Steven Hawking y los agujeros negros

     Después de ver la primera imagen de un agujero negro, me apetecía recordar el extraño comportamiento de estos desmesurados entes. No se me ocurrió lectura mejor que volver a leer un precioso artículo que Steven Hawking publicó en 1977; se titula “La mecánica cuántica de los agujeros negros”.

     “Un agujero negro es una región del espacio desde la que no se puede huir”; su contorno corresponde al horizonte de sucesos que, para un agujero negro con una masa diez veces la del Sol, corresponde a una esfera de treinta quilómetros de radio. Sí, algunos, los que proceden del colapso de estrellas, son relativamente pequeños. Cierto, un agujero negro engulle toda la materia que se halla en sus alrededores; pero no es absolutamente negro, emite radiación (apellidada de Hawking): “crea y emite partículas y radiaciones como si fuera un cuerpo caliente ordinario, con una temperatura que es… inversamente proporcional a la masa”. “A medida que un agujero negro va emitiendo partículas, su masa y tamaño disminuyen continuamente. Esto hace que… la emisión continúe a un ritmo creciente, hasta que, tal vez, deje de existir. Con el tiempo, todo agujero negro del universo se evaporará de esta manera.” ¿Cómo lo hace? “Una manera de entender la emisión es la siguiente: la mecánica cuántica presupone que el espacio está lleno de pares de partículas y antipartículas virtuales que se están materializando constantemente en parejas, alejándose y acercándose para aniquilarse de nuevo entre sí… En presencia de un agujero negro, un componente de un par de partículas virtuales puede caer en el interior del mismo, dejando al otro componente sin compañero con el cual liquidarse. La partícula o antipartícula abandonada… puede escapar al infinito, donde aparecerá como radiación emitida por un agujero negro.”

     Debido a la emisión de la radiación de Hawking colegimos que un agujero negro no es inmortal: si tiene la masa del Sol, vivirá un millón de decillones de años, muy superior a la edad del universo (algo más de diez mil millones de años) y emitirá radiación a una temperatura de diez millonésimas por encima de cero kelvin, enmascarada por la radiación cósmica de fondo de microondas (dos kelvin con siete décimas); en cambio, si el agujero negro tiene la masa de un protón, que se podía haber formado por fluctuaciones cuánticas durante el Big Bang, estaría ahora emitiendo rayos gamma que no hemos detectado… todavía.

Minúsculos protozoos

     Le sorprendió, a quien esto escribe, averiguar que buena parte de nuestro planeta está habitado por microbios desconocidos; seres que sabemos que existen, pero que no han sido cultivados en laboratorios. Asombran los número que muestran la abundancia de microbios (expresada en cuatrillones de células) en siete entornos terrestres: en los sedimentos marinos viven doscientos noventa mil; en el suelo moran doscientos cincuenta y seis mil; en el subsuelo terrestre residen doscientos cincuenta mil; en el agua marina ciento un mil; desaparecen tres ceros en la cuenta de los que se alojan en el agua dulce, solamente ciento treinta; habitan en las plantas apenas cien y menos aún, en los animales, veinte. Los científicos han descrito, al menos hasta el nivel de género, cerca de la mitad de los microorganismos que habitan en plantas y animales; sin embargo, más del ochenta por ciento de las poblaciones que viven en los otros cinco entornos, comparativamente mucho mayores, siguen siendo desconocidas.

     Dejemos a un lado las bacterias y arqueas, y fijémonos en los microorganismos que tienen su información genética encerrada dentro de una doble membrana (que delimita un núcleo celular). Lo hay de tres tipos, los protozoos, las algas microscópicas y los hongos microscópicos, que resultan relativamente fácil de distinguir. Los primeros carecen de pared celular, y son capaces de transformar la materia orgánica en sus componentes y en energía; los segundos tienen una pared celular de celulosa y sintetizan las sustancias esenciales para su supervivencia a partir de compuestos inorgánicas; los últimos, igual que los primeros, transforman la materia orgánica en sus componentes y energía, pero tienen una pared celular de quitina.

     Fijémonos ahora en los antecesores de los animales; los minúsculos protozoos tienen un tamaño que va de una centésima de milímetro a un milímetro, viven en ambientes acuosos, y algunos, muy pocos, son parásitos que producen graves enfermedades, como la malaria, las tripanosomiasis, la leishmaniasis o la disentería amebiana. Los protozoos, decía, se alimentan de algas, bacterias y hongos microscópicos y por ello desempeñan un papel fundamental en el control de la población de esos seres; a su vez son una fuente de alimento para los minúsculos invertebrados. Algunos son extraordinariamente resistentes y sobreviven, formando quistes, en condiciones muy adversas, ya sea a unas temperaturas extremas, o en presencia de productos químicos dañinos, incluso permanecen vivos durante largos periodos sin alimentos, agua u oxígeno. Espero que el astuto lector ya se haya percatado de su importancia.

