‘Oumuamua (1I / 2017 U1) es el primer objeto de origen interestelar observado en el sistema solar. Recientemente, Micheli et al. (2018) informaron que ‘Oumuamua mostró desviaciones de una órbita Kepleriana en una alta importancia estadística. El descubrimiento del objeto asteroide interestelar (ISA) —1I/2017 ‘Oumuamua –  Suscitó preguntas naturales sobre su origen, algunas relacionadas con su falta de actividad cometaria, lo que sugiere una composición refractaria. Esta semana se ha puesto de moda, por lo que platicaremos un poco sobre la información que se tiene. Las referencias se encuentran al final de la entrada, una vez más, gracias por visitar.

El 19 de octubre de 2017, el Telescopio de Inspección Panorámica y el Sistema de Respuesta Rápida-1 (Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System-1 o Pan-STARRS-1) en Hawaii anunció la primera detección de un asteroide interestelar, llamado 1I/2017 U1 (Popularmente conocido como ‘Oumuamua). En los meses que siguieron, se realizaron múltiples observaciones de seguimiento que permitieron a los astrónomos tener una mejor idea de su tamaño y forma, mientras que también reveló que tenía las características de un cometa y un asteroide.

Curiosamente, también ha habido algunas especulaciones de que, en función de su forma, “‘Oumuamua podría ser realmente una nave espacial interestelar (Breakthrough Listen lo monitorizó en busca de señales de señales de radio). Un nuevo estudio realizado por un par de astrónomos del Centro Smithsonian de Astrofísica de Harvard (Harvard Smithsonian Center for Astrophysics –CfA) lo ha llevado un paso más allá, lo que sugiere que ‘Oumuamua puede ser en realidad una vela ligera de origen extraterrestre.

El estudio, “¿Podría la presión de la radiación solar explicar la ‘Aceleración peculiar de ‘Oumuamua?” (Could Solar Radiation Pressure Explain ‘Oumuamua’s Peculiar Acceleration?), que apareció recientemente en línea, fue realizado por Shmuel Bialy y el Prof. Abraham Loeb. Mientras que Bialy es un investigador postdoctoral en el Instituto de Teoría y Computación (Institute for Theory and Computation – ITC) de CfA, el Prof. Loeb es el director del ITC, Frank B. Baird Jr. Professor of Science en la Universidad de Harvard y el presidente principal de Breakthrough Starshot Advisory Committee.

Recapitulando, ‘Oumuamua fue visto por primera vez por Pan-STARRS-1 40 días después de que hizo su pase más cercano al Sol (El 9 de septiembre de 2017). En este punto, estaba a aproximadamente 0.25 UA del Sol (Un cuarto de la distancia entre la Tierra y el Sol), y ya estaba saliendo del Sistema Solar. En ese momento, los astrónomos notaron que parecía tener una alta densidad (Indicativa de una composición rocosa y metálica) y que estaba girando rápidamente.

Si bien no mostró signos de desgasificación al pasar cerca de nuestro Sol (Lo que habría indicado que era un cometa), un equipo de investigación pudo obtener espectros que indicaban que “‘Oumuamua estaba más helado de lo que se pensaba”. Luego, cuando comenzó a abandonar el Sistema Solar, el Telescopio Espacial Hubble tomó algunas imágenes finales de ‘Oumuamua que reveló algún comportamiento inesperado.

Después de examinar las imágenes, otro equipo de investigación internacional descubrió que ‘Oumuamua había aumentado en velocidad, en lugar de disminuir, tal como se esperaba. La explicación más probable, afirmaron, era que “‘Oumuamua estaba descargando material de su superficie debido al calentamiento solar (También conocido como desgasificación)”. La liberación de este material, que es consistente con la forma en que se comporta un cometa, le daría al ‘Oumuamua el empuje constante que necesitaba para lograr este aumento de velocidad.

