¿La inmortalidad por 10 dólares?

¿Tienes diez dólares que te sobren? Puedes invertirlos en el Fondo para los Viajes en el Tiempo (The Time Travel Fund). Por esta escuálida suma los organizadores te ofrecen venir a recogerte para llevarte al futuro. La cosa funciona así: uno invierte sus diez dólares, ellos establecen un fondo que se conserva (generando intereses) hasta que se invente la máquina del tiempo. Cuando eso suceda, se saca la lista de los inscritos y se les transporta desde su época. Los organizadores estiman que los viajes en el tiempo sí son posibles y que se inventarán en unos 500 años. Un dólar depositado en este fondo se convierte, al cabo de 500 años y con un interés compuesto del 5 por ciento, en unos 40 mil millones de dólares (y la página web del fondo incluye un applet para calcular cuánto tendrías con diversos parámetros).

¿Cuándo vendrán por ti? Podría ser, por ejemplo, que la limusina cronomovilizadora se presente unos minutos antes de tu muerte. Yo francamente no veo para qué. ¿Para terminar de morirse en el futuro lejano? Mejor que vengan antes. Creo que uno puede especificar. Lo que no puede --y en esto los organizadores hacen mucho énfasis-- es suicidarse para que lo recojan a uno antes. En cambio sí se puede mandar diez dólares a nombre de otra persona, viva o muerta, y hasta de una mascota querida.

Yo lo estoy pensando. La física de hoy permite por lo menos los viajes al futuro, que son los que nos interesan (lo permite la física, pero la técnica no, hay que añadir). Para el pasado la cosa se pone más peliaguda. No sabemos cómo hacerle, pero está claro que habría dificultades. Por ejemplo, con una máquina que nos permita viajar al pasado podríamos ir y suprimir a nuestros progenitores antes de nuestro nacimiento... En fin, que tal vez no sea tan mala idea invertir ese dinero. Después de todo, son sólo diez dólares.

Sí, creo que mandaré los míos y especificaré que vengan a recogerme en este preciso insta

El gran rebotón, o cómo mirar más allá del big bang

El modelo de la Gran Explosión del origen del universo explica un montón de cosas que observamos, pero al mismo tiempo pone a los físicos en aprietos: si echamos el tiempo en reversa el universo se va comprimiendo hasta que todo lo que contiene se concentra en un punto. Entonces las cantidades que los físicos saben esgrimir para explicar el mundo dejan de ser manejables. La densidad y la temperatura, por ejemplo, se vuelven infinitas y la física deja de funcionar, porque no sabemos qué hacer con esos infinitos. El momento mismo del Big Bang es intratable y por lo tanto invisible para la física, como si al llegar al punto inicial nos topáramos con un muro. ¿Cómo remediarlo?

Una solución posible es que no haya tal punto inicial; que el universo nunca haya estado concentrado en un punto, sino simplemente en un volumen extremadamente pequeño, sí, pero no igual a cero. Esto se consigue con una teoría física especial conocida como gravedad cuántica de lazos (loop quantum gravity). Esta teoría se creó para tratar de hacer empatar la teoría general de la relatividad de Einstein, que describe la fuerza de gravedad, con la teoría cuántica. La gravedad cuántica de lazos tiene un bastión en la Universidad Estatal de Pensilvania, donde se ha estado desarrollando a grandes pasos en los últimos años.

Una de las implicaciones más sorprendentes de la gravedad cuántica de lazos (a la que, en adelante, llamaremos GCL) es que el espacio tiene una estructura granular, como una foto digital en la que descubrimos, al ampliarla, que no podemos ampliar infinitamente por culpa de los pixeles. Los pixeles son elementos de imagen que ya no se pueden partir, una especie de átomos de imagen. Pues bien, en la GCL el espacio tiene pixeles, aunque de un tamaño billones de billones de veces más pequeño que un átomo. Esto es buena noticia para quien quiere saber qué pasó en el instante preciso de la Gran Explosión, porque, si la GCL es correcta, entonces el universo nunca tuvo un volumen igual a cero y las variables que usamos para describirlo no se vuelven intratables. Se abre así una ventana, o más bien un orificio, por el que podemos ver el Big Bang... y más allá.

