Planeta Nueve

La observación del cinturón de Kuiper (el conjunto de astros más alejados que Neptuno, del que Plutón, y más de cien mil objetos cuyo diámetro excede los cien kilómetros, forma parte) ha sorprendido a los astrónomos: una población de astros allí ubicados exhibe una estructura colectiva desconcertante. Se han propuesto varias hipótesis para explicar la inesperada agrupación de órbitas de algunos de ellos, pero sólo una parece lo suficientemente buena: los astrónomos Konstantin Batygin y Michael E. Brown la han formulado y, previniendo el escepticismo generalizado entre sus colegas, han aportado sólidas pruebas: cuidadosas observaciones, rigurosos análisis matemáticos de los datos orbitales y simulaciones informáticas. Las simulaciones revelan que un planeta de, aproximadamente, diez masas terrestres, que tarda entre quince mil y veinte mil años en dar una vuelta alrededor del Sol, puede agrupar las órbitas de algunos astros que se hallan en el cinturón de Kuiper. La ubicación en el cielo de Sedna y de, al menos, otros cinco cuerpos astronómicos lejanos recién descubiertos sugiere que algo -un posible planeta gigante- los está empujando hacia órbitas concordantes: muestra la evidencia de que el planetario del sistema solar está incompleto y de que es posible descubrir un nuevo planeta, que los astrónomos Konstantin Batygin y Michael E. Brown han bautizado como planeta Nueve. Y no se trata de pequeños mundos helados más lejanos que Plutón, como Eris, Makemake u otro de los planetas enanos, sino de un auténtico gigante, de tamaño comparable a Urano o Neptuno que, de confirmarse su existencia, entraría en el restringido club al que pertenece la Tierra. Durante la infancia del sistema solar, hace cuatro mil quinientos millones de años, tal planeta gigante habría sido expulsado de la región cercana al Sol a la excéntrica órbita que ocupa en la actualidad: siete veces más lejos que Neptuno cuando está más próximo a la estrella, multiplica por tres (o seis) esa distancia cuando vaga por el lugar más alejado. Se trataría del escurridizo planeta X, que los astrónomos persiguen desde que Percival Lowell postuló su existencia en el año 1906. No es la primera vez que se anuncia el hallazgo, una búsqueda en la que ha habido exageraciones y superstición. Aunque el escepticismo ante el posible descubrimiento es inevitable, esta vez las pruebas parecen concluyentes… con todo, hay que esperar la prueba definitiva: la observación directa del planeta Nueve. El reto planteado a los observadores es apasionante. 

Primera respiración de un bebé

La llegada al mundo de un bebé es uno de los acontecimientos más tiernos que uno pueda contemplar; tal vez por eso sorprende la recia palmada en la nalgas con que recibe el galeno al recién nacido. ¿A qué se debe tal práctica habitual? Una ley física -que comprobamos al inflar un globo- establece que si se necesita aplicar cierta presión para superar la tensión elástica de las paredes en un globo grande, y conseguir que se hinche, se necesitará el doble de la presión para hacer lo mismo con un globo cuyo tamaño sea la mitad. Este fenómeno dificulta la primera respiración del bebé: en la primera inhalación los alveolos pulmonares (globos) que debe inflar son pequeños. La palmada en las nalgas persigue que el bebé se queje y realice el esfuerzo que requiere la respiración primeriza. 
Los pulmones absorben el imprescindible oxígeno del aire a través de la pared de unos pequeños globos, llamados alvéolos, que se hinchan y deshinchan; si bien se necesita esfuerzo para inflarlos durante la inhalación, su retroceso elástico facilita la exhalación. El inflado requiere un exceso de presión dentro de los alveolos respecto a su entorno, la cavidad torácica; se logra, mediante la contracción del diafragma que aumenta el volumen de la cavidad torácica y disminuye su presión (se vuelve negativa). La exhalación se efectúa mediante la relajación del diafragma (produce una presión positiva) y el retroceso elástico de los alvéolos. Todo parece concordar, pero si hacemos cálculos nos llevamos una sorpresa. La presión requerida para el inflado de los alveolos depende de dos factores: la tensión superficial del fluido que los rodea: dos tercios la del agua; y su radio, que varía entre una décima de un milímetro y la mitad. Estos datos nos indican que es necesaria una presión de dos mil pascales para hinchar los pequeños y mil los grandes; pero la diferencia de presión que se alcanza durante la inspiración sólo ronda los ciento cuarenta pascales. Aparentemente inflar los alveolos resultaría físicamente imposible… si no existiese una sustancia tensioactiva: el surfactante, que recubre las paredes de los alvéolos y divide por quince la tensión superficial. Comprobamos ahora, si rehacemos los cálculos, que la diferencia de presión mencionada ya es suficiente para inflar los alvéolos. Me queda señalar la dificultad a la que se enfrentan los bebés prematuros: el surfactante se forma al final del embarazo.