Aceros

     El calendario marca el once de septiembre de 2001 en Nueva York. Las Torres Gemelas soportan indemnes el impacto de dos aviones; pero el calor generado por la explosión del combustible de los dos Boeing y el incendio consecuente -probablemente se alcanzaron mil cien grados- bastó para derrumbar ambos edificios. ¿Es posible tal explicación?

     El hierro puro es un metal que, dependiendo de la temperatura, se presenta en tres estados: hierro alfa hasta novecientos once grados, hierro gamma hasta mil trescientos noventa y dos, e hierro delta, semejante al hierro alfa, hasta mil quinientos treinta y nueve; por encima el metal está fundido. El hierro puro apenas tiene aplicaciones industriales, pero formando aleaciones con el carbono es el metal más utilizado en la industria; porque el acero conserva las características del hierro, pero la adición del carbono mejora sus propiedades mecánicas; concretamente, lo vuelve más tenaz, o sea, más resistente a ser roto o doblado. El acero -decíamos-, que no debe confundirse con el hierro, sirve para nombrar a una mezcla de hierro con menos del dos por ciento de carbono. Cuando el contenido de carbono supera el dos por ciento (el límite está en algo más de seis), la mezcla de hierro con carbono deja de ser acero y se convierte en fundición; la diferencia resulta esencial, pues el primero es forjable, o sea, se le puede dar forma mediante energía mecánica y la segunda, más frágil, no lo es, lo que significa que debe ser moldeada (trabajo que se efectúa con el material fundido).

     Los químicos conocen los componentes de los aceros: a la temperatura del ambiente, ferrita y cementita; la primera, dúctil, es una disolución sólida de unas milésimas por ciento de carbono en hierro alfa; la segunda, el componente duro, se trata de un carburo de hierro. La perlita, compuesta por ferrita y cementita, es otro constituyente de los aceros que tiene propiedades intermedias entre ambas. La austenita, una disolución sólida de carbono en hierro gamma, dúctil y fácilmente deformable a los mil cien grados, aparece en cualquier acero a partir de setecientos veintitrés grados, por eso la forja y laminado de aceros se efectúan a tal temperatura. El sesudo lector ya habrá imaginado qué sucederá a un edificio, cuando las columnas de acero que lo sostienen se calientan a mil cien grados, y los componentes del acero se convierten en austenita, tan resistente como la mantequilla…

España, campeona de Europa en el uso de plaguicidas

     La industria española de los productos químicos usados en la agricultura facturó mil cien millones de euros en 2016; hay dos mil doscientos productos autorizados en el mercado español. No hay país europeo que consuma más, un promedio de setenta y tres mil toneladas anuales, desde 2011 a 2015. España es el país europeo que más fitosanitarios consume en agricultura en términos absolutos: setenta y siete mil toneladas en 2015; por delante de Francia, Italia y Alemania. También encabezamos la clasificación europea en términos relativos: en 2015, un kilo y seis décimas de agroquímicos vendidos por cada habitante, por delante de Italia, Francia y Portugal que están en el entorno de un kilo. En la cantidad de plaguicidas usados por cada hectárea cultivada, Italia ocupa el alto del podio europeo con ocho kilos, mientras que España queda en segunda posición con cinco kilos.

     Fitosanitarios, agroquímicos, plaguicidas o pesticidas, el nombre es lo de menos, son sustancias químicas que se fabrican para matar insectos, malas hierbas y evitar que las cosechas se malogren. Se utilizan antes y después de la siembra, durante el crecimiento, para la maduración de los frutos, antes de la cosecha y para mantener los productos recolectados. La industria defiende que casi son inocuos para el hombre y la naturaleza, y que garantizan una agricultura capaz de alimentar a toda la humanidad. ¿Qué juicio le merecen a los científicos? Algunos avalan su seguridad, otros han demostrado que la exposición a los agroquímicos aumenta el riesgo de padecer cáncer y alteraciones en el sistema endocrino, entre otras enfermedades.

     Fijémonos en el glifosato, el pesticida más comercializado de la historia, porque variedades de cultivos modificados genéticamente son resistentes a él; en 2015, la Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer (IARC), que pertenece a la Organización Mundial de la Salud, dictaminó que el glifosato es un posible cancerígeno humano. ¿Por qué se comercializa, entonces? La industria, antes de poner un producto en el mercado, debe demostrar que no es pernicioso para la salud o el medio ambiente, y no al revés, como ha sucedido hasta ahora: es necesario invertir la carga de la prueba, debe aplicarse el principio de precaución.

     Hay residuos de plaguicidas en la leche materna, en las placentas, en el semen, en la orina. ¿Qué dicen las autoridades del ministerio de Agricultura? Que la salud de los ciudadanos compete al ministerio de Sanidad.