Imagen en la Ciencia (Sergio de Régules)

"Yo nunca me equivoco"

2012-01-13T08:28:00.000-08:00

Hace muchos años mi amigoLuis Miguel Lombana, actor y director escénico, montó una versión muy chistosade una ópera cómica que compuso Mozart a los 12 años. La ópera se titulaBastián y Bastiana, y es posible que nunca se haya interpretado en vida del compositor. Uno de los personajes es unmago charlatán llamado Don Colás, que en la versión de Luis Miguel decía unafrase que se me quedó grabada: “Yo nunca me equivoco, especialmente cuandoestoy seguro de que estoy seguro”.

Suena a lo que podría deciruno de esos próceres que pueblan la historia de la ciencia mal contada.Galileo, Newton, Einstein, Stephen Hawking —y los científicos en general— senos muestran como genios infalibles cuyas palabras y pensamientos no puedencontener errores… un poquito como el propio Mozart, de quien se dice quecomponía de un tirón, sin borrones ni enmendaduras, como si tomara dictado delos ángeles. Así pues, parecería que en el mundo hay gente común y corriente, por un lado, y genios que todo lo saben o lo adivinan, por el otro. En esta visiónsobresimplificada de la creatividad extraordinaria los genios son una especiede monstruo con el cerebro conectado a la mente de Dios, o al sistema operativodel universo (versión 1.0 sin actualizaciones desde hace 13,700 millones deaños).

Si fuera cierto que loscientíficos geniales de la historia son infalibles cual papas renacentistas,entonces habría bastado uno de ellos para decírnoslo todo y, por supuesto, esosmonstruos jamás dudarían ni se equivocarían; pero no es así, y por eso vemoscaducar hoy las teorías de ayer y esperamos que las del futuro superen a lasdel presente. Los diamantes pueden ser para siempre, pero las ideas científicasno.

Desde luego, hay de errores aerrores. No es lo mismo tener una idea que sirve durante cierto tiempo y luegose desecha por obsoleta, como el modelo astronómico de los antiguos griegos,que pergeñar un esperpento intelectual, como el atribuir los fósiles a lamalicia divina en vez de considerarlos evidencia de formas de vida del pasadoya extintas. Entre estos extremos hay una gama de maneras de errar en las quecualquiera puede caer. Los científicos no son magos como Don Colás. He aquí algunos ejemplos:

Galileo apuntó su telescopioa Saturno y vio una forma oblonga. Como hacía poco había descubierto queJúpiter tiene cuatro satélites girándole alrededor, Galileo naturalmenteinterpretó la extraña forma telescópica de Saturno como dos grandes satélitesdispuestos a uno y otro lado del planeta. Más tarde escribió un libro completo para demostrar que los cometas son fenómenos atmosféricos,no objetos astronómicos.

Isaac Newton inventó unatécnica matemática para describir el cambio y la usó para explicar todos losmovimientos con los que uno se puede topar en la vida cotidiana y más allá, enel espacio. Pieza fundamental de este aparato teórico era su ley de lagravitación universal que dice, en esencia, que todas las cosas con masa seatraen. Luego se dio cuenta de que, en ese caso, las estrellas deberían estarcayendo todas unas hacia las otras. Como no era así, Newton no tuvo más remedioque invocar la voluntad divina: las estrellas se atraían, sí, pero Dios lasmantenía separadas. En las últimas décadas de su vida, Newton se dedicó ainterpretar la Biblia y entre otras cosas calculó que la Creación ocurrió haceunos 6000 años.

En la obra de teatro Copenhague,del dramaturgo británico MichaelFrayn, el físico Werner Heisenberg le dice a su antiguo mentor, Niels Bohr, “túeras el papa de la física”. En otra escena, Bohr cuenta de una reunióninternacional de físicos donde se esperaba que Albert Einstein diera su opiniónacerca de la nueva teoría cuántica. Bohr narra que esperó esa reunión con ansiay dice: “Si yo era el papa, Einstein era Dios”. Es sólo una forma colorida deexpresarse, claro. Para los físicos no hay papas ni dioses —nadie es infalible,por encumbrado que esté—, pese a lo cual, Einstein goza de una consideraciónespecial: tuvo razón tantas veces y de manera tan espectacular, que hasta losfísicos le conceden poderes extraordinarios. Quizá por eso nos gusta tantopoder decir “Einstein se equivocó” con sonrisa socarrona y un guiño malicioso.

Voy a contarles algunosposibles errores de Einstein, pero no me gustaría que suene a que quieropresumir de osado ni de blasfemo. En la ciencia siempre ha sido fundamentalequivocarse, ¿cómo podríamos generar explicaciones de una cosa tan complicadacomo el universo si no disparamos en todas las direcciones posibles, la mayoríade las cuales no darán en el blanco? Así pues, la figura de Einstein no quedadesacreditada por haber cometido errores porque errar es lo más común en laciencia; dicho lo cual, pasemos a la sustancia.

1) La constante cosmológica. Cuando Einstein publicó en1915 su nueva teoría de la gravedad, llamada teoría general de la relatividad,se vio en un apuro parecido al que inquietó a Newton: sus matemáticas indicaban que eluniverso debería estar expandiéndose o contrayéndose, no podía ser estático.Como eso no era lo que mostraban las observaciones astronómicas, Einstein pensóque se había equivocado y se sintió obligado a introducir en su bonito modelouna fuerza de repulsión gravitacional de la que no había ningún indicio. La nueva e incómoda fuerza quedaba caracterizadapor un término matemático que Einstein llamó “constante cosmológica”. Quinceaños más tarde, y con nuevas observaciones hechas por Edwin Hubble, resultó queel universo sí se está expandiendo. Einstein soltó un suspiro de alivio yretiró la constante cosmológica, llamándola “el error más grave de mi vida”.Pero la vida está llena de ironías, y en 1998 otras observaciones astronómicas mostraron que el universono sólo se expande, sino que la expansión se está acelerando, lo que exige queexista una fuerza de repulsión muy parecida a la constante cosmológica. Así pues, Einstein se equivocó alpensar que estaba equivocado. ¿Contamos esto como un error, o será que dosequivocaciones seguidas se pueden anular y Einstein tuvo razón?

2) La teoría unificada. Einstein, como Newton, tambiéndedicó sus últimas décadas a perseguir quimeras. Desde los años 20 hasta sumuerte, en 1955, estuvo tratando de construir una teoría para unificar lasdescripciones, hasta entonces independientes, de los fenómenoselectromagnéticos, la gravedad y la mecánica cuántica. A diferencia de Newton,Einstein no se apoyó en las Sagradas Escrituras sino en la física, pero tampococonsiguió nada. La ciencia es una amante sin corazón.

3) La velocidad de la luz. El más reciente error posiblede Einstein tiene que ver con un artículo de septiembre del año pasado, quediscutí en Imagen en la ciencia. Un grupo de investigación de un laboratorioitaliano anunció en ese artículo haber encontrado partículas que viajan másrápido que la luz, lo que contradice un resultado muy importante de la teoríaespecial de la relatividad de Einstein, según el cual nada debería poderpropagarse más rápido que la luz en el vacío. La comunidad física ha puesto elresultado en tela de juicio y el consenso hasta hoy es que debe haber algúnerror en el experimento. A las pocas semanas, una parte del equipo deinvestigación se retractó y el artículo no se publicó formalmente, pero sillegara a comprobarse (y ya hay quien se está ocupando de repetirlo), entonceshabría que modificar la teoría especial de la relatividad y podríamos decir contoda confianza “Einstein se equivocó” —lo cual puede tener valor como noticiapara la prensa amarillista, pero para los científicos no será nada del otrojueves.

Top models

2012-01-06T07:07:00.000-08:00

Máquina expendedora de pizzas. ¿Pueden deducir cómo está hecha por dentro observando sólo su funcionamiento externo?

Presentamos lo último en tecnología: la máquina expendedora de pizzas. Uno selecciona las características de la pizza que quiere y pone dinero en la máquina. Al cabo de unos minutos, la máquina saca la pizza deseada. ¿Cómo funciona esta maravilla? He aquí una explicación: dentro de la máquina hay unos enanitos cocineros con todos los ingredientes y un horno; cuando ponemos dinero en la máquina, los enanos preparan la pizza y la sacan por la ranura expendedora.

Esta explicación del funcionamiento interno de la máquina es lo que los científicos llaman un modelo: una representación de una realidad más o menos inaccesible, como el interior de la máquina de pizzas. Esta representación debe explicar el comportamiento de lo que se modela; por ejemplo, el modelo de los enanos cocineros explica bastante bien lo que hemos visto hasta ahora del funcionamiento de este aparato, pero un buen modelo no sólo explica; también debe permitir predecir lo que hará la máquina en distintas circunstancias. Si sus predicciones se cumplen, entonces damos por bueno el modelo hasta que ocurra cualquiera de estas dos cosas:

Una predicción del modelo no se cumple, o
La máquina hace algo que el modelo no puede explicar

Por ejemplo, el modelo de los enanos predice que de vez en cuando veremos salir de la máquina un enanito que va al baño, o a comer (quizá está harto de tanta pizza). Si observamos la máquina durante muchos días y no se producen estos acontecimientos, tal vez perdamos confianza en nuestro modelo. O bien podríamos modificarlo; irlo adaptando a las nuevas observaciones: quizá la máquina cuenta con sanitarios para enanos y éstos sólo comen pizza; en ese caso no tendrían que salir nunca y el modelo seguiría funcionando, hasta nuevo aviso.

He aquí otro modelo que también explica lo que hace la máquina de pizzas: en el interior hay un mecanismo automático que aplana la masa, aplica los ingredientes, hornea la pizza y la saca por una ranura. Podríamos ser más precisos, pero de momento esto basta como modelo alternativo. Un mecanismo no se cansa, ni come ni va al baño, lo que explicaría que no veamos salir a nadie de la máquina de pizzas. Quizá este modelo es mejor que el de los enanos. ¿Cómo decidirlo?

Modelos del universo

Durante mucho tiempo el universo fue para nosotros como la máquina de pizzas (y quizá lo sigue siendo): vemos puntos en el cielo y estos puntos se mueven de diversas maneras (ver en estas páginas La bóveda celeste): llamamos estrellas a los puntos que giran todos juntos como si estuvieran pintados en una pelota de cristal.

Movimiento de la bóveda celeste. Las estrellas se mueven todas juntas, como si estuvieran engarzadas en una esfera, y dan una vuelta completa en 24 horas. Hoy sabemos que este movimiento aparente se debe al movimiento de rotación de la Tierra. Los destellos rápidos que se ven en este video hecho con exposición cuadro por cuadro son aviones.

Los planetas, además del movimiento del conjunto, se desplazan entre las estrellas fijas a lo largo de los días.

http://youtu.be/cSU5VwIQTNI

He aquí el modelo que perfeccionó Claudio Tolomeo, astrónomo griego que vivió en el siglo II d.C.:

http://www.youtube.com/watch?v=FHSWVLwbbNw&feature=related

La Tierra se encuentra fija en el centro del universo. Alrededor de ella giran todos los astros en este orden: luna, Mercurio, Venus, sol, Marte, Júpiter, Saturno y las estrellas fijas. La luna y el sol giran en una órbita simple, mientras que Mercurio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno están pegados a unas ruedas que van girando al tiempo que orbitan la Tierra. La combinación de esos dos movimientos produce los rizos que vemos que hacen los planetas en el cielo.

El modelo de Tolomeo explicaba bastante bien los movimientos de los planetas. Permitía predecir aproximadamente en qué parte del cielo se iban a encontrar en una fecha determinada, así como predecir eclipses lunares y solares con bastante precisión. Cuando los astrónomos inventaron instrumentos más precisos, se dieron cuenta de que las predicciones del modelo de Tolomeo eran insuficientes. Poco a poco, y con mucho trabajo, idearon otro modelo que se ajustaba mejor a las nuevas observaciones. Ese modelo está basado en el trabajo de Nicolás Copérnico. En el modelo copernicano es el sol el que se encuentra en el centro y todo lo demás gira a su alrededor. Las estrellas fijas no giran; las vemos girar por el movimiento de rotación de la Tierra. El modelo copernicano explicaba los movimientos del cielo igual de bien que el de Tolomeo, pero en el modelo de Copérnico la esfera de las estrellas no tiene que girar, lo que lo hace un poco más creíble. Con el tiempo, el modelo de Copérnico se impuso y a lo largo de los siglos se ha ido modificando para adaptarse a los nuevos conocimientos que hemos ido adquiriendo.

Manipular la realidad

Usamos modelos cuando no tenemos acceso directo al fenómeno que queremos entender. Los astrónomos antiguos sólo tenían, para guiarse, los movimientos de la bóveda celeste. Sobre esos movimientos elaboraban sus hipótesis.

Un globo terráqueo representa la superficie curva de la Tierra. He aquí un modelo de los contornos de los continentes elaborado por Gerardus Mercator en el siglo XVI.

Un globo más moderno. Hoy en día tenemos información más precisa acerca de los contornos de los continentes (además de mejores instrumentos y técnicas de medición, hoy tenemos también fotos tomadas desde el espacio). Los modelos pueden adaptarse a los conocimientos nuevos.

Los modelos nos sirven no sólo para entender, sino para manipular la realidad. Hoy en día los modelos también pueden convertirse en simulaciones por computadora. Los videos de los movimientos planetarios que vimos más arriba son ejemplos de simulaciones basadas en el sistema de Tolomeo y en el sistema de Copérnico. Con estas manipulaciones podemos explorar las predicciones del modelo e idear maneras de probar si se cumplen.

Observen que un modelo puede funcionar bien sin ser “verdadero”. En el modelo planetario de Tolomeo los planetas se movían montados sobre esferas de cristal y ruedas que se asemejaban al mecanismo de un reloj mecánico. Hoy sabemos que esas ruedas no existen, pero el modelo tolemaico dio resultados pasablemente buenos durante muchos siglos (hasta que la precisión de los instrumentos reveló sus limitaciones). Asimismo, el modelo de los enanos cocineros explica bien por lo menos algunos aspectos del comportamiento de la máquina de pizzas. En las ciencias un modelo se usa hasta que los nuevos conocimientos revelan un comportamiento incompatible con la explicación que da el modelo. Las naves espaciales que hemos enviado a otros planetas no atravesaron esferas de cristal. Otra razón para cambiar de modelo puede ser la simplicidad: entre dos modelos que explican igual de bien un fenómeno conviene elegir el más sencillo.

Los modelos son como barandales a los que nos aferramos, o bien como el entramado de alambres por el que trepa la enredadera del conocimiento científico.

Dos planetas parecidos a la tierra

2011-12-23T07:41:00.000-08:00

Ya hace más de dos años que el telescopio espacial Kepler está buscando planetas en órbita alrededor de otras estrellas y no va nada mal: ha encontrado cerca de 2000 candidatos. ¿Por qué candidatos? Los planetas son objetos relativamente pequeños, y por ser opacos se pierden en el resplandor de sus estrellas. Por si fuera poco, hasta la estrella más cercana al sol está muy lejos. Ver directamente los planetas extrasolares es imposible por la misma razón que lo sería ver directamente un grano de arena suspendido en el resplandor de un foco de 100 watts a 50 kilómetros de distancia, de modo que hay que recurrir a técnicas indirectas más o menos ingeniosas.

La primera que se usó para detectar por primera vez con toda certeza planetas girando alrededor de otras estrellas (en 1995) consiste en observar la estrella durante mucho tiempo para ver si se bambolea al desplazarse por el espacio. El bamboleo es señal de que otro objeto le está girando alrededor. De paso, el tamaño y la frecuencia del bamboleo sirven para sacar conclusiones acerca de la masa del planeta y la distancia a su estrella. Lo malo es que este método sólo sirve para detectar planetas de masas muy grandes, del tamaño de Júpiter, por ejemplo, que es 320 veces más masivo que la tierra. Por eso conocemos muchísimos planetas de dimensiones jovianas, pero, hasta hace poco, ninguno del tamaño del nuestro.

Para detectar planetas de tamaños terrestres se está usando otro método que consiste en observar las variaciones del brillo de la estrella. Si tiene planetas que le pasan enfrente, estos pasos se verán en los datos como una disminución periódica del brillo debida a que el planeta obstruye parte de la luz que nos llega de la estrella. Éste es el método que emplea el Telescopio Espacial Kepler, de la NASA, lanzado en marzo de 2009 para encontrar planetas extrasolares, y específicamente para encontrar planetas parecidos al nuestro. El aparato es tan sensible que podría detectar el cambio de luminosidad que produce una persona al obstruir una ventana en un rascacielos con todas las ventanas iluminadas. Este "método de los tránsitos" (porque los astrónomos llaman "tránsito" al paso de un cuerpo pequeño y opaco frente a uno luminoso y grande) tiene la ventaja de dar también el tamaño del planeta. Pero no todo cambio periódico de brillo es señal inequívoca de un planeta: puede ser que uno esté observando, sin saberlo, un par de estrellas que giran una alrededor de la otra (un sistema binario) de las cuales una es ligeramente menos brillante. Hay muchas otras posibles fuentes de confusión, por lo que los científicos del equipo del telescopio Kepler nunca declaran el descubrimiento de un planeta antes de haberlo confirmado por otros medios (por ejemplo, el del bamboleo, que por razones técnicas se llama "método espectroscópico").

Esta semana un equipo de investigadores asociados con el telescopio Kepler y dirigidos por François Fressin, del Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica, publicó en la revista Nature un artículo en el que informan del descubrimiento confirmado de dos planetas de tamaño terrestre en órbita alrededor de la estrella llamada Kepler-20, a la cual ya se le conocían planetas jovianos. Uno de los planetas es ligeramente más pequeño que Venus y el otro es prácticamente del mismo tamaño que la tierra. Lo interesante del artículo es el método de confirmación. Los planetas Kepler-20e y Kepler-20f, como los llamaron, son demasiado pequeños para darle a su estrella tirones significativos: no se puede usar el método espectroscópico como validación independiente. Fressin y sus colaboradores recurrieron a una método estadístico llamado BLENDER (que quiere decir "licuadora"): simularon por computadora todas las situaciones imaginables que podrían generar la misma señal que se observa con el Kepler y luego calcularon las probabilidades de que esta señal no se deba al tránsito de un planeta de dimensiones terrestres. En ambos casos la probabilidad resultó muy baja, lo que los investigadores toman como confirmación de que los dos planetas existen.

El método del bamboleo permitiría obtener, además del tamaño que ya conocemos por el método de tránsitos, la masa de estos planetas, y de ahí se podría obtener su densidad. Con esto, sabríamos si están hechos de roca, como la tierra, pero falta esta información. No queda más remedio que especular informadamente. Con esos tamaños, los planetas Kepler-20e y Kepler-20f deben ser rocosos, pero en esto no hay certeza.

Lástima que estos gemelos de la tierra en cuanto a tamaño no lo sean en cuanto a nada más: de las variaciones de brillo de la estrella se deduce que uno le da una vuelta completa en poco más de seis días y el otro en unos 20, lo que quiere decir que ambos están mucho más cerca de su estrella que Mercurio del sol... lo que a su vez quiere decir que deben estar a temperaturas altísimas: a uno se le calculan unos 800 grados y al otro 500 grados C. Definitivamente, no son planetas habitables, pero, como señala David Charbonneau, otro miembro del equipo de Fressin, encontrar un planeta del tamaño del nuestro es una especie de hito en la búsqueda de planetas extrasolares parecidos a la tierra.

"Vamos a esperar a que haya más datos"

2011-12-16T07:43:00.000-08:00

La antinoticia científica de la semana es que en el Gran Colisionador de Hadrones otra vez NO encontraron el bosón de Higgs. Uso la palabra "antinoticia" sin intención despectiva. Una noticia es un acontecimiento novedoso que implica una transformación de estado: "los neutrinos viajan más rápido que la luz" sería una noticia porque lo que anuncia transformaría nuestro conocimiento de la naturaleza si fuera verdad. Una antinoticia, en cambio, anuncia que todo sigue igual: "las dooooooce y todo sereeeeeeno", por ejemplo.

La semana pasada alegué que en ciertas circunstancias un experimento que da como resultado una página en blanco puede ser tan importante como otro que revela cosas positivamente. Esta semana los investigadores de los proyectos ATLAS y CMS, dos grandes detectores instalados en el GCH para desenmarañar choques de partículas y entender sus productos, convocaron una reunión con sus colegas de la Organización Europea de Investigaciones Nucleares. En esa reunión presentaron sus análisis estadísticos de los miles de millones de choques de protones que hasta hoy se han producido en ese acelerador de partículas, choques encaminados a buscar la partícula llamada "bosón de Higgs". Esta partícula es una pieza muy importante de la teoría física más fundamental y más precisa de la historia, llamada con recato modelo estándar. Por modesto que sea su nombre, la teoría aspira a explicar todas las maneras que tienen de jalarse, empujarse y transformarse las partículas más pequeñas que forman todo lo que existe en el universo. El modelo estándar explica los mecanismos microscópicos que están detrás, esencialmente, de todo. Los físicos están muy contentos con el modelo estándar porque sus predicciones se cumplen cabalmente en todos los experimentos... o casi: falta encontrar el bosón de Higgs. La teoría sólo sugiere cómo buscarlo y para eso, principalmente, el CERN se ha gastado más de 8000 millones de euros. En la reunión de esta semana los investigadores anunciaron que tenían acorralado al bosón de Higgs en una esquina donde podría encontrarse, pero sin certezas todavía. Una página en blanco diría "no existe el bosón de Higgs, así que a ponerse a construir teorías nuevas". Ésta es, más bien, una página con letras borrosas.

No es la primera vez que los experimentos en aceleradores de partículas ofrecen atisbos de posibles sombras del bosón de Higgs: en 2000 el antecesor del GCH (acelerador llamado LEP) dio pistas sugerentes que luego se desmintieron; en 2007 el Tevatron del Laboratorio Fermi, en Estados Unidos, también insinuó resultados emocionantes, pero nada. Los físicos, como todo el mundo, son sensibles a las decepciones y prefieren mostrarse cautos: en vez de anunciar con clarines que han descubierto el bosón de Higgs, discretamente proponen que hay buenas razones para sospechar que los datos podrían estar sugiriendo que se ha encontrado el bosón de Higgs. ¿Notan la gran diferencia? ¿Todos esos términos condicionales? Es muy difícil construir una noticia sabrosa con ingredientes tan insípidos.
Tras la conferencia de esta semana la línea de acción que se adoptó por unanimidad fue ésta: "vamos a esperar a que haya más datos".

Nosotros también.

La página en blanco

2011-12-09T07:12:00.001-08:00

Narra la cuentista Isak Dinesen(seudónimo de la baronesa Karen Blixen) que en una colina en Portugal habíahace muchos años un convento al cual iban a refugiarse en la vejez las damas dela nobleza. Era costumbre que, si había sido casada, la dama llevara alconvento un pedazo recortado de la sábana de su lecho nupcial como prueba decastidad antes del matrimonio; una mancha de sangre daba fe de que la reciéningresada había sido virgen el día de su boda. Estos documentos se enmarcaban yse colgaban en una galería para que los visitantes pudieran comprobar que lashermanas, además de nobles, eran virtuosas, no faltaba más.

Loscuriosos se paseaban mirando estas insólitas actas de virginidad y meneando lacabeza con aprobación hasta que paraban frente a la de una dama cuyos blasonesno dejaban duda de que había pertenecido a la más rancia nobleza, pero cuyasábana nupcial había conservado el blanco puro del lino. Ahí es donde elvisitante se detenía más tiempo, con la mirada puesta en la sábana y elpensamiento perdido en la lejanía. Tal es el poder evocativo de la página enblanco.

Enla física, como en el cuento “La página en blanco”, la información negativa también es información. Perono hay que confundir la información negativa con la ausencia de información. Lapágina en blanco dice muchas cosas, pero para que las diga tiene que haberpágina en blanco.

Unapágina en blanco fue lo que encontraron los físicos estadounidenses Albert Michelsony Edward Morley cuando, en 1887, hicieron un experimento para detectar el éterluminífero, sustancia hipotética en la quese propagaban las ondas electromagnéticas que hacía poco había descubierto elfísico escocés James Clerk Maxwell. Combinando ingeniosamente las ecuacionesque describen el comportamiento de los campos eléctricos y los camposmagnéticos, Maxwell obtuvo una ecuación cuya forma general reconoció deinmediato: era la descripción matemática de un tipo de onda. Másespecíficamente se trataba, al parecer, de unas ondas formadas por camposeléctricos y magnéticos alternantes, y estas ondas electromagnéticas sedesplazaban a la velocidad de la luz. Nadie las había detectado, observado,probado ni olido jamás. Maxwell dedujo la existencia de estas ondas de manerapuramente teórica, sin que antecediera observación experimental alguna, yconcluyó correctamente que sus ondas electromagnéticas eran, ni más ni menos, luz. ¡La luz era un tipo deonda!

Lasondas que se conocían hasta entonces –las de sonido, las de una cuerdavibrante—requieren todas un medio material en el cual propagarse. El sonido,por ejemplo, se propaga en el aire, en los líquidos y en los sólidos, mas no enel vacío. Donde no hay nada, pensaban los físicos, no podía haber tampocoondas. Sin embargo era bien sabido que la luz se propaga en el vacío consingular desenfado. La luz del sol nos llega a través de 149 millones dekilómetros de vacío y un centenar de kilómetros de atmósfera. Para que lasondas de luz recién descubiertas pudieran propagarse a su antojo los físicosles inventaron un soporte material insólito, al cual llamaron éter luminífero.El éter luminífero tenía que estar en todas partes: entre el sol y la Tierra,entre las estrellas, entre las galaxias y en cada rincón del universo. Debíaser a la vez muy duro (para explicar las altísimas frecuencias de vibración delas ondas electromagnéticas) y tenue como el humo (para que la Tierra y todo loque se mueve por el espacio pudiera atravesarlo sin menoscabo apreciable de suenergía). En resumen, tenía que tener unas propiedades rarísimas. Pero a losfísicos les pareció más raro que unas ondas pudieran propagarse en el vacío, demodo que se pusieron a idear experimentos para demostrar que el éter síexistía. El experimento más sonado fue idea de Albert Abraham Michelson, físicoestadounidense nacido en Alemania.

Michelsonhabía dedicado su vida profesional a medir la velocidad de la luz,divertidísimo deporte en el que ya habían participado varios científicos delsiglo XIX. Cuando daba clases en la Escuela Case de Ciencia Aplicada, enCleveland, Ohio, Michelson inventó un aparato llamado interferómetro, que permite medir distancias con muchísima precisión.Con este aparato llevó a cabo importantes trabajos de medición para la OficinaInternacional de Pesos y Medidas, organismo con sede en París, donde seguardaba la barra metálica que se empleaba como patrón para definir el metro.

Peroal interferómetro de Michelson se lo recuerda más por lo que no pudo medir que por lo que sí. Su inventor lo habíacreado con el propósito de medir el efecto del movimiento de la Tierra en lamedición de la velocidad de la luz. ¿Por qué pensaba Michelson que los andaresde nuestro planeta afectaban la velocidad de la luz? Pues porque, si el éterluminífero existía (y pocos lo dudaban), entonces la Tierra al desplazarsegeneraba a su alrededor una corriente de éter. Con el movimiento del medio quetransporta a la luz debía cambiar el valor de la velocidad de la luz según semidiera ésta en la dirección de la supuesta corriente de éter o en unadirección perpendicular. El interferómetro de Michelson tenía dos brazosperpendiculares provistos de espejos en los extremos, a lo largo de los cualesse enviaban sendos rayos de luz. Se suponía que la corriente de éter por la quenecesariamente tenía que estar pasando la Tierra haría que la luz viajara másrápido o más lento en uno de los brazos, como un nadador en un ríodesplazándose aguas abajo o aguas arriba. La diferencia de distancia recorridapor la luz entre un brazo y otro debía ser de alrededor de una cienmilésima demilímetro, que Michelson esperaba poder medir juntando los dos rayos de luzdespués de sus ires y venires para producir un patrón de interferencia.

Michelsonrealizó experimentos preliminares en 1881 sin resultados concluyentes. En 1887se asoció con Edward Morley, químico y pastor protestante que tenía fama defino experimentador. Para eliminar fuentes de error experimental y poderorientar el interferómetro en distintas direcciones sin dificultad nisobresaltos, Michelson y Morley montaron el aparato en un pesado bloque depiedra, el cual reposaba en un disco de madera que a su vez flotaba en untanque de mercurio. En los brazos pusieron espejos de manera que la luzrecorriera en cada uno alrededor de 1.1 metros. Con esta disposición, ladiferencia de tiempo que tarda la luz en recorrer esa distancia con un brazoparalelo a la hipotética corriente de éter y otro perpendicular debía ser decerca de 1 en 100 millones. Los científicos hicieron el experimento en 16posiciones distintas y a diferentes horas del día, pero no pudieron medirninguna diferencia apreciable: la luz, al parecer, tardaba el mismo tiempo enrecorrer uno y otro brazo, pese a que la corriente de éter respecto a la Tierratendría que haberla retrasado apreciablemente en uno.

Lacosa parecía tan insólita (¡las ondas de luz se propagan en el vacío!), que en1904 Morley y otro científico repitieron el experimento alargando el recorridode la luz y usando soportes de madera y de acero por si el material de queestaba hecho el soporte influía en el resultado. Pero nada. Tomando en cuentael error experimental inevitable, la diferencia en la velocidad de la luz enlas dos direcciones no era de más de tres kilómetros por segundo (se esperabaque fuera de unos 30 kilómetros por segundo, que es la velocidad orbital de laTierra y por tanto tendría que ser la velocidad de nuestro planeta respecto aléter). ¿Quizá el entorno afectaba los resultados? Morley y su colaborador, que habíantrabajado en un sótano, volvieron a hacer el experimento en un cobertizosituado 300 metros sobre el nivel del lago Erie. Nada. La luz se empeñaba endesplazarse a la misma velocidad en las dos ramas del interferómetro. Elresultado de los experimentos de Michelson-Morley, repetidos por Morley yMiller, fue una página en blanco. ¿Qué secretos había escrito la naturaleza continta invisible en esa página inmaculada?

Elmensaje oculto tuvo que esperar hasta 1905 para encontrar lector, y el lectorfue un muchacho de 26 años que trabajaba en una oficina burocrática suiza y quese llamaba Albert Einstein.

Añadiendolos resultados de los experimentos de Michelson y Morley a ciertas objecionesteóricas a la existencia del éter, Einstein concluyó, en primer lugar, que siel éter no tenía ningún efecto sobre la velocidad de la luz era porque noexistía, y en segundo lugar, que la luz siempre se desplaza a la mismavelocidad sin importar desde dónde se mida ni a qué velocidad se mueva el quela mide. Si me paro junto a una fuente de luz y mido la velocidad de la luz queésta emite, obtengo 300,000 kilómetros por segundo. Si ahora paso corriendojunto a la fuente a 10 por ciento, 20 por ciento, 80 por ciento o 99.99 porciento de la velocidad de la luz, vuelvo a obtener 300,000 kilómetros porsegundo. Sobre estas bases Einstein construyó la teoría especial de larelatividad, pilar de la física moderna sin el cual el mundo contemporáneo nosería posible y que ha transformado por completo nuestro concepto del espacio ydel tiempo.

Unapágina en blanco no siempre es una página muda. Para quien la sabe leer puedecontener los mensajes más elocuentes.

¿Hay vacas en Marte?

2011-11-25T07:50:00.001-08:00

La pregunta del título se puede despachar sin demora: no, no hay vacas en Marte; pero la pregunta es menos absurda de lo que parece, porque lo que sí hay en Marte es gas metano, según Michael Mumma y sus colaboradores, del Centro Espacial Goddard de la NASA.

El metano es gaseoso en las condiciones de la Tierra y de Marte (en Titán, satélite de Saturno, es líquido). Los rayos ultravioletas del sol rompen fácilmente las moléculas de metano: si uno inyecta metano en la atmósfera, éste desaparece en muy poco tiempo. Así que, si hay metano en una atmósfera, debe haber una fuente de metano en alguna parte. El gas no puede haber estado presente desde la formación de la atmósfera. En la Tierra la fuente principal de metano atmosférico es ¡la digestión de las vacas! O, para ponerlo de la manera más franca posible, sus gases y eructos. Otra fuente importante es el metabolismo de ciertas bacterias.

A principios de 2003, Mumma y sus colaboradores detectaron la huella digital del metano sobre tres regiones de Marte usando un telescopio que se encuentra en Hawai. Tres equipos más informaron de otras detecciones en 2004, pero estos resultados se consideran "controvertidos", lo que en lenguaje científico quiere decir que una buena parte de la comunidad de especialistas pertinente no está convencida. En caso de que sí haya metano en Marte, quedan muy pocas maneras de explicar su presencia (una vez eliminada la de las vacas marcianas): 1) reacciones químicas en agua caliente subterránea (pero eso produciría también otros gases de los cuales no hay ni rastro) y 2) bacterias marcianas, quizá del remoto pasado del planeta.

En este momento se encuentra en la torre de lanzamiento el cohete que pondrá en camino a la misión Laboratorio Científico para Marte. El lanzamiento se prevé para mañana y la nave llegará a Marte en agosto. El día de hoy el planeta está a 205 millones de kilómetros de la Tierra, y para agosto se encontrará a 243 millones de kilómetros, pero la nave recorrerá más de 500 millones de kilómetros porque a Marte no se va en línea recta. Lo que se hace es ponerse en una órbita alrededor del sol que intercepte a Marte. La trayectoria es curva y alargada, pero el viaje es muy económico: aparte del lanzamiento, la puesta en órbita y la llegada a Marte, no hace falta gastar combustible. Todo el trabajo lo hacen la gravedad y las leyes de Newton, como cuando se lanza una piedra para que caiga en un blanco determinado.

La misión lleva un vehículo de exploración, como las misiones Pathfinder (1996), Spirit y Opportunity (2004), pero el nuevo vehículo, llamado Curiosity, es del tamaño de una camioneta familiar, con una antena que rebasa los dos metros y seis ruedas independientes de 50 centímetros de diámetro. Sus antecesores, con otros aparatos puestos en órbita alrededor del planeta por la NASA y la Agencia Espacial Europea, han dejado bien asentado que en Marte hubo agua líquida, pero hace unos 4000 millones de años, y han recogido pruebas de que el agua podría estar congelada en el subsuelo. Hoy muchos especialistas piensan que Marte debe haber sido propicio para la vida por lo menos en el pasado, cuando aún tenía actividad geológica (Marte es más pequeño que la Tierra y al parecer hace mucho que perdió su calor interno).

El Curiosity lleva, entre otros instrumentos y experimentos automáticos, un detector de metano muy fino. Si hay metano en Marte, este robot tiene buenas posibilidades de encontrarlo y zanjar así la controversia. En ese caso, se abren perspectivas interesantes para los científicos que piensan que en Marte podría haber vida microscópica subterránea hoy, o que la hubo en el pasado. Eso sí: el vehículo explorador no está equipado para detectar microorganismos, de modo que no va a encontrar bacterias marcianas. Será en otra ocasión, si lo permiten los recortes presupuestales que se le están imponiendo a la NASA.

Los primos de Mersenne

2011-11-18T06:00:00.001-08:00

La mejor manera de demostrar que existen los unicornios es encontrar uno y presentarlo, pero los matemáticos pueden demostrar la existencia de cosas sin haberlas visto ni saber qué son: funciones con ciertas propiedades, soluciones de ecuaciones enredadas, números de cierto tipo. Las matemáticas están llenas de teoremas de existencia que demuestran la existencia sin necesidad de presentar la evidencia. Por ejemplo, el teorema que dice que hay un número infinito de números primos.

El número 1 es un número hermoso por completo y sólido: no se puede partir, se basta a sí mismo. Otros números, como el 4, el 6, el 9, el 465,962, se pueden partir de una o varias maneras: el cuatro se parte en dos, el seis en dos y en tres, el nueve en tres. Es como si estuvieran hechos de números más sencillos, o como si tuvieran articulaciones: son números compuestos, derivados de otros. En general, cuando uno encuentra cosas compuestas, las puede separar en partes más elementales. El agua en su mínima expresión es una molécula hecha de un átomo de oxígeno y dos de hidrógeno.Las moléculas de un compuesto químico se pueden partir en átomos de distintos elementos químicos. Los elementos tienen un lugar especial en nuestra estimación por ser las sustancias más simples a partir de las cuales se construye todo lo demás. ¿Habrá números, aparte del 1, que puedan considerarse como los átomos de la numeración?

Sí los hay, y se llaman números primos (por primarios, primigenios, prístinos). Los números primos no se pueden partir, o dividir, en números más sencillos. El 2, por ejemplo. El 2 no está hecho de nada. Sólo se puede dividir entre 1 (lo que no tiene ninguna gracia) y sí mismo (que tampoco es muy interesante). El 3, el 5 y el 7 también son primos. El 9 no, porque se puede obtener de multiplicar 3 x 3. Conforme uno avanza hacia números más grandes buscando primos se da cuenta de que estos números no están distribuidos homogéneamente en la recta numérica. 11, 13, 17, 19, 23, 29, 31, 37... parece que los números primos van saltando al azar, sin ton ni son, sin orden ni concierto. Si uno camina por la avenida de los números, se topa con tramos cada vez más largos completamente desiertos de números primos, salpicados por bosquecillos de primos apiñados. En otras palabras, parece que no hay reglas para encontrar números primos. Para saber si un número es primo no queda más remedio que dividirlo entre todos los números posibles y ver si alguno lo divide exactamente (o sea, sin residuo); un método pedestre y aburrido.

Sin embargo, hace más de 2400 años que los matemáticos saben que hay un número infinito de números primos. También saben, aunque ese conocimiento es más reciente, que, para todo número que no sea primo, siempre hay dos o más primos que lo dividen. Por eso los matemáticos dicen a veces que los primos son el esqueleto, o la estructura fundamental, de los números naturales. Qué frustrante que no haya receta para encontrar primos.

En 1644 el matemático francés Marin Mersenne publicó una receta para predecir números primos, con la que encontró un primo muy grande: 2 multiplicado por sí mismo 67 veces, menos 1. Este número es uno de los llamados "primos de Mersenne". Es un número de 21 dígitos. Imposible ponerse a dividirlo entre todos los números menores para ver si se puede partir y comprobar así que, en efecto, sea primo. Pero Mersenne lo había construido con su fórmula y para él era primo y sanseacabó.

Pasaron muchos años.

En 1903, en el congreso de la Sociedad Matemática de Estados Unidos, un individuo llamado Frank Nelson Cole presentó una ponencia titulada "Sobre la factorización de números muy grandes". Cuando le llegó el turno de hablar, Cole no habló. Se puso en pie, se fue hasta el pizarrón y empezó a escribir sin decir ni pío. Escribió 2 elevado a la potencia 67 menos 1, trazó un signo de igual y se puso a escribir cifras: el número de Mersenne, pero ya no en la clave que usan los matemáticos para simplificar, con "potencias" para indicar cuántas veces se ha de multiplicar un número por sí mismo, sino con todas sus 21 cifras en glorioso tecnicolor: 147,573,952,589,676,412,927. Luego fue al otro extremo del pizarón y escribió una multiplicación de dos números gigantescos, uno de nueve dígitos y otro de 12: 193,707,721 x 761,838,257,287. Y se puso a hacer la multiplicación con el viejo método que todos conocemos, cifra por cifra, sin decir ni una palabra. Los circunstantes aguantaban la respiración mientras seguían el cálculo para verificar que no hubiera errores. Al cabo de una hora, durante la cual en la sala sólo se oyó el golpeteo del gis en la pizarra, Cole concluyó su multiplicación. El producto de los dos números era el primo de Mersenne, que por lo tanto no era primo. Hacía tiempo que se sospechaba esto, pero una cosa es intuir que algo existe y otra es verlo ante sus propios ojos, como un unicornio en la sala de conferencias. Cole había encontrado al unicornio.