A esto, Bialy y Loeb ofrecen una contra explicación. Si ‘Oumuamua era en realidad un cometa, ¿Por qué entonces no experimentó desgasificación cuando estaba más cerca de nuestro Sol? Además, citan otras investigaciones que mostraron que si la desgasificación fuera responsable de la aceleración, también habría provocado una rápida evolución en el giro de ‘Oumuamua (Que no se observó).

Básicamente, Bialy y Loeb consideran la posibilidad de que ‘Oumuamua podría ser, de hecho, una vela ligera, una forma de nave espacial que depende de la presión de radiación para generar propulsión, similar a lo que está trabajando en el Breakthrough Starshot. Similar a lo que está previsto para Starshot, esta vela ligera puede ser enviada desde otra civilización para estudiar nuestro Sistema Solar y buscar signos de vida. Como lo explicó el profesor Loeb:

“Explicamos el exceso de aceleración de ‘Oumuamua lejos del Sol como resultado de la fuerza que la Luz del Sol ejerce sobre su superficie. Para que esta fuerza explique el exceso de aceleración medida, el objeto debe ser extremadamente delgado, del orden de una fracción de milímetro de espesor, pero de decenas de metros de tamaño. Esto hace que el objeto sea liviano para su área de superficie y le permite actuar como una vela ligera. Su origen podría ser natural (En el medio interestelar o discos protoplanetarios) o artificial (Como una sonda enviada para una misión de reconocimiento en la región interior del Sistema Solar)”.

Basándose en esto, Bialy y Loeb calcularon la probable forma, el grosor y la relación masa-área que tendría un objeto tan artificial. También intentaron determinar si este objeto podría sobrevivir en el espacio interestelar, y si podría o no resistir las tensiones de tracción causadas por la rotación y las fuerzas de marea.

Lo que encontraron fue que una vela que solo tenía una fracción de milímetro de espesor (0.3-0.9 mm) sería suficiente para que una lámina de material sólido sobreviviera el viaje a través de toda la galaxia, aunque esto depende en gran medida de la densidad de masa de ‘Oumuamuam. Gruesa o delgada, esta vela podría soportar colisiones con granos de polvo y gas que impregnan el medio interestelar, así como fuerzas centrífugas y de marea.

En cuanto a lo que estaría haciendo una vela ligera extraterrestre en nuestro Sistema Solar, Bialy y Loeb ofrecen algunas explicaciones posibles para eso. Primero, sugieren que la sonda puede ser realmente una vela difunta que flota bajo la influencia de la gravedad y la radiación estelar, similar a los desechos de los naufragios de barcos que flotan en el océano. Esto ayudaría a explicar por qué Breakthrough Listen no encontró evidencia de transmisiones de radio.

Loeb ilustró aún más esta idea en un artículo reciente que escribió para Scientific American, donde sugirió que “‘Oumuamua podría ser el primer caso conocido de una reliquia artificial que flotaba en nuestro Sistema Solar desde el espacio interestelar. Además, señala que las velas ligeras con dimensiones similares han sido diseñadas y construidas por humanos, incluido el proyecto IKAROS) diseñado por los japoneses y la Starshot Initiative con la que está involucrado.

“Esta oportunidad establece una base potencial para una nueva frontera de la arqueología espacial, a saber, el estudio de las reliquias de civilizaciones pasadas en el espacio”, escribió Loeb. “Encontrar evidencia de basura espacial de origen artificial proporcionaría una respuesta afirmativa a la antigua pregunta: ¿Estamos solos? Esto tendría un impacto dramático en nuestra cultura y agregaría una nueva perspectiva cósmica a la importancia de la actividad humana “.