Los átomos y Richard Feynman

Al aficionado a la ciencia le recomiendo efusivamente la lectura del libro ¿Está Vd. de broma, Sr. Feynman?; quien lo lea disfrutará del relato de las aventuras de un curioso personaje: escandaloso, chocante, empero cálido y muy humano. Richard Feynman, considerado el físico más influyente desde Albert Einstein, nos intenta transmitir su pasión por la ciencia: la fuente de felicidad a lo largo de toda su vida. El libro nos permite disfrutar del reto, la excitación y la hondura de gozo que produce la comprensión científica del mundo. ¿Cuál es el enunciado que contiene la mayor cantidad de información en la menor cantidad de palabras, para este Nobel de Física? "Creo que es la hipótesis atómica, que todas las cosas están hechas de átomos: pequeñas partículas que tienen un movimiento perpetuo, atrayéndose entre sí cuando están a poca distancia, pero repeliéndose cuando se les trata de apretar una contra la otra". 
No cabe duda que en esta frase hay una enorme cantidad de información sobre el mundo, cuando se aplica un poco de imaginación. Si sabemos que toda la materia está hecha de átomos en perpetuo movimiento, podemos empezar a entender fenómenos como la temperatura, la presión y la electricidad. Todos ellos tienen que ver con la velocidad a la que se están moviendo los átomos y cuántos o cuáles lo están haciendo. Eso nos conduce a descubrir la fuerza de los gases, los patrones climáticos y a inventar cosas como los motores térmicos, los teléfonos y la producción de luz eléctrica. La parte final de la oración, que se refiere a la manera en la que los átomos interactúan entre ellos (atrayéndose y repeliéndose) nos revela la química. Y una vez que entendemos cómo los átomos se unen y separan para formar moléculas, podemos sintetizar antibióticos y analgésicos, obtenemos fuerza de la explosión de una mezcla de la gasolina con el aire, diseñamos pilas eléctricas o fabricamos cemento y acero, incluso podemos sintetizar las moléculas que son la esencia misma de la vida como los aminoácidos, los carbohidratos y el ADN. Por esto Richard Feynman escogió esa frase como legado para unas criaturas que empezaran de nuevo, si una guerra atómica mundial o una catástrofe global provocaran el colapso de la civilización; o también, digámoslo de una manera más optimista, para despertar el interés de los estudiantes y de los aficionados a la física.

Lípidos

Me hallaba enfrascado en mis menesteres cuando una amiga científica se me acercó. Estaba escandalizada: ¡unos colegas suyos consideraban sinónimos las grasas y lípidos! ¡Qué desmesurado error! Aunque creía que exageraba, asentí -obligaciones de la amistad- a sus crudas descalificaciones. No obstante, motivado por la curiosidad, quise comprobar la magnitud de la tergiversación y me documenté exhaustivamente sobre los lípidos. ¡Qué razón tenía ella y qué equivocado estaba yo! Comprobémoslo. 
Si bien las grasas (llamadas glicéridos, porque contienen glicerina unida a ácidos grasos) son los lípidos más abundantes y la forma en que muchos seres vivos almacenan energía, el término lípidos abarca a otras sustancias. Las ceras, por ejemplo, uniones de un ácido graso con un alcohol, ambos de gran tamaño, son segregadas por las células de la piel como recubrimiento protector, para mantener la epidermis flexible, lubricada e impermeable, también las hojas emplean ceras para impermeabilizarse, y los organismos marinos, aunque éstos las usan como reserva de combustible. Los esteroles son lípidos que no contienen ácidos grasos (debido a ello los químicos los califican de insaponificables: por su incapacidad para producir jabón), entre ellos se encuentran las hormonas sexuales, las vitaminas D, los imprescindibles detergentes intestinales y surfactantes pulmonares, y el temido -para los enfermos cardiovasculares- colesterol, el esteroide más abundante entre los animales. Junto con este último, los glicerofosfolípidos y los esfingolípidos, constituyen entre el veinte y el ochenta por ciento de las membranas celulares; tanto unos como otros están construidos con moléculas menores: el ácido fosfórico, la esfingosina, alcoholes como la glicerina, colina e inositol, ácidos grasos como el ácido oleico o esteárico y monosacáridos como la glucosa o galactosa; cabe señalar su importancia esencial, porque las membranas sirven tanto para separar la célula de su entorno como para conseguir que las actividades metabólicas celulares sucedan en distintos compartimentos. Los glucolípidos, otros constituyentes de las membranas, contienen, además de lípidos, glúcidos, como su nombre indica, o sea, unos cuantos monosacáridos orientados hacia el exterior celular que participan en el imprescindible reconocimiento entre las células. Los lípidos prenoles incluyen las vitaminas A, E, K y sustancias, como el limonero y pineno, olorosos componentes de los aceites esenciales de las plantas que tanto agradan a los usuarios de los perfumes. Recordaré, por último, a algún lípido policétido: el antibiótico eritromicina, las peligrosas aflatoxinas o las coloreadas antocianinas vegetales. 
En resumen, el astuto lector ya habrá deducido que millares de lípidos no son grasas.