En efecto, el universo podría ser como un calcetín que se da la vuelta (¿la teoría del calcetín del origen del universo?). En vez de crearse de la nada hace 13,500 millones de años, nuestro universo podría provenir de un universo previo, situado del otro lado del Big Bang, idea que han estado explorando los principales defensores de la GCL. Abhay Ashtekar es director del Instituto de Física Gravitacional y Geometría de la Universidad Estatal de Pensilvania y fundador de la GCL. Ashtekar y sus colaboradores explican que, si tienen razón, el otro universo se contrajo hasta que, por efectos cuánticos, la gravedad se volvió una fuerza de repulsión en vez de una fuerza de atracción y puso al universo en expansión. "Hemos mostrado que, en lugar de la Gran Explosión clásica, lo que ocurrió fue un rebote cuántico", dice Ashtekar. Los investigadores hicieron simulaciones por computadora variando distintas condiciones y se convencieron de que la GCL predice consistentemente el rebote cuántico y la existencia de un universo previo (falta que la GCL sea verdad). La idea no es nueva, pero nunca se había apuntalado tan sólidamente con vigas matemáticas. Ashtekar advierte que él y sus colaboradores usaron simplificaciones en sus cálculos, por lo que los resultados podrían no aplicarse al universo real. Habrá que ser prudentes, como siempre en ciencia, y no clamar a los cuatro vientos que el universo es un calcetín.

Entre tanto, en el mundo de la GCL sigue la actividad. ¿Qué se puede saber del universo anterior? Al darse la vuelta el calcetín universal las condiciones son tremendas: grandísimas densidades, altísimas temperaturas... ¿Qué queda del pasado después del rebotón? Detrás podría haber un universo irreconocible, donde el tiempo y el espacio no se parecen nada a los que conocemos, o bien un cosmos tan parecido al nuestro como dos calles de la misma colonia. Sea como sea, no podríamos saberlo, porque según los cálculos de Martin Bojowald, también de la Universidad Estatal de Pensilvania, la información se pierde durante la terrible transición, lo que Bojowald ha calificado de "amnesia cósmica".

Entran en escena Parmpreet Singh, colaborador de Ashtekar e investigador del Instituto Perimeter de Física Teórica, en Ontario, Canadá, y Alejandro Corichi, investigador del Instituto de Matemáticas, Unidad Morelia, de la Universidad Nacional Autónoma de México. En un artículo publicado en la revista Physical Review Letters el 25 de abril de 2008, Corichi y Singh aplican una modificación de la GCL para demostrar que las propiedades del universo anterior se conservan durante el rebote. No hay amnesia cósmica, sino memoria cósmica. Los universos mediados por el rebote cuántico se parecen como dos imágenes mediadas por un espejo, por lo menos en cuanto a estructura y funcionamiento (al parecer, no hay que pensar que del otro lado del espejo tenemos gemelos que viven nuestra vida igual que nosotros, lo que es una lástima).

Corichi y Singh no han demostrado que existió ese universo previo; únicamente han mostrado que, si la GCL es correcta, entonces un universo que cumpla con ciertas condiciones tendría gemelo del otro lado del Big Bang. La GCL es uno de varios intentos contendientes de volver cuántica la gravedad. Ni esta teoría, ni la de supercuerdas, su principal competidora, gozan aún del consenso de la comunidad científica. He aquí la ciencia en plena acción, ideas en flujo, no erigidas en dogma en un libro de texto aburrido. Los adeptos de la GCL tienen la difícil tarea de convencer a sus colegas. Para eso, además de afinar la teoría hasta que explique lo que ya sabemos acerca de la gravedad y la estructura del universo, tendrán que usarla para hacer predicciones que se puedan probar. Y si no pueden, los años dedicados a la teoría, ¿fueron tiempo perdido para sus creadores? De ninguna manera, el placer de la ciencia está en en trayecto, no en el destino.

Cómo encontrar hoyos negros

Cúmulo globular omega-Centauri: grande, brillante... y extraño


Los hoyos negros vienen en tamaños distintos: los hay de masa relativamente pequeña, que se forman al compactarse una estrella masiva que se apaga, y los hay "supermasivos", de masas iguales a miles de millones de veces la del sol. Los hoyos negros comunes y corrientes se encuentran distribuidos por todo el disco de las galaxias, igual que las estrellas a partir de las cuales se forman; los hoyos negros supermasivos, en cambio, viven en el centro de muchas galaxias, entre ellas la nuestra. Nadie sabe muy bien cómo se forman los hoyos negros supermasivos. Misterio cósmico.

La cosa podría cambiar pronto gracias a una investigación de la astrofísica mexicana Eva Noyola y sus colaboradores, Karl Gebhardt y Marcel Bergmann. En un artículo publicado recientemente en la revista Astrophysical Journal, este equipo internacional estudia los movimientos de las estrellas que forman el cúmulo globular conocido como omega-Centauri (más sobre esto en un momento).

Eva Noyola estudió la carrera de física en la UNAM y luego se fue a hacer el posgrado en el extranjero, como se acostumbra. Hoy trabaja en Alemania, en el Instituto Max Planck de Física Extraterrestre (nada que ver con los marcianos; la física extraterrestre es simplemente la física de fenómenos que ocurren fuera de la Tierra). Sus colaboradores trabajan en el Departamento de Astronomía de la Universidad de Texas en Austin y el Observatorio Géminis, con oficinas en Tucson, Arizona.