Por otro lado, como menciona Loeb ‘Oumuamua podría ser una pieza activa de tecnología alienígena que vino a explorar nuestro Sistema Solar, de la misma manera que esperamos explorar Alpha Centauri utilizando Starshot y tecnologías similares:

“La alternativa es imaginar que ‘Oumuamua estaba en una misión de reconocimiento. La razón por la que contemplo la posibilidad de reconocimiento es que la suposición de que ‘Oumumua siguió una órbita aleatoria requiere la producción de ~10^{15} tales objetos por estrella en nuestra galaxia. Esta abundancia es hasta cien millones de veces más de lo que se espera del Sistema Solar, según un cálculo que hicimos en 2009. Una sobreabundancia sorprendentemente alta, a menos que ‘Oumuamua sea una investigación específica en una misión de reconocimiento y no sea miembro de una población aleatoria de objetos.”

Según Loeb, también está el hecho de que la órbita de ‘Oumuamua la llevó a 0.25 UA del Sol, que es una buena órbita para interceptar la Tierra sin experimentar demasiada radiación solar. Además, llegó a 0.15 UA de la Tierra, lo que podría haber sido el resultado de correcciones orbitales diseñadas para facilitar un sobrevuelo.

Alternativamente, afirma que es posible que se envíen cientos de estas sondas para que una de ellas se acerque lo suficiente a la Tierra para estudiarla. El hecho de que Pan STARRS-1 apenas detectó ‘Oumuamua en su enfoque más cercano podría ser visto como una indicación de que hay muchos otros objetos similares que no fueron detectados, lo que refuerza el caso de que ‘Oumuamua sea una de muchas de esas sondas.

Teniendo en cuenta que los astrónomos concluyeron recientemente que nuestro Sistema Solar probablemente ha capturado miles de objetos interestelares como ‘Oumuamua, esto abre la posibilidad de futuras detecciones que podrían ayudar a probar (O refutar) el caso de una vela ligera interestelar.

Naturalmente, Bialy y Loeb reconocen que todavía hay demasiadas incógnitas para decir con certeza qué es realmente ‘Oumuamua. E incluso si resulta que es una pieza de roca natural, todos los demás asteroides y cometas que se han detectado anteriormente tienen proporciones de masa a área de magnitud mayor que las estimaciones actuales para ‘Oumuamua.

Eso, y el hecho de que la presión de radiación parece ser capaz de acelerarla, significaría que ‘Oumuamua representa una nueva clase de material interestelar delgado que nunca antes se había visto. Si es verdad, eso abre un nuevo conjunto de misterios, por ejemplo, cómo se produjo ese material y por qué (¿O quién?).

Si bien ha estado fuera del alcance de nuestros telescopios durante casi un año, ‘Oumuamua seguramente seguirá siendo objeto de un intenso estudio durante muchos años. ¡Y puedes apostar que los astrónomos estarán atentos a más!

Referencias

Breakthrough Initiatives

Breakthrough Listen

Breakthrough listen releases initial results and data from observations of ‘Oumuamua

Breakthrough Starshot Initiative

Small Solar Power Sail Demonstrator “IKAROS”

JAXA Japan Aerospace Exploration Agency Website

Could Solar Radiation Pressure Explain ‘Oumuamua’s Peculiar Acceleration?

Shmuel Bialy, Abraham Loeb

How to Search for Dead Cosmic Civilizations

Abraham Loeb

Non-gravitational acceleration in the trajectory of 1I/2017 U1 (‘Oumuamua)

Micheli et al. (2018)

Spin Evolution and Cometary Interpretation of the Interstellar Minor Object 1I/2017 ‘Oumuamua