Se cuenta que ésa fue la primera ocasión en la historia que una asamblea de matemáticos prorrumpió en aplausos al concluir una presentación.

Cole dijo más tarde que encontrar los factores del número de Mersenne le había llevado "tres años de domingos", o 156 domingos. Fue una labor de fuerza bruta, poco característica de la forma de trabajar de los matemáticos, que tienen modos de llegar a conclusiones tremendas de la manera más ingeniosa y frugal. En matemáticas incluso se valora y celebra la elegancia de las demostraciones. Pero aunque la demostración de Frank Nelson Cole no fue elegante, la Sociedad Matemática de Estados Unidos instituyó un premio en su honor.

El maestro como bicho de laboratorio

2011-11-11T06:59:00.001-08:00

Oficialmente, cuando me preguntan y hasta cuando razono conmigo mismo, digo que detesto dar clases: me mata la cita inexorable a las 7:30 de la mañana, no puedo con ciertos requisitos absurdos que le exige la UNAM al sufrido profesor de bachillerato (como llenar cada año una lista que dice exactamente qué vas a enseñar cada día del año escolar y con qué materiales; y no puedes usar la del año pasado, porque las fechas cambian), poner exámenes me angustia y calificarlos es como estar al pie del Himalaya y tener que llegar a la punta del Everest. Pero ya en el salón todo se transforma y disfruto mucho explicar los fundamentos de la física y el funcionamiento de la ciencia a personas con mentes inquisitivas, originales, absorbentes y sobre todo independientes. Más independientes de lo que quisieran algunos maestros...

La semana pasada les conté a mis alumnos de Área 2 sobre los experimentos de Skinner con las palomas supersticiosas de los que hablé aquí la semana pasada. "Ah, sí", me dijeron. "Nosotros estamos haciendo un experimento igual". Durante la breve pausa que hizo aquí el joven Coque, me imaginé que en laboratorio de biología estarían poniendo ratas en laberintos o hamsters en jaulas con juegos; en cualquier caso, que sería un experimento del programa escolar con algún tipo de bicho. Me equivoqué en lo del programa escolar (era un experimento que emprendieron por su propia cuenta), pero no me equivoqué en lo del bicho.

"¿Con qué animal están haciendo el experimento?", pregunté.

"Con Carmina".

Carmina (nombre falso para proteger a los inocentes) es una de sus maestras.

Cuando se me pasó el ataque de risa, les pedí detalles. El experimento consiste en poner mucha atención en clase (o fingir que se pone mucha atención en clase) cuando Carmina está del lado izquierdo del salón y desinteresarse y no hacerle caso cuando está del lado derecho, pero todo muy sutilmente. Al cabo de muchas sesiones los malditos chamacos esperan inducir en Carmina un cambio de comportamiento: pasar más tiempo del lado izquierdo del salón.

El experimento no es sólo una ocurrencia estudiantil. Lo tienen tan bien planeado, que hasta han previsto un periodo de observación de control, durante el cual medirán estadísticamente cuánto tiempo pasa la maestra de cada lado del aula. Una vez establecido el patrón de comportamiento espontáneo del bicho experimental, aplicarán el tratamiento durante un número suficiente de sesiones y luego volverán a medir la proporción del tiempo de clase con que la pobre maestra favorece al lado izquierdo del salón.

Me asombró el cuidado que pusieron en diseñar el protocolo experimental. ¿Por qué no son así cuando se trata de un experimento del programa de estudios? La explicación, por supuesto, está en la motivación. Este experimento, a diferencia de muchos de los que vienen enlatados y listos para consumirse, sí les interesa. Y tiene otra ventaja sobre los experimentos de escuelita: que no se sabe qué va a resultar. En esto se parece mucho más a la ciencia de verdad y por eso yo creo que los apasiona, al grado de que los impulsa a ponerle un cuidado especial, como verdaderos científicos. El papel de la educación escolarizada debería ser prepararlos para la vida profesional, y en el caso de mi materia en particular, mostrarles cómo se hace de veras la ciencia. El experimento que espontáneamente emprendieron va a ser mucho más didáctico que los que tradicionalmente se hacen en los laboratorios de ciencia de las escuelas, que se hacen con la descaminada idea de "comprobar" lo que dice en clase el maestro de teoría, en vez de ser para explorar una parte del universo e interpretar lo que se observa.

Les pedí que no dejaran de informarme de los resultados mientras me decía, muy ufano: "¡qué niños tan listos!" Sí, muy listos. Tanto, que ya me está dando frío: tengo que hacer un esfuerzo de memoria para acordarme si cuando me contaron todo esto con tanta confianza, candidez e interés estaba yo del lado derecho o del lado izquierdo del salón.

Petición necesarísima: si eres de mi escuela, ¡chitón! No le cuentes a nadie de este experimento. Es parte del protocolo que el sujeto no sepa que es sujeto. No lo digas aunque puedas ser tú el bicho experimental. Es por el bien de la ciencia.

En qué se parece la ciencia a la superstición

2011-11-04T16:01:00.000-07:00

Un colega divulgador escribió una vez que el avance de la ciencia va ganando terreno a la superstición y disipando la credulidad. ¿En qué planeta vivirá? Yo francamente no veo que en 400 años de ciencia moderna haya dejado de haber personas supersticiosas, incluso entre las personas que tienen educación universitaria. Esto es difícil de explicar si ciencia y superstición son de veras tan distintas como se da a entender cuando se las contrapone como mi iluso colega. Deja de serlo cuando se encuentra un vínculo entre ellas. Permítanme ilustrarlo con unas cuantas historias.

Los deportistas son muy supersticiosos. Se sabe de beisbolistas que por haber ganado un día en que llegaron al partido sin afeitarse, empiezan a presentarse con la barba descuidada en todos los juegos. Otros usan amuletos o consagran unos segundos antes del encuentro a algún breve y privado rito para propiciar la buena suerte.

Pero no sólo los deportistas son supersticiosos; también lo son los adeptos del juego. En un casino, según los entendidos, se puede ver desplegada una variada gama de conductas insólitas entre los que juegan en las máquinas tragamonedas. Como el personaje de Jack Nicholson en As Good As It Gets, que va por las calles cuidándose de no pisar las cuarteaduras de la acera y hace girar la llave tres veces para un lado y para otro antes de echar el pestillo de noche en su casa, los jugadores tienen sus fórmulas mágicas para atraer la fortuna.

Y no sólo los deportistas y los jugadores son supersticiosos. También las palomas. En un experimento clásico de los años 50, el psicólogo B. F. Skinner puso unas palomas en sendas jaulas. De una ranura salía alimento a intervalos regulares. Skinner observó que, al cabo de cierto tiempo, las palomas hacían movimientos extraños como mecerse de un lado a otro, dar vueltas o estirar el cuello en cierta dirección, como si creyeran que con eso iban a obtener comida. Skinner lo interpretó como una asociación de ideas: el animal repetía lo que hubiera estado haciendo cuando obtuvo alimento la primera vez. Era como si las palomas tuvieran creencias supersticiosas.

No sólo los deportistas, los jugadores y las palomas son supersticiosos: también yo. Cuando iba en preprimaria (que en mi escuela, no sé por qué, se llamaba "preprimario"), había en el patio de los chiquitos un arenero muy grande bordeado de una barda baja donde nos sentaban a la 1:00 de la tarde a esperar a nuestras mamás. En esos ratos yo conversaba mucho con mi prima Tanina, que fue mi compañera de clase hasta el quinto año de primaria. No sé cómo fue, pero un día se nos metió en la cabeza que podíamos hacer llover por medio de magia. Con el paso del tiempo, fuimos elaborando un ritual complicadísimo de palabras mágicas y movimientos que tenían por efecto el que por la tarde lloviera. "¿Hacemos llover?", sugería uno durante la espera, y empezábamos con el rito. Si más tarde se soltaba el aguacero, yo me reía secretamente, regodeándome en mi poder. Tal vez sólo era un niño pequeño, pero había descubierto cómo hacer llover y nadie más lo sabía. Muajajajaaaaa...

Todos los animales tenemos cerebros que buscan asiduamente patrones en el entorno y relaciones entre los acontecimientos. Somos muy buenos para asociar ideas porque asociar ideas siempre ha sido útil para aumentar las probabilidades de sobrevivir y dejar descendencia. Si vas por la selva y oyes ruido en la maleza, puedes adoptar una de estas dos estrategias:

no hacer caso y seguir tu camino, o
pensar que detrás de los arbustos acecha un depredador y huir

Cada una de estas estrategias tiene un costo. En el caso 1, si aciertas no pasa nada, si te equivocas, mueres; en el caso 2 si aciertas te salvas, si yerras no pasa nada. ¿Qué estrategia da mejores dividendos? La 2, y por eso hoy muchos animales tenemos cerebros que tienden a asociar acontecimientos, aunque a veces la asociación sea falsa. Los organismos que no tenían esta tendencia, hace mucho que erraron fatalmente. Empero, la naturaleza no nos instaló un filtro para eliminar asociaciones falsas. ¿Por qué? Porque no hace falta para sobrevivir. Ver más relaciones de las que hay en realidad no es costoso en términos de supervivencia. El filtro lo tuvimos que inventar. Es cultural y se llama ciencia.

Así, el mismo mecanismo cerebral de asociación de ideas está detrás de:

la ciencia (que consiste en asociar ideas y probar las asociaciones), y
la superstición (que consiste en asociar ideas y no molestarse en probar las asociaciones)

La superstición no va a desaparecer, porque es consecuencia de nuestro modo de aprender. Lo que sí podemos hacer es reconocer las limitaciones de nuestros cerebros y aprender a usar el filtro de falsos positivos que es la ciencia.

¿Ciencia? ¿Y eso con qué se come?

2011-10-28T07:28:00.000-07:00

En el año 2000, según cuenta la revista de la Institución Smithsoniana en un artículo del año 2006, Bob Harmon, del Museo de las Rocallosas, se estaba comiendo un sándwich plácidamente en un cañón del estado de Montana cuando vio un hueso que afloraba en la pared de roca. Resultó ser un hueso de tiranosaurio, que en el transcurso de tres años fue extraído cuidadosamente con todo y el resto del esqueleto del animal: cerca de una tonelada de huesos fosilizados en total. El equipo que extrajo el esqueleto llamó al ejemplar "Bob" en honor a su descubridor.

Para trasladar el esqueleto, lo cubrieron de yeso protector y trajeron un helicóptero, pero el paquete pesaba demasiado, por lo que fue necesario dividirlo en dos. Los investigadores tuvieron que partir uno de los fémures en dos trozos grandes y unos cuantos fragmentos más pequeños, algunos de los cuales fueron a dar al laboratorio donde trabajaba la paleontóloga Mary Schweitzer, en Carolina del Norte.

Schweitzer se dedicaba a investigar la estructura microscópica de huesos de dinosaurio. La paleontóloga se puso a observar los fragmentos que le habían enviado del Museo de las Rocallosas. De inmediato se dio cuenta de que Bob no podía ser Bob. "Es hembra y está embarazada", le dijo Schweitzer a una de sus ayudantes. ¿Cómo lo supo?
Mary Schweitzer sabía que el organismo de una mujer embarazada toma calcio de sus propios huesos para formar el esqueleto del feto. También sabía que en las aves hembra, antes de la época de apareamiento se forma una estructura rica en calcio llamada "hueso medular" en los huesos de las patas. El calcio que contiene esta estructura sirve para formar los cascarones de los huevos que la hembra pondrá más tarde. Con el ojo en el microscopio, Mary Schweitzer supo que aquello era el hueso de una hembra de tiranosaurio que estaba formando huevos, y por lo tanto no había que llamarla Bob.
Para estar segura, Schweitzer se procuró el esqueleto de un pariente moderno de los dinosaurios, y en particular, del pariente moderno más antiguo: un avestruz. Pero antes tuvo que lanzar un llamado a los criadores de avestruces de la región. Al cabo de unos meses, recibió la respuesta que esperaba. "¿Todavía necesita ese avestruz hembra?", le dijo por teléfono el granjero. Schweitzer y dos de sus ayudantes fueron al lugar y le cortaron una pata al animal, que llevaba muerto varios días y olía a demonios. Con el análisis de ése y otros huesos, Mary Schweitzer publicó un artículo en la revista Science. En el artículo, la investigadora muestra fotografías de estructuras calcificadas en huesos de avestruz y emú junto a las estructuras que encontró en el fémur de "Bob". Al parecer, son casi idénticas: "Bob" era hembra y estaba formando huevos cuando murió, hace 68 millones de años.

Los paleontólogos piensan que las aves no sólo son descendientes directos de los dinosaurios, sino que en cierta forma son dinosaurios modernos con plumas. El resultado de Mary Schweitzer refuerza esta idea (por si hiciera falta). Desde que lo sé, no veo con los mismos ojos a los pajaritos que todos los días picotean el asfalto en busca de comida en mi calle, o salen volando despavoridos cuando me acerco en mi coche: las patas escamosas de tres dedos, los ojitos ausentes... ¡son dinosaurios!

A veces me preguntan por qué estas historias que tanto me gusta narrar rara vez ocurren en México. Creo que dos noticias recientes lo explican bastante bien. La Ley de Ciencia y Tecnología, que se publicó desde el año 2002, exige que se dedique por los menos el 1% del producto interno bruto a la ciencia y la tecnología. Esa ley se viola año con año, y 2012 no será la excepción (el presupuesto para la ciencia nunca ha rebasado el 0.6 % del PIB). Ayer el Foro Consultivo Científico y Tecnológico, organismo independiente formado por instituciones de investigación, educación, políticas y empresariales para asesorar al gobierno sobre asuntos de ciencia y tecnología, envió a la cámara de diputados un mensaje de incoformidad, que, como cada año, se quedará sin respuesta. Parece que ni los diputados ni el Presidente saben con qué se come la ciencia. Hace unos días, y por primera vez en los 50 años que tienen de existir, la Academia Mexicana de Ciencias entregó los Premios de Investigación en ausencia del Presidente de la República, que tradicionalmente los entregaba en una ceremonia oficial. La academia esperó cuatro años a que el Presidente le hiciera espacio en su agenda, pero fue en vano. El 18 de octubre se entregaron los premios de 2008, 2009, 2010 y 2011. La ciencia, al parecer, no importa. (Eso sí: hay que ver cómo se desviven los presidentes cuando se trata de antender a futbolistas, cantantes y atletas olímpicos. Es conmovedora la atención que se prodiga a estos pilares de la sociedad.)

El lado oscuro del Universo

2011-10-14T07:29:00.000-07:00

El Premio Nobel de Física 2011 es para Saul Perlmutter, Brian Schmidt y Adam Riess por "descubrir que la expansión del Universo se está acelerando por medio de observaciones de supernovas lejanas". Éste es el artículo que publiqué en ¿Cómo ves? hace unos años para explicar el hallazgo.

Alguien se acerca por la oscuraladera de la montaña. ¿Cuántos son? No lo sabemos. Sólo se ve una lucecita quesube y baja por el camino de tierra, aumentando de brillo. Nosotros somoscuatro, pero con 17 años en promedio no nos sentimos muy poderosos, la verdad.A la luz de nuestra fogata, somos claramente visibles para los visitantesinesperados.

Cada valeroso expedicionariocompara sin pensar el brillo aparente de la lucecita con el brillo de lalinterna que lleva en la mano. La comparación da un estimado vaguísimo de ladistancia: ¿unos 30 metros? ¿o quizá 50? Esperamos con la vista clavada en lalucecita que se acerca, se acerca…

–Buenas noches—dicen tres amableslugareños que siguen de largo sin hacernos más caso.

–Buenas…

¡Qué alivio!

Dime cuánto brillas y te diré a qué distancia estás

Cuando no podemos acercarnos a unobjeto luminoso (¡o no nos atrevemos!), es posible obtener mucha informaciónanalizando su luz. La suposición más sencilla es ésta: si brilla mucho, estácerca; si brilla poco, está lejos. Pero la cosa no es tan sencilla: ¿qué tal siestá lejos, pero su brillo intrínseco esaltísimo? La luminosidad aparentede semejante objeto podría ser mayor que la de otro que está más cerca pero esmás tenue, y concluiríamos erróneamente que el primero es el más cercano. Enaquél campamento, y apremiados por el miedo, nuestros cerebros optaroninstintivamente por la solución simple: suponiendo que la linterna de nuestrosvisitantes tenía el mismo brillo intrínseco que las nuestras, lo tenue de la lucecitamisteriosa nos daba una idea de la distancia. Desde luego, todo esto lo hicimosautomáticamente y sin saber, igual que calculamos, sin saber física, cuántoimpulso imprimirles a las piernas para saltar de un lado al otro de un arroyo.

Los astrónomos usan el mismo métodopara determinar las distancias más grandes en el universo –las que median entrelas galaxias— pero lo hacen con más un poco más de conocimiento que mis amigosy yo. Pueden medir luminosidades con toda precisión y saben exactamente cuántose atenua la luz con la distancia (un mismo objeto al doble de la distancia seve cuatro veces más tenue; al triple, nueve veces más tenue y al cuádruple,dieciséis…). Lo único que necesitan para saber a qué distancia se encuentra unagalaxia es localizar en ella algún objeto cuya luminosidad intrínseca seconozca: un objeto que sirva como patrón de luminosidad.

Lo que está escrito en el cielo

Usando el primer patrón deluminosidad que sirvió para medir distancias intergalácticas –las estrellas debrillo variable conocidas como cefeidas— elastrónomo estadounidense Edwin Hubble calculó en 1929 las distancias dealrededor de 90 “nebulosas espirales”, como se llamaba en esa época a lo quehoy conocemos como galaxias. Luego comparó sus datos con los estudios develocidad de otros astrónomos.

Resulta que la luz de una galaxiatambién puede decirnos a qué velocidad se acerca o se aleja de nosotros. Unamoto que pasa suena más agudo cuando viene y más grave cuando se va. Por unarazón parecida, la luz de una galaxia se ve más roja cuando ésta se aleja y másazul cuando se acerca (el color de una onda de luz es como el tono de una ondade sonido: ambos se relacionan con la frecuencia de las ondas). El grado deenrojecimiento de la luz de una galaxia debido a la velocidad con que se alejase llama corrimiento al rojo, y se puedemedir con precisión. Los astrónomos de principios del siglo XX esperabanencontrar una distribución equilibrada de nebulosas espirales con corrimientoal rojo (que se alejan) y con corrimiento al azul (que se acercan). En vez deeso descubrieron que todas (menos las más cercanas) presentan corrimiento alrojo.

Cuando, en 1929, Hubble comparó losdatos de corrimiento al rojo con los de distancia, se llevó el susto de suvida: los datos se acomodaban en una bonita recta (bueno, más o menos), lo cualindica que cuanto más lejos está una galaxia, más rápido se aleja y que larelación entre distancia y velocidad es una simple proporcionalidad directa:una galaxia al doble de la distancia se aleja al doble de la velocidad, una altriple, al triple… Ésta es la llamada ley de Hubble, y se interpreta como signo de que el universo se estáexpandiendo.

El descubrimiento de Hubble condujoal poco tiempo a la teoría del Big Bang delorigen del universo. Si las galaxias se están separando, en el pasado estabanmás juntas. En un pasado suficientemente remoto estaban concentradas en unaregión muy pequeña y muy caliente –y no eran galaxias, sino una mezclaincreíblemente densa de materia y energía. Hoy en día el recuerdo de esasdensidades y temperaturas aún debería estar rondando por el cosmos, pero ya muydiluido, en forma de una radiación muy tenue distribuida por todo el espacio.En 1965, Arno Penzias y Robert Wilson, dos físicos que estaban probando una antenade comunicación satelital, detectaron por accidente lo que hoy se llama radiaciónde fondo, con lo cual la teoría del BigBang convenció a casi todo el mundo.

El modelo del Big Bang se fue ajustando con los años. A principios de losaños 80, los cosmólogos (empezando por el físico Alan Guth) añadieron al modeloel concepto de inflación paraexplicar los resultados de ciertas observaciones. Según la hipótesisinflacionaria, en la primera fracción de segundo una fuerza de repulsión muyintensa hizo que el embrión de universo pasara de un tamaño menor que el de unátomo al de una toronja en un tiempo brevísimo. Este modeloinflacionario resolvía tan bien lasdificultades de la teoría original del Big Bang que no tardó en convertirse en el favorito de loscosmólogos.

Poco o mucho

Una de las predicciones másimportantes del modelo inflacionario atañe a la forma global del espacio. Cabentres posibilidades. Si el espacio es plano(¡cuidado!: no quiere decir que sea de dos dimensiones, sino sólo que satisfacelos postulados de la geometría euclidiana, llamada también geometría plana),los ángulos de un triángulo trazado entre cualesquiera tres puntos sumarán 180grados.

Esto es lo que todo el mundohubiera esperado antes de 1916, cuando Albert Einstein publicó la teoríageneral de la relatividad, que es la que usan los cosmólogos para describir laforma global del universo. Esta teoría permite otras dos posibilidadesinsólitas: si el espacio tiene curvaturapositiva, los ángulos de untriángulo suman más de 180 grados, si tiene curvatura negativa menos. Todo depende de qué tan fuerte jale la fuerzade gravedad total del universo, o en otras palabras, de cuánta materia yenergía contenga éste en total:

1. poca: curvatura negativa

2. ni mucha ni poca: geometría plana

3. mucha: curvatura positiva

El asunto es importante porque dela cantidad de materia y energía (más precisamente, de su densidad total)dependía también que el universo siguiera expandiéndose para siempre (casos 1 y2) o bien que la expansión un día se detuviera y se invirtiera (caso 3), comouna piedra que se lanza hacia arriba y que empieza a bajar al llegar a ciertaaltura. Y por la misma razón que la piedra: la atracción gravitacionalcombinada de todo el universo.

Aunque las observaciones indicabanque había tan poca materia que el universo debía tener curvatura negativa, lateoría –el modelo inflacionario que tanto les gustaba a los cosmólogos— exigíaque el cosmos fuera de geometría plana.

De una cosa no cabía la menor duda:en cualquiera de los tres casos, la fuerza de gravedad –una fuerza deatracción, que tira hacia dentro, digamos—frenaba la expansión del universo.

¿Dónde quedó el universo?

Para mediados de la década de los90 la cosmología se encontraba en la siguiente situación:

· Segúnel modelo inflacionario, el universo debía contener suficiente materia yenergía para que la expansión se fuera deteniendo sin nunca parar por completo(geometría plana)

· Losestudios de variaciones de temperatura en la radiación de fondo corroborabanobservacionalmente que el universo es de geometría plana, y sanseacabó

· Losrecuentos del contenido de materia y energía del universo decíancategóricamente que éstas no alcanzaban ni de lejos para producir la geometríaplana que exigían el modelo inflacionario y los estudios de las variaciones detemperatura de la radiación de fondo

Por lo tanto, concluyeron loscosmólogos, faltaba una parte del universo. De hecho, faltaba la mayor parte:alrededor del 75 % de la energía necesaria para aplanar el universo. ¿Dóndeestaba?

Grandes explosiones, tenueslucecitas

El 15 de octubre de 1998 eltelescopio Keck II, situado en la cima del volcán Kilauea, en Hawai,escudriñaba un retazo de cielo en el área de la constelación de Pegaso. Hacíaunas semanas, los científicos del Proyecto de Cosmología con Supernovas (SupernovaCosmology Project), dirigido por SaulPerlmutter, habían tomado fotos de las galaxias de la misma región comoreferencia. Al comparar las nuevas imágenes con las de referencia, vieron queen una galaxia había aparecido un punto brillante. Era una supernova, una estrella que hizo explosión –justo lo queestaban buscando. La llamaron Albinoni, como el compositor italiano del sigloXVIII (Perlmutter toca el violín).

Nueve días después, el grupo –unequipo internacional de investigadores—usó el Telescopio Espacial Hubble, ademásdel Keck II, para medir la luminosidad aparente de Albinoni, así como elcorrimiento al rojo de su galaxia. Al cabo de varios días confirmaron que setrataba de una supernova de tipo Ia con un corrimiento al rojo de 1.2, lo queindicaba que hizo explosión hace miles de millones de años.

Este grupo, así como el Equipo deBúsqueda de Supernovas de Alto Corrimiento al Rojo (High-z Supernova SearchTeam), dirigido por el astrónomo BrianSchmidt, se dedica a buscar supernovas de este tipo por todo el cielo. Lassupernovas Ia son muy intensas, lo que permite verlas desde muy lejos, yalcanzan todas aproximadamente el mismo brillo intrínseco, por lo que sonexcelentes patrones de luminosidad. Hoy en día, las supernovas Ia son el patrónmás usado para determinar distancias a galaxias muy lejanas. Los dos equipos decosmología con supernovas comparan la distancia de las supernovas Ia quedescubren con el corrimiento al rojo de sus galaxias para estudiar el pasado dela expansión del universo.

Expansión acelerada

En astronomía, mirar lejos es miraral pasado. La luz, viajando a 300 mil kilómetros por segundo, tarda ciertotiempo en llegar a la Tierra desde sus fuentes: ocho minutos desde el Sol, unashoras desde Plutón, unos años desde las estrellas más cercanas, 30 mil añosdesde el centro de nuestra galaxia y muchos miles de millones de años desde lasgalaxias más lejanas. La luz de Albinoni y su galaxia, por ejemplo, llegó alespejo del telescopio Keck II 10 mil millones de años después de producirse laexplosión.

El corrimiento al rojo de lasgalaxias lejanas se debe a que la expansión del universo “estira” (es un decir)su luz. Comparándolo con la distancia a la que se encuentra la galaxia seobtiene información acerca del ritmo de expansión del universo en épocasremotas.

Para 1998, los equipos de Schmidt yPerlmutter habían estudiado unas 40 supernovas que explotaron entre 4000 y 7000millones de años atrás. Estos datos les bastaron para convencerse de que algoandaba mal con la cosmología del Big Bang. Lassupernovas se veían 25% más tenues de lo que correspondía a su corrimiento alrojo si la expansión del universo se va frenando. Luego de descartar posiblesfuentes de error (como intromisiones de polvo intergaláctico ) y de verificarque ambos equipos obtenían los mismos resultados, luego de devanarse los sesospor espacio de varios meses buscando explicaciones prosaicas, losinvestigadores anunciaron públicamente una conclusión nada prosaica: laexpansión del universo, lejos de frenarse como casi todo el mundo suponía, seestá acelerando.

El lado oscuro

La cosa tiene implicaciones, porejemplo, en la antigüedad del universo. Ésta se calculaba suponiendo que lagravedad frenaba la expansión. Con aceleración, el cálculo cambia y el universoresulta más antiguo. El descubrimiento de los equipos de Perlmutter y Schmidtresolvió así el problema, que llevaba algunos años gestándose, de que ciertoscúmulos de galaxias fueran, al parecer, más viejos que el universo.

Pero la implicación más tremendadel universo acelerado tiene que ver con el asunto de la gravedad. Ésta es unafuerza de atracción y, en efecto, tiende a frenar la expansión del universo.Entonces, ¿quién demonios la está acelerando?

En las ciencias, como en la vida,las cosas tienen muchas facetas. El efecto de aceleración del universo nos poneante un problema –el de buscar al responsable—pero al mismo tiempo resuelveotro. Porque si ahora resulta que hay más energía en el universo de la quehabíamos visto hasta hoy –el efecto de aceleración cósmica requiere energía encantidades…ejém…cósmicas—entonces podemos reconciliar por fin el modeloinflacionario con las observaciones. Aunque no sepamos qué es, esta nueva energíaoscura (como la han llamado los cosmólogos,pero no porque sea maligna, sino porque no se ve), añadida a los recuentos anteriores de materia yenergía, completa la cantidad necesaria para que el universo sea de geometríaplana, como exige el modelo inflacionario.

Pero, ¿qué es la energía oscura?

Dos posibilidades

O por lo menos, ¿qué podría ser?

Antes de 1929 todo el mundo creíaque el universo era estático. Cuando la teoría general de la relatividad mostróque no podía ser así, Einstein añadió a sus ecuaciones un término querepresentaba una especie de fuerza de repulsión gravitacional y que tenía elefecto de mantener quieto al universo. Le llamó constante cosmológica, y no le gustaba nada por ser un añadido que no sepodía justificar por medio de principios fundamentales. Cuando Hubble descubrióla expansión del universo, Einstein retiró la constante cosmológica con ciertoalivio. Pero su extraña creación reapareció, por ejemplo, en el modeloinflacionario del Big Bang, yahora podría ser el origen de la fuerza de repulsión que le está ganando lapartida a la atracción gravitacional.

La constante cosmológica es unapropiedad intrínseca del espacio, es decir, el espacio simplemente es así y seacabó. Imagínate que quieres conocer el silencio absoluto. Apagas todas lasfuentes de ruido que hay en tu cuarto, cierras rendijas, te tapas los oídos ymetes la cabeza debajo de la almohada. Con todo, tus oídos siguen percibiendouna señal (prueba y verás, o más bien, oirás). Una cosa similar pasaría con elespacio con constante cosmológica si quisieras sacar toda la energía de unaregión. Tendrías que extraer toda la materia, aislar la región de fuentes deenergía externas, eliminar todos los campos (eléctricos, magnéticos,gravitacionales). Pese a todos tus esfuerzos, quedaría en esa región una energíairreducible, inseparable del espacio como el huevo es inseparable de lamayonesa. Esa energía es la constante cosmológica.

La otra posibilidad (que enrealidad es toda una clase de posibilidades) es que la energía oscura provengade un nuevo tipo de campo, parecido a los campos eléctricos y magnéticos, alque algunos cosmólogos llaman quintaesencia.En la teoría de la relatividad todos los campos producen atraccióngravitacional por contener energía, pero la quintaesencia produce repulsióngravitacional.

Las diferencias entre la constantecosmológica y la quintaesencia permitirán a los cosmólogos decidirse por una uotra algún día. La constante cosmológica, como propiedad intrínseca delespacio, no cambia de densidad con la expansión del universo, no interactúa conla materia y no cambia de valor en distintas regiones del universo. En cambiola quintaesencia sí podría interactuar con la materia y cambiar de valor. Otradiferencia detectable (pero aún no detectada) es que la quintaesencia acelerala expansión del universo menos que la constante cosmológica. Los nuevostelescopios, tanto terrestres como espaciales, que se están construyendo nosayudarán a elegir. (Por cierto, ¿no podrían ser las dos cosas?)

Adiós, mundo cruel

El universo se va a acabar –o porlo menos se van a acabar las condiciones aptas para la vida—pero no te pongas aescribir tu testamento, aún falta muchísimo. Con todo, es interesantepreguntarse cómo podría ser el final.

Antes de 1998 se consideraban, enesencia, dos posibles capítulos finales para el universo: ¿sería la fuerza degravedad total lo bastante intensa como para frenar la expansión e invertirla,o seguiría el universo creciendo para siempre? En el primer caso el universoterminaba con un colosal apachurrón exactamente simétrico al Big Bang; en el segundo, la expansión seguía eternamente,diluyendo el cosmos y haciéndolo cada vez más aburrido.

Con el descubrimiento de laexpansión acelerada y la energía oscura las cosas han cambiado. Aunque aún nose pueda decidir si la energía oscura es constante cosmológica o quintaesencia,está claro, en todo caso, que la posibilidad del Gran Apachurrón quedaexcluida. El universo seguirá expandiéndose para siempre hasta que desde laTierra no veamos ya otras galaxias por haber aumentado tanto las distancias quesu luz ya no nos alcance.

Pero nuestra propiagalaxia seguirá acompañándonos, por así decirlo. Las estrellas que la componenseguirán unidas por la fuerza gravitacional, como también seguirán unidos losplanetas a sus estrellas. De modo que, pese a todo, las cosas en la Tierraseguirán su curso normal. Pequeño detalle: al sol se le acabará el combustibleen 5000 millones de años, de modo que, más allá de ese tiempo, no se puededecir que las cosas en la Tierra sigan su curso normal, pero pasemos por altoesta minucia.

El año pasado algunoscosmólogos propusieron una variante de la teoría de la energía oscura queconsiste en tomar en cuenta ciertos valores, antes desdeñados, de un parámetroque la describe. Para distinguirla de la quintaesencia los científicos llamaron“energía fantasma” a la energía oscura de este tipo. No precipiten conclusioneslos esotéricos: estos nombres son sólo nombres, que no llevan significadooculto ni ocultista. A los científicos les gustan los nombres llamativos, comoa cualquiera.

Si la energía oscura resultaser de tipo energía fantasma, el final del universo será muy distinto a lo quenos habíamos imaginado. Según el físico Robert Caldwell y sus colaboradores,llegará un día, dentro de unos 22 mil millones de años, en que la aceleraciónde la expansión del universo empezará a notarse a escalas cada vez más pequeñaspara producir un final que se llama Big Rip (el “Gran Desgarrón”). Mil millones de años antes del Big Rip, la energía fantasma superará a la atraccióngravitacional que une a unas galaxias con otras y se desmembrarán los cúmulosde galaxias. Sesenta millones de años antes del fin se desgarran las galaxias.Tres meses antes del Big Rip, elefecto alcanza la escala de los sistemas planetarios: los planetas sedesprenden de sus estrellas. Faltando 30 minutos para el postrer momento, losplanetas se desintegran. En la última fracción de segundo del universo losátomos se desgarran. Luego, nada.

Espantoso, ¿verdad? Por suerte,para entonces hace mucho que la Tierra habrá dejado de existir. Qué alivio.

La risa, ¿remedio infalible?

2011-09-16T11:35:00.000-07:00

Una cosa es reírse por cortesía, con una risita sosegada y en buena medida fingida, y otra es soltar la carcajada y retorcerse haciendo ruiditos y lagrimeando sin poderse controlar. La risa franca, espontánea e incontrolable no se puede fingir y se nota: no sólo causa una impresión distinta en los circunstantes, sino que deja a la víctima del ataque de risa en un estado de relajación muscular y psicológica que trae mucho bienestar, como si uno hubiera corrido 20 kilómetros.

Yo atesoro los ataques de risa loca. Los recuerdo como hitos en mi vida no por escasos, sino por intensos y placenteros. Una vez me reí cinco horas seguidas por culpa de mi amigo Luis Miguel Lombana, actor y director de teatro, ópera y televisión, que es un genio del humor cuando está relajado y feliz. En otra ocasión mi hermano Juanjo me prestó un libro de Woody Allen y por leerlo en la cama desperté a mi esposa con mis risitas y mis sacudidas incontrolables. Otros libros que me han hecho reír sin poder parar son The Hitchhiker's Guide to the Galaxy, de Douglas Adams, Sin noticias de Gurb, del escritor catalán Eduardo Mendoza, Twitterature, de Alexander Aciman y Emmett Rensin, y --cómo no-- Alicia en el país de las maravillas.

Después de un ataque de risa loca uno se siente bien. Quizá por eso la sección de chistes del Reader's Digest se llamaba "La risa, remedio infalible" y quizá por eso también la risoterapia da buenos resultados. Al parecer la risa tiene una virutd analgésica. Pero, ¿cómo opera el mecanismo?

La risa se investiga desde muchos ángulos y con miras a contestar preguntas muy diversas: qué otras especies ríen (sin ninguna duda todos los primates, y quizá otros mamíferos, como las ratas, pero eso es más dudoso), qué cosas nos hacen reír (o cómo funciona el humor), por qué existe la risa (¿para afianzar vínculos sociales?, ¿para facilitar el aprendizaje?, ¿para atraer a la pareja?; en esto no hay consenso). La que nos ocupa aquí es cómo produce la risa su efecto psicológico y fisiológico. De eso trata un artículo que se publicó el 14 de septiembre en la revista Proceedings of the Royal Society B. Robin Dunbar, de la Universidad de Oxford, y colegas de otras universidades británicas y una holandesa, se propusieron entender las propiedades analgésicas de la risa. Su hipótesis es que el acto físico de reír (las contracciones musculares, la respiración entrecortada, los ruiditos tontos) activa el sistema de producción de endorfinas del sistema nervioso central.

"Endorfina" significa "morfina endógena", o sea, morfina producida por el organismo. El cuerpo tiene su propia farmacia interna. Las endorfinas son sustancias que usa el cerebro, entre otras cosas, para mitigar el dolor.

Para Dunbar y colegas hubiera sido muy fácil poner gente a reírse y luego medirles la concentración de endorfinas. El problema es que el cerebro tiene un sistema de compuertas herméticas que no deja pasar sustancias del cerebro al flujo sanguíneo (sólo al revés, como demuestra el efecto del café o del alcohol en las funciones cerebrales). El nivel de endorfinas no se puede medir en la sangre, por lo que hace falta un método indirecto de evaluarlo. Dunbar y sus colaboradores lo asocian con el umbral del dolor: mientras más tiempo soportes estímulos incómodos, mayor debe ser la concentración de endorfinas en el cerebro. Con esta suposición, los investigadores hicieron seis experimentos distintos. Para hacer reír a los participantes probaron dos métodos: 1) mostrarles videos chistosos (Los Simpson, Mr. Bean, South Park...) o 2) hacerlos presenciar un espectáculo humorístico (rutinas de cómicos profesionales de las inmediaciones de Oxford). Al mismo tiempo, otros participantes vieron videos ya sea de valor emotivo neutro (documentales) o que producen bienestar sin risa (escenas de la naturaleza).

Antes y después los investigadores probaron el umbral del dolor de todos poniéndoles una manga helada en el antebrazo o apretándoselo con un esfigmomanómetro y midiendo el tiempo que soportaban el dolor.

Luego de muchas mediciones y análisis estadísticos, así como de considerar objeciones posibles, los investigadores concluyen que en las personas que estuvieron expuestas a los videos humorísticos en umbral del dolor aumentó notablemente, lo que ellos interpretan como señal de que el sistema nervioso central de esas personas produjo más endorfinas. Si la conclusión se sostiene (y falta que otros repitan los experimentos y no les encuentren objeciones), entonces la risa, como ya sospechábamos, nos hace generar endorfinas, como tantas otras experiencias placenteras. Lo que me parece más interesante es que Dunbar y sus colaboradores mantienen que no es el proceso cognitivo del humor (lo que pasa en la mente del que ríe) lo que propicia la producción de endorfinas, sino el acto físico de reír a carcajadas, y lo comparan con otros actos extenuantes que se sabe que están relacionados con el placer y las endorfinas, como hacer ejercicio. También es interesante que distingan entre la risa cortés (y en buena medida falsa) de todos los días, y la risa franca e incontrolable, que se llama "risa Duchenne" en honor al médico francés que las separó en el siglo XIX. Los dos tipos de risa se distinguen fisiológicamente (entran en acción músculos distintos en una y otra), neurológicamente (hacen intervenir partes del cerebro diferentes) y psicológicamente (una disipa emociones negativas y la otra no).

Para terminar les dejo un video que a mí me produce risa Duchenne cada vez que lo veo:

El espejo de Ramachandran

2011-08-26T07:15:00.000-07:00

Gregory House y su amigo Wilson, en cuyo departamento House vive de gorrón, tienen un vecino insoportable que les hace la vida imposible. Es un veterano de la guerra de Irak y su mal humor tiene cierta justificación: al hombre, todavía joven, le falta una mano que perdió en combate. Se queja de todo: del ruido, de la música que pone House, de la basura que nunca dejan House y Wilson donde él quisiera.