Los cúmulos globulares son conjuntos compactos y esféricos de hasta un millón de estrellas. Se los encuentra en órbitas distintas alrededor de la mayoría de las galaxias. La nuestra tiene 158 cúmulos globulares conocidos, que forman una especie de halo esférico -o, como analogía menos poética, de nubes de moscas que rondan la galaxia. De los cúmulos globulares de nuestra galaxia el más grandote, brillante y extraño es omega-Centauri. Tiene nombre de estrella porque así se lo clasificó antes de que William Herschel descubriera, alrededor de 1830, que no es una estrella ni una nebulosa, sino un conjunto de estrellas.

Omega-Centauri es raro primero por su tamaño, segundo porque contiene estrellas de muy diversas antigüedades (a diferencia de los cúmulos clásicos, cuyas estrellas son todas igual de viejas), tercero por las también diversas composiciones químicas de sus estrellas y cuarto por lo nerviosas que parecen éstas: Eva Noyola y sus colaboradores midieron las velocidades con que las estrellas más internas orbitan el centro del cúmulo y notaron que son mucho mayores de lo que cabría esperar. Si omega-Centauri se juzga sólo por lo que vemos, entonces las estrellas deberían moverse más lentamente y la diferencia entre la velocidad de las del centro y la de las periféricas debería ser menor. Por lo tanto, concluyen Noyola y amigos, en el centro del cúmulo debe haber algo que no se ve, y que es a la vez muy compacto y muy masivo. Los cálculos del equipo indican que este efecto podría producirlo un hoyo negro con una masa igual a 40,000 veces la masa del sol.

Como siempre en ciencia, hay otras posibilidades, que Noyola, Gebhardt y Bergmann examinan detalladamente en su artículo: que se trate de un grupo de estrellas apagadas (como enanas blancas o estrellas de neutrones), o bien de un grupo de estrellas con órbitas alargadas. Los autores desechan estas posibilidades con bastante confianza basándose en ciertas suposiciones acerca del comportamiento y desarrollo de los cúmulos globulares.

Así pues, podría ser que las rarezas de omega-Centauri se deban --como ya se sospechaba-- a que no es un cúmulo globular, sino una galaxia pequeña en órbita alrededor de la nuestra y a la cual la Vía Láctea le ha robado la mayoría de sus estrellas. La masa del hoyo negro central (aún hipotético) está entre la de los hoyos negros normales, formados por el colapso de estrellas individuales, y la de los hoyos negros supermasivos . Si se confirma la hipótesis de Noyola, Gebhardt y Bergmann, podría ayudar a explicar cómo se forman los descomunales hoyos negros de los centros de las galaxias.

Le escribí a Eva Noyola para preguntarle acerca de su vida. Muchos científicos jóvenes se van por unos años a estudiar e investigar al extranjero. Algunos se quedan ahí, pero otros vuelven. Los egresados de la UNAM por lo general sentimos veneración por nuestra alma mater. Eva Noyola lo expresa de una manera original y poética cuando le pregunto si tiene planes de volver a México y a su universidad. "Mi corazón es azul y mi piel dorada", me escribe, en alusión a los colores emblemáticos de la UNAM (post data: se ha revelado mi ignorancia. En un correo posterior, Eva me informa amablemente que esta frase que me pareció tan "original y poética" es de una porra puma bien conocida. Ay de mí.) Ella quisiera regresar, pero no es fácil. Para empezar, como también ocurre con frecuencia en la vida de los científicos jóvenes, Eva se enamoró en Texas, durante su doctorado y se casó en México con un astrofísico israelí. Hoy viven en Alemania. Para volver a México tendrían que encontrar dos plazas y no una sola, lo que sería, como dice Eva, casi milagroso. Dice Eva Noyola que los sueldos de los científicos en México son perfectamente competitivos; pero lo que más le preocupa es que en México no tendrían, quizá, tan fácil acceso a recursos como "tiempo de telescopio" (el tiempo que se otorga a un investigador para usar un telescopio, recurso muy disputado por relativamente escaso, sobre todo si se quiere usar el Telescopio Espacial Hubble y los del Observatorio Géminis, como Noyola y amigos). Los telescopios mexicanos --muy adecuados para otras investigaciones-- no lo son para el tipo de investigación que hace Eva Noyola. Y por no participar México en el mantenimiento y operación de los grandes telescopios del mundo, los investigadores nacionales sólo pueden solicitar migajas de tiempo que no alcanzan para gran cosa.

Un toque de morbo: si quieren ver qué cara tiene un artículo científico (no de divulgación), descarguen el artículo de Eva Noyola y sus colaboradores de la base de datos ArXiv.org.

