Misteriosos neutrinos

            Muchos de vosotros, amigos lectores, admirais a deportistas y cantantes, a músicos y a modelos, a actrices y futbolistas. Yo confieso mi devoción por los neutrinos, y me disculpo por el exotismo de la preferencia. Para justificar tal rareza contaré las tres razones que me conducen a manifestar tan insólita simpatía. Primera: un neutrino es poco más que nada. Hasta hace poco los físicos sabían que la partícula de materia más menuda que existía era el electrón, casi dos mil veces más liviano que el átomo más pequeño; pues bien, aunque no se ha medido con precisión la masa del neutrino ligero, ya se sabe que, por lo menos, es menor que la cienmilésima parte de un electrón. ¡Que ya es ser pequeño! Segundo argumento: se trata de unas partículas extraordinariamente difíciles de capturar. Aunque son muy abundantes -el Sol los produce en cantidades parecidas a las de la luz-, el incrédulo lector apenas los notará porque atraviesan su cuerpo sin tocarlo; es más, por la noche le atravesarán casi tantos neutrinos solares como durante el día, porque la Tierra, que impide que nos llegue la luz durante la noche, no representa un obstáculo para ellos: los neutrinos atraviesan el planeta casi como si no estuviese. Un astrónomo quiso hacer una fotografía del Sol usando neutrinos en vez de luz (era una manera de capturar los neutrinos solares); como cualquiera sabe, el tiempo de exposición de una cámara fotográfica se mide en milésimas de segundo, pues bien, para conseguir la fotografía con neutrinos necesitó un tiempo de exposición de quinientos días con sus noches, y aún así consiguió una mediocre fotografía. No sólo el Sol irradia estas minúsculas partículas, la mayor parte de la energía de las gigantescas explosiones que llamamos supernovas escapa de las estrellas muribundas en forma de neutrinos; y no me olvido que la radiactividad natural de la Tierra es otra fuente de estas esquivas partículas. Tercer motivo: quizá lo más apasionante de los neutrinos se refiera a su enigmático comportamiento: todas las partículas de materia giran sobre sí mismas, ya a la derecha ya a la izquierda, y así, existen electrones diestros y zurdos, y lo mismo sucede con los protones, neutrones y con el resto de las partículas del universo ¿Todas? No, existe una única excepción: los neutrinos, sólo existen neutrinos zurdos; nadie sabe por qué.

¿Por qué la vida es zurda?

Quienes sabéis mucha bioquímica estaréis enterados de que todos los seres vivos están construidos, fundamentalmente, con grandes moléculas llamadas proteínas que, a su vez, están formadas por uno o varios centenares de pequeñas moléculas unidas, a las que nombramos aminoácidos. Confieso al sabio lector que me sorprendió mucho averiguar que la inmensa variedad de proteínas de los seres vivos se fabrica con sólo veinte aminoácidos diferentes. ¿Compartís mi admiración? Fijaros bien, tanto la minúscula bacteria como la gigantesca ballena, tanto el roble centenario como la efímera mariposa contienen distintas proteínas; pero todas y cada una de ellas, están hechas con los mismos ladrillos, con los veinte aminoácidos. ¡Y no hay diferencia alguna entre los aminoácidos de la liliputiense bacteria y los del ciclópeo cachalote! ¡Maravilloso!

Sintetizar aminoácidos no resulta una tarea excesivamente difícil para un químico: si dispusiéramos de recetas (y en cierta manera existen) que nos indicaran cómo debemos unir los átomos podríamos construir cualquiera de ellos; pero, al hacerlo, si seguimos las instrucciones al pie de la letra, obtenemos no una, sino dos moléculas, tan parecidas una a la otra, como un guante izquierdo a otro derecho; apellidémoslas diestra y zurda. Pues bien, todos los aminoácidos que hallamos en la naturaleza viva son zurdos, tanto los de un hongo microscópico como los de un solemne castaño o un majestuoso león, ¿por qué? Nadie lo sabe. Cuando los fabricamos en el laboratorio obtenemos la misma cantidad de aminoácidos diestros como zurdos, pero la naturaleza, ¡ay, la naturaleza!, ¿por qué usa unos y desecha los otros? Misterio.

Aventuro una opinión. Todas las partículas materiales del universo se presentan en dos modalidades, que son tan parecidas como un objeto y su imagen en el espejo. ¿Todas? No, existe una excepción: los neutrinos, unas partículas más de un millón de veces más pequeñas que la más diminuta de las partículas, el electrón. Sólo existen los neutrinos zurdos, no hay neutrinos diestros. Sospecho que, de alguna manera aún no hallada, la zurdera de los neutrinos condiciona la zurdera de los aminoácidos. Como os podéis imaginar no tengo argumentos científicos para demostrar mi osada y probablemente equivocada hipótesis, por lo que mi alegría sería inmensa si algún lector con más talento que yo lograse encontrar las pruebas que me faltan.

Antes del Big Bang

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

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

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

Lucas, la primera bacteria

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

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

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

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

Estrellas fugaces, espectáculo celeste

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

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

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