Ojo del cíclope: el Gran Telescopio Canarias

Encaramado en la dorsal de una sierra que se eleva 2400 metros sobre el terreno circundante, el Gran Telescopio Canarias destaca entre los otros domos del Observatorio del Roque de los Muchachos como un hongo gigante en un campo de champiñones con su cúpula plateada que espejea al sol de la isla española de La Palma, en el archipiélago de las Canarias.

La estructura, alta como una catedral, pero más espaciosa, alberga uno de los telescopios más grandes del mundo. El ojo ciclópeo del Gran Telescopio Canarias es un espejo de 10.4 metros de diámetro, dividido como un mosaico en 36 segmentos hexagonales de 470 kilos cada uno. Están hechos de Zerodur, cerámica vitrificada que resiste sin deformarse apreciablemente los cambios de temperatura. Sus superficies han sido aluminizadas y pulidas hasta un límite de error de 15 nanómetros, lo que significa que se desvían de la forma planeada en menos de un tresmilésimo del diámetro de un cabello. Construir el telescopio y el edificio les ha llevado nueve años –sin contar planeación y diseño—a los científicos y técnicos de cuatro instituciones: el Instituto de Astrofísica de Canarias (del Ministerio de Ciencia e Innovación de España), la Universidad de Florida, el Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica, de México, y el Instituto de Astronomía de la Universidad Nacional Autónoma de México.

De la luz de los objetos celestes que llega a la Tierra se puede extraer mucha información. Pero esa información se enreda y se hace difícil de leer cuando la luz atraviesa la atmósfera del planeta: las nubes, las corrientes y los continuos cambios de temperatura que agitan las capas de aire llenan de borrones las interesantes historias que vienen escritas en esa luz. Por eso los telescopios terrestres se construyen en tierras altas y sitios de buen clima, donde la turbulencia atmosférica es mínima. Las cimas áridas de los volcanes y calderas de las islas Canarias son una de las mejores ubicaciones del mundo para la astronomía. El texto llega a tierra con menos erratas y en una plana menos arrugada.

Pero arrugas sigue teniendo. Para corregirlas, los instrumentos del Gran Telescopio Canarias se equiparán con un sistema de óptica adaptativa. Una computadora analiza la imagen una estrella de referencia elegida entre las que se vean en el campo de observación. A partir de este análisis, la computadora calcula correcciones 700 veces por segundo y las transmite a un sistema de pistones, llamados actuadores, que aplican presión en distintos puntos de los espejos para deformarlos ligeramente, como un plano de agua erizado por el viento. La óptica adaptativa suprime las distorsiones de la atmósfera. Hoy en día, los telescopios terrestres equipados con esta tecnología novedosa no les piden nada a los telescopios espaciales, e incluso llegan a superarlos en algunas tareas.

Si el espejo primario del telescopio es como la pupila del ojo del cíclope –un verdadero abismo abierto a la luz del cosmos— los instrumentos de observación son la retina que capta la luz y la analiza para extraerle la información que se desee. El primer instrumento del Gran Telescopio Canarias es un aparato analizador de luz llamado OSIRIS, que desarrollaron en conjunto el Instituto de Astrofísica de Canarias y el Instituto de Astronomía de la UNAM. Con OSIRIS se puede leer en la luz datos como la composición química del objeto que la emitió, la distancia a la que éste se encuentra y la velocidad con la que se acerca o se aleja de la Tierra. Con estas capacidades, el tiempo de observación del Gran Telescopio Canarias –asignado a diversos grupos de investigación que sometieron propuestas para aprobación de un comité especial— estará dedicado a observar estrellas formándose entre la bruma de inmensas nubes de gas en otras galaxias, buscar planetas girando alrededor de otras estrellas de nuestra propia galaxia –sobre todo planetas parecidos al nuestro— analizar sus atmósferas para ver si pueden albergar vida, caracterizar esa misteriosa sustancia llamada materia oscura que moldea las galaxias y quizá la estructura misma del cosmos, y a explorar las regiones más remotas que se pueden ver con un telescopio terrestre, que son también las más antiguas, para reconstruir mejor la historia de la formación del universo.

Si quieres usar el GTC, tienes que ser de una institución española, mexicana, o de la Universidad de Florida. Luego tienes que presentar un proyecto de observación que diga qué quieres observar y para qué, así como instrucciones precisas para hacer la observación necesaria (que incluyan las condiciones en las que conviene llevarla a cabo). Un comité evalúa tu proyecto. Si lo acepta, se te asigna tiempo de telescopio, aunque no en fechas fijas: tu observación se va haciendo según se vayan presentando las condiciones adecuadas tanto de estado del tiempo, como de gestión del telescopio. Puedes viajar a Canarias para hacer tu observación. El GTC, como todo observatorio, tiene instalaciones para albergar investigadores --una especie de hotel astronómico. O bien, puedes dejar que los técnicos del observatorio hagan tu observación. Los datos se guardan en el servidor del GTC y los puedes usar exclusivamente durante cierto tiempo, al cabo del cual los datos pasan al dominio público. Eso sí: cuando publiques tu investigación, no debes olvidar dar crédito. Se recomienda que, en una nota, pongas "esta investigación se llevó a cabo con datos obtenidos por medio del Gran Telescopio Canarias".