Si el sol fuera un chícharo

En días laborables recorro 25 kilómetros a mi trabajo en la Universidad Nacional Autónoma de México. A mí me parece un camino larguísimo. Pero la semana pasada, cuando Pedro Ferriz me sugirió hacer esta cápsula de radio sobre la escala del universo, lo pensé mejor: mis 25 mugrosos kilometritos no son nada comparados con las distancias con las que se las ven diariamente los astrónomos y los 40 minutos que tardo en llegar a mi trabajo palidecen al lado de las distancias y los tiempos que tarda la luz —el agente más rápido del universo— en recorrer los horrorosos abismos del espacio interestelar.

Si hiciéramos una carretera al sol y la recorriéramos en coche a velocidades generosas —digamos, 120 kilómetros por hora— tardaríamos en llegar la friolera de 143 años. El mismo camino le toma a la luz ocho minutos a 300,000 kilómetros por segundo. Casi nada. Decimos que el sol se encuentra a ocho minutos-luz de la Tierra.

El sol está a la vuelta de la esquina en la escala astronómica. Imagínense un chícharo para representar el sol. La Tierra es una mota de polvo invisible que se encuentra a 50 centímetros del chícharo y la nave Voyager 1, el objeto artificial más lejano y que se encuentra en este momento a unas 15 horas-luz de nosotros, anda perdido a unos 56 metros del chícharo. Ése es más o menos el tamaño del sistema solar en la escala en la que el sol se reduce a medio centímetro: digamos, 60 metros, o media cuadra. La luz tarda unas 15 horas en recorrer media cuadra (y el Voyager 1 ha tardado 30 años: despegó en septiembre de 1977 y desde entonces ha ido viajando a varias decenas de kilómetros por segundo). En esta escala un año-luz equivale a unos 35 kilómetros (mi diario peregrinaje a la UNAM equivale entonces a unos 2/3 de año-luz. Con razón tardo tanto en volver, sobre todo con tráfico.)

Pero eso aún no es nada. La estrella más cercana —a unos cuatro años-luz— parpadea tenuemente a 135 kilómetros del chícharo solar, la distancia entre la Ciudad de México y Puebla. ¿Qué pueden significar uno para otro dos chícharos en México D.F. y Puebla? Y eso que estamos hablando apenas de la estrella más cercana.

Nuestra galaxia es un conjunto de unos 300,000 millones de chícharos, canicas y pelotas de basketball (y otros ingredientes) distribuidos en forma de disco a distancias de 100 o 200 kilómetros unas de otras —y en las regiones centrales mucho menos, quizá 10 o 20 kilómetros. Nuestro insignificante chícharo está en los suburbios del disco.

¿A qué distancia, en nuestra escala?

No sé, ¿diez mil kilómetros?, ¿cien mil kilómetros?

No: en esta escala el sol está distante del centro de la galaxia ¡un millón de kilómetros! Nuestra escala chicharesca se vuelve inútil, porque un millón de kilómetros es difícil de imaginar. Es unas tres veces la distancia a la luna. ¿Inventamos una nueva escala en la que la galaxia se convierte en un hot cake?

(gritos de protesta de los lectores de este blog)

Está bien, está bien. Nada de hot cake. Mejor les voy a contar cómo sabemos dónde está el centro de la galaxia.

Harlow Shapley era periodista, pero quería hacer algo más con su vida, de modo que se procuró la lista de carreras científicas que ofrecía una universidad y eligió la primera. Bueno, no: en realidad eligió la segunda. La primera era “arqueología”, palabra horrible que a Shapley se le dificultaba pronunciar. Resultó que la segunda disciplina de la lista era astronomía. Shapley se volvió astrónomo. Con el tiempo llegaría a ser director del Observatorio Harvard College, situado cerca de Boston, donde en 1912 la astrónoma mal pagada y poco reconocida Henrietta Swann Leavitt dio con una manera de determinar distancias enormes en el cosmos.

Hasta entonces, para medir distancias en el cielo, los astrónomos se habían tenido que conformar con un método geométrico conocido desde la antigüedad y que empleaban desde los arquitectos hasta los artilleros para medir distancias en la Tierra. El método de triangulación daba buenos resultados siempre y cuando el objeto cuya distancia se quería medir estuviera a no más de unos cuantos cientos de años-luz, pero se volvía impráctico a distancias mayores. Por lo tanto, los astrónomos no tenían ni idea del tamaño del universo. Muchos pensaban que esas manchitas de luz oblongas que se veían salpicadas por todo el cielo eran estrellas en formación, y por lo tanto se encontraban relativamente cerca. Pero el método de la señorita Leavitt estaba por cambiar esta imagen.

(Lean mi artículo “Henrietta Swan Leavitt, tenaz medidora del Universo” —revista ¿Cómo ves?, No. 111 (febrero 20008)— picando aquí. ¿Cómo ves? se vende en Sanborns y puestos de periódico).