Harto de la situación, House decide tomar el toro por los cuernos y un día, en el elevador, saca discretamente una jeringa con anestesia y se la clava en el cuello al horrible vecino. Lo saca arrastrando del elevador y lo mete en el departamento de Wilson. Cuando el vecino despierta, House lo tiene sentado frente a un extraño artefacto. Es una caja sin tapa, con dos agujeros en un costado y espejos en el interior. Los espejos están dispuestos de tal manera que si uno mete las manos en los agujeros, una queda oculta, pero el paciente ve dos manos (o una mano y un reflejo).

House ha deducido (la deducción es su fuerte) que el vecino tiene ese caracter porque sufre dolor en el miembro amputado, lo que se conoce entre los médicos como "miembro fantasma". Cuando se amputa un miembro, la región cerebral que recibe las sensaciones de ese miembro y que controla sus movimientos no se borra. Es como si el cerebro siguiera "creyendo" que todavía tiene la mano que le falta. Estos miembros fantasma pueden producir mucho dolor. En 1998 el neurólogo indio Vilayanur Ramachandran ideó un tratamiento basado en la hipótesis de que el dolor fantasmal viene de una especie de discordancia en el cerebro entre la sensación de tener el brazo, la mano o la pierna amputada y la observación de no recibir estímulos sensoriales de ese miembro. El tratamiento consiste en hacer que el paciente meta los brazos (o las piernas) en la caja de espejos. El reflejo del miembro sano se ve como si fuera el miembro amputado que ha resucitado. Cuando el paciente mueve la mano buena, ve moverse también la otra y esto, al parecer, ayuda a reconfigurar las conexiones cerebrales, con lo que --si todo sale bien y luego de varias sesiones-- el cerebro "aprende" la nueva situación y el dolor del miembro fantasma desaparece. En ciertos casos, la sensación de alivio puede ser inmediata.

House le aplica a su vecino el tratamiento de Ramachandran y --abracadabra-- el dolor se le va. El vecino mira a House con nuevos ojos y la relación mejora (pese a que drogar a un vecino en el elevador sin pedirle permiso es de muy mala educación, además de poco ético).

Ramachandran asocia el relativo éxito de su terapia del espejo con una característica del cerebro humano: nuestra necesidad de encontrarle sentido a lo que percibimos, cueste lo que cueste. Otros experimentos, realizados por los neurólogos Michael Gazzaniga y Joseph Ledoux en los años 70, habían sugerido que el cerebro tiene un departamento editorial encargado de reunir la información presente y construir con ella una historia coherente. El mecanismo interpretador, como lo llama Gazzaniga, nos ayuda a aprehender el mundo, pero también se puede engañar. En el caso de los miembros fantasma, la disonancia entre la sensación de tener mano y la información visual de no tenerla causa un profundo desconcierto parecido al que se puede simular si una persona con dos manos hace el experimento del espejo: poner las manos de tal forma que una quede oculta y la otra se vea reflejada en un espejo en la misma posición en que se encuentra la mano que no se ve y luego mover ya sea la mano visible o la invisible: en ambos casos el cerebro recibe información contradictoria. La sensación es muy extraña. Pruébenlo.

Si todo sale bien, en un rato más, cuando esté en la cabina de Imagen, haré el experimento con Pedro Ferriz. A ver qué pasa.

¿Ver el futuro?

2011-08-19T06:31:00.000-07:00

Daryl Bem es un respetado psicólogo de la Universidad Cornell. Daryl Bem cree haber encontrado evidencia de que algunas personas pueden sentir el futuro.

No es común encontrarse dos frases como éstas juntas en un blog de ciencia serio, pero ambas son verdad. En octubre del año pasado, Bem publicó en la revista The Journal of Personality and Social Psychology un reporte de experimentos encaminados a probar si se puede responder a información que aún no se ha producido. Según Bem, sus resultados indican que sí se puede.

Daryl Bem empieza con una clasificación de los fenómenos que en inglés se engloban en la categoría "psi" (de "para PSIcológico", me imagino). Le interesan en especial la precognición (saber conscientemente acontecimientos futuros) y la premonición (aprehensión sobre acontecimientos que se producirán en el futuro). Para probarlos, Bem y su equipo idearon una serie de experimentos que realizaron con estudiantes de su universidad. He aquí uno de ellos:

El participante se pone frente a una pantalla de computadora en la cual se ven dos telones cerrados. Detrás de uno aparecerá una fotografía y detrás del otro nada. El participante trata de adivinar cuál es cuál. Se abren los telones y se comprueba el resultado. Pero la ubicación de la imagen aún no está determinada cuando el participante toma su decisión; la decide una computadora automáticamente y al azar tras la elección del sujeto. Así, se esperaría que, en promedio, los participantes acertaran 50% de las veces.

Ahora el detalle adicional: las imágenes eran una mezcla de temas neutros y fotografías pornográficas.

Resultó que los participantes adivinaron la ubicación de las fotos 49.1% de las veces para las imágenes neutras, pero 53.7% de las veces en el caso de las imágenes sexualmente estimulantes. Otra vez: la computadora seleccionaba al azar la posición de la imagen después de que el participante hiciera su elección. Los resultados que reporta Daryl Bem sugieren, entonces, que los participantes anticiparon precognitivamente el estímulo sexual que se encontraba en el futuro, pero que aún no estaba decidido cuando hicieron su elección.

Éste es sólo uno de nueve experimentos parecidos con más de mil participantes. Bem tiene la precaución de señalar al principio de su artículo que el término psi es únicamente descriptivo: no implica que los fenómenos que describe sean milagrosos, ni mágicos; no hace suposiciones acerca del mecanismo que podría subyacerlos. Estos fenómenos, si son verdad, solamente mostrarían "procesos anómalos de transferencia de información o de energía que no se pueden explicar por mecanismos físicos o biológicos conocidos". Punto. También señala que la mayoría de sus colegas no cree que sean reales los fenómenos que engloba la categoría psi (telepatía, clarividencia, telekinesis, precognición y premonición).

"El investigador de los fenómenos psi enfrenta dos grandes retos: uno empírico y otro teórico", escribe Bem. "El reto empírico, claro está, es producir demostraciones bien controladas de estos fenómenos que otros investigadores independientes puedan repetir. Ése es el objetivo principal del programa de investigación que se reporta en este artículo". Dicho de otro modo, Bem y su equipo no han puesto manos a la obra para demostrarle a un mundo incrédulo y necio que sí existen estos fenómenos tan extraños (no son unos fanáticos babeantes, como tantos), sino para tratar de zanjar el debate de una vez por todas ideando las pruebas controladas y repetibles sin las cuales simplemente no hay ciencia. El artículo superó los filtros de revisión académica de una revista seria, lo que indica que los colegas de Bem consideran que sus experimentos están bien formulados y bien hechos. De ahí a que acepten sus resultados, desde luego, hay mucho trecho: Bem reporta cierto efecto del futuro sobre el pasado (aunque ese 53.7% tampoco es como para irse de espaldas de la impresión; está muy cerca del 50% que se espera del puro azar), pero para concluir que sí se puede sentir el futuro otros investigadores independientes tienen que repetir los experimentos y obtener los mismos resultados.

Pues bien, el proceso de prueba típico de la ciencia ya empezó. Dos equipos independientes, uno de Estados Unidos y otro de Suecia (creo), han repetido al pie de la letra algunos de los experimentos ideados por Bem. Resultado: no les sale lo mismo. Los resultados de Bem no han sido replicados hasta el momento.

¿Significa que Bem y sus colaboradores se equivocaron o son malos científicos? No. Esto es lo normal en ciencia. Bem sólo propuso un procedimiento y reportó lo que él obtuvo, en espera de que sus colegas repitan las mismas operaciones para ver si ellos también obtienen lo mismo. Si no (como parece que será el caso), Bem simplemente se dedicará a investigar otra cosa y quedará aceptado que los hipotéticos fenómenos psi no pasaron las pruebas de realidad que da por buenas la exigente comunidad científica.

"Soy totalmente hemisferio derecho"

2011-08-12T08:53:00.000-07:00

Un amigo físico sin ninguna habilidad artística especial (y que no se acompleja por ello) me decía, cuando me oía alguna mafufada: "Es que tú eres taaaaan hemisferio derecho". Lo decía con cariño y tal vez un poquitito de condescendencia. Él, físico puro, era "hemisferio izquierdo".

Tomen un cerebro humano, sopésenlo, denle vuelta. Un cerebro está hecho de dos mitades evidentes, separadas por un surco. Son los hemisferios cerebrales. Entre ambos forman una totalidad funcional y hasta estética. Los une un hato de fibras nerviosas denso como una cuerda de amarrar barcos que se llama cuerpo calloso (y unas cuantas hebras de tejido nervioso menos impresionantes). Para los neurocientíficos, son dos máquinas de gestión de datos interconectadas por una supercarretera de información, dos continentes de experiencia unidos por un puente muy transitado. No siempre se vio así. Lo más natural, al principio, antes de que se supiera nada acerca de su modo de operación, fue tratar al cerebro como a cualquier otro órgano. Un órgano, una función. El corazón impulsa, los riñones filtran, el estómago muele, los intestinos absorben y el cerebro piensa (es decir, impulsa, filtra, muele y absorbe, pero información). ¿Pensamos con todo el cerebro? ¿Se equivalen todas las provincias cerebrales y sirven todas como máquinas de pensar "todo terreno"?

La neurofisiología del siglo XIX ilustra vívidamente lo relativo que puede ser todo en la vida: a un individuo que trabaja en construcción de ferrocarriles una viga que sale disparada por una explosión accidental le perfora el cerebro, pero lo deja vivo; los científicos pueden examinar qué aspectos del comportamiento alteró el accidente. La desgracia de muchas personas que sufrieron accidentes cerebrales diversos sirvió para empezar a explorar las funciones de las distintas partes del cerebro. Por ejemplo, así descubrió Paul Broca que una región del hemisferio izquierdo, hoy llamada "área de Broca", funciona como cuartel general de la capacidad de hablar. Surgió de estas investigaciones la noción de funciones cerebrales separadas geográficamente en el órgano.

En los años 60 se popularizó un remedio para la epilepsia que consistía en cortar el cuerpo calloso y con eso interrumpir la comunicación entre los dos lados del cerebro (cortar el estrecho de Bering entre los dos continentes). Los pacientes después llevaban una vida perfectamente normal: no se les alteraba la memoria ni las capacidades cognitivas. Bueno, casi normal. Algunos operados empezaron a sentir como si una especie de espíritu se hubiera apoderado de su cuerpo, porque éste a veces hacía cosas a espaldas de la voluntad de la persona y hasta contra la voluntad de la persona. Michael Gazzaniga, recién doctorado en psicobiología por la Universidad de California, se interesó en el asunto y, con otros colegas, puso a prueba a varios pacientes con cerebro dividido. Gazzaniga y amigos le mostraban a un individuo dos imágenes. Una entraba al hemisferio derecho y la otra al izquierdo. Descubrieron que los pacientes podían nombrar lo que veía el hemisferio izquierdo, pero que no tenían ninguna conciencia de lo que se presentaba al derecho. Sin embargo, si les pedían que hicieran un dibujo con la mano controlada por ese hemisferio, representaban sin falla lo que habían visto. El hemisferio derecho no podía expresarse verbalmente, pero podía poner en movimiento respuestas no verbales a lo que experimentaba, lo que explica las acciones involuntarias de los pacientes con cerebro dividido.

Luego los investigadores observaron un fenómeno más interesante. En un experimento se pedía a cada hemisferio (es un decir: se le pedía al paciente que con cada mano...) que respondiera a lo que veía; por ejemplo, escogiendo con la mano correspondiente entre varias estampas, la que tuviera una imagen relacionada con lo que veía. El hemisferio izquierdo veía una pata de gallina y la mano correspondiente escogía, entre varios objetos posibles, una gallina; el hemisferio derecho veía un paisaje nevado y la mano correspondiente señalaba una pala. Los experimentadores sabían perfectamente a qué obedecía la elección del hemisferio derecho: la pala es para quitar la nieve, pero el paciente simplemente no sabía que con un lado del cerebro estaba viendo un paisaje nevado. Si le preguntaban "¿qué ves?", contestaba "una pata de gallina".

Entonces Gazzaniga y colegas daban el siguiente paso: preguntarle al paciente (es decir, a su hemisferio izquierdo, que es el único que puede expresarse verbalmente) por qué había escogido la pala con la otra mano. El hemisferio izquierdo no podía saberlo, puesto que la elección se hizo del otro lado del cerebro, con el que no tenía comunicación, sin embargo los pacientes siempre daban alguna respuesta; por ejemplo, "la pala es para limpiar el gallinero". El hemisferio comunicativo siempre encontraba, o mejor dicho, construía, explicaciones coherentes de lo que percibía. Gazzaniga y sus colegas llamaron a esta extraña función del hemisferio izquierdo "el narrador", o "el mecanismo interpretador", del cerebro. Este mecanismo no opera sólo en las personas con cerebro dividido; lo tenemos todos. En el cerebro, pues, hay un departamento encargado de editar la experiencia, de encontrarle sentido al mundo, de inventarle sentido al mundo a cualquier costo. "El mundo es un caleidoscopio. La lógica la pone el hombre", escribía Miguel de Unamuno. Hoy podríamos decir "la lógica la pone el hemisferio izquierdo".

Lo más interesante --y más inquietante-- es la facilidad con que se engaña este mecanismo interpretador... o la facilidad con que nos engañamos. Cuántos recuerdos con los que hemos construido nuestra autobiografía interna podrían ser falsos, o por lo menos estar muy trastocados por el mecanismo editor, que todo lo deforma para mejor formar historias coherentes, sean ciertas o falsas. Cuántas explicaciones que nos damos de nuestro comportamiento --explicaciones en las que el yo siempre queda del lado de la razón-- serán percibidas por los demás como pura componenda. ¡Qué horror!

Estos experimentos de Gazzaniga y sus colaboradores son los que establecieron que no sólo hay regiones especializadas del cerebro, como el área de Broca, sino que los hemisferios cerebrales tienen especialidades muy distintas: el hemisferio izquierdo predomina y sobresale en el habla y el razonamiento lógico; el derecho en percepción espacial, coordinación de movimientos, orientación. Pero de ahí a que las personas artísticas estén dominadas por su hemisferio derecho y las científicas por el izquierdo, hay mucho trecho. Hoy se reconoce que ésta es una sobresimplificación. Todos usamos el cerebro completo (y desde luego el viejo mito del 10 por ciento es absurdo), las artes requieren las dos especializaciones, las ciencias también. Podemos seguir diciendo "eres muy 'hemisferio derecho'", pero sin olvidar que esto ya no tiene ningún fundamento científico.

Emociones en estado puro

2011-07-28T21:08:00.000-07:00

A los 15 años, en una época en que estaba de moda que los adolescentes varones fueran sentimentales y supieran llorar, yo era un insensible. Tenía dos amigos que eran novios. Se la pasaban besuqueándose, lo cual me parece muy bien, pero también se la pasaban hablándose como bebés, lo que me daba repelús (y me sigue dando). Mi renuencia a hacer como ellos y hablar como restrasado mental para expresar amor les parecía señal de que yo tenía el corazón de piedra.

Así que se empeñaron en volverme una persona sentimental y un día me invitaron al cine a ver una película que ellos habían visto hacía unos días: El campeón, de Franco Zefirelli, con Jon Voight y Ricky Schroder (al parecer es un remake de una película de los años 30). Me acuerdo que me dijeron, muy entusiasmados ante la posibilidad, “vas a ver que en esta película sí vas a llorar”.

Vimos la película. Un boxeador venido a menos tiene un hijito de ocho años, llamado T.J., que lo idolatra y lo llama “campeón”. Al final todo sale mal y el campeón se muere después de una pelea mientras T.J. (y buena parte del público) se deshace en lágrimas. Yo, como iba dispuesto a no dar mi brazo a torcer ni mis lagrimales a exprimir —y como siempre he reaccionado muy mal cuando siento que me están manipulando—, me quedé con los ojos más secos que la superficie de Marte mientras mis sentimentales amigos lloraban a moco tendido por segunda vez. Mi reacción (o su falta) los dejó entre desencantados y ofendidos: sólo un monstruo podía no llorar al final de El campeón.

La película fue olvidada por todo el mundo, empezando por mí, y pasaron los años. Muchos años. Hasta ayer, cuando me encontré con una noticia que informa que El campeón ha trascendido de una manera inesperada.

Si eres psicólogo y quieres estudiar los efectos de la tristeza sobre el comportamiento de las personas tienes que conseguir gente confiablemente triste. Otra alternativa es buscarse unos voluntarios y provocarles la tristeza en condiciones de laboratorio (controlables y medibles). Ahora bien, hacerlos creer que algún familiar ha sufrido una desgracia sería poco ético. Alejarlos irremediablemente de su familia o provocarles una enfermedad incurable también. ¿Cómo entristecer a los participantes sin que el experimento tenga consecuencias en sus vidas?

En 1988 Robert Levenson y James Gross, de la Universidad de California, en Berkeley, optaron por provocarles tristeza (y otras emociones) a sus objetos de estudio por medio de películas. Otros psicólogos habían probado con engaños, hipnosis, imágenes, música y repetición de palabras; y otro más recurrió a las películas por la misma época que Levenson y Gross. Para poner en práctica esta idea había que encontrar los filmes más tristes. La tarea no era fácil, porque las películas tendrían que inspirar aflicción pura y prístina, sin mezclas de otras emociones, como la rabia y la indignación. Los investigadores pensaron que esta búsqueda de la pena sin aleaciones les llevaría unos meses. Les llevó cinco años.

Primero solicitaron recomendaciones a los expertos: críticos de cine, dependientes de tiendas de video, cinéfilos diversos. Obtuvieron 250 películas, de las cuales extrajeron 78 escenas selectas. Estas escenas se mostraron a públicos de prueba compuestos de estudiantes, cuya respuesta emotiva a las películas se evaluó por medio de encuestas. Levenson y Gross desecharon muchas escenas porque evocaban emociones mixtas. Ellos necesitaban reacciones bien definidas para cumplir su objetivo: ofrecer a la investigación psicológica un muestrario de estímulos emotivos en estado puro, desde la pesadumbre más profunda hasta la risa loca, para usarse en el laboratorio (y quizá en alguna fiesta, digo yo).

Con mucho trabajo destilaron una gama de escenas de película que ha cundido entre los psicólogos. Su artículo original se encuentra aquí. Comprobado: la escena más triste --por lo menos hasta 1995, cuando Levenson y Gross publicaron su lista-- es la última de El campeón, donde Ricky Schroder llora sobre el cadáver de su padre (y la más chistosa es una escena donde se discute el orgasmo en When Harry Met Sally, por si quieren el antídoto). En eficacia para inspirar tristeza El campeón superó incluso a la muerte de la mamá de Bambi, que ya es decir.

Desde entonces, muchos otros investigadores han echado mano del elixir de tristeza de Levenson y Gross para estudios relacionados con las emociones. He aquí dos extremos: una investigación con gente llorosa sirvió para programar computadoras para reconocer emociones a partir de la frecuencia cardiaca, la temperatura y otros parámetros medibles de las personas. En otra, Noam Sobel, del Instituto Weizmann de Israel, recolectó lágrimas de mujer (inducidas por la película de marras) y las usó para hacer experimentos con hombres. Sobel y su equipo encontraron que oler lágrimas de mujer reduce la concentración de testosterona y en general da al traste con la excitación sexual de cualquier macho que se respete.

La tristeza de T.J., el hijito del campeón, también ha servido para ver si la gente deprimida tiene más probabilidades de llorar que otros (resulta que no, ¡sorpresa!), y si uno tiende a gastar más dinero cuando está triste (resulta que sí); así como para determinar si la edad tiene algun efecto sobre la tristeza (un poco: las personas mayores tienden a sentirse más tristes que los jóvenes, como era de esperar).

Desde que Gross y Levenson publicaron su lista han pasado 16 años durante los ucales no han faltado películas tristes (como Titanic). Sería hora de irla actualizando. Con el afán de ampliar y mejorar el arsenal de los investigadores de las emociones, la revista Slate acaba de lanzar un llamado a nominar escenas de películas que evoquen las mismas emociones que la de Levenson y Gross. Uno de ellos evaluará las sugerencias de los lectores de Slate.

Aquí presento mi selección de escena triste: la secuencia inicial de Up:

¿Y yo? ¿Me he suavizado con la edad, como los participantes de algunos de estos estudios? ¿Estarían contentos conmigo mis emotivos amigos? No lo sé.

No he querido ver nuevamente la escena final de El campeón...

Kikibuba

2011-07-22T08:12:00.000-07:00

Imagínense que, de alguna manera, supiéramos dos palabras del idioma cavernícola: kiki y buba. Imagínense que además supiéramos que una quiere decir “cactus” y la otra “sandía”, pero no supiéramos cuál es cuál. Cuál dirían que es kiki: ¿el cactus o la sandía? ¿Por qué? Porque suena a kiki, ¿no? Y la sandía suena a buba.

Es un juego ideal para romper el hielo en las fiestas. El biólogo argentino Diego Golombek lo usa para abrir sus pláticas sobre el cerebro y la mente. Se muestran dos figuras, una llena de picos y otra hecha de curvas, y se pide a los asistentes que escojan cuál es un “kiki” y cuál es un “buba”. Diego ha observado que casi todo el mundo llama kiki a la figura de picos y buba a la de curvas.

Y no sólo en Argentina y en México, sino en todas partes. El juego proviene en realidad de dos investigaciones hechas con 70 años de diferencia.

La primera la hizo un psicólogo alemán llamado Wolfgang Kohler en la isla española de Tenerife, donde andaba de paso por 1929. Kohler trazó las figuras y les pidió a unos nativos que las llamaran “takete” o “baluba”, según les sonara. Casi todos le pusieron takete a la figura de picos y baluba a la curva. Kohler sugirió que esto indicaba que algunos sonidos simbolizan naturalmente ciertos conceptos; o sea, que las palabras no son todas arbitrarias —pura convención—; algunas podrían tener significados naturales. Pero nadie le hizo caso. Todos sabemos que “perro” y “casa” son sonidos sin significado intrínseco que nosotros hemos decidido aplicar a los conceptos que designan en español. Basta pasar a otros idiomas y notar que los mismos conceptos se dicen de maneras distintas para convencerse de que las palabras son arbitrarias: “dog”, “house”/”chien”, “maison”/”koira”, “talo” (finlandés).

La segunda investigación es de los neurofisiólogos Vilayanur Ramchandran y Edward Hubbard, de la Universidad de California en San Diego. Ramachandran y Hubbard repitieron el experimento de Kohler, pero con muchos más participantes de distintos orígenes (y con las palabras “kiki” y “buba” en vez de takete y baluba). En un artículo publicado en 2001 reportan (entre otras cosas) que el 95% de los participantes llamaron kiki a la figura de picos y buba a la de curvas.

Pero, ¿por qué? Nadie lo sabe, pero la hipótesis de que algunos sonidos podrían corresponder naturalmente a ciertos conceptos se llama “simbolismo sonoro” y está dando mucho de qué hablar.

Algunos investigadores se han puesto a hacer experimentos. Lynne Nygaard, de la Universidad Emory de Atlanta, tomó parejas de palabras de significados opuestos en 10 idiomas (como “lento/rápido”, “grande/chico”…) y se las presentó a un grupo de anglófonos. Luego les pidió que adivinaran cuál era cuál en cada pareja de antónimos. Si no existiera el simbolismo sonoro, los resultados tendrían que distribuirse al azar: aproximadamente el mismo número de personas darían las dos respuestas posibles en cada caso, pero Nygaard descubrió que no. Esto sugiere que sí hay cierto simbolismo sonoro que las personas estaban usando sin saberlo para asignarles significados a parejas de palabras completamente desconocidas para ellas.

Si el simbolismo sonoro es universal y además innato —como sugieren otros experimentos— estas investigaciones podrían tener aplicaciones prácticas en publicidad: para ponerle nombre a una marca de chocolate se podría recurrir a los sonidos que naturalmente representan la sensación cremosa —o en general, para ponerles a los productos nombres que evoquen sus cualidades (o supuestas cualidades).

Pero lo más interesante es que el fenómeno kiki/buba podría ayudar a explciar el origen del lenguaje. A algunos lingüistas el simbolismo sonoro les recuerda una teoría que cayó en desuso en el siglo XVIII y que decía que las primeras palabras fueron onomatopeyas (sonidos que imitan el sonido de lo que designan, como “pum” y “splash”). Aunque muchos expertos piensan que más bien empezamos a hablar señalando, o imitando con movimientos de manos, las primeras palabras también pudieron incluir imitaciones vocales, ¿por qué no?

Así pues, lo que queda de simbolismos sonoros en las lenguas modernas podría ser un vestigio del primer idioma. Otros métodos de investigación, como la comparación de lenguas, no nos han permitido remontarnos más de unos cuantos miles de años. El simbolismo sonoro podría llevarnos a la madre de todas las lenguas.

Sol, ¡despierta!

2011-06-24T06:38:00.000-07:00

Agradezco a Galileo Galilei el dibujo del sol lleno de manchas. Galileo lo trazó a lápiz en 1612, a partir de sus propias observaciones. No era la primera vez que se le veían imperfecciones cutáneas al sol, pero sí la primera que se interpretaban como un fenómeno propio de la estrella, y no como la silueta de Mercurio o de Venus al transitar frente al disco solar. Galileo no sabía qué eran las manchas, pero sí sabía que eran solares. Desde entonces los astrónomos no han dejado de mirarle el rostro al sol en busca de estos lunares, barros y espinillas.

Lo primero que notaron los astrónomos europeos después de ponerse de moda el deporte de observar manchas solares fue que el número de manchas por año sigue un ciclo de aproximadamente 11 años (con bastante variación). Un ciclo solar típico sigue este programa:

Cuando hay pocas manchas, el sol está tranquilo y aburrido. Por lo general, también hace un poco más frío en la tierra, aunque no está tan clara la relación entre la actividad solar y las temperaturas terrestres. Es el "mínimo solar". Luego el sol empieza a despertar: se forman cada vez más manchas, la estrella se inquieta, se eriza de llamaradas gigantes como si se le pararan los pelos y expulsa bocanadas de materia solar en todas direcciones como un fumador frenético con síndrome de abstinencia. Esta actividad tiene consecuencias en la tierra: las partículas eléctricamente cargadas que llegan del sol en multitudes cada vez más tupidas durante el máximo solar se enzarzan en el campo magnético del planeta y chocan con los átomos de la atmósfera. El encuentro produce auroras en las latitudes altas, tanto al norte como al sur. Durante el máximo solar las auroras bajan de latitud. Hubo un máximo tan intenso en los años 50, que mi papá pudo ver auroras en el estado de Veracruz.

El último máximo solar culminó alrededor de 2001 y el mínimo que lo siguió se produjo puntualmente por 2007-2008. Pero entonces se difundió un rumor entre la comunidad de expertos del sol. Se decía que el mínimo se estaba prolongando más de la cuenta. David Hathaway, físico solar que trabaja en la NASA, creyó necesario pronunciarse para disipar el rumor: no, señor, el sol estaba muy bien, gracias. Hathaway mostró que el retraso del ciclo solar era normal (después de todo, el ciclo nunca ha durado exactamente once años).

Dos años después, en 2010, David Hathaway ya no estaba tan seguro. El sol seguía en estado letárgico: muy pocas manchas y ninguna llamarada. No era la primera vez que fallaba el ciclo solar. Entre 1645 y 1715 casi no hubo manchas solares. Pese a todo, el retraso del ciclo actual sí es el más notable de los últimos 100 años. En diciembre de 2009 por fin apareció un grupo de manchas solares, pero el sol no despertó. Hoy parece que el ciclo solar está arrancando. En estos momentos hay unas 50 manchas solares y una bocanada de materia solar viene en camino a nuestro barrio. Se esperan más auroras y posibles desperfectos en satélites de comunicaciones. Pero la actividad solar sigue por debajo de lo normal. Algo está pasando en el interior del sol.

Todos los días se nos anuncian sucesos insólitos y calamidades que se pueden atribuir en parte a las actividades humanas, pero en este caso no es nuestra culpa. Si el sol fuera una pelota de basketball, la tierra sería una bolita de 2 milímetros de diámetro situada a más de 30 metros: se puede decir que el sol ni se ha enterado de que existimos. No sé si sea un gran consuelo, pero este fenómeno de ninguna manera se nos puede achacar. Tampoco es castigo divino.

Y tampoco es grave, al parecer. Lo que sí tiene interesados a los físicos solares es que este comportamiento es una oportunidad para ajustar los modelos matemáticos que usan para predecir los ciclos solares. A lo largo de años de recoger datos con telescopios terrestres y satélites de observación solar, los físicos han construido un modelo del interior del sol. Según parece, en las entrañas de nuestra estrella el material fluye en dos grandes bandas de convección que transportan material y campos magnéticos ora hacia el interior del sol, ora hacia su superficie, un poco como las corrientes marinas o atmosféricas en la tierra. Hathaway y su grupo de investigación examinaron datos de la velocidad del material cerca de la superficie del sol y notaron que se ha ido incrementando desde 2004. Al mismo tiempo, la circulación en las profundidades del sol se ha reducido a niveles dignos del tráfico en la Ciudad de México según otro equipo, dirigido por Rachel Howe y Frank Hill, del Observatorio Solar Nacional, en Arizona. Algo anda mal, pero no con el sol, sino con nuestros modelos, porque es muy difícil explicar que en un mismo circuito cerrado de material solar haya tramos de flujo intenso y tramos de estancamiento. El sol, sin saberlo él, nos está ofreciendo una oportunidad para entenderlo mejor.

Entretanto, no hay de qué preocuparse. Según estudios de abundancia de elementos radiactivos y crecimiento de árboles en el pasado (ambas variables están relacionadas con el ciclo solar), ha habido unos 150 periodos de letargo solar prolongado en los últimos 8,000 años. Aunque no hay consenso sobre el efecto que esto pueda tener sobre el clima en la tierra, al parecer los mínimos solares prolongados no tienen consecuencias graves.

Andante astronómico

2011-05-27T06:29:00.001-07:00

Cuando se quiere absorber toda la información posible acerca del universo para entenderlo mejor, conviene usar todos los sentidos. Se dice fácil, pero esta recomendación no siempre es práctica: ¿cómo aplicamos el olfato a la investigación genética, el tacto a la física de partículas o el oído a la astrofísica?

Lo último lo han hecho dos estudiantes de posgrado: Alex Parker, de la Universidad de Victoria, Canadá, y Melissa Graham, de la Universidad de California. Parker y Graham han inventado una manera de representar auditivamente los datos de unas 250 supernovas de tipo Ia (se pronuncia "uno A"). De estas explosiones estelares podemos saber varias cosas: la distancia a la que se encuentran (distancias intergalácticas, de millones de años luz), la intensidad con la que brillan, la curva de variación de esa intensidad luminosa, el tipo de galaxia en que viven... Para representarlos auditivamente hay que traducir (o más bien, transducir) esta información al tipo de datos que contienen los sonidos: duración, posición en el tiempo, intensidad sonora, tono... Parker y Graham asignaron a cada supernova una nota, ya sea de piano o de contrabajo, según el tipo de galaxia en la que se produjeron: a las galaxias más masivas les tocan notas de contrabajo, a las más ligeras, notas de piano. El volumen de la nota corresponde aproximadamente a la distancia: las más apagadas están más lejos; y la frecuencia se relaciona indirectamente con la curva de variación de la luz de la supernova (Parker y Graham tomaron las notas de la escala frigia, común en la música flamenca, judía, turca, griega y árabe). El resultado es esta bonita Sonata de las supernovas (que podemos disfrutar sin olvidar que, como toda traducción, ésta también es una interpretación y contiene elementos muy subjetivos):

Los datos provienen de tres años de observación astronómica con el Telescopio Canadá-Francia-Hawai, situado en el volcán Mauna Kea. Este aparato se usó para observar cuatro regiones del cielo relativamente pequeñas. Durante el lapso de estudio el telescopio captó 241 supernovas de tipo Ia. En la sonata, cada segundo representa unas dos semanas de tiempo real (ésta es música comprimida; hace poco tuvimos ocasión de apreciar una fracción mínima de una pieza musical muy extendida). El video muestra las ubicaciones de las explosiones conforme van ocurriendo.

Hay personas que nacen con un extraño corto circuito de los sentidos que hace que vean la información auditiva o saboreen la información visual, por ejemplo. Esta condición se llama sinestesia. La sinestesia le confiere al afectado una percepción del mundo muy particular. De hecho, es más común en los artistas que en otros grupos. El sinestésico puede ver relaciones entre las cosas del mundo que a los demás nos están veladas. Quizá traducir datos para poderlos analizar con otros sentidos nos pueda ayudar a los que no somos sinestésicos a percibir una rendija de ese otro mundo...o quizá no. En todo caso, es un ejercicio muy divertido.

Me consta: hace unos años, construí esta breve música genética para una exposición del Museo de las Ciencias Universum, de la UNAM. Igual que Parker y Graham, usé datos del mundo real, pero interpretados. Los datos son la secuencia de letras genéticas del gen de la insulina. Las letras del alfabeto genético son las "bases nitrogenadas" adenina, citosina, guanina y timina (A, C, G, T). A cada letra le asigné una nota. Para simplificarme la vida, les di las notas que corresponden a sus iniciales en el sistema de notación musical que emplea letras, en el que A es la, C es do y G es sol. Como T no tiene correspondiente, le asigné de manera arbitraria una nota que sonara bien con las otras tres. Usé notas de dos duraciones: una negra para las moléculas grandes, un octavo (o corchea) para las cortas. Toda traducción es una interpretación, y también lo son estas dos formas de traducir datos científicos en información sonora.

Si no se acaba el mundo

2011-05-20T10:49:00.000-07:00

Podría pensarse que la reputación de Harold Camping depende de lo que ocurra mañana (sábado 21 de mayo de 2011), y concretamente, de que mañana se inicie el fin del mundo. En efecto, Camping ha empeñado su palabra y ha gastado mucho dinero en anunciar el apocalipsis para mañana. Según él, se deduce de la Biblia, aunque su método de "deducir" es todavía más dudoso de lo que suelen serlo estas cosas. Camping tiene muchos seguidores. ¿Qué pensarán pasado mañana?

Ciertos experimentos de psicología indican que los seguidores de Camping no perderán su fe. En los años 50 el psicólogo estadounidense Leon Festinger estudió a una secta que rendía culto a los ovnis. Era artículo de dogma entre los sectarios que unos extraterrestres vendrían a llevárselos a un mundo mejor el 21 de diciembre de 1954. Al llegar ese día sin que se presentara el transporte intergaláctico, en vez de perder la fe, los creyentes redoblaron sus esfuerzos de proselitismo. Festinger llevó a cabo experimentos que le sugirierieron que no son los fanáticos religiosos los únicos tercos que se empeñan en sostener ideas absurdas en contra de toda evidencia. Al contrario, nos pasa a todos.

Cuando las circunstancias nos han obligado a expresar apoyo, por ejemplo, a un jefe patanesco o a un gobernante deficiente --por amenaza, porque nos sobornan, porque nos dan un puesto jugoso--, en el cerebro empieza a actuar un mecanismo conciliador que trata de hacer compatible nuestro comportamiento público con nuestras ideas íntimas. A la larga este mecanismo nos lleva a la convicción de que el jefe, el gobernante o la idea absurda a la que le hemos apostado todo no pueden ser tan malos. Y no hace falta ser un fanático religioso medio deschavetado como Harold Camping. Ahí está el caso del estudiante fogoso que en sus años de facultad clama contra toda autoridad y luego obtiene un puesto en el gobierno. También el caso de quien ha pagado millones por una obra artística, o varios miles por una comida: sea cual sea el mérito de la obra o del festín, si nos costó carísimo tendemos a encontrarlo bueno.

También hay casos en la ciencia. Fred Hoyle era un astrónomo británico que en los años 50 concibió una teoría alternativa del origen del universo cuando todavía la del big bang no estaba tan bien apuntalada (y de hecho Hoyle fue el que le puso nombre a esta teoría en un programa de radio en que para burlarse de quienes la sostenían dijo que esas personas creían que el universo había empezado con un "gran ¡pum!", big bang en inglés). La teoría de Hoyle se llama "cosmología del estado estacionario" y era muy razonable en los años 50. Dejó de serlo tanto a partir de 1965, cuando dos físicos estadounidenses encontraron por accidente una pieza clave del edificio de la cosmología del big bang: la llamada radiación de fondo (que discutiremos en otra ocasión). Tras este descubrimiento, el consenso entre los astrónomos se volcó sobre la idea de que el universo se está expandiendo y que en el pasado fue más pequeño y más caliente, pero Hoyle y sus seguidores mantuvieron la fe (sin ser ningunos fanáticos y mucho menos unos tontos). Hoyle murió en 2002 sin convencerse del big bang y pese a que, para entonces, la evidencia en favor de esta teoría era abrumadora.

Puede ser que el efecto que descubrió Festinger tenga una explicación en el pasado de nuestra especie. Somos una especie social. La reputación es muy importante en las especies sociales. El cambiar de convicciones para conciliar nuestras ideas con nuestro comportamiento público es un mecanismo para salvar nuestra reputación, y quizá también servía cuando vivíamos en tribus nómadas para dar cohesión al grupo, pero esto es ocurrencia mía, de modo que no se la crean mucho.

El domingo --cuando seea evidente que el mundo no se acabó-- Camping y sus seguidores saldrán con alguna explicación --un error de cálculo sin importancia (y nueva fecha para el apocalipsis), o bien que sus plegarias nos salvaron a todos--: lo que sea con tal de no dejarse en el cerebro la discordancia entre la realidad y la idea absurda en la que empeñaron su reputación. Pero lo más inquietante es que no lo harán para engañarnos a los demás deliberadamente, sino para engañarse a ellos mismos.

Adagio geológico

2011-04-29T08:20:00.000-07:00

Si van a la iglesia medieval de San Burchard, en Halberstadt, Alemania, oirán una especie de zumbido constante, como si alguien tuviera prendido un ventilador muy ruidoso o como si la pequeña ciudad estuviera asediada por un enjambre de abejas de dos metros. Si regresan meses después, el sonido puede haber cambiado al de un claxon que suena sin cesar (como sucede a veces, cuando a un vecino se le queda pegada la alarma del coche). Pero no es nada de esto, sino música; y concretamente, la pieza musical más lenta jamás concebida. Lo que se oye es un acorde del órgano de la iglesia, construido especialmente para esta interpretación, el cual está provisto de un sistema de suministro constante de aire por fuelles motorizados y se toca colgando pesas de los mecanismos que activan las notas (no tiene teclas).

La pieza se titula Organ²/ASLSP (As Slow As Possible) y es del compositor estadounidense John Cage, conocido por excéntricos experimentos musicales como meter clavos y objetos de goma entre las cuerdas de un piano para cambiarle el sonido y componer una pieza consistente en 4 minutos 33 segundos de silencio. Organ²/ASLSP es de 1985, la partitura consta de ocho páginas y el compositor nunca específico a qué tempo había que tocarla, de modo que quien planee interpretarla puede escoger. Los organizadores de la interpretación de Halberstadt decidieron alargar el tempo de la pieza para durar ¡639 años!, lo que significa que cada acorde dura varios meses, y hasta años.