Hace 400 años, en 1609, Galileo Galilei oyó hablar por primera vez de un aparato que se vendía en las ferias y mercados de Holanda. Era un tubo metálico con lentes en los extremos que servía para ver cercanas las cosas lejanas. Sin tener uno a mano, Galileo se puso a reflexionar y a hacer pruebas. Al cabo del tiempo construyó su propio anteojo, como se llamaba entonces el aparato. Luego lo fue perfeccionando y a principios de 1610 lo dirigió al cielo. Con esto, el telescopio dejó de ser un juguete con posibles aplicaciones militares y se convirtió en instrumento para la investigación científica. El Año Internacional de la Astronomía, que estamos celebrando en 2009, conmemora este acontecimiento.

Lo que vio Galileo en el cielo nocturno podría ser motivo de otra historia. La que contaremos hoy es la del más reciente heredero del instrumento de observación astronómica más avanzado del siglo XVII: el más avanzado de hoy, que se inauguró esta mañana con la presencia de los reyes de España, de representantes de la comunidad astronómica internacional, de los directores de las instituciones participantes, y en particular del rector, José Narro Robles, y del director del Instituto de Astronomía de la UNAM, José Franco. No me puedo imaginar mejor manera de celebrar el Año Internacional de la Astronomía y los 400 años de la introducción del telescopio como herramienta para el conocimiento.

Hoy en TV UNAM

La mañana de hoy se inauguró el Gran Telescopio Canarias, en España. A las 10 de la noche de hoy (viernes 24 de julio) TV UNAM (canal 255 de Sky y 411 de Cablevisión, México) transmite la inauguración, con entrevistas y comentarios. El presentador del programa es un servidor de ustedes (o sea, yo). Más información sobre el telescopio y la investigación que impulsará en la entrada del próximo martes.

Neuronas unidas

Todos manejamos nuestras computadoras, lectores de DVD y teléfonos celulares como unos virtuosos, o por lo menos como unos expertos. Eso no quiere decir que entendamos cómo funcionan.

Detrás de las teclas y botones que usamos para comunicarles a estos aparatos lo que queremos que hagan, se encuentra un laberinto de circuitos electrónicos tan populosos y activos como una metrópolis, e igual de complicados. Si de verdad quisiéramos entender nuestras prótesis digitales, habría que seguirles la pista a cada uno de los miles de millones de electrones que transitan por las calles de la ciudad electrónica. Es su actividad concertada la que da como resultado las funciones de la computadora, el DVD y el celular. Los que no somos expertos en informática no nos imaginamos siquiera los procesos que ponemos en marcha al oprimir una simple tecla para poner en un texto un punto y aparte como éste.

Según la visión científica de las cosas, pasa lo mismo con la mente y el cerebro. La mente es la parte visible y aproximadamente controlable del funcionamiento de un aparato complicadísimo llamado cerebro. Hay, pues, dos formas de entender esta pareja: desde "arriba", como quien conoce todas las funciones de su Blackberry sin entender los detalles electrónicos e informáticos, y desde "abajo", construyendo el funcionamiento del aparato a partir del comportamiento colectivo de sus elementos más pequeños. Podríamos decir que la psicología estudia la mente desde arriba y la neurofisiología (y disciplinas aledañas) estudian el cerebro desde abajo.

¿Por qué tendría que haber dos perspectivas para estudiar fenómenos complicados como el cerebro y la mente? Porque, en general, una multitud no se comporta igual que un individuo. Basta pensar en la gente: no se espera lo mismo de una persona que de una sociedad. O bien, piensen en las cosas muy distintas que hacen un grano de arena y una duna; o una molécula de agua y el mar. Los fenómenos que surgen de la colectividad, y que no están implícitos en las características de los individuos, se llaman fenómenos emergentes. La sociedad con todas sus vicisitudes -la cultura, el crimen, la política- es un fenómeno emergente. También lo son las olas y las tormentas de arena.

Y la mente.