Antes de ser director del Observatorio Harvard, Shapley había trabajado en el de Monte Wilson, en California. Shapley sabía que algunos de los puntos de luz de la Vía Láctea que a simple vista parecen estrellas son en realidad -como revela el telescopio- grupos de muchas estrellas. Estas familias estelares conocidas como cúmulos globulares pueden contener entre 10,000 y un millón de estrellas. Shapley fotografío con telescopio los cúmulos globulares y usó el método de Henrietta Leavitt para calcular la distancia a la que se encontraban. Descubrió que los cúmulos globulares estaban distribuidos sobre una región esférica del espacio. Shapley conjeturó entonces que los cúmulos globulares formaban “una especie de estructura -un vago esqueleto de la galaxia-, el mejor indicio de su extensión y orientación”.

En noches claras sin luna, lejos de la ciudad, la Vía Láctea presenta un máximo de anchura y luminosidad cerca de la constelación de Sagitario, al sur. Shapley descubrió que una tercera parte de los cúmulos globulares conocidos en su época se concentraba en las inmediaciones de Sagitario, en una región del cielo que representa menos del dos por ciento de toda la bóveda celeste. Allí debía encontrarse el centro de la galaxia -muy lejos, más allá de las estrellas de Sagitario. Era una conjetura muy osada, pero resultó correcta. El sol, entonces, no estaba ni por asomo en la región central de su propia galaxia. Hoy sabemos que el Sol gira alrededor del centro de la galaxia a una distancia de 30 000 años-luz (cerca de un millón de millones de millones de kilómetros) y a razón de una revolución cada 200 millones de años.

Shapley estimó el tamaño de la galaxia y le pareció tan desmesuradamente grande, que se convenció de que debía ser la única galaxia en el universo. Otros pensaban -sin tener la seguridad- que no: nuestra galaxia es una de tantas, y las manchitas de luz oblongas no son estrellas en formación, sino otras galaxias, muy distantes. El debate se centró en Shapley y el astrónomo Edwin Hubble (célebre por descubrir, años después, que el universo se expande). Shapley y Hubble se odiaban y el debate tuvo sus momentos sabrosos, pero tendremos que dejarlo para otra ocasión.

La insoportable movilidad del aquí

Cuando vuelvan del trabajo esta tarde su casa no estará donde estaba por la mañana. No se preocupen: de todos modos llegarán, pero, respecto a las estrellas, la casa se habrá movido. Lo cual se debe, of course, a que la Tierra está en movimiento: da vueltas alrededor de su eje una vez cada 24 horas y completa un giro alrededor del sol en unos 365 días y feria. Piénsenlo: mientras están sentados en casa o en la oficina leyendo este blog van disparados por el espacio a velocidades escalofriantes.

La rotación del planeta nos desplaza hacia el oeste a una velocidad constante de unos 440 metros por segundo (en la latitud de la Ciudad de México). El movimiento alrededor del sol nos añade otros 30 kilómetros por segundo (aunque la velocidad orbital y la de rotación están cambiando de orientación la una respecto a la otra todo el tiempo; los 440 metros por segundo a veces se suman, y a veces se restan, a los 30 kilómetros por segundo).

Se podría pensar que ahí para la cosa. Como nos dijeron en primaria, la Tierra tiene sólo dos movimientos. Pues no: la rotación y la traslación son solamente los movimientos de nuestro planeta respecto al sol. Pero éste, a su vez, se desplaza. Nuestra estrella vive en los suburbios galácticos de la Vía Láctea, a unos 30,000 años luz del centro. Como todas las estrellas de nuestra galaxia, el sol orbita el centro galáctico, un poco como los planetas alrededor del sol (y por la misma razón: la fuerza de atracción gravitacional). Como las distancias en la escala galáctica son inmensamente superiores a las distancias interplanetarias que nos separan del sol, éste tarda 240 millones de años en darle una vuelta al centro de la Vía Láctea. Podríamos definir un “año galáctico” de 240 millones de años terrestres. Hace un año galáctico los dinosaurios medraban en la Tierra y no había ni rastro de los seres humanos. El movimiento del sol alrededor del centro de la galaxia nos agrega otros 236 kilómetros por segundo.

Muy bien. Así pues, tu casa se mueve de una manera enredada, a 440 metros por segundo hacia el oeste, 30 kilómetros por segundo alrededor del sol y 236 kilómetros por segundo en torno al centro de la galaxia. ¡Con razón te cuesta tanto trabajo encontrarla cuando estás borracho!

La cosa se pone peor. El sol, en sus revoluciones galácticas, no describe un círculo sencillo, sino que sube y baja como un corcho en las olas -o como los caballitos del carrusel-, movimiento que lo lleva unos 260 años luz hacia arriba y hacia abajo del plano galáctico (si la galaxia, vista de lado, es como una hamburguesa, el plano galáctico es donde está la carnita). Añadamos este subir y bajar a la ensalada de movimientos a los que se abandonan nuestras casas mientras no estamos ahí (y también cuando sí estamos, claro). Ya tenemos el pretexto perfecto para llegar tarde el sábado por la noche.