La pieza empezó con un silencio de 17 meses, el 5 de septiembre de 2001. Las primeras notas empezaron a sonar el 5 de febrero de 2003. O sea que, si ustedes hubieran visitado la iglesia entre esas dos fechas, no habrían oído nada, pero sería un no oír nada muy especial, porque en realidad era el silencio con que empieza Organ²/ASLSP (¡). Ese primer acorde duró hasta el 5 de julio de 2005. El acorde que está sonando en este momento se puede oír en la página web del proyecto (www.john-cage.halberstadt.de/).

El órgano sólo tiene el número de tubos que se van necesitando. No tiene caso malgastar dinero poniendo tubos que no se usarán hasta dentro de varios siglos. Los fondos del proyecto provienen de donaciones, y en particular, de la venta de años de la interpretación. Si uno quiere, puede comprar alguno de esos 639 años, aunque ya quedan pocos.

En una pieza musical normal, las notas y acordes se suceden en fracciones de segundo y forman cadenas que percibimos como melodías con armonía. Las podemos cantar y las podemos silbar. Se nos pueden quedar pegadas en el cerebro molestamente. Pero en una pieza como la interpretación de Halberstadt del Organ²/ASLSP de John Cage los cambios de sonido ocurren a intervalos comparativamente geológicos de meses y años, y además están ya calculados y planeados con anticipación: los cambios que vienen en el futuro inmediato (inmediato en la escala de tiempo de esta pieza) ocurrirán el 5 de agosto de 2011, el 5 de julio de 2012, el 5 de octubre de 2013, y como el acorde que empieza ese día es largo, el siguiente cambio se producirá el 5 de septiembre de 2020 (cumpleaños número 108 de John Cage, quien murió en 1992). Al paso de los años, los cambios de sonido del órgano de San Burchard se han convertido en todo un acontecimiento musical. Hasta mil personas llegan a reunirse en la pequeña iglesia para oír cambiar el acorde. Mientras tanto los vecinos han tenido que acostumbrarse a la tenue sonoridad como de claxones lejanos que escapa constantemente de la iglesia. Aquí pueden oír un cambio que hubo en 2005.

La interpretación de Halberstadt, como otras que hay de la misma pieza, aunque más breves, se ciñe rigurosamente a las duraciones proporcionales de las notas de la partitura. Así, si una corchea dura 4 meses, una negra (equivalente a dos corcheas) durará 8 meses y una redonda, 16 meses. Otras interpretaciones han durado 14 horas y 24 horas, con el consecuente ajuste de las duraciones de las notas, que más que tocarse, se planean.

Pero John Cage no es el único compositor de piezas largas (aunque quizá sí de piezas que pueden durar siglos). En 1893 el compositor Erik Satie escribió unas líneas musicales que duran en total dos minutos, pero especificó en la partitura (con típico humor satierico) que había que tocarla 840 veces sin parar. En la época nadie se lo tomó en serio. Después de todo, Satie es bien conocido por poner en sus partituras indicaciones imposibles de seguir como “con gran maravilla” y “sobre la lengua”, que más bien tienen una intención jocosa y burlona. Con todo, no ha faltado quien siga la instrucción al pie de la letra y la pieza, que se titula Vejaciones, se ha interpretado varias veces, la primera en un concierto con un equipo de nueve pianistas que como corredores de relevos tocaron la pieza a lo largo de 18 horas (concierto organizado por John Cage, ni más ni menos).

Recientemente un grupo de investigadores de la psicología de la interpretación musical pusieron al pianista Armin Fuchs a tocar Vejaciones, pero conectado a unos electrodos para medir su actividad cerebral y con un piano arreglado electrónicamente para registrar la duración y la fuerza de cada nota. La interpretación duró poco más de 28 horas y con los datos los investigadores publicaron dos artículos académicos. En esos artículos explican cómo varió el estado de atención de Fuchs durante la interpretación y cómo se relaciona ese estado con la estabilidad del tempo y otros factores importantes de una interpretación musical. Durante el experimento el pianista pasó por un estado de atención intensa que duró 14 horas. A la quinceava hora, entró en una especie de trance durante el cual su tempo fue errático y cometió más errores. Estos resultados sirven para explorar cómo funcionan nuestros relojes cerebrales. Aquí se ve un video donde el equipo recibe al pianista como se recibe a los nadadores que se disponen a cruzar el Canal de la Mancha (hazaña que toma más o menos el mismo tiempo que tocar la pieza de Satie).

Para terminar, me imagino el lejano día del final de la interpretación de Halberstadt. ¿Cómo será? Caso 1: millones de espectadores reunidos por presencia holográfica, con comentaristas, críticos e intérpretes culturales y una ovación que se extiende por todos los hogares del Sistema Solar. Caso 2: el último descendiente de los organizadores iniciales, solo en la iglesia con una barba de tres días, olvidado de todos, que dice: “Bueno, esto se acabó”, detiene los fuelles del órgano y se va a tomar una cerveza a la taberna del pueblo.

Tecnología y magia

2011-04-22T08:47:00.000-07:00

Hace tres años murió el escritor de ciencia ficción británico Arthur C. Clarke, a los 90 años. Clarke es bien conocido por haber escrito con Stanley Kubrick el guión de la famosa película 2001: Odisea en el espacio, película de efectos especiales que causó furor en 1968. También se le conoce por haber predicho en los años 40 que un día se pondrían en órbita aparatos diversos para ayudar a las comunicaciones, a la investigación científica y al espionaje y la guerra, predicción que se cumplió en 1958 cuando la Unión Soviética puso en órbita el satélite Sputnik 1. En cierta ocasión Clarke escribió que toda tecnología suficientemente avanzada es indistinguible de la magia. Es el tema de incontables películas: el visitante del pasado que se maravilla de los adelantos tecnológicos que para los del presente son cotidianos: el automóvil, el avión, la televisión –hasta la ducha, en cierta película mexicana tontísima que vi alguna vez. “¡Lluvia en casa! ¡Qué práctico!”, decía un personaje de peluca dieciochesca probando el agua con la palma levantada. No sé cuándo se inventó la ducha, pero sí estoy seguro de una cosa: para un ilustrado europeo del siglo XVIII como lo era el personaje aquel este invento podría resultar ingenioso, cómodo y hasta revolucionario, pero mágico no. Después de todo no es una idea tan insólita: la ducha es una simple extensión de la cascada o el chorro de agua que cae del acueducto antiguo. Es decir, la idea no andaba lejos ni requería, para surgir, ningún genio de la inventiva capaz de pensar “fuera del molde”. Al contrario, ya era una idea bastante natural, por lo que el personaje sin duda no habría dicho “lluvia en casa”, como un salvaje cualquiera.

Lo que sí hubiera dejado patidifuso a un ilustrado europeo del siglo XVIII sería la radio, o cualquiera de sus derivados: la televisión, el walkie talkie y, por supuesto, el teléfono celular. Creo que estos inventos que permiten hablar con personas ausentes, o por lo menos escuchar su voz sin que medie nada visible, les parecerían más producto de la magia que si les mostráramos, por ejemplo, un automóvil. El automóvil es una extensión natural del carruaje tirado por caballos y en el siglo XVII ya se habían construido vehículos que se movían mediante mecanismos de relojería. Pero la idea de hablar con los que pueden estar del otro lado del océano no es del dominio de la extensión imaginable de lo presente, sino, de plano, de la magia.

En resumen, para que una tecnología de hoy parezca magia hay que retroceder en el tiempo lo suficiente. Así, se puede uno entretener pensando en adelantos tecnológicos del presente y en qué época habrían parecido milagros. La tecnología de la que estamos más orgullosos los habitantes del siglo XXI es quizá la red mundial de comunicaciones electrónicas por computadora. ¿Dónde hay que ubicar el dial de la máquina del tiempo para ir a asombrarlos con Internet? ¿En los años 40? ¿En los 30?

En 1994 me compré en Londres un libro de relatos cortos de Edward Morgan Forster. Uno de esos relatos se titula “La máquina se detiene”, pero eso ya lo conté aquí.

Durante la conversación radiofónica de hoy, en la sección Imagen en la Ciencia de Radio Imagen, Patricia Rodríguez Calva propuso una nueva dimensión de la frase de Clarke acerca de la tecnología y la magia: puedes viajar al pasado para encontrar quien se asombre con diferentes tecnologías de hoy, pero también puedes, simplemente, desplazarte en el espacio a los lugares más marginados del país, como ciertos municipios del estado de Guerrero. Ahí, en pleno presente, los lujos tecnológicos que nos damos algunos habitantes de las ciudades son casi magia. En ese caso, la diferencia entre quien posee la tecnología y quien no proviene de una profunda injusticia. Tema digno de explorarse (por ejemplo, pueden dejar comentarios y reflexiones en este blog). Luego de colgar con Paty, mi esposa me contó que supo de un señor que vino del campo hace muchos años al que fue necesario enseñarle cómo usar el excusado (invento antiguo, pero que no se popularizó hasta el siglo XX).

Hay un error de lógica muy común que queda ilustrado en la letra de una canción que cantaba Liza Minelli: “Everybody loves a winner, so nobody loves me”. Podemos disecar este razonamiento así: A) todos quieren a los ganadores, B) yo soy lo contrario de un ganador, por lo tanto, C) nadie me quiere a mí. Pero, por supuesto, el argumento no funciona: el que todos quieran a los ganadores no dice nada acerca de lo que piensan de los perdedores. Se puede, por ejemplo, querer a los ganadores y también a los perdedores, ¿por qué no? La cosa no es contradictoria, como tampoco lo es querer a los perros y a los gatos. Así, la premisa A sólo afirma que, si eres ganador, todos te quieren, lo que no obliga a que nadie te quiera si eres perdedor. Así también, el que todos los narcotraficantes sean malos no quiere decir que todos los malos sean narcotraficantes, como queda clarísimo cuando observamos que muchos malos son, por ejemplo, políticos (y el que haya políticos narcotraficantes no debe confundirnos).

Volviendo a la frase de Arthur C. Clarke, el mismo error comete quien la interpreta así: “todo lo que hoy parece magia es por fuerza un adelanto tecnológico del futuro”.

Babel en África

2011-04-15T03:55:00.000-07:00

A los que hablamos español como lengua materna nos cuesta mucho trabajo aprender a hablar francés con buena pronunciación porque ese idioma usa más sonidos que el nuestro. En español las vocales son a, e, i, o, u --y se pronuncian casi igual en todas las palabras en las que aparecen. En francés hay tres tipos de "e" (e, é y è, para los entendidos), la "o" puede ser abierta o cerrada, y la "u" tiene un sonido aflautado que se convierte en el sonido más grave de la u española cuando se le antepone una o: "ou". Las consonantes en francés también tienen más variedad que las españolas; en resumen, parece que en francés se emplean más fonemas que en español.

El aparato vocal humano tiene una amplia gama de sonidos a su disposición para construir lenguas. En África sobreviven idiomas aún más ricos en fonemas, que usan hasta chasquidos de lengua para formar palabras. Si comparamos los sonidos de los idiomas con los de una orquesta, yo diría que los que nos son más familiares a lo occidentales tienen cuerdas, metales y maderas, y esas lenguas africanas tienen, además, una generosa sección de percusiones.

En un artículo publicado ayer en la revista Science, Quentin Atkinson (Departamento de Psicología de la Universidad de Auckland, Nueva Zelanda) estudia la riqueza fonética de 504 idiomas. Según investigaciones anteriores, la diversidad de sonidos de una lengua está relacionada con el número de sus hablantes: en general, a más hablantes, más fonemas, lo que sugiere que las lenguas más ricas en sonidos surgieron en poblaciones muy grandes y las menos ricas, claro, en poblaciones más pequeñas. ¿Por qué se encuentran en África las lenguas con más diversidad fonética?

Atkinson menciona otro resultado de una disciplina en principio muy apartada de la lingüística y la filología: que la diversidad genética de las poblaciones humanas disminuye mientras más lejos de África está el origen de esas poblaciones. Esto se explica con el siguiente modelo: todas las poblaciones humanas provienen de una original que surgió en África. De ésta se fueron desprendiendo grupos pequeños que se llevaron un subconjunto de los genes originales a Europa y el Medio Oriente, donde fundaron nuevas comunidades. De éstas comunidades se desprendieron otros grupos, que se llevaron subconjuntos de genes aún menos diversos a lugares cada vez más distantes de África. Este modelo de fundaciones sucesivas (serial founder en inglés) explica muy bien por qué la diversidad genética de las poblaciones disminuye conforme el origen de esas poblaciones dista de África; una bonita explicación construida con estas dos ideas: 1) que la humanidad se originó en África y 2) que se fue dispersando por desprendimiento de grupos pequeños que se alejaron del centro.

En su artículo Atkinson pone a prueba la idea de que los idiomas y otras manifestaciones culturales también satisfacen el modelo de fundaciones sucesivas. Para eso analiza estadísticamente la riqueza fonética de 504 lenguas registradas en un catálogo titulado Atlas mundial de estructuras lingüísticas y combina esta información con datos demográficos y geográficos de estas lenguas. Atkinson obtiene mapas y gráficas que muestran claramente que la diversidad fonética --como la diversidad genética-- también disminuye con la distancia a África. En este modelo se toma en cuenta la ubicación original donde surgieron las lenguas, no la distribución de sus hablantes hoy; así, el español es de España, no de América Latina, por ejemplo. Luego de concluir que las lenguas sí satisfacen el mismo modelo de origen y dispersión que las poblaciones, Atkinson extiende su conclusión: "En la medida que la lenga se puede considerar como ejemplo de evolución cultural, estos resultados apoyan la propuesta de que el efecto fundacional operó durante nuestra colonización del mundo..."

El resultado, al parecer, les ha pisado los cayos a algunos filólogos y lingüistas, reacios a sacar conclusiones sobre acontecimientos que ocurrieron hace más de 10,000 años. En efecto, la fecha de la dispersión desde África se ha ubicado entre 50,000 y 100,000 años en el pasado. La mayoría de los lingüistas piensan que no se puede afirmar nada acerca de las relaciones de las lenguas en épocas tan remotas. La discusión se va a poner intensa antes de que se acepte la propuesta de Atkinson. Hay que estar pendientes, porque los periodos de controversia en la ciencia son más interesantes que los de consenso.

Sorpresa en el Tevatrón

2011-04-08T07:12:00.000-07:00

Hay dos formas de salir a explorar: ir en busca de lo que se espera encontrar y salir a la aventura, dispuesto a sorprenderse. En la ciencia, como en la vida, a veces uno sale con mapa en mano y la ruta más o menos bien trazada y termina en un sendero oscuro en medio del bosque, donde no se sabe qué pueda salirle al paso al doblar un recodo. Camino a casa de su abuelita por un camino bien conocido, Caperucita un día se topó con un lobo.

El Tevatrón es un viejo acelerador de partículas situado en el laboratorio Fermilab, en las afueras de Chicago. Durante mucho tiempo fue el rey de los aceleradores de partículas, pero lo desplazó el Gran Colisionador de Hadrones (LHC, siglas de Large Hadron Collider), de la Organización Europea de Investigaciones Nucleares. Relegado al segundo lugar (aunque un segundo lugar muy honorable) y cada vez con más achaques presupuestarios, el Tevatrón está a punto de morir, mas no porque le falle el cuerpo, sino porque el gobierno de Estados Unidos ha decidido dejar de financiarlo, quizá con la idea de que la inversión original ya dio todos los frutos que tenía que dar . Mientras el viejo Tevatrón se dirige a paso acelerado hacia la jubilación y la muerte, el LHC va estirando los músculos y produciendo colisiones de partículas con energías cada vez más grandes. A un lado, ancianos: paso a la juventud.

En 2000 se produjo en las entrañas del Tevatrón un tipo de partícula cuya existencia estaba anunciada desde hace mucho. Se llama neutrino tau (o neutrino de la partícula tau) y ya tenía su lugar en la física de partículas como lo tiene una pieza faltante de un rompecabezas a medio armar. Era una búsqueda bien planeada, Caperucita camino a casa de su abuelita. Pues bien, en esa ocasión Caperucita llegó sin novedad; el neutrino tau por fin apareció y con eso se cerraría con broche de oro la historia del Tevatrón, a menos que…

El LHC también tiene entre sus planes explorar territorios ya vislumbrados por los físicos teóricos; en particular, se espera que encuentre otra pieza fundamental del rompecabezas conocido como Modelo Estándar, que es la teoría más aceptada de la estructura de la materia. La partícula esperada es una pieza muy importante. Se llama bosón de Higgs y, si de veras existe, es la causa de que las partículas elementales no tengan masa igual a cero. El bosón de Higgs existe teóricamente desde hace más de 40 años, pero para tener la más mínima probabilidad de detectarlo hacía falta un acelerador muy potente, como el LHC.

Los físicos asociados al Tevatrón acariciaban esperanzas de detectar la esquiva partícula de Higgs antes que la competencia. Desde luego, con el anunciado recorte de presupuesto, esas esperanzas casi se habían disipado. En días pasados los científicos del Fermilab anunciaron una anomalía en los datos de las colisiones que siguen produciendo y estudiando, pese a la muerte inminente de su aparato. Las anomalías en los datos siempre pueden ser simplemente “ruido”, fluctuaciones estadísticas debidas al azar, consecuencias imprevistas del modo de hacer el experimento o del modo de analizar los datos, incluso fallas de los detectores. Para saberlo, los físicos hacen análisis estadísticos que permiten estimar la probabilidad de que un dato insólito sea un simple accidente. En este caso, el análisis da una probabilidad de cerca de 1 en 400 de que el pico inesperado de las gráficas sea falso. Y si no es falso, ¿a qué corresponde?

“Física nueva”, se está diciendo en las revistas especializadas y los blogs. Traducción: quizá una partícula desconocida o una interacción nueva que vendría a sumarse a las cuatro tradicionales (gravedad, electromagnetismo, fuerza nuclear fuerte y fuerza nuclear débil). En ambos casos, el resultado obligaría a los físicos a redibujar su imagen del universo, lo que sería muy emocionante).

¿Podría ser la marca del anhelado bosón de Higgs? Al parecer, los especialistas tanto del Fermilab como de otros lugares piensan que no. El Tevatrón no se va a llevar ese trofeo antes de morir (o quién sabe), pero descubrir una nueva partícula o una nueva fuerza sería todavía más importante. Por lo tanto, han empezado a aparecer con una velocidad asombrosa artículos especializados para interpretar estos datos anómalos. En uno de ellos, el numerosísimo equipo del Tevatrón informa del descubrimiento de la anomalía, así como en qué consiste y cómo se podría interpretar; en otros, más osados, se sugiere que la anomalía es evidencia de partículas predichas por teorías alternativas al Modelo Estándar, es decir, piezas de otro rompecabezas. Son momentos emocionantes para la física en general y para los científicos que trabajan con el Tevatrón en particular. No es que el descubrimiento vaya a convencer a los políticos de no sustraerle el financiamiento. Los políticos son incapaces de entender la importancia de lo que está pasando. Pero por lo menos el acelerador que fue el más potente del mundo podría irse a la tumba con trompetas y clarines.

Una manera de zanjar la disyuntiva es esperar a ver si el LHC detecta la misma anomalía. Hay quien piensa que, si ésta fuera real, ya habría aparecido en las colisiones del aparato europeo. Otros dudan, porque otro detector del mismo Tevatrón no ha observado nada insólito.

¿Descorchamos la champaña? Aún no. Guardemos una prudencia científica y esperemos a que pase el revuelo. Cuando se disipe la niebla podremos ver si estamos en la ruta planeada o si nos hemos apartado de la carretera y nos encontramos en medio del bosque.

¿Cataclismo en Saturno?

2011-04-01T07:45:00.000-07:00

Típico: te tienes que tomar una pastilla; te sientas en la cama, sacas la pastilla del empaque, la partes en cuatro (no había de la dosis que te mandó el médico, así que compraste la de cuatro veces más y la partiste en pedacitos minúsculos), te la pones en la rodilla para alcanzar tu vaso de agua... y se te cae. Con la vista cada vez más cansada (pasan los años y tú no estás rejuveneciendo), imposible encontrar el pedacito de pastilla en la vastedad del piso (vastedad relativa), y si fue a parar debajo de la cama, peor. Pero hay un truco para buscar objetos muy pequeños en una superficie relativamente extensa: iluminarlos con un rayo de luz lateral para hacerlos resaltar por sus sombras. Tomas una linterna, te asomas debajo de la cama, apuntas con la linterna a ras del suelo y ves la larga y reveladora sombra de la pastillita.

La luz directa borra los relieves y la luz lateral los realza. Lo saben los maquillistas e iluminadores de teatro y televisión y los actores madurones con los que trabajan, que prefieren ocultar los detalles orográficos que les han ido saliendo en la cara y que con los años se van pareciendo más al Himalaya. Lo saben también los astrónomos aficionados que disfrutan ver la luna al telescopio: las mejores fechas para verla es cuando hay media luna (cuarto creciente o menguante) porque el sol poniente proyecta las sombras de las montañas y los cráteres; en cambio en noches de luna llena todo se ve plano y aburrido.

En 2009 el planeta Saturno pasó por uno de sus equinoccios. En la Tierra hay dos equinoccios al año, pero en Saturno, que tarda cerca de 27 años en darle la vuelta al sol, los equinoccios vienen a intervalos de cerca de 14 años. En el equinoccio saturniano los famosos anillos quedan orientados de canto al sol. En esta última ocasión, por ahí andaba la nave Cassini, que está explorando Saturno y sus satélites desde que llegó al vecindario en 2004. Con fotos de esta nave, unos astrónomos de la Universidad Cornell, en Ithaca, Nueva York, observaron una estructura de ondas en los anillos de Saturno, como si estuvieran hechos de lámina corrugada. Las ondulaciones eran muy bajas (entre 2 y 20 metros de altura, con entre 30 y 80 kilómetros de cresta a cresta), pero el sol lateral las resaltaba lo suficiente para verlas con los instrumentos de la nave. ¿Qué produjo esas ondulaciones? Matthew Hedman, jefe del equipo de investigadores, pensaba que, en algun momento a mediados de los años 80, Saturno había sufrido una sacudida que alteró su distribución de masa mínimamente. Con esto, los anillos se pusieron a vibrar, y al paso de los años, la rotación de los anillos y la gravedad del planeta han ido enrollando la ondulación en espirales que se aprietan con el tiempo. Pero la pregunta persiste: ¿qué ocasionó esa sacudida?

Trece años antes, Mark Showalter y sus colaboradores, del Instituto SETI, en California, habían encontrado un patrón de ondulaciones enrolladas parecido con datos del Telescopio Espacial Hubble...pero en los anillos de Júpiter. A falta de datos, los investigadores se habían quedado sin poder resolver el misterio. Con el hallazgo en Saturno, los científicos se pusieron a hurgar en imágenes de Júpiter enviadas por la sonda Galileo en 2000 y la nave New Horizons, que pasó por Júpiter en 2007, camino a Plutón. Esos datos revelaron que el patrón de ondas enrolladas de Júpiter también iba cambiando. En 1996 la separación entre ondas era de 2,000 kilómetros. Para el año 2000 se había reducido a 700 y en 2007 era de unos 350 kilómetros. Con estos datos se podía calcular la velocidad con la que se iban apretando las espirales y deducir en retrospectiva de cuándo databa la alteración que puso en marcha esas vibraciones en los anillos de Júpiter. Sorpresa: el cálculo arrojó una fecha entre julio y octubre de 1994, fecha que coincide de maravilla con un acontecimiento astronómico bien conocido y documentado: en julio de 1994 un cometa fragmentado en varios pedazos, que había quedado atrapado en órbita alrededor de Júpiter años antes, se hundió en la atmósfera del planeta, no sin que algunos de los fragmentos bombardearan los anillos. Ésa debía ser la causa de la perturbación en Júpiter. La de Saturno debía tener una causa similar. Los dos equipos de astrónomos (que tienen como intersección a Matthew Hedman y Joseph Burns) publicaron sendos artículos ayer en la página web de la revista Science.

Así, en 1983 una lluvia de fragmentos de cometa o de asteroide cayó sobre los anillos del planeta, lo que los desplazó cerca de 2 kilómetros como si fueran el platillo de una batería. La alteración se fue propagando por la estructura de los anillos y modificándose por la rotación y por la gravedad del planeta para formar las espirales que vieron Hedman y sus colaboradores a la luz del equinoccio saturniano de 2009, quuienes calculan que los desechos que golpearon los anillos tenían una masa conjunta de cerca de 1,000 millones de toneladas.

Lo que más convence a otros astrónomos de que Hedman, Showalter y sus colaboradores tienen razón es la relación entre la estructura ondulada de los anillos de Júpiter y el impacto del cometa Shoemaker-Levy 9 en 1994. Y también, por supuesto, el que haya dos casos de ondulaciones en anillos planetarios al mismo tiempo. Al parecer, pues, es bastante común que los anillos de los planetas reciban lluvias de cometas en pedacitos. Con suerte hasta podríamos presenciar uno de esos acontecimientos en tiempo real con la nave Cassini, a la que le quedan varios años de trabajo en el sistema saturniano.

Chismes geológicos

2011-03-25T07:55:00.001-07:00

A juzgar por el tono de muchos artículos científicos y de las notas periodísticas con que nos los anuncian en los medios, podría pensarse que entre los especialistas de la ciencia todo es raciocinio sereno y desapasionado. Mientras en el Congreso de la Unión puede haber gritos, golpes y trifulcas de cantina, en los congresos científicos, al parecer, se disiente y se discute civilizadamente, sin levantar la voz. Es más, parecería que "los científicos" forman un bloque que siempre está de acuerdo en todo (el corporativismo de partido político mexicano llevado al extremo).

Pues no. Basta adentrarse un poco más en esas historias superficialmente tibias -basta indagar sobre los personajes que las protagonizan, y mejor aún: preguntarles- para disipar la idea de que los científicos sólo se guían por la lógica y la razón. No lo digo para desprestigiarlos ni restarles dignidad. Al contrario, yo creo que la falsa idea de que son distintos es la que los desprestigia.

Ayer tuve la oportunidad de conversar con Jaime Urrutia Fucugauchi, investigador del Instituto de Geofísica de la UNAM, sobre un tema que nos apasiona a ambos: el cráter de impacto de Chicxulub, en Yucatán. Desde hace casi 20 años la mayoría de los geólogos, astrónomos y paleontólogos (y otros ólogos) están convencidos de que ese cráter, descubierto a principios de los 80 por un equipo de exploración de Pemex, es la huella del impacto que precipitó la extinción masiva de especies a fines del periodo Cretácico, hace unos 65 millones de años. Yo conozco la historia de oídas (o de leídas, más bien). Jaime Urrutia la conoce por ser uno de sus muchos protagonistas: ha participado en las investigaciones que la UNAM y otras instituciones de muchos países llevan a cabo en el famoso cráter. Como participante activo, el doctor Urrutia Fucugauchi conoce bien a los principales personajes de esta historia, que tiene más fondo de lo que se da a entender normalmente. Aprovechando que lo tenía para mí solo, lo acribillé con preguntas. Lo que sigue es mi interpretación de sus respuestas, aunado a lo que me parece saber de este episodio reciente de la historia de la ciencia.

Resumen de los primeros capítulos: en 1980 Luis Alvarez, físico, y su hijo Walter, geólogo, junto con Frank Asaro, proponen que la extinción del Cretácico se pudo haber debido al impacto de un meteorito gigante y sus consecuencias climáticas y geológicas. Los geólogos y paleontólogos descreen, entre otras razones, por falta de evidencia de un impacto de dimensiones y antigüedad adecuadas. Mientras tanto, un equipo de Pemex encuentra rastros de una estructura circular de 180 kilómetros de diámetro enterrada bajo cientos de metros de sedimentos en la península de Yucatán, entre el mar y la tierra, y la reportan entre los expertos, pero los expertos en prospección petrolera (también conversé con el maestro Antonio Camargo, uno de los coautores de esta investigación). Al paso de los años, y con muchas dificultades, la hipótesis del impacto va ganando adeptos y en 1991 se juntan por fin las dos historias, la de la extinción y la del cráter. Muchos más se convencen.

Pero quedan disidentes, como siempre en la ciencia. Los hay que afirman que la extinción del Cretácico no se debió a un impacto, sino a una serie larguísima de erupciones volcánicas muy violentas que se sabe ocurrieron por la misma época, y que habrían bastado para llenar la atmósfera de gases que obstruyeron la luz del sol. Y sobre todo los hay que afirman que el cráter de Chicxulub es anterior a la época de la extinción. Este grupo está representado principalmente por la paleontóloga Gerta Keller, de la Universidad de Princeton. Artículos van y artículos vienen, los partidarios y los detractores de Chicxulub llevan más de 10 años discutiendo, como en una larga erupción volcánica, pero académica.

Jaime Urrutia, que es del grupo pro Chicxulub, me cuenta que Gerta Keller es muy simpática. Le pregunto si no es un poco obsesa en su búsqueda de argumentos contra el famoso cráter y Jaime Urrutia se queda pensando. Todas sus respuestas son muy mesuradas y reflexionadas. Concluye que sí, pero que eso es una virtud en un científico. Él no tiene ningún problema con Gerta Keller. Pero hay quien sí. El doctor Urrutia me cuenta que en los congresos llega a suceder que los miembros de un grupo se salen de la sala cuando exponen los del otro. A ese grado llega el encono académico. Y luego está el problema de las publicaciones: las revistas científicas especializadas no publican nada que no hayan revisado varios árbitros expertos en el tema del artículo en cuestión. El problema con los artículos sobre Chicxulub es que los expertos entre los que las revistas escogen árbitros están básicamente divididos en dos (y no es la primera ni la última vez que sucede) y estos dos grupos tienden a bloquearse unos a otros: si les toca dictaminar un artículo del otro bando, tienden a encontrarle todas las objeciones del mundo (quizá hasta más de las que razonablemente se pueden esgrimir). Los editores de las revistas se ven obligados a ejercer su derecho a soslayar los dictámenes cuando se encuentran con que sus árbitros se han mostrado más recalcitrantes de lo que conviene en una discusión objetiva y académica.

En marzo del año pasado un equipo de 40 investigadores publicó en la revista Science un estudio en el que reevalúan todas las pruebas que se han acumulado en los 30 años desde que los Alvarez y Asaro publicaron su hipótesis del impacto. El equipo falla en favor del cráter de Chicxulub como sitio del impacto que causó la extinción de fines del Cretácico. Le comento a Jaime Urrutia que me encontré ese estudio y, pensando yo erróneamente que es de marzo de este año y no del pasado, le pregunto si lo conoce. Jaime Urrutia sonríe y me dice con sincera modestia que él es uno de los autores. Tonto de mí: en mi prisa por preparar mi entrevista con él no revisé la lista de participantes. Su nombre está en el último renglón por empezar con U. Pero qué bueno: tengo ante mí a uno de los protagonistas. Me gustaría que me contara la historia de ese artículo de manera más personal, pero sus instintos de científico son más fuertes que mi petición: la exigencia de objetividad impone el hablar del propio trabajo en tercera persona, o incluso en modo impersonal. Así son las cosas.

¿Y qué opina Gerta Keller? Sigue sin convencerse. Y con todo derecho. Lo que ilustra el hecho bien tratado en este blog de que la ciencia es más compleja, y por ello más interesante, de lo que se nos da a entender.

La entrevista propiamente dicha la podrán ver en TV UNAM, el próximo jueves 31 de marzo a las 19:30 en el programa Las respuestas de la ciencia.

El corazón del átomo y el peligro en Fukushima

2011-03-18T07:15:00.000-07:00

Un día de agosto de 1933 el físico húngaro Leo Szilárd iba caminando a su trabajo en el hospital St Bartholomew de Londres después de haber leído en The Times que su colega neozelandés Ernest Rutherford negaba que se pudiera extraer energía del átomo. Rutherford era una autoridad en la materia. En 1909 había llevado a cabo unos experimentos para explorar la estructura de los átomos y había encontrado un resultado que nadie se esperaba: los átomos tenían casi toda la masa concentrada en una región diminuta en el centro, que Rutherford llamó núcleo. Con todo, a Szilárd le cayó muy mal que un físico hiciera afirmaciones contundentes acerca de un asunto del que aún se sabía poco. Sin ir más lejos, el año anterior James Chadwick había encontrado en el núcleo una partícula cuya existencia ni Rutherford sospechaba: el neutrón.

Al cruzar la calle esa mañana lluviosa de septiembre, Szilárd tuvo una revelación. Los neutrones recién descubiertos eran la llave para extraer del átomo toda la energía que uno quisiera. Szilárd concibió en ese instante la vaga idea de un aparato para obtener energía a partir de reacciones entre átomos, pero no las reacciones químicas usuales, en las que sólo se transforman las capas electrónicas externas de los átomos, sino transformaciones en las que intervinieran los núcleos. Las reacciones nucleares se conocían desde principios de siglo: la radiactividad es un tipo de reacción nuclear que ocurre espontáneamente y que no se puede controlar. El físico húngaro se dijo que si de una reacción nuclear emergieran neutrones, éstos podrían ir y provocar nuevas reacciones nucleares. De éstas saldrían más neutrones que a su vez desencadenarían otras reacciones, y así sucesivamente: una reacción en cadena.

Reacción en cadena con ratoneras

Antes de llegar a la acera de enfrente Szilárd ya se había imaginado otro artefacto con reacciones nucleares, pero desbocadas; un aparato mortífero que causaría mucho dolor en el mundo si llegara a existir.

Sus primeros intentos de producir reacciones nucleares en cadena fallaron, pero Leo Szilárd patentó la idea de todos modos. Más tarde, luego de mudarse a Estados Unidos y empezar a trabajar con otro expatriado, el físico italiano Enrico Fermi, Szilárd patentó un diseño de reactor nuclear para extraer energía a partir de reacciones en cadena controladas. La pieza que le faltaba al rompecabezas era la reacción de fisión nuclear, descubierta en 1939 en Alemania por Otto Hahn, Lise Meitner y sus colaboradores. Hahn y Meitner usaron uranio, elemento de núcleos pesadísimos que se parten en dos al bombardearlos con neutrones. Al fisionarse los núcleos de uranio liberan energía... y más neutrones, como en la visión de Szilárd.

¿Cómo se controla una reacción en cadena? Si los núcleos de uranio son ratoneras y las pelotas de ping pong neutrones, está claro que lo que hace falta es capturar algunos de los neutrones que se producen en la reacción en cadena, o por lo menos frenarlos. En la primera "pila nuclear" que construyó Fermi con un equipo de investigadores en Chicago en 1942 la reacción se controlaba por medio de barras de un material capaz de absorber neutrones. Aunque lo que hoy se llama reactor nuclear no se parece mucho a la pila atómica de Fermi, la técnica de control es esencialmente la misma: las barras de control se insertan o se sacan parcialmente para ajustar el ritmo de las reacciones que están ocurriendo en el material fisionable. Sin las barras de control, las reacciones podrían desbocarse y producir una explosión nuclear, como previó Szilárd aquel día bajo la lluvia en Londres.

Una vez completo el rompecabezas y con la pila atómica de Fermi y compañía en funcionamiento bajo las gradas de un campo de racquet ball de la Universidad de Chicago, Szilárd comprendió que el otro aparato posible, el de reacciones en cadena sin control, estaba perfectamente al alcance de los físicos de la Alemania de Hitler (para entonces los descubridores de la fisión ya habían escapado de la persecución nazi). El físico redactó una carta para el presidente Franklin D. Roosevelt. La carta advertía al mandatario del peligro de la bomba atómica nazi. Para darle más pesoal mensaje, Szilárd y otros colegas pensaron que debería ir firmado por una figura de gran autoridad, y naturalmente pensaron en Albert Einstein, el físico y refugiado judío más famoso del mundo, que en ese momento estaba de vacaciones en el extremo de Long Island, pero ésa es otra historia.

Hoy la energía nuclear proporciona un buen porcentaje del suministro eléctrico de los países más desarrollados, como Japón. En los años 50 y 60 invadió el mundo la locura nuclear. Se construían plantas nucleares por todas partes poque la energía del átomo se concebía como la solución a los problemas energéticos del mundo. Con muy poco combustible nuclear se obtienen grandes cantidades de electricidad. En el futuro, toda la energía provendría del átomo, ¿por qué no?

Pero había un problema: los desechos de un reactor nuclear son radiactivos y las partículas que emiten producen quemaduras, mutaciones, cáncer y hasta la muerte en pocas horas si la dosis es muy grande. Por lo tanto, estos desechos no se pueden tirar al río más cercano así nada más. Hay que guardarlos en almacenes especiales, de preferencia bajo tierra. Peor aún: a diferencia de incluso el más contaminante de los pláticos, que acaba por desintegrarse, así sea en 300 años, los desechos radiactivos seguirán siendo peligrosos por miles de años... y cada vez se acumulan más. Así pues, para los años 80 la expresión "energía nuclear" había dejado de representar progreso y prosperidad. Ahora significaba contaminación y muerte. Pero durante los años 90 y la primera década del siglo XXI, y como la tecnología de las energías alternativas no contaminantes no avanzaba lo suficiente, el átomo y su núcleo volvieron por sus fueros. Después de todo, las plantas nucleares no emiten gases de efecto invernadero. A tal grado recuperó prestigio la energía nuclear, que muchos ambientalistas (incluyendo uno de los fundadores de Greenpeace) empezaron a promoverla: en vista del peligro inminente del cambio climático, ya no parecían tan terribles los desechos radiactivos, cuyos efectos nocivos se pueden aplazar por siglos.

El accidente de la planta nuclear de Fukushima ya está frenando el impulso que había recuperado la energía nuclear en los últimos 10. China ha suspendido la construcción de varias plantas en espera de evaluar mejor las condiciones de seguridad. En Estados Unidos, el apoyo de Obama y de muchos legisladores no basta para convencer al público ni a los invesionistas de construir plantas nucleares nuevas. El sismo y el tsunami del 10 de marzo alterarán la discusión mundial acerca de las fuentes de energía que conviene usar en el futuro. Si estos fenómenos naturales fueran la venganza del planeta, o el castigo de la naturaleza para obligarnos a ser buenos, como piensan algunos inocentes, entonces a la naturaleza le salió el tiro por la culata, porque las dificultades en Fukushima sólo complican el debate y retrasan la solución.

Bacterias espaciales y propaganda sospechosa

2011-03-11T05:57:00.000-08:00

Imagínense que abren la página web de algún personaje público -un político, un funcionario, o el mismísimo presidente, rey o mandamás de su país- para solicitarle un servicio, o quizá sólo para conocerlo mejor. Si lo primero que se despliega en la página es un aviso que dice: "Esta página ha recibido más de 14 millones de visitas este mes", seguido de recuadros en los que se asegura que el personaje es un individuo honorable y serio que trabaja sólo por el bien de su país, ustedes se sentirían inclinados a desconfiar, ¿no? Yo sí. Cuando una persona, una empresa o una institución se alaba a sí misma con insistencia --cuando cacarean sus buenas obras verdaderas o falsas con demasiados clarines y trompetas-- se dispara en mi interior la alarma contra engaños y camelos.

"Alábate, burro, que no hay quien te alabe", decía mi abuelita cuando alguien trataba de afianzar su prestigio por medio de la autoalabanza. Pero el prestigio legítimo sólo puede conferirlo la comunidad, que lo otorga cuando el individuo la convence con hechos, no palabrería hueca. Si uno quiere prestigio de verdad, no hay que decir, sino dejar que los demás digan, espontanea y libremente.

La revista Journal of Cosmology es una publicación que se presenta como una revista científica seria y profesional, pero que recibe a sus visitantes con anuncios, lucecitas de colores y afirmaciones insistentes de su seriedad, apoyadas por personalidades del mundo de la ciencia. "Sí somos una revista seria, ¡de veras!; miren lo que dice de nosotros Fulano de Tal, director del Patito Institute for Scientific Research. ¿Alguien tan listo diría algo bueno de una revista que no fuera la más seria del mundo? Nooooo, ¿verdad?". Así suenan los mensajes con que nos recibe el Journal of Cosmology. Súper sospechoso. ¿Qué nos quieren vender?