Los científicos ya no consideran la mente como un soplo divino que se insufla desde afuera a la materia corporal --como un alma eterna impresa pasajeramente en un cuerpo mortal--, sino como un fenómeno que emerge (en el sentido del párrafo anterior) del funcionamiento colectivo de miles de millones de neuronas. Así pues, una forma de explorar los misterios de la mente es seguirles la pista a las neuronas individuales que componen el cerebro. Las neuronas son las unidades elementales del cerebro. Cada neurona está conectada con muchas otras para formar circuitos muy complejos. Uno de estos es la columna neocortical de los mamíferos, una especie de procesador unitario que funciona aproximadamente como un elemento de una red de computadoras. La corteza cerebral de todos los mamíferos --desde ratones hasta personas-- está organizada en columnas neocorticales. La corteza es la capa externa del cerebro, donde residen las funciones más complicadas, desde el movimiento voluntario hasta la memoria y, en las personas, el lenguaje. La única diferencia entre las cortezas de una especie y otra es el número de columnas y la cantidad de neuronas que componen cada columna. La corteza de los humanos está dividida en cerca de medio millón de columnas neocorticales de unas 60,000 neuronas cada una.

El proyecto Blue Brain, dirigido por Henry Markram, de la Escuela Politécnica Federal de Lausana, Suiza, es el primer intento de simular el funcionamiento de la columna neocortical neurona por neurona. Para eso, Markram y sus colaboradores usan una supercomputadora y un software que simula las interconexiones de las 10,000 neuronas de una columna neocortical de ratón. Para calibrar este modelo de cerebro, el equipo compara su funcionamiento con el de una lámina de tejido cerebral vivo de ratón, el cual se observa por medio de un microscopio especial. Por supuesto, un modelo sólo puede modelar lo que sabemos acerca de las neuronas individuales, pero Markram et al. cuentan con que este conocimiento baste para revelar cosas interesantes acerca del comportamiento emergente del cerebro.

Y así ha sido. En el modelo, que se visualiza en una pantalla, las neuronas individuales, respondiendo a los estímulos de sus vecinas, se organizan espontáneamente y producen patrones de actividad muy semejantes a los que se observan en el tejido vivo. Estos patrones de comportamiento colectivo de las neuronas dan lugar a las funciones elevadas del cerebro: memoria, toma de decisiones, movimientos voluntarios... Pese a que el modelo es relativamente sencillo (aún no toma en cuenta las reacciones químicas a las que se debe la respuesta de las neuronas), sus neuronas artificiales se coordinan solas; hay en su actividad un orden que no impusieron los programadores, un orden emergente. Markram y amigos están muy contentos y se preparan para la siguiente fase del experimento: programar la química de las neuronas para explorar un nivel aún más fundamental del funcionamiento del cerebro y la mente.

Dice Markram: "Queremos entender cómo aprende el cerebro, cómo percibe, cómo emerge la inteligencia". ¿Con un cerebro de ratón? Sí. Después de todo, los fenómenos emergentes dependen críticamente de la cantidad de procesos individuales que los componen. Pongan ustedes muchas moléculas de agua y obtendrán una gota; pero miles de millones de gotas hacen un océano, que es una cosa más compleja, con un comportamiento más rico. Markram y su equipo --así como la mayoría de los entendidos-- dan por sentado que el cerebro del ratón y el de una persona difieren como la gota de agua y el océano: en complejidad, no en esencia.

Flautas prehistóricas

Un piano abandonado que nadie ha tocado en años suena mal. Al parecer no es el caso de las flautas abandonadas, incluso cuando nadie las ha tocado en los últimos 35,000 años.

Ése es el tiempo que llevaban sin sonar varias flautas de hueso y de marfil que encontró el equipo del arqueólogo Nicholas Conard en la cueva de Hohle Fels y el sitio de Vogelherd, cerca de Ulm, Alemania. Conard y sus colaboradoras, Maria Malina y Susanne Münzel -los tres de la Universidad de Tubinga, Alemania- reportan el hallazgo en un artículo publicado en la revista científica Nature el 24 de junio de 2009. Se trata de una flauta de hueso de buitre casi completa y trozos de tres flautas de marfil. Los instrumentos tienen aún las estrías y muescas que quedaron de un delicado proceso de fabricación.

¿Quién las fabricó? Eso se sabría si en el sitio hubiera huesos humanos. Como no los hay, los investigadores se han visto reducidos a suponer que los fabricantes fueron humanos modernos. Los Homo sapiens convivieron por esa época con los humanos de Neanderthal. Los neandertales son una especie distinta, primos nuestros que se extinguieron hace unos 30,000 años. No eran tan distintos a nosotros. Hay quien ha alegado que un neandertal limpio y afeitado con saco y corbata pasaría inadvertido, digamos, en la Cámara de Diputados de México, aunque no sé si con el comentario se quiso ilustrar algo acerca de los neandertales, o acerca de los diputados mexicanos...