Pero, ¡momento! La cosa se pone aún peor, porque la galaxia también se está moviendo: se desplaza alrededor del centro de masa del “Grupo Local” de galaxias (nuestras vecinas galácticas más cercanas, a las que estamos unidos gravitacionalmente), y el Grupo Local va lanzado a toda velocidad hacia el Supercúmulo de Virgo (un grupo de galaxias muy numeroso que nos atrae gravitacionalmente junto con las otras galaxias del Grupo Local). Y para terminar, el Supercúmulo de Virgo se está alejando de todos los otros cúmulos del universo porque éste se expande.

¡Qué mareo! ¿Será efecto del eterno girar del universo a mi alrededor? ¿Las revoluciones cósmicas de planetas, soles y galaxias hirviendo en un caldo de espacio-tiempo en expansión? ¿El vértigo metafísico de una mente diminuta en presencia de lo indescifrable? ¿El llamado de auxilio del alma atrapada en un vórtice cartesiano?

…o será que están pintando mi casa y huele a thinner…

En primavera las plantas azulecen

"¡Qué bonita es la primavera, cuando los campos y los bosques se ponen azules!". Tal vez con esta frase celebran en algún planeta la llegada de la estación en que crecen y proliferan los organismos fotosintéticos. En otro planeta, alumbrado por una estrella de otras características, podrían decir: "Todo se ve tan lleno de vida. ¡Negro por todas partes!"

En efecto, las plantas de otros planetas podrían ser de otros colores, como explica en un artículo del número de este mes de la revista Scientific American la biometeoróloga Nancy Kiang, del Instituto Goddard de Estudios Espaciales, de la NASA. Nancy Kiang y sus colaboradores, entre ellos Antígona Segura, del Instituto de Ciencias Nucleares de la UNAM, se interesan en buscar modos de detectar vida en planetas lejanos. Uno de esos métodos podría ser buscar en la luz de esos planetas indicios de que albergan organismos que obtienen su energía de la luz de sus estrellas.

¿Por qué son verdes las plantas en la Tierra? Las plantas son organismos que dieron con una forma muy eficaz de procurarse alimento: alimentarse del sol. Lo hacen por medio de pigmentos (como la clorofila) que extraen energía de la luz que emite nuestra estrella. Para hacerlo de la manera más eficiente, los pigmentos absorben una parte de los colores que componen esa luz. Las plantas en la Tierra son verdes porque la parte verde de las luz del sol no les sirve y la reflejan. El proceso se llama fotosíntesis y es el motor de casi todos los ecosistemas en la Tierra.

¿Puede haber en otros planetas organismos que hagan la fotosíntesis, que extraigan su energía directamente de la estrella que los alumbra? Nancy Kiang y sus colegas piensan que sí. La fotosíntesis surgió en la Tierra al poco tiempo de haberse iniciado la vida ("poco" quiere decir unos 100 millones de años después). Eso podría interpretarse como indicio de que, una vez que la vida surge en un planeta, es relativamente fácil que la evolución dé con la fotosíntesis.

Pero otras estrellas emiten luz con otras combinaciones de colores --o sea, con otro espectro--. Al mismo tiempo, las atmósferas de otros planetas tendrán otras composiciones químicas y por lo tanto filtrarán la luz de sus estrellas de otra manera. El resultado es que los colores más útiles para la fotosíntesis serán otros. Por lo tanto, las plantas de esos planetas serán de otros colores.

Así, si la estrella es una enana roja (una estrella tenue y de luz rojiza), las plantas podrían necesitar absorber todos los colores de la luz disponible para impulsar la fotosíntesis. El color de la vida sería el negro. Si también hay seres inteligentes en esos planetas, los partidos políticos dedicados a defender el ambiente podrían llamarse Partido Negro; o quizá tienen una organización internacional muy aguerrida llamada Blackpeace...

Ciertas estrellas jóvenes son muy fogosas. Emiten grandes cantidades de radiación ultravioleta, por lo que los organismos fotosintéticos, para no acabar fritos como berengenas, tal vez tendrían que vivir bajo el agua. En ese caso, sus colores dependerán de la profundidad a la que vivan.

En otras estrellas con menos radiación ultravioleta pero luz muy intensa, quizá las plantas tendrían que reflejar una buena parte de la luz, incluso una buena parte de la luz útil para la fotosíntesis si ésta fuera excesiva. En ese caso las plantas quizá se verían blancas, o con tonos azulados. E incluso podrían estar parcialmente recubiertas de membranas que reflejan la luz como espejos. Plantas plateadas. ¡Qué bonito!