En esa revista se publicó hace poco un artículo de Richard Hoover en el que este científico de la NASA (sí: Hoover trabaja en el Centro Espacial Marshall, en Alabama) afirma haber encontrado fósiles de bacterias muy parecidas a ciertas bacterias terrestres en el interior de un meteorito que cayó en Francia en el siglo XIX. Es una noticia espectacular: implica que hay (o hubo) vida en el espacio, o que la vida terrestre quizá no surgió en este planeta, sino en otro. Tremendo descubrimiento.

Falta que sea cierto.

No es la primera vez que un científico legítimo anuncia que encontró bacterias en un meteorito: en 1996 otros investigadores informaron haber encontrado fósiles de bacterias en un meteorito proveniente de Marte (se sabe que viene de Marte por la composición química de la roca y del gas contenido en unas burbujas que tiene dentro), pero a los pocos días la comunidad científica ya había encontrado tantas objeciones al método de investigación y tantas alternativas a la explicación de los autores del estudio, que ese asunto, inicialmente tan emocionante, pronto pasó a la historia (lástima: cuando se publicó esa noticia yo estuve a punto de salir a comprar champaña para celebrar).

Ni siquiera es la primera vez que una científico cree encontrar rastros de fósiles en ese meteorito en particular: ya le había pasado, en los años 60, al químico Bartholomew Nagy, de la Universidad de Fordham. Entonces, ¿hay fósiles en ese meteorito o no?

¿De qué depende que se considere "verdad" una afirmación en ciencia? Los científicos son personas muy exigentes. Para convencerlos no basta que quien hace la afirmación sea un científico con todas las credenciales que se dan por buenas. Tampoco basta que esté afiliado a una institución científica reconocida. Cada afirmación --cada artículo de investigación-- se toma aparte y se evalúa sin ninguna (o casi ninguna) consideración del prestigio que el autor pueda haberse granjeado en el pasado. Las opiniones de una sola persona no cuentan, por encumbrado que esté el personaje; sólo cuenta el consenso de la comunidad, consenso que no se puede comprar ni obtener por extorsión. Ni siquiera se puede obtener por ser muy simpático. La comunidad da el espaldarazo cuando lo que se afirma: 1) no contradice conocimientos bien establecidos de los que no haya razón de dudar, 2) los métodos de investigación de los que se deriva cumplen todas las normas de calidad, 3) es lógico y consistente y 4) no es un resultado único e irrepetible.

El artículo de Hoover no satisface ninguna de estas condiciones. Y, encima, se publica en una revista que, por mucho que se autoalabe, no tiene el reconocimiento de la comunidad científica.

¡Pero Hoover es de la NASA!, me dirán algunos. Para muchas personas, la NASA es como el Vaticano de la ciencia. No lo es. De hecho, que los resultados de la ciencia sean confiables depende de manera esencial de que NO haya Vaticano de la ciencia, es decir, que no haya una autoridad central encargada de sancionar los resultados científicos. Una autoridad así siempre podría ser tomada por personas corruptas y sin escrúpulos (burros que se alaban por no tener otra forma de adquirir prestigio). Es mejor que sea la comunidad la que decida colectivamente y sin presiones de ninguna especie.

Así pues, lamentablemente, seguimos sin pruebas de vida extraterrestre.

Una computadora de dos mil años

2011-03-04T05:46:00.000-08:00

En 1900 una tormenta obligó a un grupo de pescadores de esponjas a refugiarse en la minúscula isla griega de Anticitera, situada al noroeste de Creta, en el mar Egeo. Pasado el temporal, y ya entrados en gastos, decidieron buscar esponjas en las costas de la islita. A 42 metros de profundidad el pescador Elias Stadiatis vio aparecer en las tinieblas acuáticas la forma siniestra de un barco hundido. Stadiatis salió del agua con el brazo de una estatua de bronce como prueba del hallazgo. No sé cómo les fue con las esponjas, pero a los pocos meses regresaron al sitio para explorar el barco con autorización y asistencia del gobierno griego.

El naufragio resultó ser un barco romano cargado de objetos griegos de lujo. Los pescadores convertidos en los primeros arqueólogos subacuáticos rescataron estatuas de bronce y de mármol, joyas, ánforas de cerámica, cristalería y muchas monedas (a partir de las cuales se concluyó que el naufragio había ocurrido entre el año 80 y el 60 a.C.). También recuperaron un trozo de madera y metal cubierto de herrumbre y de crustáceos que parecía más una piedra marina que un refinado producto de la cultura griega antigua. El feo bulto quedó arrumbado mientras los arqueólogos y helenistas del Museo Arqueológico Nacional de Atenas se extasiaban con los bronces y los mármoles.

Pero a medida que la madera se fue secando, el material del misterioso objeto se debilitó, y un buen día de marzo de 1902 se partió en dos. Lo que había adentro parecía los restos de un instrumento astronómico. ¿Quizá un astrolabio? El astrolabio, instrumento que sirve para determinar la posición de las estrellas sobre el horizonte para orientarse en el mar, se conocía desde la antigüedad. No tendría nada de insólito encontrar uno en un barco. Pero el objeto del naufragio de Anticitera tenía también engranajes, como un mecanismo de relojería, y eso sí que era imposible. Los griegos sólo habían usado engranajes para levantar cargas y otras tareas de fuerza bruta. En el interior de aquel objeto, fabricado, según parecía, en el siglo I a.C., se veían ruedas dentadas de precisión... que se inventaron en Europa en el siglo XI, hasta donde se sabía.

Cincuenta años después el historiador de la ciencia británico Derek de Solla Price se interesó en el mecanismo de Anticitera. Price dedicó muchos años a examinar el aparato y descifrar las escasas inscripciones que aún se leían en su superficie. En 1971 se asoció con un radiólogo griego llamado Charalampos Karakalos para hacer radiografías del objeto. Las radiografías revelaron más engranajes. Karakalos y su esposa contaron minuciosamente los dientes de las ruedas, dato muy importante para descifrar su funcionamiento. En 1974 Price publicó una extensa monografía en la que concluía que el mecanismo de Anticitera era una computadora mecánica para calcular acontecimientos astronómicos. Según Price, el aparato en sus días de gloria había estado contenido en una caja con cuadrantes, o diales, por delante y por detrás. En esos cuadrantes habría agujas para indicar el movimiento anual del sol por las constelaciones del zodiaco, las fases de la luna y quizá los movimientos de los cinco planetas conocidos por los griegos. Pero la reconstrucción de Price resultó demasiado complicada para los pocos datos que en realidad tenía. Charalampos y su esposa no quedaron nada contentos con el resultado. Price murió en 1983 sin que nadie tomara en cuenta su trabajo.

Por esas fechas Michael Wright, a la sazón curador del Museo de Ciencias de Londres, se interesó en el mecanismo. El informe de Price le pareció incompleto y hasta erróneo. Sus indagaciones lo llevaron a asociarse con Allan Bromley, experto en informática de la Universidad de Sydney, Australia. Wright y Bromley no tenían grandes fondos para llevar a cabo sus investigaciones, pero Wright tiene habilidades mecánicas asombrosas, de las que echó mano para fabricar un aparato de rayos X para hacer una tomografía del mecanismo de Anticitera sin sacarlo de su museo. Wright ha usado estos datos, y ciertas suposiciones, para construir un modelo funcional del mecanismo. Wright piensa que, además de las posiciones del sol y la luna, el mecanismo de Anticitera daba también las posiciones de los cinco planetas conocidos por los griegos (Hermes, Afrodita, Ares, Zeus y Cronos, o sea, Mercurio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno) --todo esto a partir de la teoría astronómica griega, según la cual la tierra estaba en el centro del universo y todo lo demás giraba a su alrededor, teoría que alcanzó altos niveles de capacidad de predicción pese a que hoy la consideramos errónea en lo fundamental.

A principios de la década pasada el astrónomo Mike Edmunds, de la Universidad de Cardiff, Reino Unido, y el matemático y cineasta Tony Freeth formaron un equipo con expertos en imágenes, historiadores y paleógrafos de instituciones británicas y griegas. El equipo se llama Proyecto de Investigación del Mecanismo de Anticitera (AMRP son sus siglas en inglés). El AMRP se asoció con compañías de tecnología como Hewlett-Packard y X-Tek para sacarle toda la información posible a los restos del mecanismo de Anticitera. En 2005 el equipo trasladó a Atenas una máquina de ocho toneladas. Para llevarla al museo donde se aloja el mecanismo la policía tuvo que despejar las calles. El aparato consistía en un domo geodésico lleno de lámparas, en el centro del cual se colocarían las piezas del mecanismo. Cada una fue fotografiada con distintos ángulos de iluminación. Las imágenes se registraron en una computadora y se aplicó una técnica matemática conocida en la industria de juegos de video para resaltar al máximo el relieve de las placas metálicas del mecanismo, que contienen inscripciones que Price no había podido descifrar. Con estas técnicas, Freeth y su equipo han podido reconstruir buena parte de las inscripciones, así como descifrar la función de dos cuadrantes de medición que se encuentran en la parte posterior del mecanismo. Estos cuadrantes, hoy sabemos, tienen forma de espiral, y sirven para predecir eclipses de sol y de luna. Están basados tanto en los ciclos lunares que ya habían observado los babilonios siglos antes de la construcción del mecanismo, como en una descripción matemática muy precisa de las irregularidades del movimiento de la luna debida al astrónomo griego Hiparco, contemporáneo del aparato.

En un artículo publicado en la revista Nature en julio de 2008, el AMRP detalla sus hallazgos y plantea un nuevo modelo que contiene todo lo que se sabe hasta hoy del mecanismo de Anticitera:

El mecanismo de Anticitera está transformando nuestras ideas acerca de la ciencia y la tecnología griegas. Freeth y sus colaboradores, así como otros investigadores, piensan que no es posible que el aparato sea una pieza única. Está demasiado bien hecho. Debe ser producto de una tradición tecnológica avanzada de la que no se tenía noticia. O tal vez sí: sabemos que en el siglo II a. C. Arquímedes de Siracusa inventaba artefactos mecánicos complicados, e incluso se cuenta (lo cuenta el jurista romano Cicerón) que había construido un planetario: un aparato mecánico que reproducía los movimientos de los cielos. Algunos piensan que el mecanismo de Anticitera podría ser descendiente de Arquímedes, pero Freeth y sus colaboradores hoy creen que no, porque sus estudios de imagenología han revelado que los nombres de los meses que aparecen en los cuadrantes del mecanismo son de origen corintio, provincia del oriente griego.

Así, poco a poco, desde su descubrimiento en 1900 hasta hoy, el mecanismo de Anticitera va revelando no sólo su funcionamiento (que ha dejado atónitos a los historiadores de la ciencia), sino lo mal que conocíamos a los griegos. Quizá en adelante habría que incluir máquinas complicadísimas de relojería junto a las estatuas de mármol, los monumentos y las vides en nuestro típico cuadro griego antiguo.

Historia del aire, o no por mucho succionar...

2011-02-11T07:09:00.001-08:00

Descubrí el aire cuando iba en primero de primaria; o más bien, me lo hicieron descubrir: la miss, que era una sabia, nos señaló un día que el salón de clase estaba lleno de una sustancia, lo que era absurdo, porque desde nuestras bancas podíamos ver a la maestra perfectamente sin que nada se interpusiera. Para mí "aire" era lo mismo que "viento", y en ausencia de viento, entre la miss y yo no había más que...mmm...más que...bueno, algo que no era nada. Pues resultó que no: el aire era una sustancia material como la madera de nuestros lápices, el plástico de nuestras reglas de geometría y la gamuza fragante de nuestras mochilas nuevas.

Luego resultó que el aire ya lo habían descubierto los griegos, pero para ellos era una cosa muy distinta que para nosotros. Si a un griego del siglo IV a.C. le mencionáramos la palabra atmósfera no entendería nada, porque el aire no era una esfera de gases ceñida a la superficie de un planeta entre la tierra y el espacio vacío, sino una de las cuatro sustancias de las que estaban hechas todas las cosas, sustancia que -con las otras cuatro- tenía un lugar natural en el cosmos. El lugar natural de la tierra era el centro del universo, y por eso la Tierra era una esfera inmóvil enmedio de todas las cosas. Encima de la tierra se extendía el agua, que era un poco menos pesada (o un poco menos "grave", como se decía entonces). Sobre el agua estaba el aire y sobre el aire, el fuego. Después venía una serie de esferas concéntricas en las que estaban engastados la luna, el sol, los planetas y las estrellas. Esa región de esferas celestes estaba hecha de una quinta sustancia, o quintaesencia (también llamada éter).

Los griegos ya habían observado cómo se comporta el agua en un popote: si uno saca el popote del agua tapando la parte superior con el dedo, el agua se queda misteriosamente en el popote. ¿Por qué no se cae? Porque el universo se rige por un principio fundamental muy importante que dice que la naturaleza aborrece el vacío. Si el agua se saliera del popote, dentro de éste se formaría un vacío, que la naturaleza aborrece y por tanto evita. Así pues, el agua se queda dentro irremediablemente. Es una explicación.

¿Conque la naturaleza aborrece el vacío, no?, se dijo Evangelista Torricelli un día de verano del siglo XVII. Torricelli llenó de mercurio un tubo de vidrio cerrado por un extremo y lo metió en un recipiente lleno de lo mismo, con el extremo cerrado hacia arriba. El mercurio descendió en el tubo, pero no hasta el nivel del líquido del recipiente: se formó una columna de mercurio y encima de ésta, nada. ¿Nada?, me podría haber preguntado yo en primaria. ¿No hay aire ahí? Porque a mí me dijeron que donde no se ve nada, hay aire. No, nada. Antes había mercurio. Retirándose el mercurio, no queda, por fuerza, nada, respondería Torricelli. Señores y señoras: he aquí el vacío, supuestamente tan aborrecido por la naturaleza. ¡Trágatelo, Aristóteles!

La pregunta natural era, claro, por qué no desciende el mercurio del tubo hasta nivelarse con el del recipiente. ¿Quién lo está sujetando? Respuesta de Torricelli: el peso del aire, que recae sobre todas las cosas y las oprime, porque el aire es como un océano en el fondo del cual vivimos. Concepto muy distinto al aire que está donde está simplemente porque ése es su lugar natural y sanseacabó. ¿El aire pesa?, se pregunta mi "yo" de primaria.

Sí.

Demuéstramelo.

Ah, ¿quieres más pruebas?

Sí.

Mmm...

Blas Pascal, individuo tan afecto a pensar que escribió un libro titulado Pensamientos, estaba en París, quien sabe si de vacaciones o de trabajo, porque radicaba en Clermont-Ferrand. Junto a Clermont-Ferrand hay una montaña conocida como Puy-de-Dôme, y en Clermont-Ferrand estaba también el cuñado de Pascal (y presumiblemente también su esposa). Pascal le escribió una carta a su cuñado. En la carta le pedía que hiciera un tubito de Torricelli, con el mercurio y todo eso, y que midiera la altura de la columna en Clermont-Ferrand. Luego, por favorcito, súbete con el chirimbolo al Puy-de-Dôme y vuelve a medir la altura de la columna. ¿Qué tenía en mente Pascal? Que, si la altura de la columna de mercurio se debía, en efecto, al peso del aire, entonces en la cima de la montaña tendría que ser menor puesto que ahí hay menos aire encima del mercurio. En la teoría griega el aire no pesaba (por eso estaba encima de la tierra y el agua; era un cuerpo leve en vez de un cuerpo grave). En la de Torricelli sí. El cuñado se fue con el tubo a la cima del cerro y comprobó que la columna de mercurio bajaba (y con eso que el aire, en efecto, pesa). Este experimento debería conocerse como "el experimento del cuñado de Pascal", pero no: se conoce como el experimento de Pascal, con lo cual se demuestra que en la ciencia a veces lo que importa es tener las ideas, no ponerlas en práctica.

Francamente el experimento de Pascal (o de su cuñado) no es muy, muy impresionante. Hacía falta un mago de los efectos especiales para convencer a todo el mundo y acallar a los escépticos del peso del aire. El experimento más dramático se le ocurrió a Otto von Guericke, alcalde de la ciudad alemana de Magdeburgo (ya no hacen a los alcaldes como antes, qué lástima). El alcalde reunió un día en la plaza a sus gobernados. No sé si los llevaron acarreados, o si fueron por su propio gusto e interés, pero el show valió la pena. En el centro de la plaza había 16 caballos enganchados a uno y otro lado de un insólito artefacto: dos hemisferios de metal huecos de unos 50 centímetros de diámetro que von Guericke juntó. Luego extrajo el aire del interior de la esfera así formada por medio de una bomba. Los hemisferios se quedaron pegados. Ni los 16 caballos pudieron separarlos. Explicación: adentro se había formado un vacío y era el peso del aire el que los mantenía pegados. Los caballos, con toda su fuerza, no podían competir con el peso de la atmósfera. Tan bueno resultó el show, que en 1663, von Guericke le presentó el número a Federico Guillermo I, Elector de Brandenburgo y duque de Prusia.

Corte a la época actual. ¿Cómo funciona un popote? En la boca baja la presión. La columna de fluido sube por el popote hasta que la presión en la base de éste iguala la de la atmósfera. Si uno succiona más, la columna llega más arriba. La idea es reducir la presión en la boca lo bastante para que la columna de líquido sea más alta que el popote, con lo que el líquido se derramará en la cavidad bucal, que es, al fin y al cabo, lo que uno quiere. ¿Quién soporta la columna de fluido (el mercurio, en el experimento de Torricelli)? La presión atmosférica.

¿Y hasta dónde puede subir la columna? ¿Se puede hacer un popote de 100 metros de alto? La columna alcanzará su altura máxima cuando en la boca (o en general, en el extremo abierto) se haga el vacío . ¿Qué altura es esa? Pues la altura suficiente para que el peso de la columna ejerza en la base del popote la misma presión que la atmósfera en la superficie del líquido del recipiente. En el caso del mercurio, son como 75 centímetros. Con agua se requieren unos 10 metros. Llegada a esa altura --y puesto que la presión no puede reducirse a menos de cero-- ni la boca más succionadora ni la bomba más potente la podrán hacer subir más. Mis alumnos de preparatoria, hace dos años, lo resumieron muy bien con este hermoso aforismo: "No por mucho succionar vas a llegar hasta el fondo".

Lengua y visión del mundo

2011-01-28T15:30:00.000-08:00

Los malos traductores (todos los de la televisión mexicana, por ejemplo) creen que para traducir sólo hay que usar un diccionario y cambiar cada palabra por su equivalente en el otro idioma: pollito-chicken, gallina-hen... Pero, como sabemos, eso da resultados horribles, como estas expresiones, ya muy comunes en México, pero que no por ello dejan de ser espeluznantes: aplican restricciones, tuvimos sexo ocho veces y la máxima expresión de la incompetencia traductoril, que leí en el manual de una impresora hace muchos años: "cuando su impresora corre fuera de papel..."

Los buenos traductores, en cambio, saben que una lengua no es sólo una lista de palabras, sino una forma de ver el mundo en la que está codificada la mismísima cultura a la que esa lengua sirve de vehículo. Por lo tanto, traducir no es simplemente calcar, pero dejaremos esa discusión para otro momento.

Pues bien, este hecho acerca de las lenguas, tan conocido para los traductores y los escritores, ya está adquiriendo bases científicas medibles con las recientes investigaciones de diversos psicólogos, lingüistas y neurocientíficos, como informa Lera Boroditsky, del Departemento de Psicología de la Universidad Stanford en el número de febrero de la revista Scientific American. En su artículo, Boroditsky cuenta de unos aborígenes australianos en cuyo idioma las relaciones de posición entre los objetos se expresan siempre indicando los puntos cardinales, a falta de las palabras arriba, abajo, izquierda y derecha. Así, para describir mi posición en el momento en que escribo estas líneas tendría que decir que estoy sentado al norte de mi computadora, por ejemplo. Estos aborígenes están perpetuamente conscientes de su orientación, habilidad muy poco común entre los occidentales. He aquí un ejemplo del efecto de la lengua que uno habla sobre su percepción del espacio.

Boroditsky se preguntó si esta influencia sobre la percepción del espacio se extendería a la percepción del tiempo. Para probarlo les pidió a unos voluntarios de este grupo aborigen que ordenaran unas imágenes en su secuencia cronológica correcta; por ejemplo, una secuencia formada por un bebé, un niño, un muchacho, un hombre y un anciano. Mientras que los occidentales ordenamos el tiempo de izquierda a derecha (la dirección de nuestra escritura, por cierto), los hablantes de la lengua Kuuk Thayoorre siempre lo ordenan de este a oeste, sin importar cómo estén ellos orientados al llevar a cabo esta tarea. Así, el pasado queda siempre al este y el futuro al oeste (y de ahí el título del artículo de investigación de Boroditsky: "Remembrance of things east", en vez de "of things past", título de una célebre novela de Marcel Proust en su traducción al inglés). Boroditsky también menciona el caso de los hablantes de Aymara (grupo étnico de los Andes), caso estudiado por otros investigadores. En la lengua Aymara, el pasado está enfrente y el futuro atrás ("eres joven: tienes un largo futuro por detrás").

Más cerca de nosotros está el caso de la influencia de la lengua sobre la memoria de las acciones que presenciamos. En inglés para describir una acción no queda más remedio que identificar al agente, es decir, el inglés nos obliga a atribuirle la acción a alguien específico, sea la acción deliberada o accidental ("John rompió el florero", por ejemplo). En español, en cambio, si la acción es accidental tenemos la opción de decir "se rompió el florero", frase impersonal de la que se ha borrado toda referencia al agente. Para explorar el efecto de esta particularidad del español sobre la memoria de los hispanohablantes, Boroditsky y Caitlin Fausey pusieron a varios anglófonos, hispanohablantes y hablantes de japonés (idioma que también admite expresiones impersonales, como el español) a ver videos de dos individuos llevando a cabo varias acciones, como reventar globos y romper floreros, tanto a propósito como por accidente. Luego les pidieron a los participantes que describieran los hechos. Todos recordaron igual de bien quién había sido el agente en las acciones deliberadas, pero los hablantes de español y japonés mostraron menos memoria en el caso de los sucesos accidentales, diferencia que Boroditsky y Fausey atribuyen a la diferencia en el modo de describir estos acontecimientos en las tres lenguas.

El idioma que uno habla también puede afectar lo que se aprende con facilidad. Un caso interesante es el sistema de numeración en base 10. El principio de este sistema es relativamente sencillo: cada 10 números cambiamos de decena, lo que se indica con un segundo dígito a la izquierda; cada 10 decenas cambiamos de centena, etcétera... Todos conocemos bien este principio. Pero los niños tienen mayor o menor dificultad para aprenderlo según la lengua que hablen. Según Boroditsky, los niños que hablan chino aprenden más rápido este sistema porque en ese idioma los numerales (las palabras que nombran a los números) correspondientes a la primera decena se distinguen muy bien de los que corresponden a la segunda. No sé cómo serán esos numerales en chino, pero todos sabemos cómo son en español y en inglés: en español, después de "diez" viene "once", palabra que no lleva en su estructura ninguna información acerca de dónde se ubica el número en el sistema de numeración decimal. Luego siguen "doce", "trece", "catorce" y "quince", palabras de las que se puede decir lo mismo. Inmediatamente después está el "dieciséis", vocablo muy distinto, que sí indica que se trata del sexto número después de diez. En inglés sucede algo parecido: esos horribles "eleven" y "twelve", y peor, todos los números terminados en "teen", tienen etimologías misteriosas. En cambio en italiano, al "dieci" le sigue el "undici" y el "dodici" y el "tredici"... Y en finlandés los numerales de la segunda decena se expresan con palabras que significan "otra vez uno", "otra vez dos", "otra vez tres" (yksitoista, kaksitoista, kolmetoista...). Así pues, cabría espera que los niños italianos y finlandeses capten más rápido el sistema de numeración en base 10. Habrá que ver. Parece que los niños chinos sí.

Eso sí, si de lo que se trata es de hacer cálculo mental o recordar números telefónicos, tiene ventaja quien habla una lengua en la que los numerales son palabras breves. ¡Pobres finlandeses! Sólo para que se den una idea de las dificultades que enfrenta el pobre niño finlandés cuando se trata de recordar números, aquí está el número 32,534,756 ("treinta y dos millones quinientos treinta y cuatro mil setencientos cincuenta y seis") en esa lengua: kolmekymmentäkaksi miljoonaa viisi sataa kolmekymmentäneljä tuhatta seitsemän sataa viisikymmentä kuusi.

¿Y los que hablamos más de una lengua? ¿Cambiamos de opinión o de personalidad cuando cambiamos de lengua? Al parecer, sí. Yo lo sospechaba desde que, cuando estuve en Francia con unos amigos que no hablaban francés hace mucho tiempo, noté que se me dificultaba mucho ser yo otra vez por la noche con mis amigos luego de hablar francés todo el día. Boroditsky menciona estudios de personas bilingües de varias regiones donde se hablan dos lenguas (Israel, la frontera México-Estados Unidos, por ejemplo), que muestran que un mismo individuo puede manifestar distintos gustos y opiniones al pasar de una lengua a otra.

Esto tiene consecuencias para la psicología, desde luego, pero también para la educación, la lingüística, la diplomacia, la traducción, la aplicación de la ley. En una tira cómica de Mafalda, del caricaturista argentino Quino, Manolito se congratula de que "papá" se diga igual en francés que en español, pero Libertad lo niega: para decir "papa" en francés hay que pensar en francés. Luego de un esfuerzo vano por lograrlo, Manolito dice, desanimado: "jamás podré aprender ese maldito idioma". Ahora el cuento me parece todavía más gracioso por ser verdad.

Libros al acecho

2011-01-23T11:45:00.000-08:00

A manera de disculpa por no haber llenado el blog esta semana les ofrezco esta incitación a la lectura que escribí para la revista Leer y leer:

Tengo un amigo que un día, después de cenar, encontró la manera de viajar más rápido que la luz sin violar los estatutos de doña Teoría de la Relatividad, cosa que no había conseguido nadie. Y no es que a nadie se le hubiera ocurrido. Cualquier adepto de la ciencia ficción sabe que los 300 mil kilómetros que recorre la luz en un segundo no son nada cuando se trata de salvar distancias cósmicas. También sabe el adepto que esos 300 mil kilómetros por segundo son la máxima velocidad posible en el universo: nadie ni nada puede viajar más rápido, lo cual siempre ha sido de lo más molesto para los escritores serios de ciencia ficción (los que le ponen la misma medida de ciencia que de ficción). Éstos casi siempre recurren a soluciones de segunda para que sus viajeros espaciales puedan recorrer las distancias que los separan de sus destinos interestelares e intergalácticos sin tardarse una eternidad: que la nave entre en el “hiperespacio”, que a los personajes se los trague un agujero de gusano, que se caigan en un hoyo negro… en fin, cualquier cosa con tal de salir del apuro. Estas soluciones al problema del límite de velocidad que impone la teoría de la relatividad son como echar con la escoba el polvo debajo de la alfombra. Por oculto que esté, el polvo sigue ahí.

Entra en escena mi amigo Miguel Alcubierre, hoy investigador del Instituto de Ciencias Nucleares de la UNAM. Como narro en mi libro ¡Qué científica es la ciencia! (Paidós, 2005), Miguel acababa de ver un capítulo de la serie Viaje a las estrellas cuando lo visitó la musa de la relatividad. El asunto está narrado con detalle en el libro. Baste decir aquí que Miguel encontró la manera de deformar el espacio para que las cosas se puedan mover a velocidades arbitrariamente grandes sin echar por la borda la teoría de la relatividad.

Desde entonces Miguel brilla como supernova. Aunque él no siguió por ese camino, su artículo original sobre este tema abrió una veta de investigación que han explotado varios físicos de distintos países. ¿De dónde le salieron a Miguel esas ideas? La inspiración directa, claro está, proviene de Viaje a las estrellas. Pero yo que lo conozco sé que siempre fue un ávido devorador de libros. Una infancia llena de libros es lo que formó a Miguel. Somos lo que leemos.

Desplegar las velas

Los barcos de antes, para moverse, desplegaban velas más amplias cuanta más fuerza necesitaran recoger del viento para desplazarse. Una partícula a la que se acribilla de energía en un experimento físico tiene más o menos probabilidades de captar esa energía según sean sus propiedades –su masa, su carga, su tamaño. Los físicos llamamos sección de dispersión a esa capacidad de captar. Ahora bien, captar –pero no energía, sino información y significados— es lo que tiene que hacer una persona para desempeñarse mejor en la vida y disfrutarla más. El propósito de la educación debería ser aumentarles la sección de dispersión a los alumnos, dotarlos del más amplio velamen para que puedan captar el mundo en toda su asombrosa riqueza y complejidad.

Se ha dicho, aunque con otras palabras, que ésa es la función de los libros. Hoy en día ya no basta la información que puede extraer el individuo de su propia experiencia. Por suerte existen los libros, que nos liberan de ser “sólo” nosotros mismos porque nos dejan aprovechar la experiencia de otros. El efecto de los libros es aumentarnos la sección de dispersión: un buen lector puede viajar, aprender y conocer a mucha gente —captar más cosas a su paso por el mundo— sin levantarse de la silla. El libro es experiencia concentrada.

Ésa es una forma de ver los libros. Otra es considerarlos azadones que van abriendo surcos y echando semillas, preparando el terreno de la mente del lector para fructificaciones y abundancias futuras. También se les puede ver como aparatos de ortodoncia cerebral que van abriendo espacio en la mente.

El entendedor (casi) independiente

¿Qué lee un científico en ciernes? No conozco la historia lectora de ninguna persona importante en la ciencia, pero la mía es más o menos típica (por lo menos entre mis amigos científicos y divulgadores), por lo que me permitiré la impudicia de contarles una parte. Le debo a un libro mi primera experiencia del placer de entender (y mi primer dolor de cabeza por esfuerzo mental). Era un libro que saqué de la biblioteca de mi escuela. No recuerdo ni el título ni el nombre el autor (yo tenía nueve años), pero sí que era un libro pequeño, de unos 10 por 15 centímetros, y que explicaba cómo funciona el motor de un coche. Nunca se me había ocurrido preguntárselo a mi papá, y quizá él no hubiera podido explicármelo muy bien. Ni siquiera se me había ocurrido que aquello podía estar a mi alcance. Me llevé el libro a mi casa, me senté en mi sillón preferido y me enfrasqué en la lectura reveladora.

Para las ocho de la noche, hora en que había que estar en la cama sin remedio, ya había entendido yo que la potencia del motor se gestaba en cuatro tiempos, durante los cuales le ocurrían cosas complicadas a la gasolina: primero entraba en los cilindros como nebulizaciones mediadas por el carburador, luego se comprimía, luego el distribuidor hacía soltar una descarga eléctrica a la bujía correspondiente. Con esto, la mezcla de gasolina y aire explotaba, obligando al pistón a bajar, lo que transmitía la fuerza de la explosión al cigüeñal, que a su vez la transmitía a las ruedas. Pasado el momento culminante de la explosión —que era como el do de pecho de un motor de combustión interna— el pistón subía (mientras otro de sus compañeros explotaba: ése era el secreto de la continuidad del movimiento), con lo cual expulsaba los gases sobrantes de la combustión y quedaba listo para empezar otra vez, todo en cuestión de fracciones de segundo. ¡Ajá!

Esa noche me fui a la cama muy satisfecho de saber que nada podía ser tan complicado que me rebasara, y que para entenderlo no me hacía falta que mis adultos lo supieran: bastaba con que hubiera un libro.

El proceso se repitió con el libro Nuestro amigo el átomo, de Heinz Haber, ilustrado por Walt Disney (o sus animadores). Recuerdo especialmente la ingeniosa metáfora que me ayudó a entender lo que era una reacción en cadena, fenómeno sin el cual no se podría extraer energía del átomo ni para bien ni para mal. En una página del libro se veía un lugar sembrado de ratoneras. Cada ratonera tenía encima una pelota de ping pong que salía volando al dispararse el aparato. Había que imaginarse qué pasaría si uno lanzara otra pelota entre las ratoneras cargadas. La pelota caía en una ratonera y la disparaba, con lo que salían volando dos pelotas, las cuales iban a dar a sendas ratoneras. Éstas saltaban. Ya había cuatro pelotas en el aire. Las cuatro pelotas se convertían en ocho y éstas en 16, y así sucesivamente. Al rato el recinto era una pesadilla de ratoneras desbocadas y pelotas enloquecidas. Eso es, más o menos, lo que sucede en un pedazo de uranio al que se bombardea con neutrones. Los neutrones son la primera pelota de ping pong, las ratoneras son los átomos de uranio y su carga de pelotas son los neutrones y protones de sus núcleos. El disparo de la ratonera es la desintegración radiactiva de un átomo de uranio. La cosa estaba clarísima. “Reacción en cadena” pasó de inmediato a formar parte de mi léxico y de mi universo imaginario. ¡Cuántas veces habría de evocar la imagen de las ratoneras de pesadilla cuando me explicaron con más detalle en qué consistía una reacción nuclear años más tarde, en clase de física en preparatoria y luego en la universidad! Todavía me parece una alegoría luminosa.

Verano y asombro

Un día, cuando yo tenía 12 años, mi mamá llegó del súper con libros, como hacía de vez en cuando. Uno de esos libros era El reto de las estrellas, de Patrick Moore y David A. Hardy, un libro grande de pastas duras negras con el título en letras futuristas y cautivadoras ilustraciones de astronautas del futuro dando saltos de gigante en el terreno accidentado de un asteroide. El libro todavía tiene pegada en la contraportada una etiqueta verde que dice “Oferta 29.90”. Por menos de 30 pesos me enteré de que se estaba construyendo una nave reutilizable llamada “transbordador espacial” (cuando leí el libro el transbordador ya estaba casi listo), que había planes para estaciones espaciales, bases en la luna, naves que aterrizarían en Marte y sondas para explorar Titán, la luna más grande del sistema solar. En la página 16 había una ilustración de la superficie de Marte con un promontorio de roca en medio de un paraje desértico, todo iluminado por un lejanísimo sol verde en un cielo entintado. El sol de esa ilustración resaltaba tanto que no se podía leer esa página sin tenerlo presente continuamente, como si brillara con luz propia como el sol de verdad.

Ese mismo verano las naves Viking aterrizaron en el planeta rojo y tomaron fotografías del entorno. El suelo marciano resultó ser más rojizo y el cielo más luminoso que en las ilustraciones hipotéticas de El reto de las estrellas. Comparar las ilustraciones del libro con las fotografías reales fue muy formativo para mí: los científicos podían equivocarse y no por ello quedaban en ridículo. Mucho después aprendí que equivocarse es parte fundamental de la vida de un científico.

Algunas de las maravillas que prometía el libro se realizaron durante mi adolescencia y temprana juventud, y sigo esperando las que no. El reto de las estrellas me proporcionó mi primera visión panorámica de nuestro lugar en el universo y la voluntad de exploración de la especie humana. Por si fuera poco, los autores generosamente añadían al final unos capítulos más especulativos —menos científicos, quizá, pero más evocadores— sobre las exploraciones del futuro más remoto. Tal vez llegará el día en que, no contentos con explorar nuestro rinconcito de espacio, nos lancemos a otras estrellas (aunque para eso, no lo omitía el libro, faltaba muchísimo tiempo por las distancias inenarrables a las que se encuentran las estrellas). El reto de las estrellas me llenó el verano de asombro.

Las estrellas se mueven

No era mi primer libro sobre el espacio y la astronomía. En 1972, en la feria del libro de mi escuela, me compré el libro Fun With Astronomy, de Mae e Ira Freeman. Me costó mucho trabajo leerlo porque estaba en inglés y a mis ocho años no se podía esperar que fuera yo muy ducho en lenguas extranjeras. Con todo, algo colegí de mi lectura de Fun With Astronomy. Recuerdo de manera especialmente vívida la frase “Mantén fija la vista para ver moverse las estrellas”, que estaba impresa junto a la fotografía de un niño en una silla plegable de madera que mira un cielo salpicado de estrellas desde el pórtico de su casa en el campo. ¿Las estrellas se mueven? Ésa sí que era una novedad. Decidí comprobarlo. A falta de pórtico en el campo, puse mi silla frente al ventanal de la sala-comedor de nuestro departamento en la Colonia Cuauhtémoc, que daba a nuestro estacionamiento y los traspatios de todos los edificios vecinos. Encima de este paisaje urbano se veía una buena parcela de cielo. ¿Con que las estrellas se mueven? Eso lo vamos a ver. Me senté. Mantuve fija la cabeza. Esperé como si quisiera ver moverse la manecilla horaria de mi reloj (adquisición reciente, como el libro).

¡Se movían! Y aquello no era más que el reflejo de la famosa rotación de la Tierra, fenómeno tan cacareado por las maestras de la escuela pese a ser difícil de creer. Pues bien, ahí estaba la prueba ante mis ojos, gracias —no a la escuela, sino a un libro.

El brevísimo capítulo sobre los cometas (no más de un párrafo) tenía a pie de página una foto que decía: “El cometa Halley, que nos visitará otra vez en 1986”. Faltaba muchísimo tiempo, pero yo me puse a esperar. Un libro también puede enseñar a tener paciencia.

Evasión

Los libros de divulgación científica eran sólo una parte de mi vida de lector. El primer libro que leí fue Príncipe y mendigo, de Mark Twain. Tenía siete años e iba en primero de primaria cuando mi mamá decidió que ya estaba grandecito para poder leer en la cama solo. Me puso el libro en las manos (el ejemplar había sido suyo cuando era niña) y me dijo: “lees un ratito y cuando te canses, marcas dónde te quedaste y metes el libro debajo del colchón para seguir mañana”. Esa costumbre me ha durado hasta hoy.

Príncipe y mendigo fue el primer Everest literario que coroné. Al terminarlo me sentí orgulloso, como el alpinista que llega a la cima, pero al mismo tiempo melancólico. Esa noche descubrí la tristeza de tener que abandonar a unos personajes con los que me había encariñado. Era como separarse de un amigo de carne y hueso. Todo buen lector conoce esa tristeza. Más tarde, con otros libros, el dolor de la separación fue tan insoportable, que en ese momento volví a empezar el libro. Así me pasó con El señor de las moscas, de William Golding, pocos días antes de cumplir 13 años. De hecho, la historia de los niños ingleses que fundan en una isla una sociedad tan defectuosa y destinada al fracaso como la de sus padres me embelesó tanto, que leí el libro cuatro veces en el lapso de una semana: leía en la cama, en el coche de camino a la escuela y de regreso, en clase, en recreo y por la tarde, después de comer. Fue una experiencia muy intensa, aunque quizá no tan vívida como la de leer Mila 18, de León Uris, por la misma época.

