienen directamente de ellos, sino, sobre todo, de las partículas que tiene el agua en suspensión. Ni siquiera el tamaño permanece invariable: la luz cambia de dirección cuando pasa del agua al aire, a través del cristal del visor del buzo, y después al ojo. Y ese efecto logra que los objetos parezcan más cercanos y grandes.
Sumergido -con la imaginación- en ese oscuro mundo de silencio me surge, inevitablemente, la pregunta, ¿qué nuevas sensaciones percibirán los humanos que osen visitar astros distintos al planeta que los vio nacer?

sábado, 13 de junio de 2009

Coltan


Le tengo una simpatía especial a los metales vanadio, wolframio y platino; se debe a que, entre las aproximadamente ocho decenas de elementos químicos no radiactivos que existen en la naturaleza, únicamente ellos fueron descubiertos por científicos españoles. Ya conocía la química del vanadio, pero quise saber más sobre dos elementos que pertenecen a su misma familia, dos raros metales de exótico nombre. Hace unos días encontré, en un artículo de una revista científica, sus peculiaridades físicas y sus propiedades químicas, me informé sobre las características de su comportamiento, imaginé sus utilidades y averigüé la manera de obtenerlos puros; confieso que, de pronto, me inundó el estupor cuando, en medio del estudio químico del niobio y el tantalio, se me coló desvergonzadamente una infame contienda. La guerra del coltan (que así se llama la mezcla de los dos minerales, de la que se extraen los metales), también llamada la Gran Guerra Africana, fue el conflicto humano más mortífero después de la Guerra Mundial: tres millones ochocientos mil cadáveres se pudrieron en la cuenca del río Congo entre los años 1998 y el 2003.
Para muchos lectores coltan será una palabra extraña; no es para menos, se trata de la combinación de dos vocablos, que nombran a sendos minerales: la columbita y la tantalita, óxidos de los que se extraen el niobio y tantalio. Si añadimos que el ochenta por ciento de las minas se hallan en el Congo y que su precio quintuplica el de los diamantes industriales comenzamos a entender las infames causas de la Gran Guerra Africana.
¿Y a qué se debe -se preguntará el sorprendido lector- el desmesurado valor de este mineral? A que el coltan es escaso, y a que se trata de una sustancia imprescindible para la fabricación de componentes de las nuevas tecnologías. Concretamente, el niobio se usa para la manufactura de micromotores y para la construcción de potentes imanes; la capacidad del tantalio para soportar, sin alterarse, condiciones extremas lo habilita para la elaboración de condensadores exactos, pequeños y fiables; uno, otro o ambos resultan indispensables para la fabricación de los teléfonos móviles, los ordenadores, las pantallas de plasma, las cámaras digitales, los videojuegos, las armas inteligentes, los implantes médicos, accesorios de la industria aeroespacial y dispositivos de levitación magnética. Nada más, nada menos.
El autor, satisfecho ciudadano de la Unión Europea y habitual usuario de las nuevas tecnologías, confiesa sentir una enorme vergüenza.

sábado, 6 de junio de 2009

Alimentos que son medicinas


Traten otros del gobierno
del mundo y sus monarquías,
mientras gobiernan mis días
mantequillas y pan tierno;
y las mañanas de invierno
naranjada y aguardiente,
y ríase la gente.
Nos lo recuerda Luis de Góngora. Oso asegurar que casi todos los lectores adultos, además de goces intelectuales, han disfrutado alguna vez de los placeres gastronómicos, también, que han lamentado sufrir la penosa inyección de un fármaco, o que han soportado con paciencia el mal trago de una amarga pócima. Casi todos estaríamos de acuerdo en que los alimentos son muy diferentes de los medicamentos: aquéllos aportan la energía y las materias primas que el cuerpo necesita para vivir, éstos actúan como proyectiles salutíferos que afectan preferentemente a un órgano determinado o a un agente infeccioso; toda la población sana necesita los mismos nutrientes, sólo quienes padecen alguna enfermedad demandan las medicinas, y no siempre las mismas, éste requiere cierto antibiótico, ése solicita un antitumoral, a aquél le urge un hipotensor. La naturaleza no se muestra tan selectiva en su acción y acaba difuminando las clasificaciones humanas: los biólogos han encontrado que tres sustancias nutritivas actúan como medicinas. Ni más ni menos. El triptófano y la tirosina –aminoácidos que se hallan en muchas proteínas de los alimentos, preferentemente en los huevos, en la leche y en los animales-, y también la colina -un nutriente esencial abundante en la yema de los huevos, el hígado y la semilla de soja- producen importantes cambios en la composición química del cerebro. Han leído bien, alimentos que modifican el cerebro… exactamente igual que algunos fármacos. Y, añado, los cambios pueden modificar las funciones cerebrales, especialmente en aquellos individuos que sufren algunas enfermedades metabólicas o nerviosas; y estamos hablando nada menos que de la enfermedad de Parkinson, del Alzheimer o de la hipertensión. ¿La explicación? El triptófano, la tirosina y la colina son precursores de moléculas que actúan como mensajeros entre las neuronas que componen el sistema nervioso (o entre las neuronas y los músculos); y sabemos que se ha hallado un defecto (o un exceso) de estos mensajeros en algunos trastornos mentales. Poco más podemos añadir. 
Resalto el hecho de que la cantidad de ambos aminoácidos –o de la colina- que debe administrarse a un sujeto para modificar su metabolismo es muy grande, pero las investigaciones continúan y cuesta tan poco soñar...