La flauta de hueso mide 21 cm y tiene cinco agujeros. Conard y sus colaboradoras encontraron cinco muescas muy delgadas, que ellos interpretan como marcas hechas por el constructor para indicar dónde deben ir los hoyos antes de perforarlos. De la flauta completa no se ha hecho réplica, pero a partir de los sonidos de otros instrumentos de la cueva Hohle Fels los investigadores deducen que esa flauta tiene posibilidades musicales comparables con las de algunas flautas modernas.

La antigüedad la dan varios indicios arqueológicos, como la profundidad donde se encontraron las flautas, la composición de los depósitos en que estaban encastradas y las características de los otros artefactos que se encontraron en las proximidades, así como las pruebas de carbono radiactivo. Conard, Malina y Münzel calculan que las flautas de Hohle Fels fueron talladas por un artesano prehistórico hace 35,000 años. Esto las convierte en los instrumentos musicales más antiguos que conocemos, con 5,000 años más que los más antiguos que se conocían antes.

Cerca de las flautas hay restos de huesos quemados, además de una figurita femenina tallada, lo que sugiere que la música en Hohle Fels quizá se usaba en rituales, aunque también puede ser que se empleara como distracción.

He aquí una muestra del sonido de una flauta prehistórica, aunque no de éstas recién encontradas..

Dedos de ballena

En el capítulo 55 de la novela Moby Dick, del escritor estadounidense Herman Melville, el narrador lamenta que no haya ilustraciones de ballenas que hagan justicia a estos animales. Hasta el siglo XIX las ballenas estaban mal representadas en las ilustraciones tanto de profanos como de expertos. Ilustradores de la historia de Jonás (personaje bíblico que vivió varios días en las entrañas de un monstruo marino llamado Leviatán) y naturalistas yerran por igual al dibujar ballenas. Quien no les pone escamas, las representa con surtidores de agua saliéndoles de la cabeza (imagen muy popular en las caricaturas de hoy, por cierto). Otros les dan ojos descomunales y uno más las representa con la cola vertical en vez de horizontal.

No es que el narrador de Moby Dick tenga derecho a quejarse de los errores de observación científica de los demás. Él mismo comete uno grave: llamar peces a las ballenas, que son mamíferos. Pero por lo menos podemos confiar en que ha visto ballenas con sus propios ojos. Los errores de quienes no han tenido oportunidad de vivir en un barco ballenero los atribuye el narrador a que estas personas sólo han visto ejemplares varados en la playa. Es como querer dar idea de la majestad de un navío con las velas desplegadas a partir de los restos destrozados de un naufragio.

Dice el narrador de Melville: “Pero podría pensarse que a partir del esqueleto desnudo de la ballena varada se puede obtener información exacta acerca de su verdadera forma. No es así. Pues es una de las más insólitas características de este Leviatán que su esqueleto da muy mala idea de su forma general”. Y un poco más adelante: “Esta particularidad se nota especialmente en las aletas, cuyos huesos responden casi exactamente a los de una mano humana. Esta aleta tiene cuatro dedos óseos: el índice, el medio, el anular y el meñique. Pero todos estos huesos están permanentemente alojados en una funda de carne, como los dedos humanos en mitones”.

En la sala de biodiversidad del museo de ciencias Universum puedes comprobar lo que afirma el narrador de Moby Dick. Desde el vestíbulo del museo se ve colgado un esqueleto de ballena de cerca de 10 metros de largo (es un bebé). Pertenece a las colecciones del Instituto de Biología de la UNAM. A ambos lados de la caja del tórax cuelgan los famosos huesos de las aletas, con todas sus falanges, falanginas y falangetas. ¿Por qué tiene dedos un esqueleto de ballena? Porque la historia de un organismo deja huellas en su fisiología. Tal vez los huesos de las aletas de las ballenas no revelen la forma del animal, pero sí dicen mucho acerca del pasado de su especie.

Lo mismo ocurre en el ámbito de la tecnología. Los aparatos que usamos hoy también guardan huellas de su pasado. Veamos un caso que me ayudará a explicarles por qué tiene dedos una aleta de ballena.

QWERTY

Vamos a inventar la máquina de escribir. Ya sé que alguien se nos adelantó 130 años, pero imagínense que no existen estos aparatos y que nunca hemos visto una. Primero inventamos una manera de imprimir letras en una hoja de papel. Ahora necesitamos lo que hoy en día se conoce como interfaz: un artefacto para comunicarle nuestras intenciones a la máquina. Lo más natural será un tablero de palancas o botones que accionen las letras. ¿Cómo distribuimos los botones o palancas en el tablero? Podríamos usar el orden alfabético, un sistema para ordenar muy socorrido que se conoce en una buena parte del mundo. Después de todo, ya se usa en diccionarios y enciclopedias. Así pues, el primer botón corresponderá a la letra A, el segundo a la B, y así sucesivamente.

Hemos inventado la máquina de escribir (bueno, más o menos).