Con ese libro sobre la vida de la resistencia judía en el gueto de Varsovia durante la ocupación alemana en la Segunda Guerra Mundial sentí como nunca lo que es entrar en una historia. Durante la lectura se me olvidaba que estaba leyendo y me creía niño judío en el gueto de Varsovia. Un día, estaba yo oculto en un sótano a punto de morir de hambre y de frío, enfermo y sin saber dónde estaban mis padres, muerto de miedo porque arriba los alemanes estaban haciendo una inspección, cuando se me ocurrió cerrar el libro. El sótano desapareció, los alemanes se esfumaron. No me encontraba en Varsovia en invierno, sino en Cuernavaca en primavera, y todo era luz y alegría de vivir. Bueno, no todo. Tan absorto había estado yo en mi lectura, metido en una llanta de flotación en medio de una alberca, que el sol me achicharró y al poco rato no podía yo ni enderezar las rodillas del ardor. No había pomada que me lo calmara. Llegada la noche, por fin me consiguieron una crema maravillosa que me alivió el dolor y me curó a toda velocidad la piel semifrita. Al día siguiente me desprendía de las piernas sábanas de piel muerta y transparente con descuido… mientras seguía leyendo Mila 18. Ese libro estuvo a punto de matarme.

La emboscada de los libros

Para ser franco, no sé si es verdad que somos lo que leemos, como dije más arriba. O más bien, no sé si esa afirmación es verdad en el sentido de que nuestras lecturas nos determinan, pero creo que sí es verdad que lo que elegimos para leer dice mucho acerca de nosotros. Quizá haya una influencia mutua entre lo que por accidente nos cae entre las manos y nuestros gustos como lectores, y en ese caso tal vez valga la pena no desoír las recomendaciones del escritor francés Daniel Pennac.

En su libro Como una novela, Pennac aboga por una lectura ajena a todo fin utilitario, especialmente entre los aprendices de lector. Que la lectura no sea una obligación. La lectura como castigo —o como manda— resulta contraproducente. Usted como buen lector, ¿no deja libros a medias? ¿No se cansa de leer por temporadas? Daniel Pennac enumera los diez derechos del lector, que se han de observar para que la literatura no se convierta en instrumento de tortura. He aquí algunos de los derechos del lector según Pennac: el derecho de no leer, el derecho de saltarse páginas, el derecho de dejar un libro a medias. Los buenos lectores que conozco ejercen estos derechos por lo menos ocasionalmente. ¿Por qué no concedérselos a los estudiantes?

Eso sí: hay que tener libros por todas partes, libros al acecho del niño o el adolescente desprevenido que pueda un día abrirlos por descuido y quedar enganchado para siempre. ¿Qué tipo de libros? De todo: novelas, cuentos, divulgación científica (¡no olvidar la divulgación científica!). Se trata de dotar a nuestros estudiantes del más amplio velamen, de ofrecerles un menú variado. Si es necesario, dice Pennac, incluso se les puede leer en voz alta. Todo con tal de aumentar su sección de dispersión, que no es más que la posibilidad (no la seguridad) de cosechar de la vida más experiencias y más sensaciones. ¿Quién querría negarse esta posibilidad?

No se puede confiar ni en las estrellas

2011-01-14T06:58:00.000-08:00

A veces uno añora la infancia por lo simples que le parecen las preocupaciones de esa edad vistas desde la perspectiva de la edad adulta. Es pura amnesia --la infancia puede ser muy estresante, pero se nos olvida--, lo que no obsta para que la idealicemos: ¡qué sencillo era todo en la infancia!

En la infancia de la astronomía las cosas también eran sencillas. El cielo de los griegos, por ejemplo, era un lugar de ciclos eternos donde nada cambiaba. Las estrellas siempre formaban las mismas constelaciones, el Sol siempre pasaba por el mismo camino a lo largo del año, y sobre todo, las estrellas conservaban el mismo brillo, ejém, por los ciclos de los ciclos.

Luego resultó que no. En la edad media, los árabes, que tenían la costumbre de ponerles nombre a las estrellas y no a las constelaciones, como los griegos, llamaron Algol ("el diablo") a una estrella de la constelación de Perseo que cambiaba de intensidad; y en el siglo XVIII el astrónomo inglés John Goodricke examinó cuidadosamente los cambios de brillo de esa estrella y de otra en la constelación de Cefeo. Las estrellas que cambian de brillo (o más bien, cierto tipo de estrellas que cambian de brillo) se llaman hoy variables cefeidas. Para entonces ya se sabía también de otros cambios que ocurren en el cielo supuestamente invariable de los griegos: a veces aparecen estrellas que nadie había visto antes (hoy las llamamos novas y supernovas); los cometas, símbolo de cambio y otrora considerados acontecimientos atmosféricos, eran fenómenos del cielo. Poco a poco, los objetos de estudio de la astronomía se estaban revelando mucho menos estáticos y eternos de lo que le hubiera gustado a Aristóteles. El colmo fue cuando nos enteramos de que el universo entero está en expansión. Qué horror.

Con todo, los cambios celestes son muy lentos. Aunque las estrellas se desplazan al azar por el espacio galáctico, nosotros vemos las mismas constelaciones que vio Aristóteles. Orión, el cazador, apunta su flecha al corazón de su presa como siempre y la Osa Mayor gira alrededor del polo del cielo desde hace millones de años. Tendrán que pasar otros tantos ciclos solares para que notemos cambios sustanciales en las formas de las constelaciones. Mientras en nuestra vida todo cambia, las estrellas nos consuelan con sus formaciones invariables. Orión se veía igual en mi infancia, y se verá igual en mi vejez. Los cielos siguen siendo buena metáfora de lo permanente.

Y quizá por eso los astrónomos de rayos X están tan desalentados con un resultado que se acaba de publicar en la revista Astrophysical Journal Letters. Ser "astrónomo de rayos X" quiere decir que, de todos los tipos de radiación que nos llegan del cielo, uno sólo se fija en lo que llega en forma de rayos X, un tipo de luz muy energética que no percibimos con los ojos. Hay muchos fenómenos interesantes que se manifiestan mejor en rayos X que en otras formas de radiación; por ejemplo, los bandazos que dan los electrones atrapados en el campo magnético de una estrella de neutrones que gira 30 veces por segundo (un pulsar). Eso es lo que ocurre en la llamada Nebulosa del Cangrejo, región de gases en expansión que se encuentra a unos 6,500 años luz del Sistema Solar. La Nebulosa del Cangrejo es el resultado de la explosión de una supernova que se vio como una estrella nueva muy brillante en la constelación de Tauro en el año 1054 (registrada por astrónomos chinos y árabes, mas no por europeos). Hoy pensamos que, después de la explosión, lo que quedó de la estrella se contrajo hasta formar un objeto súper denso que gira 30 veces por segundo. Este pulsar es una verdadera batidora magnética. Las partículas que quedan atrapadas en esta batidora protestan emitiendo rayos X. La Nebulosa del Cangrejo es una fuente de rayos X tan intensa y constante, que desde hace varias décadas se usa como patrón de intensidad para calibrar telescopios de rayos X, tanto terrestres como espaciales. Dicho de otro modo, es la pauta con la que se miden todos los resultados en esta importante rama de la astronomía.

Ahora resulta que este bastión de constancia, sólido como una roca y confiable como el sol... tampoco es constante. Hace algún tiempo, la astrónoma Colleen Wilson-Hodge y sus colaboradores notaron un ligero descenso en la intensidad luminosa de la Nebulosa del Cangrejo. Los datos provenían del satélite Fermi. Para confirmar, los investigadores analizaron datos de cuatro instrumentos más. Luego de un laborioso estudio de datos de los últimos 12 años, Wilson-Hodge, del Centro Espacial Marshall de la NASA, y su equipo internacional, afirman que la intensidad de los rayos X que emite la Nebulosa del Cangrejo ha bajado cerca de 7% en dos años. Está claro que la nebulosa ya no puede usarse como patrón de luminosidad.

Al mismo tiempo, esta extraña variación de la intensidad es señal de que en el sistema formado por la estrella de neutrones, su campo magnético y el gas que la rodea están ocurriendo fenómenos que no conocíamos. Estos fenómenos tienen que ver con los electrones atrapados en el campo magnético y las fuerzas que los están acelerando. Por lo tanto, la variación puede verse como una nueva fuente de información acercda del proceso de aceleración de los electrones en un pulsar.

Ante lo desconocido muchos reaccionan con miedo. Cuando se revela su ignorancia, muchos más tratan de ocultarlo. Los científicos, en cambio, se alegran con lo nuevo, aunque demuestre que estaban errados.

Tema navideño con variaciones astronómicas

2010-12-24T06:24:00.000-08:00

En 1305 Giotto di Bondone pintó en una iglesia de Padua esta escena típica de la fiesta de la Natividad de Jesús, que representa la visita de los Reyes Magos, venidos de Oriente a adorar al recién nacido. San Mateo relata que una estrella guió a los reyes hasta Belén, pero Giotto representa esa estrella con una cola alargada, como un cometa.

A Giotto se le conoce por aplicar sus dotes de observación a la pintura . En una época en que importaba poco el parecido de la pintura con la realidad, Giotto estudió las expresiones de los rostros, los movimientos naturales de personas y animales y la caída del vuelo de las vestiduras para darles naturalidad a sus obras. En 1301, unos años antes de la Adoración, había aparecido en el cielo un cometa, y hasta puede ser que Giotto se inspirara en este suceso astronómico para darle a su obra un toque de actualidad.

En la época de Giotto la pintura en Europa se usaba más para representar símbolos religiosos que para imitar la realidad, como ya mencioné. El interés en el mundo y sus fenómenos se avivaría hasta unos 200 años después, para culminar en los siglos XVII y XVIII. Isaac Newton, nacido el día de Navidad de 1642, publicó en 1687 la primera teoría matemática general del movimiento. Las leyes de Newton del movimiento y su ley de la gravitación universal han sido desde entonces el modelo de las teorías físicas. Todas deben explicar lo que observamos en el mundo, pero también --muy importante-- anticipar cosas que no hemos observado.

Al poco tiempo, las técnicas matemáticas de Newton estaban dando frutos asombrosos. En 1705 un amigo suyo llamado Edmond Halley las usó para analizar la órbita de un cometa que apareció en 1682. Halley comparó sus datos con los de otro cometa que Johannes Kepler observó en 1607 y otro más de 1531, y concluyó que los tres eran el mismo objeto. Con esta interesante información en mano, Halley predijo el retorno de su cometa para 1758, más o menos.

La capacidad de predecir (calcular lo que tiene que pasar) es una de las glorias de la física moderna, pero también la capacidad de retrodecir (o sea, calcular que lo que ya ha pasado tenía que pasar). Hay registro histórico de montones de observaciones de cometas desde la antigüedad. Cuanto más antiguo el registro, claro, menos preciso y menos confiable (entre otras cosas, porque es difícil empatar las fechas de civilizaciones antiguas con el calendario moderno), pero con la técnica de Halley podemos relacionar muchas de estas observaciones con el mismo cometa (o dicho de otro modo, retrodecir sus apariciones). Al parecer, el que observó Giotto en 1301 era el cometa de Halley.

Quizá por eso se ha dicho que la estrella de Belén que guió a los Reyes Magos (según San Mateo), pudo haber sido este cometa, pero la idea se topa con muchas dificultades. Una grave es que, según los cálculos, el cometa de Halley pasó en el año 12 a. C., cálculo que confirman ciertos registros astronómicos chinos. Ahora bien, los expertos en la Biblia (tanto creyentes como seculares) concuerdan en que Jesús no pudo haber nacido antes de la fecha que hoy llamamos 4 a. C. (el cálculo original de la fecha del nacimiento de Jesús lo hizo en el siglo V un monje que no tenía los recursos con que cuentan hoy los historiadores para ubicar sucesos en el pasado relacionando distintos documentos de la época; así pues, el año 1 "después de Cristo" no es el año del nacimiento de Jesús casi con seguridad). Hay otras dificultades, pero las dejaremos para otra ocasión.

Edmond Halley no vivió para ver confirmada su predicción. Murió en 1742, el año del centenario de su amigo Newton, pero el cometa volvió puntualmente, como corresponde a un cometa predicho por un inglés. Decimos que se "recupera" un cometa o un asteroide conocidos cuando, luego de un tiempo de no saber de ellos, alguien los vuelve a ver. El astronómo alemán Johann Georg Palitzsch recuperó el cometa de Halley el día de Navidad de 1758.

Cómo aprender de los libros sin leerlos

2010-12-17T13:42:00.001-08:00

Para conocer el mundo se recomienda siempre leer, leer y leer. Buen consejo. Lo malo es que no basta leer cualquier cosa. Los libros hay que escogerlos bien, o corremos el riesgo de meternos en berenjenales, internarnos en callejones sin salida y seguir pistas falsas.

Otra cosa sería si pudiéramos leer todos los libros del mundo, pero eso es imposible.

O casi. En noviembre de 2007, el joven matemático Erez Lieberman Aiden se presentó en las oficinas de la compañía Google. Quería permiso para usar la base de datos Google Books en una investigación. Aiden tenía la intención de aplicar métodos de análisis estadístico a los libros de esa base de datos para extraer información acerca de muchas cosas: tendencias culturales, historia de las palabras, ires y venires de ideologías, modas y personas y todo lo que puedan reflejar los libros. Google Books es un proyecto de digitalizar todos los libros del mundo, en todos los idiomas, desde la Biblia de Gutenberg de 1450 hasta los últimos best-sellers (y tan avanzado va que incluso se pueden encontrar tres de mis libros). El proyecto es motivo de controversia, porque no se puede ofrecer gratis en internet libros que están sujetos a derechos de autor. Por ese motivo Google Books presenta los libros con páginas entresacadas. Aiden, empero, quería acceso a los libros completos. El equipo no vio motivos para negárselo.

Luego el matemático se reunió con sus colegas Jean-Baptiste Michel y Yuan Kui para desarrollar un programa que analizara los libros. Usando métodos estadísticos tomados de la biología evolucionista, los amigos escribieron un programa llamado Bookworm (que en español equivale a "rata de biblioteca"). Esta rata de biblioteca opera en una base de datos formada por más de cinco millones de libros en siete idiomas (cerca de 4 % de todos los libros que se han publicado). Para evitar problemas de derechos de autor, los libros están codificados en forma de tablas que relacionan cada palabra con sus vecinas más próximas. La base de datos es imposible de leer, no sólo por estar en clave, sino por extensa. Si uno quisiera leer tan sólo los libros correspondientes al año 2000 a razón de 200 palabras por minuto y sin interrupciones, se tardaría 80 años. La base de datos contiene 361,000 millones de palabras en inglés, 45,000 millones de palabras en español, y números parecidos en francés, chino, alemán, ruso y hebreo (cada idioma forma un "corpus" separado de la base de datos).

Con esta base de datos y el programa Bookworm (ambos disponibles aquí), Aiden y sus colaboradores (entre los que se cuentan el equipo de Google Books y el célebre psicólogo y lingüista canadiense Steven Pinker) afirman haber creado una nueva disciplina: la culturonomía. En un artículo publicado ayer (16 de diciembre de 2010) en la revista Science y titulado "Análisis cuantitativo de la cultura por medio de millones de libros digitalizados", el equipo explica que la culturonomía es la primera forma cuantitativa de llevar a cabo estudios culturales en general.

El proyecto de Aiden et al. es una manera de aprender mucho de los libros sin tener que leerlos (buenas noticias para los malos lectores, pero me imagino que no hay muchos en este blog). Con el programa se puede analizar la frecuencia con la que aparece cualquier palabra, o secuencia de hasta cinco palabras, en el idioma y el periodo elegidos. El programa cuenta cuántas veces aparece la palabra o frase y las divide entre el número total de palabras. El resultado es una gráfica de frecuencia que sube y baja con la popularidad de la palabra a la que corresponde. Por ejemplo, la palabra slavery ("esclavitud") tiene máximos de frecuencia (en los libros en inglés) alrededor de 1860 (época de la Guerra Civil de Estados Unidos) y entre 1955 y 1968 (periodo que corresponde al Movimiento de los Derechos Civiles en ese país). Era previsible, sí, pero los autores nos dan otras muestras de los alcances de su análisis: toman el "corpus" alemán y calculan la frecuencia con que aparecen los nombres de distintos intelectuales y artistas judíos. En la gráfica que arroja el programa se ve claramente que la frecuencia desciende durante el periodo nazi, indicio de censura antijudía en esa época. Con esta técnica, Aiden y sus colaboradores han confirmado la censura contra nombres bien conocidos, pero también han desecubierto posibles casos de censura de la obra de otros personajes de los que no se tenía noticia de que la hubieran padecido. Otras muestras de la utilidad del proyecto: los investigadores encontraron 500,000 palabras en inglés que no están en ningún diccionario (deletable, slenthem) y mostraron que en los últimos años el nombre de Darwin ha empezado a aparecer con más frecuencia que el de Freud en los libros publicados en inglés.

En un rato de ociosidad (lujo asaz escaso), me puse a hacer mis propias investigaciones. A los mexicanos nos gusta mucho insultar al prójimo diciéndole "pendejo", palabra sonora y melodiosa que resuena en las calles de la Ciudad de México, llenas de individuos que se la merecen. Pues bien, la bonita palabrita figura muy poco en los libros publicados en español antes de 1930, pero en esa década tiene un pico (sigo investigando). Luego, a partir de 1960, crece decididamente en frecuencia hasta hoy; me imagino que esto se debe a que los editores se han ido sacudiendo la ñoñería de evitar palabras que ofenden a las viejitas. Pero, cuidado: como siempre en la ciencia, hay que ser cauteloso con la interpretación de los datos. "Pendejo" no quiere decir lo mismo en Argentina, donde se aplica a personas inexpertas por jóvenes, ni en Perú, donde significa "individuo avispado".

El horrible e innecesario neologismo "accesar" (calca abyecta y servil del inglés) no figura en los libros en español antes de 1970, crece tremendamente después de 1980 y alcanza un pico a mediados de la década de los 90, era de la proliferación de todo lo relacionado con las computadoras. Después decrece un poco, quizá porque algunos editores pendejos (en el sentido peruano del término) les pusieron el freno a los autores pendejos (en el sentido mexicano). La palabra "internet", como es de esperarse, sube como la espuma a partir de 1991, más o menos; pero tiene una pequeña y misteriosa joroba alrededor de 1900 (sigo investigando).

Mencioné que Aiden y amigos examinan las vicisitudes de los nombres de Darwin y Freud en los libros en inglés. Freud rebasa a Darwin alrededor de los años 40, pero, luego de un máximo en 1992, empieza a bajar drásticamente. Creo que esto puede deberse a que, conforme más sabemos del funcionamiento del cerebro, menos prestigio tiene el célebre psiquiatra vienés, por lo menos entre los científicos, que han escrito muchos libros sobre la mente y el cerebro en los últimos 20 años. Puse los mismos nombres, pero en el corpus de libros en español. Sorpresa: desde los años 50 en nuestra cultura Freud va confiadamente por encima de Darwin (que se ha mantenido en la misma frecuencia desde 1880), sin ninguna intención de retroceder. Para mí esto es indicio de que no nos hemos enterado de lo último en investigación sobre la mente (y que caiga sobre mí la furia de los freudianos, que son muchos).

Mi último experimento fue poner "crisis económica" y buscar en los libros publicados en español desde 1850. La frase, como era de esperarse, tiene un pico en 1987. Tendría otro a partir de 2008, pero los datos no llegan hasta ahí.

Hay quien ha dicho que Aiden y sus colaboradores exageran con lo que esperan de su "culturonomía". Puede ser. Lo que no es exagerado es decir que usar su base de datos y su programa es divertidísimo. Prueben (otra vez, está aquí). Pongan su nombre, su palabra preferida, su palabra más odiada; comparen los nombres de distintas personas. Si la culturonomía no despega como ciencia, por lo menos puede ser un divertido juego de salón.

El universo es un calcetín... o quizá no

2010-12-10T06:32:00.000-08:00

Permítanme presentarme con toda modestia como el creador de la Teoría del Calcetín del origen del universo. La Teoría del Calcetín postula, en esencia, que el universo es cíclico: hoy se expande, pero dentro de mucho tiempo se contraerá y se volteará al revés para expandirse de nuevo, como un calcetín. Bonita idea, ¿no? Se nos ocurrió a mi amigo Francisco Delahay y a mí cuando teníamos 18 años. Estábamos muy ufanos. ¡Qué listos éramos!

Como ocurre con muchas ideas geniales que uno tiene a los 18 años, la Teoría del Calcetín resultó no ser ni muy original, ni muy buena idea. Para empezar, no era una teoría porque jamás elaboramos una descripción matemática de las vueltas del calcetín universal que explicara fenómenos conocidos y predijera fenómenos por conocer (eso sí: alrededor de la idea del Eterno Retorno que sugiere la Teoría del Calcetín construimos una filosofía nihilo-hedonista que dice, en esencia, lo siguiente: somos tan poca cosa, que lo mejor es disfrutar la vida, doctrina que sigo defendiendo). Para seguir, ya se les había ocurrido a otros, mucho mejor equipados que Francisco y yo para describir fenómenos cósmicos. Por si fuera poco, con el descubrimiento de que la expansión del universo se está acelerando, queda descartada la posibilidad de contracciones futuras y con ella, el universo cíclico.

Nuestra Teoría del Calcetín, en resumen, era una soberana tontería (aunque, en mi descargo, añadiré que nunca nos la tomamos en serio; más que una soberana tontería era un juego). Así estaban las cosas hasta esta mañana, cuando leí en PhysicsWorld que el físico y matemático británico Roger Penrose y su colega armenio Vahe Gurzadyan dicen que ven evidencia de ciclos cósmicos antiguos en los datos que desde hace siete años recoge el satélite WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe). La sonda WMAP tiene los ojos puestos en la radiación cósmica de fondo, el eco del Big Bang que nos llega de todas partes en forma de luz de longitudes de onda demasiado grandes para que la detecten nuestros ojos. En este eco de la explosión inicial los cosmólogos leen mucha información acerca de la historia del universo, pero Penrose y Gurzadyan dicen que han encontrado rastros de fenómenos que ocurrieron antes de la historia del universo, es decir, antes del Big Bang, lo que para ellos es evidencia en favor de su modelo cíclico de la evolución del cosmos.

El artículo de Penrose y Gurzadyan no está publicado en ninguna revista especializada, sino en el depósito electrónico arxiv.org, donde los físicos acostumbran colgar sus artículos antes de mandarlos a las revistas tradicionales con el fin de obviar el retraso que impone el minucioso proceso de revisión que éstas exigen antes de publicar un artículo. En el mismo medio les contestan dos grupos de investigadores, uno canadiense y otro noruego. En sendos artículos publicados en arxiv.org hace unos días, estos equipos alegan que lo que Penrose y Gurzadyan intepretan como evidencia de fenómenos anteriores al Big Bang son fluctuaciones estadísticas que se pueden explicar perfectamente sin salirse de este universo. Penrose y Gurzadyan ya lanzaron el contraataque, si se me permite la metáfora bélica.

Creo que sí se me debe permitir, porque ésta es una típica batalla en las fronteras de la ciencia. A diferencia de la religión organizada y la política en países poco democráticos, en la ciencia no basta con que una autoridad reconocida como Roger Penrose exprese una postura para aceptarla como verdad impepinable. Un artículo científico es una invitación a la discusión, o una provocación bélica, si se quiere; exige respuesta, no es el final de ningún camino, como nos suelen pintar los "descubrimientos" científicos, sino más bien el principio. La batalla se dirime a punta de articulazos en las publicaciones especializadas (o en arxiv.org, reciente sustituto de éstas, que tiene sus bemoles, añadamos). ¿Quién gana? En la guerra gana quien mata más gente, pero en la ciencia gana quien convence a la mayoría de los especialistas del tema (por suerte, casi nunca es necesario matarlos). Los especialistas no se convencen fácilmente, y nunca se convencen por los títulos nobiliarios ni la jerarquía académica del autor de un artículo, por lo que cabe esperar que esta batalla dure y dure, como dice James Dacey, autor del blog de PhysicsWorld en el que me enteré de esta interesante discusión.

¿En qué consiste, en concreto, la discusión? La sonda WMAP y otras (por ejemplo, el satélite Planck, que hace poco produjo su primera foto panorámica de la radiación de fondo) trazan mapas de las pequeñas inhomogeneidades de la radiación cósmica, los grumos de la pasta original de donde salió el hotcake universal. Esos grumos han dado mucha información sobre la antigüedad del universo y la formación de los cúmulos de galaxias, así como de la historia de la expansión cósmica. La teoría del Big Bang en su forma más aceptada hoy supone que las inhomogeneidades de la radiación cósmica se distribuyen al azar por todo el cielo, pero Penrose y Gurzadyan han encontrado patrones en forma de círculos concéntricos en los datos de la WMAP. Adam Moss y sus colaboradores, del Departamento de Física y Astronomía de la Universidad de Columbia Británica, Canadá, analizan los mismos datos y confirman que las estructuras circulares existen (que no son ni inventos de Penrose ni errores sistemáticos de la WMAP), pero alegan que se pueden explicar estadísticamente sin postular universos anteriores al Big Bang. Los autores concluyen: "Gurzadyan y Penrose no han encontrado evidencia de fenómenos anteriores al Big Bang; simplemente han vuelto a descubrir que la radiación de fondo tiene estructura". ¡Qué rabieta debe de haber hecho Penrose! Y hay quien se imagina las discusiones científicas como debates súper civilizados y desapasionados. Los noruegos Wehus y Eriksen informan, más educadamente, que los resultados de sus simulaciones por computadora de la radiación de fondo "no coinciden con los de Gurzadyan y Penrose".

Para quien se haya figurado que los artículos científicos están libres de retórica y contienen pura verdad objetiva, he aquí las primeras líneas del abstract (el resumen que se pone al principio de un artículo científico para que los colegas no tengan que molestarse en leerlo de cabo a rabo, excepto si les interesa) del contraataque de Penrose y Gurzadyan: "Dos grupos han confirmado los resultados de nuestro artículo sobre la realidad de los círculos de baja varianza que aparecen en la radiación cósmica de fondo. También señalan que este efecto no contradice al modelo LCDM (la forma más aceptada de la teoría del Big Bang), lo que no estaba a discusión. Aquí señalamos dos discrepancias entre sus análisis y el nuestro, una de índole técnica y la otra sobre lo que significa entender cabalmente qué constituye una señal aleatoria gaussiana". Dicho de otro modo, nos reclaman sin razón y, encima, no han entendido nada.

El debate se anuncia prolongado y sabroso. Es muy posible que, al cabo de tiempo, resulte que Penrose y su colaborador no tenían razón, pero ¿si sí la tuvieran? Las consecuencias filosóficas son tremendas. Para empezar, en vez de un universo con un principio bien determinado tendríamos un multi-verso posiblemente eterno. En ese multi-verso nuestro planeta y nuestra especie son aún más insignificantes que en el tradicional. En vista de esto: ¡a disfrutar la vida!

Otra vida

2010-12-03T05:23:00.000-08:00

Para buscar eficazmente a tu alma gemela lo primero es calcular la probabilidad de que exista. Si eres una persona convencional, te será más fácil dar con tu otro yo que si eres raro. Supongamos que eres muy raro: no conoces a nadie que se parezca a ti ni remotamente. Tu único punto de comparación eres tú mismo. Así, tus andanzas te llevan a buscar en lugares parecidos a los que tú frecuentas, y en general a mirar en entornos donde tú te sentirías a gusto.

Tus esperanzas de encontrar un alma gemela son casi nulas... hasta el día en que descubres muchas de tus rarezas en otra persona.

Buscar vida en otros planetas es un poco como salir en pos del alma gemela. Nuestro único punto de comparación es la vida terrestre, y eso limita nuestras pesquisas. Si tuviéramos otra referencia, si tan sólo hubiera otras maneras de estar vivo, quizá podría ampliarse la variedad de entornos en los que vale la pena mirar. Pues bien, ayer se publicó en la revista Science un artículo cuyos 12 autores alegan que han encontrado esa nueva referencia. El equipo, dirigido por Felisa Wolfe-Simon, del Instituto de Astrobiología de la NASA, cultivó cepas de bacterias provenientes del lago Mono, en California. El lago Mono es un infierno de aguas hipersalinas y llenas del elemento arsénico, donde, pese a todo, vive un nutrido ecosistema de bacterias. Wolfe-Simon y sus colaboradores propusieron hace dos años que en ese entorno podría haber organismos capaces de usar en su beneficio el arsénico, que es venenoso para todas las formas de vida que conocemos. Los investigadores proponían en particular que el arsénico podría hacer las funciones que en el resto de los seres vivios hace el fósforo (el fósforo y el arsénico son familiares cercanos en la tabla periódica de los elementos). En esta investigación, financiada por la NASA, Felisa Wolfe-Simon y sus colaboradores presentan el organismo de sus sueños: la bacteria GFAJ-1.

Esta bacteria del lago Mono pertenece a un grupo de organismos conocidos como extremófilos: bichos que viven en condiciones extremas de temperatura, acidez o radiación, por ejemplo. Los extremófilos ya habían sido motivo de esperanzas para los astrobiólogos y todos los que deseamos fervientemente que haya vida en otros planetas porque son prueba de estilos de vida alternativos. La bacteria GFAJ-1, como digno miembro de este grupo de renegados, también amplía la definición de "vida", posiblemente más que otros extremófilos, por ser el primer organismo conocido que no cumple con la lista de ingredientes de la vida que hasta ayer nos parecía inviolable. La lista incluye seis ingredientes: carbono, hidrógeno, nitrógeno, oxígeno, azufre y fósforo. La cepa GFAJ-1, al parecer, puede funcionar perfectamente sustituyendo el fósforo por arsénico. La GFAJ-1 se sale del esquema químico de toda la vida en la Tierra...

...siempre y cuando se confirme lo que proponen Felisa Wolfe-Simon y sus colaboradores. Un artículo científico no es un anuncio de verdades impepinables, sino una invitación a la discusión. Hay quien pone en duda que esta bacteria esté usando el arsénico en su metabolismo. Habrá que hacer más pruebas para no dejar duda. Si no convence a la mayoría de los especialistas, el resultado que publicó este equipo ayer irá a parar al boulevard de los sueños rotos, o a la calle de las esperanzas perdidas...o al bote de basura.

Para preparar el terreno, hace unos días la NASA informó que estaba a punto de hacer una revelación tremenda relacionada con la vida en otros planetas. Esta forma de expresarlo alimentó una especulación desenfrenada en los medios electrónicos. Unos afirmaron que la agencia espacial estadounidense había encontrado un organismo vivo en Titán, la luna más grande de Saturno, otros (menos informados) que la NASA por fin iba a reconocer que tiene guardado un platillo volador. Los bloggeros más sobrios y mejor informados vieron que el resultado provenía del equipo de Felisa Wolfe-Simon y supieron casi con certeza que la tremenda revelación tendría que ver con bacterias capaces de metabolizar arsénico, lo que la hacía menos tremenda (aunque interesante de todos modos). No es la primera vez que la NASA atiza el fuego de la especulación desenfrenada con anuncios exagerados para luego salirnos con noticias que no llenan el recipiente en el que nos las sirvieron. Me parece francamente una tontería como estrategia de publicidad.

Tycho Brahe, excéntrico hasta en la muerte

2010-11-19T06:30:00.000-08:00

El astrónomo danés Tycho Brahe jamás se imaginó que sería objeto de interés de los paparazzi, y no sólo porque los astrónomos rara vez lo son, sino porque Tycho lleva muerto 409 años.

El lunes pasado más de 100 periodistas se amontonaron ante la tumba del astrónomo, situada en una iglesia de Praga, mientras un equipo de científicos daneses de la Universidad de Aarhus levantaba con dificultad la lápida que sellaba la tumba. Luego de siete horas de afanes, la piedra se alzó y reveló un féretro de estaño de 1.3 metros de longitud, en el que los huesos de Tycho se depositaron en 1901, cuando fue exhumado por primera vez.

No es común que los astrónomos despierten el interés de la prensa, en efecto, y tampoco es común que vivan en la opulencia. Tycho sobresale en esto también: era un rico danés, al que, por si fuera poco, el rey de Dinamarca obsequió un castillo en la isla de Hven. Brahe llamó al castillo Uraniborg (Fortaleza de los cielos) e instaló ahí el centro de investigación científica mejor dotado de su época. Con su fortuna se mandó construir descomunales sextantes, ballestillas y esferas armilares, instrumentos astronómicos que servían para medir la posición de los astros antes del telescopio y que son más precisos cuanto más grandes. En mi oficina tengo una reproducción de un retrato de Tycho que lo muestra con algunos de estos instrumentos, a la edad de 46 años.

En ese retrato se ve claramente su distintivo facial más original: una nariz metálica. A los 22 años Tycho tuvo un altercado con otro estudiante de matemáticas. En la pelea su adversario le cortó la nariz de un tajo. Tycho se puso una prótesis de oro muy llamativa (aunque, al parecer, cuando lo exhumaron en 1901 encontraron rastros de sulfato de cobre en la zona de la nariz).

Con sus instrumentos, y la ayuda de un pequeño ejército de colaboradores más o menos esclavizados, Tycho Brahe acumuló las mediciones más precisas de las posiciones de los planetas a lo largo de muchos años, mediciones que guardaba celosamente en tabla tras tabla de números. Las posiciones de los planetas servían para calcular las fechas de algunas fiestas religiosas, para planear la agricultura y para hacer predicciones astrológicas. Pero también servían para probar modelos del universo. Tycho tenía su propia versión de la cosmología: en su modelo la tierra ocupaba el centro del universo, el sol giraba alrededor de la tierra y los planetas alrededor del sol. En 1599 Tycho se mudó a una localidad cerca de Praga para prestar servicio como matemático y astrónomo imperial de Rodolfo II de Habsburgo.

Ahí fue a dar en 1600 el joven astrónomo alemán Johannes Kepler, que tenía su propio modelo matemático del funcionamiento del cosmos. Kepler ponía el sol en el centro siguiendo a Nicolás Copérnico. Durante dos años Tycho y Kepler mantuvieron una relación tormentosa, mezcla de admiración mutua y envidia de Tycho, que reconocía en el joven alemán al genio teórico que él nunca podría ser, pero ésa es otra historia.

Se cuenta que Tycho mantenía en su castillo una corte de parientes y parásitos diversos. Un enano le servía de bufón y un reno de mascota. Ofrecía bacanales diarias y le gustaba comer y beber. Eso sí: en casa del emperador era una especie de gentleman. Un día, durante un convite imperial, Tycho no se quiso levantar de la mesa para ir al baño. Como resultado, contrajo una infección de la vejiga que lo tuvo en cama semiinconsciente. En los momentos de lucidez, se cuenta que murmuraba "dejadme creer que no he vivido en vano". Al cabo de unos días, Tycho Brahe murió, víctima --eso se dice-- de su buena educación (y poco cuidado de su salud).

1901. Se extraen restos de pelo de la barba de Tycho. Años después, el análisis de las muestras revela altas concentraciones de mercurio. Misterio...

2010. El ataúd contiene huesos amontonados al azar, una bota, restos de una capa. Hay que darse prisa, porque las autoridades checas quieren de vuelta el tesoro para el viernes (hoy). Jens Vellev y su equipo trabajan febrilmente durante toda la semana. Se toman muestras de hueso, se analiza el cráneo con tomografía computarizada. Se comprueba que algunos de los huesos son de un hombre mayor proveniente del norte de Europa. No hay duda de que es Tycho, pero en el féretro hay otros huesos, al parecer de una mujer de unos 20 años y un niño. En la misma cripta se encuentran restos de otras ocho personas, cinco de ellas niños. La primera hipótesis es que la cripta es reciclada. Pero, ¿la mujer y el niño? Misterio...

Tycho ya está de nuevo en su tumba, quién sabe para cuánto tiempo antes de que los detectives de la historia de la ciencia vuelvan a requerirlo con nuevos instrumentos y técnicas, para destapar detalles de su vida. Los resultados de la investigación de Jens Vellev y su equipo tardarán varios meses. Se espera reconstruir su dieta de los últimos 15 años de su vida, su rostro (aunque no faltan retratos de Tycho Brahe, imponente y rubicundo, con su nariz reluciente), y sobre todo, descifrar el misterio de su muerte. Los viejos huesos de Tycho podrían revelar un drama digno de Shakespeare (hay quien piensa que lo mandó asesinar el rey de Dinamarca, como al príncipe Hamlet), o quizá solamente muestren que Tycho se intoxicó por hacer experimentos con mercurio. Pronto lo sabremos.

Ingeniería al revés aplicada a la mente

2010-11-05T07:57:00.000-07:00

Para entender cómo funciona el organismo es muy útil suponer que sus características son productos de la evolución; que son adaptaciones a un modo de vida ancestral. Para entender cómo funciona la mente podemos hacer lo mismo. La psicología evolucionista busca explicar la percepción humana, la memoria, las emociones, el lenguaje y hasta el arte y la cultura como adaptaciones que les fueron útiles a nuestros antepasados remotos para sobrevivir en sus entornos, o por lo menos como productos secundarios de esas adaptaciones.

La psicología evolucionista es una especie de ingeniería, pero al revés. Los ingenieros identifican problemas y luego construyen artefactos que los resuelven. Un ingeniero inverso podría tomar un artefacto y estudiarlo para inferir el problema que resuelve. Para aplicarle la ingeniería inversa al cerebro conviene recordar en qué contexto ha evolucionado durante la mayor parte de su historia: durante cientos de miles de años nuestros antepasados formaron grupos pequeños que vagaban en busca de comida y de entornos apacibles donde instalarse para dormir, se defendían de otros grupos (el principal adversario de un organismo son los organismos de su propia especie) y se reproducían. Los organismos que mejor resolvieron esos problemas, naturalmente dejaron en promedio más descendencia, a la cual le heredaron sus aptitudes. Así, a lo largo de miles de generaciones, esas aptitudes se fueron afinando. Hoy que vivimos en poblaciones miles de veces más seguras que el entorno prehistórico (hasta Ciudad Juárez es un edén junto a los peligros de la planicie glacial), con tiendas para comprar los alimentos y refrigeradores para almacenarlos en buen estado, con médicos y hospitales; hoy, decía yo, nuestros cerebros, junto con el resto de nuestros organismos, siguen funcionando como si para comer primero hubiera que cazar un mamut.

Hay explicaciones psicológico-evolucionistas de muchos aspectos intrigantes de nuestra naturaleza. Aquí ya hemos discutido el funcionamiento del mecanismo psicológico para detectar injusticias (sobre todo las que se cometen contra uno), y vimos que compartimos ese mecanismo con otros primates (ver en estas páginas "Toma tu asqueroso pepino"). Otras investigaciones muestran cómo opera el mecanismo para evitar el incesto: al parecer, en muchas culturas humanas las personas que se crían juntas desde muy pequeñas --estén emparentadas o no-- desarrollan aversión a copular entre ellas. Esta aversión hasta tiene nombre: se llama efecto Westermarck en honor al antropólogo finlandés Edvard Westermarck, quien lo describió en un libro publicado en 1891. Desde entonces se ha observado el efecto Westermarck en muchas polbaciones humanas, en particular en los kibbutz de Israel: los niños en los kibbutz crecen más o menos revueltos, en comunidad. Pues bien, se ha observado que las personas criadas en kibbutz casi nunca se casan con miembros de su propia comunidad; y nunca jamás con miembros de su propia comunidad con los que hayan pasado los seis primeros años de su vida. Y por cierto, el efecto Westermarck contradice la opinión de Freud, quien afirmaba que los hermanos se atraen y que los niños varones desean a sus madres.

La psicología evolucionista (sus principales exponentes son el antropólogo John Tooby, la psicóloga Leda Cosmides y el el psicólogo experimental Steven Pinker) puede explicar también por qué tendemos a comer en exceso: en el entorno primigenio comer era un lujo que sólo se presentaba después de mucho tiempo y con mucho esfuerzo. Uno nunca sabía cuándo iba a comer otra vez, de modo que cuando los hombres regresaban con carne de mamut o cuando las mujeres encontraban un vergel, había que atiborrarse hasta el hartazgo y más allá, por si acaso. Hoy la alimentación es menos incierta (lamentablemente no para todos), pero eso no lo saben nuestros organismos porque ha transcurrido muy poco tiempo como para que la llegada a nuestro entorno de tienditas y refrigeradores haya producido adaptaciones nuevas en nuestra especie.