Roman R. Rafikov

He estado observando en los más de ocho años de existencia de este blog, que el tema de mayor recurrencia en las búsquedas de los usuarios/visitantes es la Gran Explosión (Big Bang), pero la información presente en la página no es vasta, por lo que se entiende que dejen preguntas o me hagan llegar cuestionamientos al respecto. Con base a ello, es que se realizará esta serie de entradas sobre la denominada Gran Explosión. Para ello, haremos un largo recorrido, a través de la Cosmología, popularmente conocida como “La Ciencia del Universo”. La palabra Cosmología proviene del griego κοσμολογία («cosmologuía», compuesto por κόσμος, /kosmos/, «cosmos, orden», y λογια, /loguía/, «tratado, estudio») concepción integral, denominada también filosofía de la naturaleza, es la ciencia que estudia todo lo relacionado con el cosmos o universo. La palabra «cosmología» fue utilizada por primera vez en 1731 en la Cosmología generalis de Christian Wolff, el estudio científico del universo tiene una larga historia que involucra a la física, la astronomía, la filosofía, el esoterismo y la religión. El nacimiento de la cosmología moderna puede situarse en 1700 con la hipótesis de que las estrellas de la Vía Láctea pertenecen a un sistema estelar de forma discoidal, del cual el propio Sol forma parte; y que otros cuerpos nebulosos visibles con el telescopio son sistemas estelares similares a la Vía Láctea, pero muy lejanos.

El Universo

Desde el principio debemos decidir si usamos Universo o universo. Esto no es un asunto tan trivial como podría parecer. Sabemos de un solo planeta llamado Tierra; Del mismo modo, sabemos de un solo Universo. ¿Seguramente entonces la palabra correcta es Universo?

El Universo es todo e incluye que pensemos sobre cómo llamarlo. Pero ¿qué es el Universo? ¿Realmente lo sabemos? Tiene muchas caras y significa muchas cosas diferentes para diferentes personas. Para las personas religiosas, es un mundo creado teísticamente, gobernado por fuerzas sobrenaturales; para los artistas es un mundo exquisito revelado por percepciones sensibles; para los filósofos profesionales es un mundo lógico de estructuras analíticas y sintéticas; y para los científicos es un mundo de observaciones controladas elucidadas por las fuerzas naturales. O puede ser todas estas cosas en diferentes momentos. Aún más diversos son los mundos o imágenes cósmicas en manos de personas de diferentes sociedades, como los aborígenes australianos, chinos, esquimales, hindúes, hopi, maoríes, navajos, polinesios, zulúes, aztecas, toltecas, mayas, olmecas, incas. Las imágenes cósmicas evolucionan porque las culturas se influyen mutuamente, y porque el conocimiento avanza. Así, en Europa, la imagen medieval, influida por el ascenso del Islam, evolucionó hacia las imágenes cartesianas, luego newtonianas, victorianas y, finalmente, einsteinianas. La imagen del mundo occidental estándar de finales del siglo XIX (La imagen victoriana) era totalmente diferente a la imagen estándar (La imagen einsteiniana) cien años después. Cada sociedad en cada edad construye una imagen cósmica diferente que es como una máscara encajada en la cara del Universo desconocido.

Si se usa la palabra “Universo”, debemos distinguir entre los diversos “modelos del Universo”. Cada modelo, religioso, artístico, filosófico o científico, es una de las muchas representaciones; y de manera similar con los modelos de diferentes sociedades. Así, en la historia de la ciencia distinguimos entre el modelo de Pitágoras, el modelo Atomista, el modelo aristotélico, y así sucesivamente. Más precisamente, deberíamos decir, el modelo pitagórico del Universo, el modelo Atomista del Universo, el modelo aristotélico del Universo, y así sucesivamente. Inevitablemente, los modelos reciben los títulos abreviados: el Universo Pitágoras, el Universo Atomista, el Universo Aristotélico, …, y nos confundimos al usar la palabra Universo para significar “un modelo del Universo”.

La grandiosa palabra Universo tiene una gran desventaja adicional. Cuando se usa solo, sin especificar el modelo que tenemos en mente, transmite la impresión que sabemos la verdadera naturaleza del Universo. Nos encontramos, en compañía de multitudes de otros en el pasado, hablando del Universo como si por fin fuera descubierto y revelado. Al referirnos al modelo contemporáneo del Universo como el “Universo”, olvidamos que nuestro modelo contemporáneo sin duda tendrá el mismo destino que sus predecesores. Siempre confundimos la máscara con la cara, el universo modelo del Universo real. Nuestros antepasados cometieron este error continuamente y muy probablemente nuestros descendientes mirarán hacia atrás y nos verán repitiendo el mismo error.