Ahora fíjate en el teclado de una computadora. Las letras, como te darás cuenta, no están distribuidas de esta manera tan razonable que hemos ideado. La hilera superior de letras empieza con la Q, sigue con la W, luego la E, la R, la T, la Y. Esta distribución de las letras tan insólita se conoce como teclado QWERTY por razones más o menos obvias. El teclado QWERTY parece absurdo. Es difícil aprender a usarlo. Yo aprendí en la secundaria (en máquinas de escribir porque aún no había computadoras presonales). Teníamos que practicar mucho. Cuando nos aprendíamos la posición de una letra, la maestra le ponía al botón correpondiente un taponcito de plástico de color para taparla. A mí me tomó varios meses tapar la mayor parte del teclado (y nunca lo tapé por completo). Aprender a escribir en el teclado QWERTY no es cualquier cosa.

De hecho, el teclado QWERTY es tan complicado que uno sospecha que detrás de ese orden desordenado debe haber una buena razón. Y la hay.

La primera patente para una máquina de escribir la concedió la reina Ana en Inglaterra el 7 de enero de 1714 a un tal Henry Mill. Durante el siglo XIX hubo muchos intentos de fabricar un aparato para escribir rápido, que además de rápido fuera práctico, pero nadie lo consiguió

En 1867 tres inventores radicados en Milwaukee, Wisconsin, hicieron un prototipo de máquina de escribir. Uno de ellos, Christopher Latham Sholes, había leído en la revista de divulgación de la ciencia Scientific American un artículo acerca de una máquina de escribir fabricada en Gran Bretaña. Sholes construyó 30 modelos de prueba y el 1 de marzo de 1873 firmó un contrato con la fábrica de armas Remington para manufacturar su invento. En los primeros meses de 1874 la Remington lanzó al mercado la primera máquina de escribir funcional. La máquina de Christopher Latham Sholes y sus amigos ya incluía el teclado QWERTY.

Pero los primeros modelos no. Sholes y sus colaboradores tuvieron al principio la misma idea que nosotros: poner los botones en hileras ordenadas alfabéticamente. Ahora bien, la ciudad de Milwaukee no era exactamente el centro del universo. Las máquinas herramientas de que disponían los socios no servían para fabricar piezas de precisión, de modo que el mecanismo de la máquina de escribir tenía algunos defectos. El peor: se trababa cuando uno tecleaba demasiado rápido. Especialmente si dos letras sucesivas eran vecinas en el mecanismo.

Sholes echó mano de un estudio realizado por el educador Amos Densmore, hermano del socio capitalista de Sholes. Densmore estudió las frecuencias con que aparecían en inglés todos los pares de letras (por ejemplo, el par TH es bastante común en esa lengua). Sholes separó las letras que formaban pares frecuentes para que los mecanógrafos más veloces no trastornaran el burdo mecanismo de la primera máquina de escribir. El resultado fue el teclado QWERTY. Sholes se fue corriendo a la oficina de patentes. Poco más de 100 años después, mis compañeros y yo batallábamos para aprendernos su absurdo sistema.

Que no es absurdo. El misterio se ha disipado. El teclado QWERTY sirvió para resolver un problema técnico de su tiempo. Y lo resolvió muy bien. Escribir con la máquina de Sholes era mucho más rápido que a mano y que con el teclado alfabético, que producía trabazones cada tres teclazos.

Ahora el misterio es que sigamos usándolo. Durante el siglo XX se inventaron varias disposiciones distintas de las teclas. Está demostrado que todas son superiores al teclado QWERTY en facilidad de aprendizaje y velocidad. Pero para cuando se inventaron las alternativas, ya había millones de máquinas de escribir en el mundo. Los usuarios se habían aprendido el teclado QWERTY y nadie estaba dispuesto a cambiarlo por otro. Las aparentes ventajas de los otros teclados no eran ventajas frente al tremendo esfuerzo que haría falta para que todos aprendiéramos a usar otro teclado. En cierta forma, el teclado QWERTY sigue siendo una buena idea, aunque el problema técnico que lo originó haya desaparecido hace mucho. La historia ha dejado un rastro que se conserva incluso en nuestras modernas computadoras. Y se conserva porque sería muy costoso y complicado cambiarlo.

Evolución de los cetáceos

Volvamos a la ballena de Universum con sus (aparentemente) absurdos e inútiles dedos. Los dedos de las ballenas son tan absurdos e inútiles, de hecho, que uno se pregunta si no habrá una buena razón para que existan. Y la hay.

Los dedos de las ballenas son el rastro inconfundible de que estos mamíferos marinos tuvieron antepasados que fueron mamíferos terrestres. Dicho de otro modo, son la huella de la evolución. El narrador de Moby Dick no se lo imaginó, pero su amado Leviatán tiene esos huesos porque desciende, por una línea muy larga, de mamíferos costeros que pasaban parte del tiempo en el agua.

