Tema navideño con variaciones astronómicas

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

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

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

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.