Debido a que no podemos adivinar incluso en nuestras imaginaciones más descabelladas la verdadera naturaleza del Universo, podemos evitar referirnos directamente a él utilizando la palabra más modesta “universo”. Un universo es simplemente un modelo del Universo. Por lo tanto, podemos hablar del universo pitagóreo, el universo atomista, el universo aristotélico, etc., y cada universo es una máscara, una imagen cósmica, un modelo que se inventa, se modifica a medida que avanza el conocimiento y finalmente se descarta.

La palabra ” universo ” que usaremos tiene la ventaja adicional de que puede usarse libre y libremente sin necesidad de recordarnos constantemente que el Universo aún es misterioso y desconocido. Cuando la palabra “universo” se usa sola, como en frases como “la inmensidad del universo”, denota nuestro universo presente tal como lo revela la ciencia moderna.

Cosmología

Buscamos en el cielo, la Tierra y dentro de nosotros mismos, y siempre nos preguntamos sobre el misterio del universo: ¿de qué se trata? ¿Por qué todo comenzó? ¿Cómo terminará todo? ¿Y estas preguntas son significativas? Siempre preguntamos a quemarropa: ¿Cuál  es el significado de la vida? Cada uno de nosotros se hace eco de las palabras de Erwin Schrodinger: “No sé de dónde vengo ni adónde voy ni quién soy”, y busca la respuesta. La búsqueda está condenada a descarriarse desde el principio a menos que nos familiaricemos con los universos del pasado y particularmente con el universo moderno.

La cosmología es el estudio de los universos. En el sentido más amplio, es una empresa conjunta de la ciencia, la filosofía, la teología y las artes que busca comprender lo que unifica y es fundamental. Como ciencia, que es la principal preocupación en este blog, es el estudio de las estructuras grandes y pequeñas del universo; se basa en el conocimiento de otras ciencias, como la física y la astronomía, y reúne una imagen cósmica físicamente inclusiva.

En nuestra vida cotidiana nos ocupamos de cosas ordinarias, como plantas y macetas, y para comprender estas cosas de tamaño razonable, exploramos los reinos a pequeña y gran escala del universo. Profundizamos en los reinos microscópicos de células, moléculas, átomos y partículas subatómicas, y alcanzamos los reinos macroscópicos de los planetas, las estrellas, las galaxias y el universo. Encontramos que lo muy pequeño y lo muy grande están íntimamente relacionados en la cosmología.

Desde el siglo XVII, el conocimiento ha avanzado rápidamente y la cantidad de ciencias ha crecido enormemente. Cada ciencia se centra en un dominio del universo y tiende, con el tiempo, a fragmentarse en nuevas ciencias estrechamente relacionadas de mayor especialización. Originalmente, las características de vivir y no vivir definían las diferencias entre los amplios dominios de la biología y la física. Cada una de estas ciencias básicas, a medida que avanzaba, se ramificó en nuevas ciencias, que a su vez se ramificaron en ciencias más especializadas. La física, una vez conocida como filosofía natural, ha crecido y se ha ramificado en física de partículas subatómicas de alta energía, física nuclear de baja energía, física atómica, físico-química, física de la materia condensada, biofísica, geofísica, astrofísica, etc., y cada una tiene sus propios teóricos, experimentadores y técnicos. La biología, que una vez fue el tema de los naturalistas de amplio interés, con ciencias asociadas como botánica, zoología, entomología, ecología y paleontología, y así sucesivamente, ha crecido y se ha diversificado en biología molecular, bioquímica, genética, etc. Y la astronomía, que alguna vez fue el tema en el que todos tenían el mismo conocimiento (Pero no la habilidad informática), se ha ramificado en ciencias planetarias, el estudio de la estructura estelar y las atmósferas, los medios interestelares, la astronomía galáctica, la astronomía extragaláctica y los campos separados de radio, óptica, ultravioleta, rayos X y astronomía de rayos gamma.