En años recientes los paleontólogos han ido encontrando los restos de todos los eslabones de la cadena evolutiva de las ballenas, que va desde un mamífero claramente terrestre llamado Pakicetus (paki porque lo encontaron en Pakistán, cetus por ser un antiguo cetáceo), pasando por varios anfibios (Kutchicetus, Rhodocetus) hasta mamíferos inconfundiblemente acuáticos, como el Dorudon y el basilosaurio.

La clave para reconocer las distintas etapas han sido los huesos de las patas traseras. Los fósiles más antiguos (el Pakicetus, de unos 53 millones de años de antigüedad y el Ambulocetus, de 48) tienen patas traseras que se adivinan fuertes y funcionales. En los intermedios (Rhodocetus, de 45 millones de años de antigüedad) las patas traseras, aunque presentes, ya no sirven bien para mantener en pie a la mole del animal. A los fósiles más recientes (Dorudon y Basilosaurus, ambos de hace unos 38 millones de años) les quedan sólo patas vestigiales que aún se extienden fuera del cuerpo, pero que ahora sirven para maniobrar, como el timón de cola de un avión. Algunas ballenas modernas tienen todavía unos vestigios óseos de patas traseras, que crecen enterrados en la musculatura de la parte posterior del animal.

Una señora tacaña

Los miembros de una especie no son todos idénticos. Entre padres e hijos hay variaciones al azar, llamadas mutaciones. La gran mayoría de estas variaciones son imperceptibles y dejan al organismo hijo igual de bien adaptado que sus padres al estilo de vida de su especie. Pero de tanto en tanto aparecen variaciones más notables. La mayoría producen “monstruos”: organismos inviables que no tardan en morir. Pero algunas, fortuitamente, pueden darle al individuo que las posea una ventaja sobre sus congéneres. Como dice Jorge Wagensberg, director del Museo de Ciencias de la Fundación La Caixa y colaborador de ¿Cómo ves?, las cebras, para sobrevivir, no tienen que ser más veloces que las leonas que les dan caza, sino más veloces que las otras cebras. Una cebra más veloz tendrá más probabilidades de vivir lo suficiente para dejar descendencia. Sus hijos heredarán esta ventaja. Nada les garantiza aun la supervivencia (igual pueden morir aplastados por un piano, por veloces que sean). Pero al cabo de muchas generaciones, los herederos de esa ventaja fortuita se irán haciendo más numerosos entre la población, hasta dominarla. Acumulando cambios durante millones de años, las poblaciones se diferencian hasta separarse en especies distintas.

La selección y acumulación de diferencias opera sólo cuando esas diferencias son ventajas (si no lo fueran, los organismos que las poseen simplemente no tendrían más probabilidades de sobrevivir que sus congéneres y no se harían más numerosos). El que sean ventajas depende del entorno de la especie. Ser veloces no les serviría de nada a las vacas, por ejemplo, ni a las almejas. Si el entorno no lo exige, las especies no cambian (salvo por las pequeñas variaciones al azar que mencioné antes). El proceso de selección que queda descrito aquí es ciego respecto al futuro. Sólo influyen las necesidades del momento. Por eso hay especies que no cambian en muchos millones de años. No es que la evolución los haya olvidado. Es que siguen adaptadas a su entorno.

Las huellas de la señora

El paleontólogo Stephen Jay Gould y su archienemigo, el filósofo Daniel Dennett, han usado el ejemplo del teclado QWERTY para simbolizar los rastros que deja la evolución en los organismos. Charles Darwin, en el siglo XIX, se regocijaba encontrando ejemplos de estos rastros. “¿Qué puede ser más curioso que el hecho de que la mano de un hombre, hecha para aferrar, la de un topo para cavar, la pata de un caballo, la aleta de una marsopa y el ala de un murciélago estén todas construidas sobre el mismo patrón?” escribió en uno de los últimos capítulos de El origen de las especies. Para Darwin, estas semejanzas “proclaman abiertamente que las incontables especies, géneros y familias de que está poblado este mundo son todas descendientes de antepasados comunes y todas se han modificado en el curso de las generaciones”. Luego, usando un poquito de retórica, Darwin añade: “yo no dudaría en adoptar este punto de vista (la evolución por selección natural) aunque para justificarlo no hubiera otros hechos ni argumentos”.

Hoy en día hay muchísimos más “hechos y argumentos” en favor de la evolución de los que presentó Darwin en 1859 (que ya eran numerosos, por cierto). Los biólogos ya saben cómo opera el proceso incluso en la escala molecular y no sólo anatómica y fisiológica. En Estados Unidos se están llevando a cabo experimentos con simulaciones en las que los organismos son programas informáticos que se reproducen e interactúan con su entorno digital. Los organismos producen especies que evolucionan adquiriendo habilidades complejas al cabo de varias generaciones sin intervención de los investigadores. Si ya en 1859 Darwin no veía motivos para rechazar la evolución, hoy en día la idea está tan firmemente establecida como la redondez de la Tierra.