En los próximos años se lanzarán al espacio instrumentos especiales para buscar planetas parecidos a la Tierra en las inmediaciones de otras estrellas.Con estos estudios, Nancy Kiang, Antígona Segura y sus colaboradores quieren identificar "marcadores" de vida --signos detectables en la luz de los planetas lejanos que indicarían que allí hay vida fotosintetizadora.


Post Data:
Antígona Segura es colaboradora frecuente de la revista ¿Cómo ves?, de la cual soy coordinador científico. En la página de la revista, sección "Temas", subsección "Astronomía" encontrarán un artículo de Antígona Segura acerca de la búsqueda de planetas parecidos a la Tierra en otras estrellas.

Darwin se revuelca en su tumba

Las mutaciones son la clave de nuestra evolución. Nos han permitido evolucionar de organismos unicelulares para convertirnos en la especie que domina el planeta. Es un proceso lento, que normalmente lleva miles y miles de años. Pero cada tantos miles de milenios la evolución da un salto hacia delante.
—Charles Xavier, en X-Men

Sí, como no.
—Sergio de Régules


Hace poco la Fundación Cientec de Costa Rica y la Red de Popularización de la Ciencia para América Latina y el Caribe me invitaron a ser parte del jurado de un concurso de novelas cortas de ciencia-ficción. Las participaciones varían en calidad, pero hubo algunas que no fue nada difícil eliminar sumariamente: contenían errores científicos graves –errores que no cometería una persona con conocimientos científicos mínimos, aunque son perfectamente comprensibles en los legos. Por ejemplo, en una de las novelas unos científicos observaban el desarrollo de unos organismos extraterrestres atrapados en frascos. En eso, los organismos empezaban a transformarse y uno de los científicos exclamaba “¡Están mutando!”, a lo que otro contestaba “No: están evolucionando”. En ese momento dejé de leer.

La trama se repite en las películas y los programas de televisión de los últimos años: un accidente altera el ADN de un personaje y lo convierte en una especie de monstruo. A Peter Parker lo pica una araña superdotada y, claro, le comunica sus poderes. Hace 40 años la araña era radiactiva, hoy es un animal genéticamente modificado cuya picadura le cambia el ADN a su víctima. La molécula en forma de doble hélice da volteretas en nuestras pantallas, y entre destellos y luces de colores, se transforma: se le amputa un tramo, se le añade otro. Voilà!, el afectado se convierte en mutante. Peter Parker amanece dotado de músculos de acero y poderes arácnidos.
Los profesionales de la narración —novelistas, dramaturgos, cineastas— construyen sus tramas siguiendo un principio tácito que manda que la realidad nunca interfiera con una buena historia. El narrador puede emplear los sucesos históricos y los hechos científicos según le convenga, pero cuando no le conviene, se le permite alterarlos. Es lo que se conoce como licencia narrativa. ¿Qué importa que sea biológicamente imposible que haya seres humanos “hace mucho tiempo, en una galaxia muy, muy lejana” si esta inexactitud se usa para crear el mundo fantástico de Star Wars? Lo mismo se puede decir de la serie de películas X-Men: ¿qué importa que la evolución y las mutaciones no funcionen ni remotamente como en el mundo de los superhéroes mutantes de Charles Xavier y su enemigo Magneto? Uno va al cine a divertirse, no a aprender biología.

Con todo, el tema de las mutaciones es interesante porque, en efecto, son la clave de la evolución, y no sólo de la nuestra, sino de la de todas las especies. Una mutación es un cambio en la información genética de una célula. El famoso ADN se puede ver como un paquete de información, una especie de programa que contiene las instrucciones para fabricar y mantener en funcionamiento al organismo al que pertenece. El ADN de un organismo es al mismo tiempo como los planos y el manual de operación y mantenimiento, escrito en un lenguaje químico particular en el que cuatro sustancias distintas hacen las veces de letras. Las mutaciones van desde la omisión o sustitución de una letra (lo más común), hasta la trasposición de párrafos y hasta de volúmenes enteros.
El primer problema con el concepto de mutación de X-Men es que una persona no tiene una sola molécula de ADN, sino miles de millones —una copia independiente en cada célula del organismo. Las mutaciones son accidentes que afectan al ADN de una sola célula. No se transmiten al organismo completo. Para ser mutante hay que nacer mutante, lo cual ocurre cuando el óvulo o el espermatozoide de los que provenimos contienen ADN modificado. En ese caso, cada nueva célula del embrión en desarrollo vendrá equipada con este ADN mutante y el organismo será distinto. ¿Qué tanto?
Las mutaciones más comunes tienen, por lo general, consecuencias imperceptibles —como cambiar el número de surcos de la huella digital, digamos. Las más grandes suelen producir monstruosidades que tienen dificultades para sobrevivir o que ni siquiera llegan a nacer. Las grandes mutaciones producen en el ADN un efecto parecido al del impacto de una bola demoledora en un edificio: lo desorganizan. El que una mutación produzca un ser con superpoderes complejos sería como si la bola demoledora no sólo no tirara el edificio, sino que le añadiera varios pisos con todo y decoración rococó.