Es evidente que las ciencias dividen el universo para que cada uno pueda construir en detalle un dominio de conocimiento especial. La ciencia separa las cosas en componentes de especialización cada vez mayor, a menudo en piezas cada vez más pequeñas, y dedica cada vez más atención a los detalles. Una persona que estudia a profundidad una rama de la ciencia se convierte en especialista, absorto en un laberinto de conocimiento detallado, que sabe mucho sobre un pequeño dominio del universo y es relativamente ignorante del resto.

La cosmología es la única ciencia en la que la especialización es bastante difícil. Su principal objetivo es armar el rompecabezas cósmico, no estudiar en detalle ninguna pieza de rompecabezas en particular. Mientras que otros científicos están separando el universo en pedazos progresivamente más detallados, los cosmólogos se esfuerzan por juntar las piezas para ver la imagen en el rompecabezas. A diferencia de todos los demás científicos, los cosmólogos tienen una visión amplia; al igual que los pintores impresionistas, se mantienen alejados de sus lienzos para no ver demasiados detalles que distraen.

La cosmología introductoria no es una rama de la astronomía. Es una “cosmopedia”, más que un inventario de los contenidos del universo, y no es un “catálogo de todo el universo” de datos astronómicos descriptivos. La cosmología es el estudio de los constituyentes cósmicos primarios, como el origen y la historia de los elementos químicos, y del espacio y el tiempo que forman el marco del universo en expansión. Las cosas primarias de importancia se encuentran dispersas en grandes regiones del espacio y perduran durante largos períodos de tiempo. El origen y la evolución de las estrellas y las galaxias, incluso el origen de la vida y la inteligencia, son temas cósmicos importantes. Las partículas subatómicas, el papel que juegan durante los primeros momentos del universo, su combinación posterior en átomos y moléculas que forman la complejidad de la célula viviente y nuestro mundo circundante, son todas de interés cósmico.

En cada giro, los problemas de la cosmología nos hacen detenernos y reflexionar. Muchos temas de vital importancia aún son oscuros y no se comprenden: ¿Cómo adquirieron el habla y grandes cerebros los seres humanos?; y ¿Cómo desarrollaron la capacidad de crear estructuras mentales abstractas y pensar cuantitativamente? Lo que determina la forma en que los seres humanos piensan también determina el diseño que perciben en sus universos. Los seres humanos forman una parte vital de la cosmología y representan el universo percibiendo y pensando en sí mismo.

¿Quiénes son los cosmólogos? Los cosmólogos profesionales son relativamente pocos; están bien versados en matemáticas, física y astronomía, y estudian la evolución y la estructura a gran escala del universo físico. En general, sin embargo, cada vez que una persona busca entender el Universo, esa persona se convierte en un cosmólogo. Cuando nos alejamos del estudio de un área especializada de conocimiento, o simplemente nos apartamos de nuestros asuntos cotidianos, y reflexionamos sobre las cosas en general, y tratamos de ver el bosque y no solo los árboles, toda la pintura y no solo los trazos de pintar, todo el tapiz y no solo los hilos, nos convertimos en cosmólogos.

El universo mágico

La cosmología es tan antigua como el Homo sapiens (Si, me contradigo con el primer párrafo, pero líneas adelante entenderán el contexto utilizado). Se remonta a una época en que los seres humanos, que vivían en grupos sociales primitivos, desarrollaron el lenguaje e hicieron sus primeros intentos de comprender el mundo que les rodea. Probablemente, cientos de miles de años atrás, los seres humanos explicaron su mundo por medio de espíritus. Los espíritus de todo tipo, motivados por impulsos y pasiones de tipo humano, activaron todo. Las primeras personas proyectaron sus propios pensamientos y sentimientos internos en un mundo animista externo, un mundo en el que todo estaba vivo. Con súplicas, oraciones, sacrificios y obsequios a los espíritus, los seres humanos obtuvieron el control de los fenómenos de su mundo.