Estas explicaciones suenan convincentes y a mí me gustan, pero sufren de un defecto grave en una explicación que se pretenda científica: por lo general, son muy difíciles de probar por medio de experimentos. El efecto Westermarck existe, pero ¿es una adaptación para evitar la endogamia? ¿Cómo podríamos demostrarlo sin dejar lugar a la duda?

¿Otra Tierra? Que siempre no...

2010-10-15T06:30:00.000-07:00

Es casi inevitable: los medios de comunicación de masas tratan los hallazgos científicos como si fueran noticias. El tono típico de la noticia científica (hay excepciones, claro) es triunfalista, celebratorio y sobre todo, acrítico. Se anuncian grandes descubrimientos repentinos e impepinables. No se toma en cuenta que cuando un equipo de investigadores publica un artículo, la investigación que se reporta lleva en marcha mucho tiempo. Tampoco se menciona que un artículo científico no anuncia verdades absolutas, sino que propone resultados tentativos que se ponen a consideración de una comunidad muy exigente. Esa comunidad analizará despiadadamente el artículo y le aplicará pruebas mortíferas. Si la propuesta sobrevive a estas críticas, se aceptará provisionalmente como resultado científico "comprobado"; pero las pruebas también toman tiempo. Nada de eso se refleja en la imagen de la ciencia que proyectan los medios de comunicación.

Y por eso es posible que usted se haya enterado hace dos semanas de que un equipo de astrónomos estadounidenses descubrió un planeta parecido a la Tierra girando alrededor de la estrella Gliese 581, que se encuentra a unos 20 años-luz de distancia en la dirección de la constelación de Libra, pero es poco probable que sepa que a los pocos días un equipo europeo puso en tela de juicio este resultado en un congreso sobre exoplanetas que se llevó a cabo en Turín.

Gliese 581 ya había dado de qué hablar a los buscadores de planetas extrasolares: se le han encontrado cuatro objetos de tamaños planetarios girando a su alrededor. Los planetas por lo general son pequeños comparados con sus estrellas. Añádase a esto que hasta la estrella más cercana nos queda muy lejos y que los planetas no brillan por luz propia. El resultado es que no podemos ver directamente los planetas que puedan estar girando alrededor de otras estrellas. El método de detección de exoplanetas que hasta hoy ha dado más frutos consiste en tomar en cuenta que la fuerza de gravedad entre dos objetos es mutua: la estrella madre atrae a sus planetas y los mantiene pegados a sus faldas, sí, pero los planetas también atraen a la estrella como niños dándole tirones a la falda de su madre para llamarle la atención. Estos tirones se manifiestan en el movimiento de la estrella, que se bambolea ligeramente al pasar sus planetas ora de un lado, ora del otro. El bamboleo es apenas perceptible, y muy difícil de medir. Tanto, que apenas en 1995 se prefeccionó una técnica para detectarlo por medio de análisis con computadora. La técnica es de Michel Mayor y Didier Queloz, del Observatorio de Ginebra, Suiza. Mayor y Queloz detectaron el primer exoplaneta del que se tuviera certeza en 1995. Con esa misma técnica --y años y años de mediciones-- se detectaron los cuatro planetas que se le conocen a Gliese 581.

El equipo de Steven Vogt, de la Universidad de California en Santa Cruz, anunció el 29 de septiembre que había detectado un quinto planeta en la familia de esta prolífica estrella. Para detectarlo usaron datos propios obtenidos a lo largo de 11 años, así como datos de un consorcio europeo de instituciones de investigación que se dedica a detectar exoplanetas y que ofrece sus datos a otros investigadores. Lo interesante del planeta, al que Vogt y sus colaboradores llamaron Gliese 581g, es que, a diferencia de la mayoría de los exoplanetas descubiertos hasta hoy, éste no es una gigantesca bola de gases parecida a Júpiter, sino (al parecer) una bola de roca comparable con la Tierra. No es el primer planeta extrasolar que se descubre con una masa parecida a la de nuestro planeta, pero sí el primero que, por su distancia a la estrella madre, podría albergar agua en estado líquido. Se dice que el planeta se encuentra en la zona de Ricitos de Oro de su estrella: la franja dentro de la cual las temperaturas no son ni muy bajas y ni muy altas, sino justo las apropiadas para que haya agua líquida.

Esto no quiere decir que sepamos con certeza ni el tamaño del planeta, ni si tiene agua en realidad; pero los datos que arrojan (tentativamente) las mediciones y los cálculos de Vogt y sus colaboradores sugieren que podría ser del tamaño y la temperatura adecuada; y eso alienta las esperanzas de que pueda también albergar vida. Los exobiólogos (que estudian la posibilidad de vida en otros planetas) se pusieron muy contentos. Mi amiga Antígona Segura, exobióloga del Instituto de Ciencias Nucleares de la UNAM, me contó en comunicación facebookera que estaba escribiendo un programa de computadora para simular la posible atmósfera del nuevo planeta.

Falta, claro está, que el dichoso planeta exista...

Pero hace unos días, en una reunión de astrofísica, el astrónomo Francesco Pepe, del Observatorio de Ginebra (y miembro del consorcio europeo cuyos datos usaron Vogt y sus amigos en sus cálculos), informó que su equipo no ve rastros del quinto planeta de Gliese 581 en su propio análisis de sus datos. Francesco Pepe tiene el cuidado de señalar que esto no necesariamente significa que no exista el planeta, sólo que no es evidente que sí existe. Un miembro del equipo de Vogt comenta que hace falta más precisión en los datos y que el debate podría zanjarse en un par de años.

Nótese que el desmentido del equipo europeo no pone en vergüenza al equipo estadounidense. En la ciencia lo más común es errar, pero no se yerra por incompetencia ni por descuido, sino simplemente porque extraer certezas de la naturaleza es sumamente difícil. Vogt y sus compañeros publicaron una sugerencia, no una afirmación, para que sus colegas la criticaran. Sus colegas la han criticado, y la encuentran poco convincente. Así es este juego. Aún puede ser que el planeta aparezca con toda claridad en el futuro, pero si es así, puede que los medios de comunicación no nos lo comuniquen: Gliese 581g ya no será noticia.

Y hablando de cosas que son noticia por no aparecer: un equipo de cerca de 3000 investigadores asociados al Centro Europeo de Investigaciones Nucleares (CERN) acaba de anunciar que no han encontrado quarks en estados excitados con el Gran Colisionador de Hadrones. ¡Felicidades! El acelerador del Fermilab, competidor del LHC, tampoco los había encontrado, pero no tan bien como el acelerador europeo, que no los ha encontrado con mucha seguridad. Ya he hablado en estas páginas de los experimentos científicos que dan información por no encontrar nada (la página en blanco es muy elocuente en la ciencia). En este caso, el que no haya quarks en estados excitados confirma un aspecto de la teoría conocida como modelo estándar. El model estándar es la teoría de las partículas y las fuerzas fundamentales, una parada importantísima en el camino hacia una teoría de todo. En el modelo estándar los quarks son puntos de materia. Como son puntos, no pueden absorber ni emitir otras partículas; es decir, no pueden encontrarse en estados excitados como los átomos, que adquieren energía cuando absorben luz y la pierden cuando emiten luz. Si no aparecen quarks excitados donde deberían, quiere decir que los quarks, en efecto, son puntos y por lo tanto son partículas elementales que no están formadas de partículas más pequeñas. Felicidades, de verdad...

Pista de patinaje para electrones: premio Nobel de física 2010

2010-10-08T17:55:00.000-07:00

Por los corredores de silicio de los circuitos de las computadoras, las cámaras digitales, los iPods y otros aparatos electrónicos complicados fluyen electrones como coches en las calles de una ciudad, ora frenando, ora reanudando la marcha. Sus movimientos controlados se combinan y el resultado es el funcionamiento del aparato, el pulso colectivo y fecundo de la ciudad en marcha. Pero cuanto más estrechas son las calles y más pequeña la ciudad, más dificultoso es el flujo. La tecnología del silicio está llegando a sus límites de miniaturización y eficiencia.

Desde hace muchos años los físicos andan en pos de otros materiales con propiedades parecidas a las del silicio, pero que lo superen en eficacia. Se han probado semiconductores orgánicos, así como "nanotubos" (cilindros de átomos de carbono millones de veces más delgados que un pelo), aunque el material ideal sería una placa perfectamente plana, porque los cálculos indican que en un material así los electrones podrían fluir con una libertad imposible en los materiales tridimensionales, pero de manera controlable como en los semiconductores tradicionales. Imagínense las calles de su ciudad preferida transformadas en pistas de patinaje sobre hielo: adiós tráfico, adiós tumulto y aglomeración. Semejante material, ¡ay de mí!, no existe más que en la imaginación de los físicos teóricos. O más bien sí: el grafito común que se usa para fabricar lápices tiene una estructura de pastel mil hojas y cada hoja es una capa de átomos de carbono unidos en hexágonos como un mosaico. Una capa de grafito funcionaría como pista de patinaje para electrones, pero hasta 2004 todo el mundo pensaba que, si se lograra desprender del grafito una película de un solo átomo de espesor (material hipotético que desde 1987 se llamaba grafeno), ésta se enrollaría o formaría pelotitas llamadas fullerenos, es decir, estructuras tridimensionales. Pero no había forma de saberlo, porque, por más que lo intentaban varios grupos de investigación, nadie podía obtener capas así de delgadas.

En 2004, Andre Geim y Konstantin Novoselov, de la Universidad de Manchester, y sus colaboradores obtuvieron hojuelas de grafeno básicamente usando cinta adhesiva, para sorpresa de sus rivales, que buscaban lograrlo con métodos más elaborados. Los investigadores publicaron su método, así como las primeras mediciones de las propiedades electrónicas de este material ultradelgado, en un artículo en la revista Science. En muy poco tiempo otros investigadores confirmaron los resultados del equipo de Geim y Novoselov e idearon experimentos para explorar las posibles aplicaciones del nuevo material. Tan rápido cundió el interés en el grafeno, y tantas investigaciones inspiró el descubrimiento del equipo de Manchester, que para 2009 Geim sintió la necesidad de reunir en un solo artículo todo lo que se había hecho hasta entonces. El investigador escribió una monografía para ayudar a los recién llegados a adentrarse en el tema y contribuir a darle cohesión al nuevo campo de investigación. Hace unos días la Real Academia Sueca de Ciencias decidió darles el premio Nobel de física 2010 a Geim y Novoselov.

El grafeno tiene propiedades que en los materiales tridimensionales son contrarias: es flexible como el plástico, pero más resistente que el diamante; es buen conductor de la electricidad como los metales, pero transparente como el vidrio. Los buenos conductores contienen muchos electrones que pueden moverse con relativa libertad en el material, a diferencia de los aislantes, cuyos electrones están atrapados en sus átomos y no se pueden desplazar. Los electrones casi libres de un conductor absorben o reflejan la luz que incide sobre ellos y por eso los buenos conductores de electricidad, como los metales, tienden a ser opacos y reflejantes). Las aplicaciones tampoco se han hecho esperar, aunque están en la etapa de prototipos: la compañía IBM fabricó un transistor ultrarrápido de grafeno y Samsung, de Corea, desarrolló una pantalla sensible al tacto. Otros han ideado dispositivos experimentales para probar ciertos aspectos de la mecánica cuántica relativista (la física de los electrones rapidísimos y otras partículas veloces) con grafeno.

El premio Nobel de física se suele otorgar por investigaciones teóricas novedosas que se hayan confirmado espectacularmente o investigaciones experimentales cuyas aplicaciones ya estén disponibles. El caso de Geim y Novoselov no es ni de un tipo ni del otro. Aunque las aplicaciones aún no estén en el mercado, empero, el descubrimiento ha sido tan fecundo en investigaciones nuevas que la comunidad física concede unánimemente que el premio es bien merecido.

Andre Geim ya se había hecho acreedor a otro codiciado reconocimiento internacional: en el año 2000 ganó el premio Ig Nobel de física junto con su colaborador, Sir Michael Berry, por hacer levitar una rana viva con imanes (el experimento formaba parte de una interesante investigación sobre el magnetismo). Geim es el primer individuo que ha ganado tanto un Ig Nobel como un Nobel.

Moho, tráfico, dolor y palabrotas: Ig Nobel 2010

2010-10-01T06:20:00.000-07:00

La fecha más esperada del calendario de la ciencia llegó ayer: la entrega de los Premios Ig Nobel, organizada por el matemático Marc Abrahams desde 1991. Cada año, a principios de octubre (o fines de septiembre en esta ocasión), Abrahams convierte el escenario del teatro Sanders de la Universidad Harvard en un carnaval por el que desfilan personajes insólitos como la linterna humana (un hombre muy mayor en ropa interior y pintado de dorado que alumbra el escenario con una linterna de pilas), el rey y la reina de las albóndigas suecas (en alusión de los reyes de Suecia, que entregan los premios Nobel) y un montón de premios Nobel legítimos, encargados de entregar los Ig Nobel a los afortunados ganadores. Los premios Ig Nobel se otorgan por investigaciones "que primero hacen reír y luego hacen pensar", es decir, investigaciones científicas genuinas publicadas en revistas especializadas, pero cuyo objeto puede mover a risa. El año pasado, por ejemplo, el premio Ig Nobel de química fue para el equipo de Miguel Apátiga, del campus Juriquilla de la UNAM, por usar tequila como materia prima para fabricar una película de diamante artificial.

Este año las investigaciones insólitas también estuvieron a la orden del día. El premio Ig Nobel de la paz les tocó en suerte a Richard Stephens y su equipo, de la Universidad de Keele, Reino Unido, por demostrar que proferir palabrotas sirve para aliviar el dolor y el malestar. Stephens y sus colaboradores pusieron a unos voluntarios a meter las manos en agua muy fría. En una etapa del experimento se pidió a los participantes repetir su maldición preferida tantas veces como quisieran; en otra sólo se les permitieron expresiones socialmente aceptables. En un artículo publicado en la revista NeuroReport en julio de 2009, Stephens y compañía informan que los participantes soportaron mejor la tortura profiriendo palabrotas (aguantaron 40 segundos más, en promedio, y reportaron menos dolor que cuando sólo usaron palabras que no horrorizarían a su abuelita). El equipo de investigadores (y sus antecesores, en estudios previos) piensa que este efecto fisiológico medible de las palabrotas revela algo importante acerca del funcionamiento del cerebro. Piensan que lanzar maldiciones implica los circuitos emocionales del cerebro; en particular, la amígdala, que controla las reacciones de alerta ante el peligro que nos aceleran el ritmo cardiaco y nos preparan para luchar o huir. En cambio el lenguaje normal sólo hace intervenir las regiones del habla del hemisferio izquierdo. Stephens dice: "Proferir improperios es una reacción al dolor tan común, que tiene que haber una buena razón para que ocurra". Y añade: "Yo recomendaría decir palabrotas cuando nos lastimamos". El célebre psicólogo evolucionista Steven Pinker ha analizado el origen de nuestra propensión a maldecir. Al parecer, es parte de la reacción ante el peligro que en otros animales se manifiesta con gruñidos y bufidos y con movimientos violentos. La próxima vez que te dés en el dedo meñique del pie con la pata de una mesa, no te reprimas y suelta sin miramientos esas palabrotas tan coloridas por las que de niño te amenazaron con lavarte la boca con jabón. Te ayudará a soportar el dolor. Lo único malo es que, de mucho usarlos, los improperios pierden tanto expresividad como valor analgésico.

Si las autoridades municipales de tu ciudad no han resuelto los problemas de tráfico, podría interesarles contratar a un nuevo tipo de urbanistas capaces de diseñar vías óptimas para circular: los organismos conocidos como moho mucilaginoso. El moho mucilaginoso es una especie de ameba que crece extendiendo filamentos como telarañas hacia las fuentes de alimento. Atsushi Tero y su equipo, de la Universidad de Hokkaido, Japón, tomaron un mapa de Tokio y ciudades cirunvecinas y colocaron fuentes de alimento para este organismo en los puntos que representaban a las ciudades. Sabiendo que el moho mucilaginoso rehuye la luz, pusieron fuentes de luz para representar el mar y las montañas. Luego dejaron crecer el moho mucilaginoso. El organismo tiró filamentos en muchas direcciones y acabó por colonizar todas las fuentes de alimento. La red de hilos que tendió el organismo se parece mucho a la red ferroviaria de la región de Tokio, e incluso es más eficiente en ciertas maneras. La evolución lleva miles de millones de años perfeccionando el mecanismo optimizador de estos organismos, cuyo único interés es obtener el máximo de nutrientes con el mínimo de gasto. Tero y sus colaboradores pensaron aprovechar esta ventaja de la evolución para pedirle al moho mucilaginoso que diseñe redes óptimas de circulación. Y que nos enseñe a hacerlo: los investigadores usaron las características que observaron en el crecimiento del moho para construir un modelo computacional que quieren usar para optimizar el tráfico. El estudio se publicó en la revista Science en enero de este año. Ayer, Tero y sus colaboradores recibieron el primer reconocimiento a sus esfuerzos: el premio Ig Nobel de planificación del transporte.

Éste es mi homenaje al tráfico de mi cudad, en forma de canción medieval inglesa (compuesta por Francisco Delahay y yo):

Misterios del chile

2010-09-24T07:53:00.000-07:00

Las plantas no la bailan sin huarache; o dicho de otro modo, no hacen nada en vano: las espinas de la rosa son una defensa, el colorido de una flor sirve para atraer a los polinizadores, los frutos son premios que ofrece la planta a otros organismos para que dispersen sus semillas. Por eso los frutos deben ser nutritivos y saber bien.

Y ése es el misterio de las plantas del género Capsicum, los chiles, cuyos frutos contienen sustancias que estimulan los receptores nerviosos de la piel y las mucosas. Estas sustancias, la principal de las cuales se llama capsaicina, simulan la sensación de calor. Los chiles las contienen en distintas proporciones, según la especie y según el lugar donde crezca la planta. ¿Qué beneficio puede extraer la planta de dar frutos que hacen creer a quien los consume que se le está achicharrando la lengua?

Al parecer, la capsaicina es un fungicida. La producen las plantas de este género para combatir cierto hongo específico que las ataca. Se ha observado que las plantas de una misma especie producen más capsaicina en ambientes húmedos, donde medra ese hongo, y en cambio producen menos en entornos secos, donde los hongos son menos comunes. A mí me habían dicho que los chiles picaban más o menos dependiendo del suelo en el que crecieran –y así, una misma especie, cultivada en Perú, no picaba igual que en México. La explicación de los hongos me parece más razonable.

Así pues, los chiles pican para protegerse de un hongo. Muy bien. ¿Cómo dispersan sus semillas, si en lugar de premiar al organismo que se los come, lo torturan? Resulta que la capsaicina y sustancias semejantes afectan a los mamíferos, pero no a las aves, cuyos mecanismos para detectar dolor y quemazón no funcionan igual que en otros organismos. Las aves pueden comer chile impunemente y así dispersar las semillas de estas plantas. El chile sólo te pica si eres mamífero.

Y éste es el otro misterio: nosotros somos mamíferos. La capsaicina nos produce una sensación que se puede clasificar como dolor. En concentraciones diversas, como en las distintas especies de chile, el dolor de la capsaicina va de molesto a insoportable. Sin embargo, todas las culturas de regiones donde crecen chiles han incluido estas plantas en su dieta; y hoy en día el gusto del chile se ha extendido a países que no eran tradicionalmente chilívoros, como Estados Unidos, donde se cultivan muchas variedades y se organizan anualmente festivales con muestras de salsas y concursos de comer chiles en los que gana el que soporte mejor el dolor. ¿Qué beneficio sacamos nosotros de consumir un fruto tan poco amigable?

Hay quien alega que el chile aporta beneficios al organismo: baja la presión, aumenta la salivación (lo que es útil cuando uno come muchas tortillas, por ejemplo) y tiene efecto microbicida. Así, el gusto del chile sería un placer utilitario, como tantos otros (el placer es la señal que da el cerebro para indicar que hemos realizado una acción que mejora nuestras probabilidades de sobrevivir y reproducirnos, lo que explica el origen de muchos placeres comunes).

Paul Rozin, de la Universidad de Pensilvania, tiene otra hipótesis: que el gusto del chile no proviene de ningún beneficio al organismo, sino de una especie de masoquismo benigno que él ha observado en sus experimentos con chiles. En una prueba, puso a los participantes a ingerir cantidades cada vez mayores de capsaicina. Cuando al final les preguntó qué nivel preferían, la mayoría se decantó por el que les había producido más dolor. Para Rozin, el placer del chile es como el gusto de las emociones fuertes en las ferias. En una montaña rusa, todos los estímulos le indican al cerebro que estamos en peligro de muerte; sin embargo, racionalmente sabemos que no. Esta contradictoria mezcla de instinto y raciocinio se ha usado también para explicar el efecto de las cosquillas: éstas simulan una agresión, pero la víctima sabe que las intenciones del supuesto agresor son perfectamente amistosas (salvo las cosquillas entre hermanos, cuyas intenciones son siempre nefastas, y me consta). Otra cosa es explicar por qué hemos desarrollado estos extraños mecanismos de masoquismo benigno; pero, por el momento, Rozin está concentrado en reunir más pruebas de que éstos son el origen del placer del chile.

¿Se han preguntado cómo se hacen las pruebas para medir el grado de picor de un chile? Yo sí. Me imaginaba experimentos como los de Rozin, en que se pone a un panel de voluntarios a comer unos chiles mortíferos. El nivel de picor se podría determinar, por ejemplo, por la intensidad media de los gritos de los participantes. Pero no. Para atribuir grados de picor en la escala de Wilbur Scoville (inventada por ese químico en 1912) se machaca el chile, se hace un extracto y se diluye hasta que la capsaicina sea indetectable. La solución se les da a probar a unos voluntarios (cuatro o cinco), aumentando a cada paso la concentración de capsaicina hasta que todos los participantes detectan la más tenue sensación de calor. El grado mínimo de dilución que produce una sensación detectable es el grado de picor en la escala de Scoville. Así, los pimientos tienen un grado Scoville de cero y los chiles habaneros unos 300,000 grados. El chile más picante es una especie de la India que alcanza un millón de grados en la escala de Scoville. Puro masoquismo.

Falsa historia del café

2010-09-02T11:03:00.000-07:00

Es costumbre hoy en día poner en internet el primer capítulo de los libros que uno escribe para abrirles el apetito a los posibles lectores y compradores, de preferencia lo segundo. Aprovecho que este blog ya tiene lectores en todo el mundo para ofrecer aquí las primicias de un libro que estoy planeando escribir. Es una historia del café, pero les confieso entre nous que me ha costado mucho trabajo encontrar material, así que me he visto obligado a novelar un poquito, como hacemos a veces los divulgadores (je, je). He puesto todo mi empeño en que lo inventado no se distinga de los documentado. Creo que me salió muy bien...

Breve historia del café

Cuenta la leyenda que los efectos bien conocidos del café los descubrió hace mucho tiempo un pastor etíope al ver a sus cabras comportarse de una manera insólita luego de mascar unas frutitas rojas que no figuraban en la dieta habitual de los animales. Ante los ojos del atónito pastor, las cabras se pusieron lentes, sacaron de quién sabe dónde unos libros gordísimos y se pusieron a estudiar toda la noche.

El pastor informó del suceso a unos monjes que vivían por ahí y éstos tuvieron la idea más natural: descarnar las frutas, sacarles las semillas, dejarlas secar unas semanas, tostarlas, molerlas, preparar con el polvo una infusión, servirla en tacitas de porcelana, añadir azúcar al gusto y sentarse a beberla junto a unas mesitas llenas de libros de arte.

Al cabo del tiempo el brebaje se extendió por las Arabias y se convirtió en bebida sagrada en virtud de sus cualidades estimulantes. Como no había quien se soplara una ceremonia religiosa sin empezar a cabecear, las autoridades eclesiásticas decidieron poner a la entrada de los templos una máquina expendedora de café (a dos dinares cincuenta la tacita).

El tiro habría de salirles por la culata. Al poco rato los fieles sacaron de los templos el café --que en esas tierras se llamaba qawah-- y se lo llevaron a las calles, donde no tardaron en aparecer tenderetes muy agradables en los que se vendía café a dos dinares veinte, más barato. Estos negocios tenían nombres como Ishtar-buqs, Al-parnaso-al-qoyowahqan y Qandhi-libros-ibn-mikhelangeldeqevehdo, y allí se reunía el pueblo a discutir de política. Por el barrio se paseaban personajes pintorescos que llevaban bajo el brazo sendos ejemplares del libro subversivo Al-dinares (“Das Kapital”, en alemán), del filósofo árabe Qar-al-Markhzizmi.

Cundió el descontento. Las autoridades prohibieron la bebida otrora sagrada. Al pueblo le importó un qaqawahte. El café quedó establecido como bebida de las masas.

El café entró en Europa por la puerta de atrás, que en aquellos tiempos era la puerta de enfrente: Turquía. Se le consideró bebida de infieles, y por lo tanto nefasto, hasta que el papa lo probó. Entonces, milagrosamente, se le quitó lo nefasto (al café). Con el beneplácito de la Santa Iglesia, la infusión de capruno linaje se diseminó por occidente y los europeos empezaron a comportarse como unas cabras.

Para el siglo XVIII la bebida estaba tan arraigada en el viejo mundo, que Johann Sebastian Bach compuso sus célebres Kaffee-Kantate, una de las cuales, hoy perdida, empezaba con un coro a capella que cantaba “¡Ay, mamá Iné’! ¡ay, mamá Iné’! Todo’ lo’ negro’ tomamo’ café” con la misma línea melódica que el Kyrie de la Misa en si bemol, pero en tempo di cia-cia-cià.

Eso es todo lo que los voy a dejar leer. Si quieren saber qué pasa después, compren el libro. Espero comentarios.

La vida de los selenitas

2010-08-27T06:39:00.000-07:00

Las mentes inquisitivas como las que nos dio la evolución a los humanos son como aspiradoras que buscan y absorben información para edificar con ella teorías que nos expliquen el mundo; la única desventaja es que nuestra manía explicadora no deja de funcionar cuando los datos escasean, o dicho de otro modo, que cuando no sabemos, inventamos.

Le sucede al estricto racionalista tanto como al rústico supersticioso (digamos, el arzobispo de Guadalajara): todos especulamos, todos construimos conjeturas temporales que nos sirven de andamio para el pensamiento a falta de información concreta. La diferencia entre el racionalista y el supersticioso quizá sea que el primero está más dispuesto a mudar de opinión que el segundo, aunque todos podemos caer en la tentación de aferrarnos a nuestras ideas a medio cocer, que en ese caso se pueden llamar sin tapujos prejuicios. Pero cuando la especulación toma la forma de un juego con el que nos entretenemos mientras esperamos más datos, puede tener resultados muy divertidos.

En 1686 un escritor y dramaturgo francés llamado Bernard de Fontenelle publicó un libro titulado Conversaciones sobre la pluralidad de los mundos. Además de literato, Fontenelle era científico --o filósofo natural, como se decía entonces-- y estaba de lo más actualizado en astronomía, ciencia que en ese siglo había pasado por la revolución más importante de su historia: casi 60 años antes la iglesia católica había obligado a Galileo a abjurar del movimiento de la tierra; en 1686 la tierra y los planetas se movían alrededor del sol sin que nadie se ofuscara. La astronomía, y la ciencia en general, causaban furor. Fontenelle construyó su libro como una serie de conversaciones ficticias entre un filósofo y una dama de la nobleza parisina que pasan una temporada en el campo. Por las noches, conversan sobre los planetas y las teorías que los filósofos han moldeado para explicar sus movimientos. La marquesa no es versada en ciencias, pero tiene un intelecto y un ingenio agudos que deslumbran a su invitado. A lo largo de cuatro noches, el narrador convence a la condesa de que la luna y todos los planetas del sistema solar están habitados por seres inteligentes, e incluso especula sobre la vida en los otros mundos. Fontenelle usa hábilmente el pretexto de la marquesa y la vida en otros mundos para exponer lo último en astronomía y el libro puede considerarse la primera obra moderna de divulgación de la ciencia.

En la segunda velada el narrador (a quien desde ahora llamaremos Fontenelle) y su guapa marquesa discuten "que la luna es una tierra habitada". Luego de convencer a la marquesa de que la luna se parece más a la tierra de lo que se había pensado desde la antigüedad, Fontenelle extrapola: si se parece tanto, ¿por qué no habría de parecerse también en el estar habitada por seres inteligentes? "¿Hombres en la luna?", pregunta la marquesa. Hombres no, contesta el filósofo. Sin siquiera salir de la tierra vemos grandes diferencias entre los habitantes de un hemisferio y otro, ¿cuánto más grandes serán esas diferencias si las llevamos a la distancia de la luna? Así pues, no serán humanos los selenitas, pero sí seres con intelecto. Con esto Fontenelle se precavía contra quien pudiera alegarle que, si hay humanos en la luna, estos humanos no serían salvos por gracia de Jesucristo y por lo tanto su existencia sería una abominación. A lo mejor habría que mandar gente a la luna para evangelizarlos o matarlos. Fue en vano: para 1687, el libro de Fontenelle ya había sido honrado con un lugar en el Índice de Libros Prohibidos de la iglesia católica, que muchos consideran una excelente guía de buenas lecturas (la iglesia se retractó en 1823, pero luego se re-retractó en 1900).

Ya bien parados en el terreno de la especulación sin freno, Fontenelle y la marquesa se imaginan la vida en la luna.

Para empezar, la luna podría tener otro "aire", o sea, una atmósfera distinta. Fontenelle no duda que un día iremos a la luna, pero no será fácil pasar de un aire al otro para los futuros viajeros. El aire de la tierra es más denso que el de la luna, aproximadamente como el agua es más densa que el aire, y así los selenitas se ahogarían si cayeran en la tierra. Al mismo tiempo, podrían aprender a navegar en nuestro aire y pescarnos.

¿Cómo se ve el cielo en la luna? Las atmósferas son como vidrios que tiñen y deforman las imágenes de lo que está afuera. En la tierra vemos el cielo azul porque el aire es azul. Las estrellas son doradas porque así las vería cualquiera que se pusiera un vidrio azul ante el ojo. En la luna quizá el aire es rojo y las estrellas verdes. A la marquesa no le gusta la combinación, pero el filósofo alega que para los selenitas será tan hermosa como para nosotros es la que nos tocó.

El día en la luna dura alrededor de 15 días terrestres. Con tanto tiempo de sol, las temperaturas deben ser abrasadoras. Así pues, los selenitas sin duda viven en ciudades subterráneas.

Fontenelle explica perfectamente por qué le vemos siempre la misma cara a la luna: porque su movimiento de rotación dura lo mismo que su movimiento de traslación, y así, al mismo tiempo que cambia de ángulo, gira la cara y no llegamos a ver el otro lado de la luna. En el cielo lunar (del lado que vemos desde aquí), la tierra debe verse siempre en la misma posición mientras que el resto de los astros --el sol, las estrellas y los planetas-- pasan por el cielo con un ritmo general de una vuelta cada 15 días terrestres. Esta gran bola fija en el cielo sólo cambia de fases, como la luna vista desde la tierra: cuando nosotros vemos luna nueva (cuando la luna está entre el sol y la tierra y la cara que nos ofrece está a oscuras) los selenitas ven tierra llena, y viceversa. Debe ser un espectáculo muy bonito. A lo mejor los poetas selenitas usan la tierra como símbolo de persistencia y para adular a los gobernantes los comparan con la tierra, siempre en la misma posición en el cielo. Los selenitas del hemisferio contrario podrían hacer peregrinaciones para ver la tierra con sus propios ojos. Quizá los habitantes de la luna se imaginan que la tierra está habitada y prestan a sus hipotéticos habitantes la forma y los gustos de los selenitas.

El resto de las veladas campiranas del filósofo y la dama se va en imaginarse la vida en los otros mundos, y Fontenelle lo hace con el entusiasmo deslumbrado del espeleólogo que de un golpe de zapapico abre sin querer una galería inexplorada repleta de cristales maravillosos. Si, encima, el espeleólogo es libre de explorar a sus anchas; si ya no lo lastran las supersticiones tradicionales, a las que hasta hacía poco estaba obligado a rendir pleitesía, más grande es su alegría de encontrar mundos nuevos. Vive la liberté! Conversaciones sobre la pluralidad de los mundos es un libro escrito con júbilo que se nota; quizá por eso fue un best seller de su época.

Con todo, Fontenelle no fue el primero en decorar la luna con habitantes inteligentes; ni siquiera el primero en su siglo. Hacia 1602 el astrónomo alemán Johannes Kepler escribió un libro muy parecido al de Fontenelle en intención y en técnica. Titulado Sueño, es la historia de un pobre islandés que viaja a la luna con ayuda de unos demonios mágicos convocados por su madre. En la luna encuentra lagos y bosques, y una sociedad entregada al culto del globo azul suspendido en sus cielos. Kepler, como Fontenelle más tarde, da forma de cuento a lo que, en el fondo, es un libro de astronomía para difundir las nuevas ideas. Su autor lo consideraba un pequeño tratado de astronomía lunar (además de una especie de locura juvenil, de la que siempre estuvo orgulloso). Mucho tiempo después, Kepler hizo circular el manuscrito entre sus amigos. Después de la muerte del astrónomo, su hijo se encargó de publicarlo. El Sueño de Kepler es claro antecesor de las Conversaciones de Fontenelle, pero yo no diría que le gana el título de primera obra de divulgación moderna, porque el libro de Kepler circuló poco, mientras el de Fontenelle cundió como la pólvora.

A qué huelen las estrellas

2010-08-06T08:45:00.000-07:00

Oler es poner una muestra de cierta sustancia en contacto con los detectores de la nariz. Éstos reconocen las moléculas y envían la información al cerebro para que éste la interprete: "Mmmm, ¡huele a chocolate!" Para oler las estrellas necesitamos un pedacito. El problema es que las estrellas están insuperablemente lejos.

Las estrellas, cuando explotan, siembran el espacio interestelar de átomos de elementos más pesados que el hidrógeno que se han ido cocinando en su interior a lo largo de su existencia. Como la atmósfera en un cuarto lleno de flores, el espacio interestelar debe estar lleno de partículas de polvo estelar que dan olor a estrella. Estas partículas no llegan a la superficie de la Tierra, y si llegaran luego de atravesar la atmósfera y mezclarse con todo lo que contiene, serían irreconocibles. Para atrapar partículas estelares tenemos que sacar la mano como quien quiere comprobar si afuera llueve.

En 1999 la NASA lanzó la sonda Stardust con el objetivo recoger muestras del material que se desprende de un cometa al acercarse éste al sol y traer las muestras a la Tierra para analizarlas. Los cometas contienen en estado puro los ingredientes con que se formó el sistema solar, hace unos 4500 millones de años. Recoger muestras de cometa nos ayudará a entender mejor el origen de nuestros planetas y nuestra estrella. Pero la misión Stardust tiene un objetivo más. En 1993 la nave Galileo, que iba rumbo a Júpiter, detectó una corriente de partículas de polvo que, según creemos hoy, vienen de las estrellas. La nave Galileo sólo iba de paso, sin posibilidad de quedarse un tiempo por la región para explorar. De eso se encargó Stardust. Durante siete años de ires y venires, alejarse de la Tierra y acercarse otra vez, paso cerca de un cometa y dos asteroides y deambuló por la región del flujo de polvo interestelar. En cada ocasión extendió un brazo en forma de raqueta de tenis en el que había una placa de material gelatinoso para que se incrustaran las partículas de polvo y quedaran almacenadas. El 15 de enero de 2006 la sonda regresó a las inmediaciones de la Tierra y soltó una cápsula en la que iban las muestras de polvo de cometa y polvo de estrellas. La cápsulo ingresó en la atmósfera y cayó en el desierto de Utah, donde la recuperaron los científicos del proyecto.

Al incrustarse en el material gelatinoso hasta detenerse y quedar atrapada, cada partícula de polvo deja una estela cuya forma y profundidad dependen del tamaño de la partícula, de su velocidad de impacto y de la dirección de donde proviene. Los granos de polvo cometario son muy pequeños, los de polvo interestelar, según se espera, serán mucho menores: unas cuantas milésimas de milímetro de diámetro, imposibles de ver sin microscopio. Las muestras que recuperaron los científicos son placas de unos 30 cm x 30 cm salpicadas de hoyitos microscópicos y sembradas de partículas de polvo que cuentan una historia.

Falta poder leerla. Para eso, un microscopio automático recorrió fotografiándolo el terreno de la placa dividido en 1.6 millones de parcelas. Como lo que se busca son las estelas que dejaron las partículas al incrustarse en el material, el microscopio tomó 40 fotos de cada parcela a distintas profundidades y una computadora formó con estas imágenes una animación que muestra progresivamente los niveles. El trabajo del científico es analizar cada parcela en busca de la huella inconfundible de una partícula de polvo interestelar. Un indicio importante: la dirección en que penetró la partícula. El sol se mueve arrastrando sus planetas en la dirección de la constelación de Leo, de modo que las partículas que entran en la dirección opuesta tienen altas probabilidades de provenir del espacio interestelar; es como ir en coche en la lluvia: las ráfagas de lluvia se ven venir en la dirección contraria a la del movimiento del vehículo. Lo malo es que la dirección de entrada no basta y que la placa debe contener varios miles de partículas de polvo del sistema solar por cada posible partícula interestelar. Añádase a esta dificultad que el material tiene fisuras y otras imperfecciones que podrían confundirse con estelas de impacto y que el número de parcelas que hay que analizar es descomunal, incluso para un ejército de estudiantes esclavizados: los científicos estaban al borde de la desesperación.

A Andrew Westphal, del Laboratorio de Ciencia Espacial de la Universidad de California, en Berkeley, se le ocurrió resolverlo por computación distribuida. Así se llama el método de cálculo que desde los años 90 usa el programa de búsqueda de inteligencia extraterrestre SETI. Para analizar la montaña de datos que generan los telescopios que están a la escucha de posibles señales provenientes de otras civilizaciones, el programa SETI montó una página web en la que el usuario se inscribe, descarga un programa especial y cede el tiempo muerto de su computadora a este programa para que descargue y analice datos de SETI mientras el usuario va al baño, se toma un café o se rasca la panza. Este proyecto de computación distribuida se conoce como Seti at home, o seti@home. Westphal y sus colaboradores inauguraron el proyecto gemelo Stardust@Home.

O casi gemelo: a diferencia de seti@home, en el que el usuario no interviene para nada, en Stardust@Home el usuario examina con sus propios ojos las parcelas que le tocan . La página ofrece un breve manual de instrucciones con ejemplos de las animaciones y cómo analizarlas. El usuario ve en su pantalla la imagen de la superficie rectangular de una parcela de aerogel. Junto a la imagen hay una columna de barras por las que uno desliza el cursor para penetrar con un "microscopio virtual" a distintas profundidades de la parcela. El instructivo dice qué buscar, cómo reconocer estelas y cómo distinguirlas de fisuras del material y granos de polvo en la lente del microscopio que tomó las fotografías. Se ve bastante divertido. Naomi Wordsworth, que recientemente encontró una partícula que podría ser interestelar, dice que, después de un cansado día de trabajo, ponerse a analizar imágenes de Stardust@Home es como una terapia de relajación. Bruce Hudson, otro usuario, le dedica a la tarea cerca de cinco horas al día, y hasta más. Luego de analizar 25,000 parcelas encontró otra partícula interesante.