El matrimonio, la pluma y el martillo

Erin Finnegan y Noah Fulmor, de Nueva York, se quitaron un peso de encima cuando se casaron, el 20 de junio de 2009.

De hecho, se quitaron todo el peso de encima, porque su boda se llevó a cabo en condiciones de ingravidez.

La señorita Finnegan y el señor Fulmor se casaron en un avión de la compañía Zero Gravity Corp, que se especializa en suprimir la gravedad. Para eso, el Boeing 727-200 de la compañía asciende a 34,000 pies y luego se deja caer como una piedra. Esto lo hace entre 12 y 15 veces por vuelo de una hora de duración. El aparato va trazando así una serie de parábolas, las curvas que naturalmente siguen los cuerpos cuando la única fuerza que los solicita es la gravedad.

Galileo Galilei nunca se imaginó lo que estaba poniendo en marcha aquel día de 1590. Según el primer biógrafo de Galileo, por esas fechas su biografiado subió al último nivel del campanario de la catedral de Pisa con una bola de plomo y otra de madera, de pesos muy distintos. Se supone que Galileo soltó las dos bolas para demostrar que caían al mismo tiempo. El experimento era una provocación directa y sin disimulo contra sus colegas universitarios, que seguían sosteniendo una teoría del movimiento que a la sazón ya tenía 2000 años. Aristóteles, creador de esta teoría, pensaba que los objetos más pesados caen más rápido, lo cual es muy natural, puesto que la fuerza de gravedad que se ejerce sobre ellos es mayor. Galileo, que había estado haciendo experimentos y reflexionando, se había dado cuenta de dos aspectos del problema de la caída de los cuerpos: 1) la fuerza de gravedad, en efecto, es más intensa sobre un objeto pesado; pero al mismo tiempo, 2) el objeto pesado es más difícil de mover. En opinión de Galileo, estos dos efectos se anulan y los objetos deben caer al mismo tiempo, sin importar cuanto pesen (y siempre que no intervenga la resistencia del aire). Galileo se subió a la torre, soltó sus bolas y...

Nadie sabe si de verdad hizo el experimento, pero hoy no tenemos la menor duda del resultado: si la única fuerza que actúa sobre muchos cuerpos es la gravedad, todos caen con la misma aceleración.

Volvamos al avión con Erin y Noah, que están ansiosos de casarse. Cuando el aparato se deja caer libremente, todos los cuerpos que van en su interior (incluyendo los humanos) caen a la par, como las bolas de Galileo. El efecto es que todo flota como si no hubiera gravedad.

He escrito "efecto" y "como si no hubiera gravedad", pero no hay que pensar que la ingravidez que se produce en el avión de Zero-G es un truco ni una simulación. No: ingravidez, en física, es equivalente a caída libre y no hay otra manera de flotar -ni en la Tierra ni en el espacio- más que ponerse a merced de los campos gravitacionales que estén presentes. La Tierra cae libremente, abandonada a la gravedad del sol; la luna a la de la Tierra. Y los astronautas, con sus transbordadores y estaciones espaciales, sólo flotan porque están en caída libre, no porque estén lejos de la gravedad de la Tierra (no lo están: las órbitas típicas de esos vehículos, de unos cuantos cientos de kilómetros de altitud, se ciñen apretadamente a la superficie del planeta, que tiene 12,800 kilómetros de diámetro).

Una forma más barata de sentir ingravidez, aunque sea por unos instantes, es ir a la feria (el parque de atracciones). En la de la Ciudad de México está la Power Tower (o algo así), juego en el que un carro sube hasta unos 70 metros de altura por una columna y luego se deja caer libremente. Otra forma todavía más barata: ¡saltar!

La compañía Zero-G no sólo ofrece bodas sin gravedad: también tiene actividades recreativas y hasta educativas (a 5,000 dólares por persona, más o menos). Aprovecho este espacio para sugerirles a los administradores de esa compañía otra actividad que muchos soñarán con llevar a cabo en condiciones de ingravidez, y que hubiera sido la culminación natural de la boda de Erin y Noah: ¡sexo sin peso!

Consulta también esta página, donde explico este asunto de manera más didáctica (el de la ingravidez, no el del sexo sin peso, lamentablemente).

Otra vez la misma cantaleta con Marte (corregido)

La noticia, como siempre, me llegó por e-mail. Ya dos veces en una semana.  "Dos lunas" dice el asunto del mail y la información que contiene es interesantísima: el 27 de agosto Marte se verá como la luna llena, espectáculo nunca visto, “ningún ser viviente lo volverá a ver”, o algo así, "comparta con su familia".