En Inglaterra hay una especie de mariposa moteada que se confunde con la textura de los líquenes que cubren el tronco de ciertos árboles. Cuando se posa en ellos, no hay ojo que la distinga. Así evita que se la coman sus depredadores. ¿Qué pasaría si, por alguna razón, los troncos de los árboles se volvieran negros? La mariposa al posarse en ellos ya no estaría oculta. Al contrario, sería tan visible como un barrito en la punta de la nariz. Si su entorno cambiara de esta manera, las mariposas moteadas no tardarían en extinguirse. A menos que…
A principios del siglo XIX los árboles del centro de Inglaterra se volvieron negros como consecuencia del auge de las industrias que usaban carbón como combustible. Las mariposas moteadas estaban en dificultades porque en su nuevo entorno ya no eran viables. Pero la especie no se extinguió en la región porque no todos los miembros de la población eran genéticamente idénticos. Algunos nacían totalmente negros por efecto de una mutación del gen que dicta el color de estas mariposas. Desde luego, los ejemplares negros rara vez vivían lo suficiente como para reproducirse y legar su negrura a sus descendientes. Por lo tanto, había pocos: en 1740 sólo uno de cada 100,000 ejemplares era negro. Pero cuando la industrialización transformó el entorno, el ser negro pasó a ser una ventaja en vez de lo contrario y la variedad negra empezó a proliferar. En 1848 la proporción de ejemplares negros en la población ya era de uno por cada 100 individuos. Para 1959 la variedad negra representaba el 90 % de la población. La especie no se extinguió gracias a la variedad genética que proporcionan las mutaciones. Así opera la evolución: las mutaciones proponen y el entorno dispone.
Las mutaciones son la fuente de variabilidad sobre la que opera la selección natural, motor de la evolución. Pero nótese que no aparecen para salvar a una población en peligro, ni producen automáticamente organismos “superdotados”. La mutación negra de la mariposa moteada ya existía antes de la industrialización de Inglaterra, sólo que no era buena idea. Empezó a serlo cuando los árboles perdieron su cubierta de líquenes pardos y se ennegrecieron sus troncos. Nótese, asimismo, que la mutación negra no hizo que la evolución diera un salto “hacia delante”. Una mariposa negra no es intrínsecamente mejor ni más evolucionada que una moteada. Simplemente está mejor adaptada a un entorno en el que los troncos de los árboles son negros, y prolifera porque los depredadores dejan de comerse a los ejemplares negros por no verlos. Si los árboles recuperan su abrigo de líquenes, la variedad moteada volverá a tomar la delantera. Y si los árboles se vuelven azules la especie desaparecerá. A menos que…
Hoy en día, casi todos los biólogos están de acuerdo en que la evolución no tiene adelante ni atrás, ni va a ninguna parte. La selección natural, como se ve en el caso de las mariposas moteadas inglesas, opera aquí y ahora. Es un proceso automático y no dirigido que no prevé el futuro, del cual no puede saberse nada. Un grupo de organismos muy exitosos llamados dinosaurios, que llevaban cientos de millones de años como dueños del planeta, se extinguió en poco tiempo cuando el impacto de un meteorito de 30 metros levantó tanto polvo y produjo tantos incendios mundialmente que obstruyó la luz del sol durante meses. Así pues, si bien el profesor Xavier acierta cuando afirma que las mutaciones son la clave de la evolución, desvaría cuando nos dice que “cada tantos miles de milenios la evolución da un salto hacia delante”.

Saber nunca nos ha impedido a los seres humanos inventar, ni disfrutar de la fantasía. Conocer este mundo viejo jamás ha sido obstáculo para crear mundos nuevos, ni siquiera entre los científicos, que siempre tienen que recurrir a la imaginación desbocada cuando se topan con fenómenos nuevos que no se han podido explicar. La licencia narrativa que nos otorgamos —o que concedemos a los demás— nos salva de la pedantería de exigir en toda circunstancia el apego estricto a la realidad. Con todo, la ciencia-ficción se autoimpone una restricción por su mismísimo nombre: ha de tener ciencia, y los mejores ejemplos de este género normalmente extrapolan el conocimiento científico de su época sin contradecirlo ni violentarlo demasiado. En mi opinión, la licencia narrativa en ciencia-ficción no puede consitir en contradecir de plano el conocimiento científico del momento. Unos organismos individuales que mutan y evolucionan a ojos vistas no son una extrapolación, sino un absurdo.