El programa tiene ya más de 29,000 suscriptores que están buscando las huellas del polvo interestelar. Al parecer, hay concursos para ver quién encuentra más. Parece divertido.

Mientras tanto, las partículas interesantes siguen incrustadas en el aerogel. Estas partículas podrían ser un tesoro: las primeras muestras de material de las estrellas que han llegado a la Tierra. Para saber si, en efecto, lo son, hay que hacerles distintas pruebas que las desgastan, lo que, siendo tan pequeñas, puede desintegrarlas. Además son tan escasas, que en cierta forma cada una vale miles de millones de dólares (lo que costó la misión Stardust).

Una vez que se confirme que estas partículas son polvo de las estrellas, se podrán poner en una nariz electrónica para que las analice y pueda decir: "Mmmm, ¡huele a estrellas!"

Neandertales, víctimas del prejuicio

2010-07-18T18:08:00.000-07:00

Cerca de Düsseldorf, Alemania, discurre el río Neander entre laderas boscosas. En el valle había, en 1856, una cantera y varias cuevas.

Un día los trabajadores estaban extrayendo piedra del suelo de una cueva cuando se toparon con unos huesos que parecían restos de una persona. Los trabajadores avisaron al capataz y se olvidaron del asunto, pero el capataz, por si las moscas, le envió los restos a un científico de la localidad, llamado Johann Carl Fuhlrott.

Luego de examinar los huesos, Fuhlrott concluyó que eran restos humanos, pero muy antiguos...y seguramente de un individuo enfermo, porque tenía las piernas muy arqueadas y una deformación en el cráneo, al nivel de las órbitas de los ojos. El científico pensó que debía de ser un ejemplar "de las más antiguas razas del hombre".

Pero en 1856 la mayoría de los europeos, incluyendo a los científicos, vivían convencidos de que la humanidad era el pináculo de la creación divina, y que ésta tenía no más de 6,000 años. Así lo habían calculado varias lumbreras, desde el astrónomo alemán Johannes Kepler y el físico inglés Isaac Newton, en el siglo XVII, hasta el arzobispo irlandés James Ussher, en el XVIII, tomando como referencia el relato del Génesis, en la Biblia. A Fuhlrotty sus contemporáneos simplemente no les hubiera entrado en la cabeza que el esqueleto pudiera ser ni una especie antepasada de la nuestra ni un primo cercano: Dios había creado al hombre a su imagen y semejanza de una vez por todas (no por etapas, digamos, ni por ensayo y error) --y a la mujer de la costilla del hombre.

Luego fueron apareciendo más restos parecidos al del hombre del valle del Neander y los científicos del siglo XIX se formaron la idea de una raza degenerada y enferma, dejada de la mano de Dios --sobre todo cuando se encontraron huesos igual de antiguos, pero de individuos más parecidos a nosotros. Ya en el siglo XX otros reconstruyeron el esqueleto del "hombre de Neandertal".

Pero toda reconstrucción es una interpretación. A falta de esqueletos completos, había que suponer muchas cosas acerca del modo de ensamblar aquellos huesos añejos y los científicos se dejaron llevar por sus prejuicios. El hombre de Neandertal así vuelto a la vida resultó un ser encorvado, embrutecido y salvaje, de poca habilidad manual y escasas luces. Esto no tenían manera de saberlo los señores científicos, puesto sólo había huesos para dar testimonio de la vida de aquellos seres, pero siempre es muy bonito creer que lo que no es como nosotros, es por fuerza inferior. Es más, en su prisa por pintar un retrato desfavorable de los hombres de las cavernas, ni siquiera se dieron cuenta de que los neandertales tenían mayor capacidad craneal que los humanos modernos. Los científicos no se libran de los prejuicios de su época, por más que muchos se crean que sí.

Para entonces ya se sabía que la Tierra tenía muchos millones de años. El neandertal era, pues, un ancestro salvaje y bruto de la humanidad de hoy, hermosa, diestra y noble, no faltaría más.

Al prejuicio de la humanidad como cumbre de la creación añádase que los europeos se concebían como la máxima expresión de la humanida. Todas las otras poblaciones humanas eran humanas, sí, pero degeneradas e inferiores. Al neandertal le tocó también esta valoración sesgada. Todavía hoy le decimos "neandertal" a alguien cuya inteligencia queremos poner en duda.

En los años 50, dos paleontólogos llamados William Stuart y A. J. E. Cave (excelente apellido para un paleontólogo) volvieron a reconstruir al neandertal y obtuvieron un individuo más erguido y grácil. Stuart y Cave escribieron: "Si pudiera reencarnarse y meterse en el metro de Nueva York --limpio, afeitado y vestido a la moda--, posiblemente no llamaría más la atención que cualquier otro de sus ocupantes".

Hoy sabemos que los neandertales no son antepasados nuestros, sino primos. El linaje apareció hace unos 500,000 años y pobló Europa, el Medio Oriente y el oeste de Asia. Los humanos modernos aparecieron hace unos 400,000 años en África, y hace unos 100,000 salieron del continente africano y se internaron en Medio Oriente y Europa, donde convivieron con los neandertales durante por lo menos 10,000 años, como se deduce a partir de huesos y artefactos encontrados en las cuevas de la región.

¿Se aparearon los modernos con los neandertales? Los paleontólogos decían que sí porque hay restos de individuos que parecen mezcla de ambas especies, pero otros opinaban que no, sino que los modernos desplazaron a los neandertales y los exterminaron. Hoy la genética viene al rescate de la paleontología --o quizá viene de entrometida a una discusión a la que no la habían invitado. Recientemente, un grupo numeroso de científicos de muchos países, conocido como Consorcio del Proyecto del Genoma del Neandertal, publicó un artículo en el que se informa que el grupo ha logrado reconstruir 60% del genoma del neandertal (y sigue trabajando).

Explicación en inglés del estudio (la función "insertar" está desactivada, de modo que nos tendremos que conformar con la URL):

http://www.youtube.com/watch?v=-1Nrm-M-m14

Los científicos del equipo usaron esta fracción del genoma de los primos neandertales para compararlo con el de varios humanos modernos (y con el del chimpancé, antepasado tanto nuestro como de los neandertales, y cuyos genes sirven de referencia para saber qué parte de nuestro genoma es ancestral y qué parte es más moderna). La comparación muestra que las poblaciones humanas que no provienen de África (básicamente, europeos y asiáticos) tienen entre 1 y 4% de genes en común con los neandertales, lo que indica que las especies sí se aparearon en el Pleistoceno, cuando coincidieron en Medio Oriente. La mezcla debe de haber ocurrido antes de que las poblaciones humanas se diferenciaran, porque incluso los habitantes de las islas del Pacífico asiático, adonde nunca llegaron los neandertales, tienen genes de neandertal.

¿Qué hubiera dicho la gente bonita de la Europa del siglo XIX?

Svante Pääbo, coordinador del Proyecto del Genoma del Neandertal, explica la relación entre neandertales y humanos modernos que se desprende del estudio de su equipo

El ciclorama universal

2010-07-09T06:20:00.000-07:00

En el espectáculo del universo, el ciclorama es tan interesante como los actores

La Sala Nezahualcóyotl de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) es la sala de conciertos más hermosa y avanzada de México. El martes pasado no se usó para un concierto, sino para una conferencia de cosmología organizada por el Instituto de Ciencias Nucleares de la UNAM.

El conferencista fue George Smoot, premio Nobel de física 2006. Smoot empezó su conferencia revelando una imagen del universo recién integrada con datos del satélite Planck de la Agencia Espacial Europea. La imagen acababa de salir del horno el lunes, así que era la primera conferencia que dio Smoot sobre este tema, como él mismo señaló.

George Smoot colabora con el equipo científico del satélite Planck. El trabajo que le valió el premio Nobel lo hizo en los años 70 y 80, y fructificó en los 90 (así cuesta un premio Nobel). Si el universo de veras fue alguna vez una concentración de materia y radiación a temperaturas tremendas, como exige la teoría del Big Bang, hoy aún deberíamos de ver un residuo del resplandor y el calor de esa conflagración inicial, pero un residuo muy atenuado. En concreto, deberíamos de ver un resplandor de radiación de microondas que proviene de todas direcciones con la misma intensidad, una especie de telón de fondo en el espectáculo de las galaxias.

Lo vemos. Se llama radiación cósmica de fondo. Sabemos desde los años 40 que debería existir, pero se detectó hasta 1965. La descubrieron por accidente dos físicos de los Laboratorios Bell, que ganaron el premio Nobel en 1976 (lo que demuestra que algunos nóbeles cuestan menos). Hoy el universo no es una bola caliente de material muy homogéneo como una gelatina, sino una extensión fría de miles de millones de grumos (las galaxias) distribuidos en una estructura de filamentos sembrada de inmensas burbujas vacías, como una esponja. Para explicar esta estructura, la radiación de fondo (que trae información de la época en que el universo era muy pequeño y no había galaxias) no debería de ser completamente homogénea, sino tener grumos también.

George Smoot ideó en los años 70 una manera de detectar los grumos de la radiación de fondo. Propuso un experimento para montar en algún satélite, la NASA lo aceptó y en 1989 se puso en órbita el Explorador de la Radiación de Fondo (Cosmic Background Explorer, o COBE). El COBE estuvo recogiendo datos por espacio de tres años y en 1992 se integró la primera foto detallada del ciclorama del espectáculo universal. Por primera vez, en glorioso tecnicolor, apareció el patrón moteado que explica por qué vivimos en un universo grumoso con galaxias antes que en una fina nube de partículas que no forman galaxias, ni estrellas ni planetas. El equipo científico del COBE estuvo dirigido por Smoot y su colega John Mather, con quien compartió el premio Nobel de física en 2006.

El satélite Planck, lanzado 20 años después del COBE por la Agencia Espacial Europea, en 2009, es un refinamiento del experimento de Smoot y Mather. El lunes 5 de julio se publicó la primera panorámica de todo el fondo de microondas, pero el Planck va a hacer tres más, hasta fines de 2011. Con esta abundancia de datos, los cosmólogos tendrán trabajo para rato. En los próximos años sabremos más sobre el origen del universo, la formación de las galaxias y de la estructura de esponja (la "maraña cósmica", como le llaman los cosmólogos) y los fenómenos físicos que le dieron al universo esta estructura. Quizá también surjan de ahí más trabajos dignos del premio Nobel de física.

Cambio de horario

2010-07-02T09:16:00.001-07:00

La emisión de radio Imagen en la Ciencia cambia de horario: ahora es los viernes, a eso de las 10:45 AM (hora de México).

Para sintonizarla en la Ciudad de México: 90.5 FM.

Se puede escuchar por internet (sólo en directo; no hay podcast): www.imagen.com.mx

Música de la corona

2010-06-29T07:45:00.000-07:00

En los exámenes de cultura musical el candidato tiene que identificar composiciones musicales a partir de dos acordes. Si no puede identificar la composición, por lo menos tiene que tratar de ubicarla en el tiempo.

Si las notas que se oyen en este video fueran una prueba de cultura musical, yo diría que podría ser una pieza de Igor Stravinsky (quizá La consagración de la primavera, de 1913), o tal vez del compositor francés Edgar Varèse. En cualquier caso, de alguna estrella musical del siglo XX.

Pero no. Estos acordes tan "siglo XX" provienen de una estrella, pero no musical: son los sonidos que oiríamos si estuviéramos flotando en la corona del sol.

La corona es la atmósfera del sol. Es una mezcla de gas y partículas cargadas a cerca de 1 millón de grados centígrados. Estos materiales están en constante actividad. En la corona se ven surgir y desaparecer estructuras en forma de lazos y curvas, hechas de plasma. Estas estructuras pueden medir hasta 100,000 kilómetros de largo (unas ocho veces el diámetro de la Tierra). Sus despliegues de actividad ponen a vibrar todo el material de la corona como si fuera el aire en una sala de conciertos. En otras palabras, la corona está llena de ondas sonoras, aunque de frecuencias tan bajas, que incluso si pudiéramos estar ahí sin achicharrarnos no podríamos oírlas.

Robertus von Fáy-Siebenbrügen y su equipo del departamento de investigaciones solares de la Universidad de Sheffield sabían que los lazos de plasma de la corona solar no vibran al azar: pueden agitarse hacia los lados, como las cuerdas de un violín, o extenderse y contraerse, como la columna de aire en el interior de una flauta. Los investigadores tomaron información de videos y fotografías del sol. Luego aplicaron un programa de computadora para convertir esos datos en información acústica y acelerar la grabación para llevarla al intervalo de frecuencias del oído humano. Que el resultado no sea un siseo continuo como de radio sin sintonizar demuestra que la actividad coronal tiene cierta estructura. Esa estructura da información que servirá para entender el mecanismo de la actividad coronal y así poder predecir las tormentas solares. Estas explosiones de actividad eléctrica y magnética del sol pueden freírles los circuitos a los satélites de telecomunicaciones y dejar inoperantes las redes de alimentación eléctrica

El zumbido de la vuvuzela

2010-06-15T11:06:00.000-07:00

Los sudafricanos expresan su entusiasmo durante un partido de futbol haciendo sonar unas cornetas de plástico que, juntas, producen un zumbido insoportable para los jugadores, los comentaristas y las autoridades de la FIFA. La corneta de marras se llama vuvuzela y no ha faltado quien se queje de esta simpático costumbre de Sudáfrica. "¡A ver si ya dejan en paz la maldita vuvuzela!", decía el otro día un cronista de deportes, entre divertido y fastidiado del continuo clamor.

En efecto, el zumbido de las vuvuzelas es continuo y homogéneo, como si todos se pusieran de acuerdo para soplar al mismo tiempo y sin parar; pero si hiciéramos una encuesta a la salida del estadio entre los portadores de vuvuzela, quizá nos llevaríamos una sorpresa: unos dirían que soplaron sólo en los goles, otros que cada varios minutos, un par de locos dirían que soplaron todo el tiempo con intervalos sólo para respirar, pero ese par de locos no explican la intensidad del zumbido. En resumen, nadie tiene la culpa del continuo zumbido, que es un efecto interesante de lo que en estadística se conoce como ley de los grandes números.

Un individuo cualquiera, tomado al azar entre los vuvuzelóforos, tiene pocas probabilidades de estar tocando la corneta en un instante dado, pero en un estadio de 80,000 ocupantes habrá en cualquier instante un número importante de personas haciendo ruido. Ese número será aproximadamente el mismo de un instante al siguiente aunque no sean exactamente los mismos individuos los que están soplando.

Así pues, la conducta de un sudafricano con vuvuzela puede ser errática, azarosa, veleidosa, pero el comportamiento estadístico de muchos sudafricanos es estable: no habrá instante en el partido en que no se oiga el clamor constante y homogéneo... más constante y homogéneo mientras más gente haya en el estadio. Lo mismo ocurre con los destellos de los flashes durante un concierto de rock: aunque usted sólo tome cuatro o cinco fotos durante todo el concierto, a cada instante habrá un número apreciable de cámaras disparando. Si en vez de 80,000 personas hubiera 80 millones, es fácil imaginar que en lugar de destellos aislados veríamos un resplandor continuo, el equivalente lumínico del zumbido sudafricano.

Ningún individuo tiene la culpa del comportamiento estadístico de la multitud. Si les suplicamos que dejen la maldita vuvuzela, nadie se sentirá aludido, porque después de todo cada cual dirá que sólo la tocó un par de veces durante el partido. La culpa se distribuye (y se diluye), como en la obra de teatro Fuenteovejuna, de Calderón de la Barca, donde los habitantes del poblado de Fuenteovejuna, hartos de un comendador que los oprime, se unen para despachar al funcionario al otro mundo y a la pregunta de "¿quién mató al comendador?" , responden: "¡Fuenteovejuna, señor!" Así, la culpa también se distribuye en otros delitos sociales que dependen del comportamiento de la multitud, sin que ningún individuo haya cometido infracciones particularmente graves: ¿quién dejó la playa llena de basura?, ¿quién se acabó el agua?, ¿quién es culpable de la contaminación?

¡Fuenteovejuna, señor!

Tras la moraleja barata, volvamos al terreno de la ciencia. Una supernova es una estrella en las últimas etapas de su vida que hace explosión. En una galaxia como la nuestra, con unos 300,000 millones de estrellas, se calcula que, en promedio, hay una supernova cada 300 años. Por suerte para los astrofísicos que estudian las supernovas, no hay que esperar siglos para captar una: todos los días se pueden ver varias porque nuestros telescopios pueden atisbar lo que ocurre en las galaxias lejanas, de las cuales tenemos a nuestra disposición varios millones. Aunque la probabilidad de supernovas en una galaxia individual sea baja, cuando hay tantas es normal ver supernovas todos los días.

Otras dimensiones

2010-06-11T06:36:00.000-07:00

Nos han repetido que el Gran Colisionador de Hadrones va a servir para poner a prueba una teoría que funciona sólo si el espacio (o más precisamente, el espacio-tiempo) tiene once dimensiones, lo que suena extraño porque nos consta que tiene cuatro: tres dimensiones espaciales y una temporal. Si la predicción de esta teoría se confirma, la realidad que percibimos sería sólo parte de un universo más complejo y rico, una idea asombrosa y hasta inquietante... mas no nueva.

Para 1916 los físicos conocían dos "fuerzas fundamentales": la fuerza electromagnética y la fuerza de gravedad. Todas las interacciones entre objetos tenían que reducirse a alguna de estas dos. La interacción electromagnética se describía por medio de las ecuaciones de Maxwell desde fines del siglo XIX; y en 1915 Albert Einstein había propuesto una nueva manera de entender la gravedad. Su teoría general de la relatividad, que sustituiría a la antigua teoría de la gravitación de Isaac Newton, era la descripción matemática de esta visión renovada.

Hoy que conocemos dos interacciones fundamentales más nos preguntamos por qué hay cuatro y no una sola. A principios del siglo XX algunos físicos se preguntaban lo mismo: por qué hay dos fuerzas fundamentales en el universo y no una sola. ¿Podría ser que las dos que percibimos son las caras de una misma moneda? ¿Se podrá construir una teoría única para las dos interacciones? Sería muy elegante, pero al mismo tiempo parecía difícil porque las fuerzas eléctricas y magnéticas y la gravedad son muy distintas. Para nombrar una diferencia entre muchas, la fuerza electrostática (que se manifiesta, por ejemplo, cuando a uno se le paran los pelos al peinarse) puede atraer o repeler, mientras la gravedad siempre es de atracción.

En 1919 Einstein recibió una carta de un físico polaco desconocido, de nombre Theodor Kaluza. Einstein no lo sabía, pero a sus 34 años Kaluza llevaba diez sin publicar ningún artículo de investigación, por lo que no había pasado de los puestos más bajos de prestigio y sueldo en el escalafón académico de la Universidad de Königsberg. Kaluza apenas podía mantener a su esposa y a su hijo por encima del nivel de la pobreza.

El físico polaco se había interesado en la teoría general de la relatividad. El meollo de la teoría es un sistema de ecuaciones que describen la deformación del espacio-tiempo que cabe esperar dada cierta distribución de masa (por ejemplo, una estrella esférica, una galaxia, un agujero negro). Esas ecuaciones operan en un espacio-tiempo de cuatro dimensiones, naturalmente, puesto que se construyeron para describir la fuerza de gravedad en el mundo real. Pero Theodor Kaluza probó un experimento: resolver las ecuaciones de Einstein en cinco dimensiones (le añadió una dimensión al espacio). El osado físico obtuvo la esperada descripción de la gravedad para las tres dimensiones de espacio y una de tiempo tradicionales, ¡más las ecuaciones de Maxwell del electromagnetismo! Dicho de otro modo, añadiendo una dimensión al universo, Kaluza obtuvo una descripción unificada de las dos interacciones fundamentales que se conocían en su época.

Muy emocionado, le escribió a Einstein para contarle su resultado. En la carta, Kaluza solicitaba ayuda para publicarlos en forma de artículo de investigación. A Einstein le gustó la idea y se lo dijo a Kaluza; pero también expresó ciertas rservas. Antes de animarse a presentar el artículo de Kaluza ante la Academia de Ciencias de Berlín, el físico alemán le pidió al polaco algunas precisiones, que Kaluza proporcionó. En el espacio de un mes los dos físicos --el célebre y el desconocido-- intercambiaron cuatro cartas, lo que podría parecer muy esperanzador para Kaluza: su idea había conseguido impresionar al creador de la teoría general de la relatividad, que ya era muy reconocido entre los físicos. Pero mientras Einstein titubeaba, Kaluza seguía pobre y sin artículo publicado.

Ese mismo año Einstein pasó de la fama gremial a la celebridad internacional que le conocemos cuando la expedición del físico británico Arthur Eddington envió noticias de que había comprobado un resultado importante y asombroso de la teoría general de la relatividad. Los expedicionarios se dividieron entre la ciudad de Sobral, Brasil, y la isla de Príncipe, en el océano Atlántico, para tomar medidas de la posición de las estrellas que se dejarían ver detrás del sol en el momento de un eclipse. Las mediciones servirían para verificar si la luz de esas estrellas se desviaba al pasar por las inmediaciones del pesado sol en su marcha hacia la Tierra. Eddington reportó que sí, y la noticia le dio la vuelta al mundo. Hubo periódicos que le dedicaron la primera plana (¡a una noticia de ciencia!, ¡qué tiempos aquellos!). Albert Einstein, súper estrella.

Bien sabido es que las estrellas tienen poco tiempo para atender asuntos de poca importancia. Las tribulaciones de Theodor Kaluza pasaron al segundo plano. Einstein tenía cosas más urgentes que hacer. El artículo de Kaluza no se publicó hasta 1921. Para entonces la comunidad de físicos en general también estaba ocupada en otra cosa: construir la muy prometedora teoría cuántica, disciplina que estaba en pleno auge en los años 20. Kaluza y su idea de añadir dimensiones al universo para construir teorías unificadas de las fuerzas de la naturaleza sonaron poco. Pese a todo, y para tranquilidad de los lectores que aún sufren por las personas en desgracia, Kaluza terminó por conseguir buenos puestos académicos, y aunque no vivió en la opulencia, pudo darle a su hijo una educación decente: Theodor Kaluza junior, muerto en 1994, fue un respetado matemático.

La historia de Kaluza muestra que la historia de la ciencia, como el universo que vislumbró el físico polaco, también tiene una dimensión que raras veces se nos muestra: la dimensión humana.

Funeral retrasado

2010-06-05T03:10:00.000-07:00

Don Nicolás Copérnico, de Thorun, Polonia, falleció el 24 de mayo de 1543). Fue sepultado el 22 de mayo...¡pero de 2010!

No es que haya permanecido insepulto estos 467 años. Al morir lo enterraron en la catedral de Frombork, Polonia, pero nadie sabía dónde habían quedado los restos exactamente. Mas no por falta de ganas: hubo quien intentó encontrarlos en 1802, 1909, 1939 y 2004, pero el esquivo canónigo no se dejó ver.

Hasta que, en 2005, el arqueólogo Jerzy Gassowski y su esquipo encontraron un cráneo bajo el piso de la catedral. El cráneo se usó para reconstruir el posible rostro de Copérnico (la historia la conté aquí en 2005). Más tarde se comparó el ADN de los huesos con muestras de pelo que se extrajeron de entre las páginas de un libro que perteneció a Copérnico, libro que se conservaba en la Universidad de Uppsala, Suecia. La prueba resultó positiva, con lo que los arqueólogos y forenses están casi seguros de que los huesos que encontró Gassowski son del astrónomo. Con esta certeza, el pasado 22 de mayo los restos se reubicaron con pompa y circunstancia para que Copérnico tuviera por fin una tumba bien identificada. He aquí la ceremonia:

Plácidos mares de metano

2010-05-18T06:59:00.001-07:00

Atención vacacionistas y desarrolladores de sitios turísticos: ¿cansados de las mismas playas de siempre, con arena, sol, agua a 30 grados Celsius, palmeras, restaurantes de mariscos y animadores gritones y ñoños? Pues la ciencia les ofrece playas nuevas y diferentes: las de los mares de Titán.

Titán está aproximadamente diez veces más lejos del sol que la Tierra, girando alrededor de Saturno. Desde 2004, la sonda Cassini, de la NASA y la Agencia Espacial Europea, anda rondando Saturno y sus muchas lunas. Durante uno de sus acercamientos a Titán, en 2007, la sonda Cassini lanzó una señal de radar sobre una región de la superficie de Titán que se encuentra cerca del polo norte del satélite. Titán está cubierto por una densa capa de nubes que no dejan escudriñar su superficie con telescopios desde la Tierra ni con cámaras fotográficas, desde la sonda. La señal de radar se usó para trazar un mapa de la región en cuestión. Se observó una mancha oscura de contorno irregular, como un lago terrestre. Los científicos la nombraron Kraken Mare, o Mar del Kraken, por el monstruo mitológico nórdico llamado así.

Las manchas oscuras de la luna también se llaman mares sin que lo sean. Ponerle así a la mancha oscura no la comprometía a estar hecha de agua, ni siquiera de ninguna sustancia líquida. Desde los años 70 se sospechaba que en Titán podía haber lagos de metano líquido y en 2004 la sonda Huygens, que venía montada en la Cassini, penetró en la atmósfera de Titán y bajó hasta la superficie tomando fotografías aéreas que muestran formaciones muy parecidas a ríos y costas lacustres. Con todo, nadie estaba seguro de que lo fueran. Faltaba saber si contenían un líquido (que no podría ser más que metano, con algunas otras cosas como etano y nitrógeno líquidos).

Hacia 2009, el sistema saturniano entró en una parte de su órbita en la que el sol ilumina el hemisferio norte de Titán (no quiero decir que llegó la primavera en Titán porque esa palabra me evoca florecitas y pastizales reverdecientes, o por lo menos días calurosos y en Titán ambas cosas son desconocidas). El 8 de julio las cámaras de Cassini captaron el reflejo que adorna la cabeza de esta entrada de blog. Un grupo de 15 científicos dirigidos por Katrin Stephan, del Instituto de Investigaciones Planetarias de Berlín, examinó el reflejo y concluyó que se trata de un reflejo especular. Este tipo de reflejos sólo ocurre cuando la luz incide en una superficie lisa como un espejo. En un artículo publicado en la revista Geophysical Research Letters el 7 de abril de 2010, Stephan y sus colaboradores (de otras instituciones alemanas y estadounidenses) muestran que el reflejo provenía de Kraken Mare y concluyen que se produjo al incidir la luz sobre una sustancia líquida, con lo que se corona un capítulo de la exploración espacial que empezó cuando Gerard Kuiper se dio cuenta, en 1944, de que Titán tenía atmósfera. Con la certeza de que en Titán hay superficies líquidas grandes y estables, este satélite se convierte en el único objeto del Sistema Solar con mares, aparte de la Tierra.

Eso sí: no va a ser un destino turístico muy concurrido: está a 1400 millones de kilómetros, en vez de agua hay metano líquido y la temperatura no rebasa los 180 grados bajo cero, hay poco sol, ni una sola palmera y ni quien te venda una cerveza a mediodía o un buen coctel de camarones.

El Mar del Kraken tiene una extensión mayor que el mar Caspio, pero no sabemos su profundidad. Ahora habrá que mandar otra sonda que se zambulla en los helados metanos de Titán y nos mande noticias del primer mar extraterrestre del que tenemos noticia.

Prohibición y violencia

2010-05-04T06:50:00.000-07:00

Una sociedad internacional de científicos interesados en la salud y la seguridad de los habitantes de regiones infectadas de narcotráfico publicó un metaestudio (un estudio de estudios) sobre drogas y violencia. La asociación se llama Centro Internacional de Ciencia en Política de Drogas (ICSDP son sus siglas en inglés). El artículo, que es una revisión de 15 estudios publicados a lo largo de 20 años en revistas especializadas, sugiere que aumentar los recursos que dedican los gobiernos a desmantelar el narcotráfico incrementa la violencia. La portada viene adornada con una foto de un vehículo en llamas rodeado de camionetas de policía en Zihuatanejo.

Estuve buscando medios mexicanos que reportaran esta noticia para ver qué opinan los lectores. La opinión mayoritaria se puede resumir por medio de este comentario emblemático: "No manchen, ¿tuvieron que hacer un estudio para eso?" Al parecer, a muchos compatriotas les parece evidente que la política de prohibición lleva a la violencia. También les parece que no habría que gastar tiempo, dinero ni esfuerzo en hacer estudios sobre esto: ¿a poco se tiene que estudiar lo obvio?

Y la respuesta es que sí. Lo que es obvio para unos no lo es para otros (está clarísimo que al gobierno de México, por ejemplo, no se le ha pasado por la mente que su guerra contra el narcotráfico pueda ser indirectamente la causa de la violencia). Además, lo que es obvio en un tiempo y un lugar no lo es en otros. Recordemos cuan obvio era en Europa hasta el siglo XIX que los europeos eran superiores al resto de los humanos, cuan evidente fue durante milenios que los hombres eran mejores que las mujeres, que los cristianos eran mejores que los musulmanes, los judíos, los budistas, los paganos y los ateos... Puro prejuicio, basado en creencias, no en pruebas. Si queremos saber, y no sólo creernos cómodamente lo que nos gusta o nos conviene, hay que hacer estudios científicos, es decir, estudios armados con todos los mecanismos que han perfeccionado los científicos para evitar (en la medida en que sea posible) los efectos de nuestra gran capacidad de engañarnos a nosotros mismos (estos mecanismos incluyen usar datos cuantificables, presentar pruebas independientes, explicar cómo se cuantifican esos datos, someter todo a discusión en una comunidad de profesionales muy exigentes...).

Para eso, los autores del estudio del ICSDP empezaron por una revisión exhaustiva de todo lo publicado en inglés en revistas especializadas en el tema. A diferencia de los artículos que salen en periódicos y en revistas dirigidas al público general, las revistas especializadas sólo publican lo que cumple ciertas normas más o menos restrictivas de control de calidad. Los investigadores de esta asociación encontraron poco más de 300 artículos con palabras clave como "drogas", "homicidio", "violencia por drogas", "prohibición" y otras por el estilo.

No se quedaron con toda la lista, empero. De estos artículos eliminaron los que no hacían referencia directa a la violencia del narcotráfico y a las leyes antidrogas. Conservaron así 15 estudios, de los cuales 11 son análisis estadísticos hechos con datos reales sobre violencia y presión gubernamental contra narcotraficantes, dos son estudios cualitativos (es decir, apreciaciones bien informadas, pero sin datos cuantificables) y dos son modelos teóricos. Para ponerle números a las variables (violencia, represión policial), los autores de los estudios originales usaron indicadores como número de muertos por narcotráfico, número de enfrentamientos, fracción del total de aprehensiones que correspondió a aprehensiones por narcotráfico en el periodo de estudio, gastos estimados de la policía, número de agentes de policía que participan en la aplicación de las leyes antidrogas y cantidad de drogas incautadas.

Nueve de los 11 estudios con datos cuantificables reportan una relación importante entre recursos invertidos en aplicación de leyes antidrogas y aumento de la violencia. Un estudio reporta que no hay relación entre estas dos variables. Los dos artículos basados en modelos teóricos dan conclusiones opuestas y los dos estudios cualitativos, que se refieren al narcomenudeo en las calles de Sydney, Australia, encuentran relación entre prohibición y violencia.

He aquí algunos ejemplos concretos que aparecen en una table en el estudio del ICSDP. En su estudio de 1989, Goldstein examina 414 homicidios cometidos en Nueva York y concluye que 39 % se pueden considerar como resultado directo de las leyes de prohibición. Riley, en 1998, examina los casos de seis ciudades estadounidenses y reporta que intensificar la represión del narcotráfico aumentó la violencia en cuatro ciudades y la redujo en dos. Maher, en 1999, observa que, cuando aumenta la represión del narcotráfico, el narcomenudeo se va poblando de gente más dispuesta a arriesgarse, y por lo mismo, más violenta, lo que incrementa el grado de violencia en las calles.

Quizá la parte más convincente del metaestudio del ICSDP es una gráfica extraída del artículo del economista Jeffrey Miron (1999). Miron traza dos curvas: una del número de homicidios, otra de gastos estimados de aplicación de leyes de prohibición del alcohol y de las drogas en Estados Unidos entre 1900 y 2000. Las dos gráficas suben y bajan a la par como una pareja de bailarines. En los años 20 y 30 se ven picos correspondientes a la famosa Ley Seca (o prohibition, en inglés) de Estados Unidos, que hoy asociamos con Al Capone, los Intocables, Lucky Luciano y otros nombres de la mafia y la lucha contra el crimen organizado estadounidense. En los alocados años 60 se observa una reducción casi a cero de los gastos en aplicación de leyes de prohibición (para entonces ya no del alcohol, sino de las drogas) y el consecuente descenso del número de homicidios. Luego las dos gráficas vuelven a subir, pero, cosa insólita, poco antes del años 2000 la de gastos policiales aumenta y la de homicidios, por fin disminuye.

Los autores del estudio concluyen que hay buenas razones para suponer que las leyes de prohibición no están dando resultado y sugieren que es hora de cambiar de modelo, sin pronunciarse por ninguno en particular.

Jeffrey Miron resume los mecanismos que pueden estar relacionando las leyes de prohibición con la violencia: en un mercado ilegal, los participantes se ven obligados a resolver sus disputas con violencia a falta de marco jurídico para hacerlo pacíficamente.

En 1921 Albert Einstein escribió sus impresiones de Estados Unidos, poco después de haber visitado por primera vez ese país, en plena época de la Ley Seca. Dice Einstein: "El prestigio del gobierno se ha reducido considerablemente debido a la Ley Seca, porque nada socava más el respeto al gobierno y a la ley que la existencia de leyes que no hay manera de aplicar. Es un secreto a voces que el aumento del crimen en este país está íntimamente relacionado con esto".

¿Prohibir, pero menos? ¿Legalizar? ¿Qué hacer? El problema es peliagudo, pero en todo caso no se va a resolver con creencias, ideologías ni buenos deseos, sino con evidencia científica.

Discusiones científica

2010-04-27T09:52:00.000-07:00

Los científicos han perfeccionado al máximo el arte de discutir, es decir, de pelear, sin mucho derramamiento de sangre. Como en el box y otros deportes de lucha, hay golpes prohibidos por ser arteros y alevosos. Quien aplica uno de estos golpes se expone a que lo expulsen, o por lo menos al oprobio.

Así, igual que los golpes bajos en box, en una discusión científica se considera artero atacar, no las ideas, sino al contrincante en su persona. “Lo que pasa es que usted es un fascista, un ignorante, un viejito trasnochado, un inmoral…” son ataques a la persona que no afectan la validez de las ideas que ésta exponga. Quien objeta tiene que decir por qué le parece que las ideas no son válidas. Tampoco vale decir “mis ideas son correctas porque sí, porque me apoya el rey (o el papa, o el señor presidente), porque yo soy más listo que usted”. Los expectadores de la contienda no le valdrán estos argumentos al que los esgrima… lo cual no quiere decir que no haya sucedido en la historia de la ciencia.

Newton y Leibniz: A fines del siglo XVII Isaac Newton discutió con Gottfried Wilhelm Leibniz quién había sido el primero en inventar las "fluxiones", que hoy llamamos cálculo diferencial. Newton tenía una personalidad muy desagradable. Era suspicaz, paranoico e implacable. Hoy pensamos que ambos tienen el mismo mérito. Quizá a Newton esto no le hubiera hecho ninguna gracia, porque no estaba en sus capacidades el ser magnánimo. Incluso cuando escribió en una carta su famosa frase "si yo he logrado ver más lejos (aquí no se refiere a Leibniz), es porque me apoyé en hombros de gigantes", la galante alocución no era un gesto de deferencia a sus ilustres antecesores, sino un golpe bajo al destinatario de la carta, Robert Hooke, que era más bien bajito y delgado. Volviendo a Leibniz, aún después de la muerte de éste, Newton siguió dándole patadas, feo comportamiento de nivel tan bajo, que parece extraído del debate político mexicano.

Einstein y Bohr: Los dos científicos de más peso que participaron en la creación de la mecánica cuántica a principios del siglo XX discutieron porque Bohr y sus partidarios alegaban que la teoría cuántica era la explicación más completa posible de los átomos y las partículas subatómicas y Einstein y los suyos decían que no. A partir de un congreso celebrado en Bruselas en 1927, Einstein y Bohr se enfrascaron en una discusión continua que nunca terminó. Einstein ideaba alguna situación física en la que, según él, quedaba claro que la mecánica cuántica no daba la explicación completa; Bohr replicaba con enredados argumentos que, según él, echaban por tierra la objeción de Einstein. Bohr narró la batalla en un artículo muy leído titulado “Discusiones con Einstein” sin faltar ni una sola vez a la gallardía y caballerosidad que se esperaba de una discusión académica en los años 30, 40 y 50. Bohr y Einstein siempre fueron buenos amigos. Einstein murió en 1955. Bohr en 1962. Lo último que dejó escrito Bohr en su pizarrón fue una respuesta nueva a una de las viejas críticas de Einstein: había seguido discutiendo con su fantasma durante siete años.

¿Se acuerdan de aquellas guerras en las que se suponía que uno valoraba a sus enemigos, quizá porque los enemigos lo hacían a uno más fuerte? O bien, pensemos en los deportes como el tenis, donde al final los contrincantes se dan la mano amistosamente (o más o menos). Así ha ocurrido en otras discusiones científicas:

Dennett y Gould: Stephen Jay Gould era un paleontólogo célebre en Estados Unidos y Europa por los bonitos libros sobre evolución que escribió para todo público. Entre los biólogos era famoso por haber sostenido toda su vida que la evolución no avanzaba gradualmente, las especies transformándose poco a poco en otras cuando se daban las condiciones propicias y a lo largo de muchas generaciones, sino por saltos: con largos periodos en que una especie podía permanecer inalterada, salpicados por breves (relativamente) ráfagas de transformación. La hipótesis de Gould se llama “equilibrios punteados” y Gould siempre sostuvo que era una revolución en el pensamiento evolucionista porque la evolución por saltos no era estrictamente darwiniana.

En 1995 Daniel Dennett, que se dedica a explicar el funcionamiento de la mente y de las instituciones humanas a partir de la evolución, escribió un largo argumento para demostrar que, incluso si la hipótesis de equilibrios punteados era correcta — lo que estaba por verse—, no era en realidad ninguna revolución. La evolución por saltos seguía cumpliendo todas las reglas de la selección natural. El argumento aparece como un capítulo del libro La peligrosa idea de Darwin, y se titula “El pastorcillo mentiroso”. Golpe bajo, pero no mucho: se vale hacer mofa del contrincante siempre y cuando uno ataque las ideas solamente.

Gould no se quedó callado. Durante no sé cuántos meses, la revista New York Review of Books estuvo publicando las cartas que enviaban uno y otro (que ahora se pueden leer aquí), largos alegatos que se fueron haciendo más y más amargos y violentos hasta llegar, sí, a los golpes bajos. Dennett llamó a Gould conservador y cosas peores, y Gould acusó a Dennett de ser el perrillo faldero de Richard Dawkins, etólogo británico cuyas ideas ha extendido Dennett.

Pues bien, en un libro de Dennett que estoy leyendo, posterior a la muerte de Gould en 2002, Dennett menciona varias veces con cariño patente a Stephen Jay Gould. Me pareció muy conmovedor, pese a que se podría decir que es fácil para Dennett mostrarse magnánimo ahora que el otro está muerto. Todavía quedan caballeros y caballeras —gente galllarda que puede disentir sin matar.