¿Les suena conocido? La misma noticia se difundió el año pasado por estas fechas. Y el año anterior. Y el año anterior. Y el año anterior... así, hasta llegar en reversa a 2003.

Este e-mail recurrente tiene una historia extraña: resulta que Marte y la Tierra sí se acercan periódicamente. Son como dos deportistas que corren a velocidades distintas en una pista circular, uno en un carril interno y otro en uno externo: cuando el del carril interno rebasa al otro, están muy cerca  (en el caso de estos planetas, unos 56 millones de kilómetros); cuando se encuentran en lados opuestos de la pista están muy lejos (alrededor de 400 millones de kilómetros; nótese qué amplio es el margen). Los rebases ocurren cada 2 años y 2 meses aproximadamente.

Con todo, Marte no se va a ver como la luna llena ni el 27 de agosto ni nunca. Para verse del tamaño de la luna llena Marte tendría que estar mucho más cerca. 

Con ayuda de WolframAlpha (que para estas cosas es una maravilla), calculé a qué distancia tendría que estar Marte para verse del mismo tamaño que la luna llena. Marte tiene un diámetro de 6772 kilómetros, la luna de 3475 km, o sea, 1.95 veces más pequeña. Así pues, Marte tendría que estar 1.95 veces más lejos que la luna para verse del mismo tamaño, es decir, a unos 760,000 kilómetros.  Ahora bien, hoy martes el planeta vecino no está tan vecino: se encuentra (dixit WolframAlpha) a cerca de 300 millones de kilómetros: unas 395 veces más lejos. Si la distancia que media entre ambos planetas se redujera a 760,000 kilómetros, el acontecimiento sería en efecto "único", "insólito" y todo lo demás, pero de ninguna manera habría motivo para celebrar reuniendo a la familia. Quizá sí para lamentar, porque se armaría un desbarajuste gravitacional de miedo que sacaría a la Tierra de su cómoda órbita.

La última vez que la Tierra rebasó a Marte en agosto fue en 2003. En esa ocasión, las fuentes astronómicas serias hicieron circular la noticia de que Marte estaría más cerca que en los últimos 60 mil años (por muy poquito, pero un récord es un récord). También informaban que Marte se iba a ver como la luna llena con un telescopio casero. Pero la parte del telescopio se perdió en el espacio cibernético. La información se desvirtuó y empezó a circular la extraña versión que ya conocen.

Desde entonces, cada mes de agosto vuelve como un cometa maldito el mail de marras, que me recomienda que reúna a mis hijos, mis nietos y mis bisnietos porque el 27 de agosto Marte va a dar un espectáculo irrepetible y blablabla…

Curiosamente, este fenómeno de desinformación sólo es posible en la era de la información. Antes del correo electrónico y las páginas web, el mensaje engañoso no hubiera tenido la menor probabilidad de resucitar cada año porque a la primera vuelta se habría disipado en la atmósfera cultural de los tiempos (se habría olvidado, pues). Con internet, el mensaje tiene la posibilidad de esconderse y esperar al acecho, como un virus de la influenza que circula entre las aves hasta que contagia a un cerdo, se mezcla con otros virus y adquiere la capacidad de infectar a las personas. En el caso del virus de la desinformación, el papel de coctelera no lo desempeña un cerdo, sino algún cretino que no se fija en la fecha del mensaje original y con gran entusiasmo y alborozo empieza a propagar el virus a golpe de e-mails dirigidos a toda su lista de correo electrónico como ráfagas de metralla. "¡Dos lunas! ¡Reúne a la familia!".

En su más reciente mutación, el virus de la desinformación marciana viene con un añadido más: ¡resulta que los mayas predijeron lo de las dos lunas! ¡Claro! (Me pregunto qué nos depara el año entrante, y que sigue, y el que sigue...).

Lo digo otra vez: Marte no se va a ver del tamaño de la luna llena ni el 27 de agosto ni nunca. Es más, tan seguro estoy de que tengo razón --tanta confianza tengo en la ciencia-- que estoy dispuesto a hacer la siguiente apuesta: si usted cree que es verdad lo de las dos lunas, déjeme un mensaje en el blog o envíeme un mail, y si el 27 de agosto Marte se ve como la luna llena, yo le doy a usted un millón de pesos (que no tengo, pero no importa). En cambio si no ocurre, usted me da el millón de pesos a mí.

Hay quien cree que los mayas también predijeron que el mundo se va a acabar en el año 2012. Extiendo la apuesta a esa fecha y reviro: si se acaba el mundo, yo pierdo y les doy dos millones de pesos, pero si no se acaba el mundo, yo gano y ustedes me los dan a mí.