Era la Era de la Magia, de espíritus benignos y demoníacos encarnados en forma vegetal, animal y humana. Todo lo que sucedió fue explicado fácilmente por las pasiones, los motivos y las acciones de los ambientes y la vida interior. Era un mundo antropomórfico, de la tierra viva, el agua, el viento y el fuego, en el que los hombres y las mujeres proyectaban sus propias emociones y motivos como las fuerzas rectoras; el tipo de mundo que los niños leen en los cuentos de hadas. A partir de esta “edad de oro” surge nuestro miedo primordial a la amenaza de la oscuridad y la furia de las tormentas, y nuestro encanto con la magia de amaneceres, puestas de sol y arcoiris.

Por razones que aún no se comprenden por completo, los seres humanos en todas partes siguen siendo una especie, y las culturas (Idiomas, códigos sociales, sistemas de creencias, leyes, tecnologías) se difunden entre sí. Posiblemente, nuestros códigos morales de hoy, que regulan el comportamiento en la familia y la sociedad y determinan en general lo que es éticamente correcto y erróneo, fueron seleccionados naturalmente durante largos períodos de tiempo en las sociedades primitivas. Las sociedades deficientes en códigos de cuidado mutuo y apoyo entre individuos tenían pocas posibilidades de sobrevivir.

El universo mítico

En los albores de la historia, hace diez o más mil años, las primeras ciudades-estado lograron conceptos más abstractos del Universo. El universo mágico evolucionó hacia el universo mítico. La larga era de la magia dio paso a lo que podría llamarse la Era del Teísmo. Los espíritus que habían estado en todas partes, activando todo, amalgamados, se retiraron a remotos reinos míticos y se convirtieron en poderosos dioses que personificaron abstracciones de pensamiento y lenguaje. James Frazer, en The Golden Bough, especuló sobre cómo la magia entre las personas primitivas evolucionó hacia el teísmo, y cómo el universo mágico se transformó en una variedad de universo mítico:

“Pero con el crecimiento del conocimiento, el hombre aprende a darse cuenta más claramente de la vastedad de la naturaleza y de su propia pequeñez y debilidad en presencia de ella. El reconocimiento de su impotencia no conlleva, sin embargo, una creencia correspondiente en la impotencia de esos seres sobrenaturales con los que su imaginación puebla el universo. Por el contrario, mejora su concepción de su poder… Si entonces se siente tan frágil y ligero, ¡qué vasto y poderoso debe considerar los seres que controlan la gigantesca maquinaria de la naturaleza!… Así, en las mentes más agudas, la magia es gradualmente reemplazada por la religión, lo que explica la sucesión de fenómenos naturales regulados por la voluntad, la pasión o el capricho de los seres espirituales como el hombre en especie, aunque vastamente superiores a él en el poder.”

Gran parte de la mitología consiste en imágenes cósmicas primitivas (Figura 1.4). Las mitologías antiguas, tales como la sumeria, asirio-babilónica, minoica, griega, china, nórdica, celta y maya, por nombrar solo algunas, son de interés histórico porque ilustran los primeros puntos de vista de la humanidad sobre el universo. Los mitos de la creación, a menudo difíciles de interpretar, son de particular interés (Más adelante haré una entrada sobre estos temas).

Los seres humanos en el centro cósmico. No importa cuán poderosos y remotos se volvieran, los dioses míticos continuaron sirviendo y protegiendo a los seres humanos, y los hombres y mujeres en todas partes permanecieron seguros y de una importancia central en un universo antropocéntrico. El universo se armó alrededor de un centro y los seres humanos se ubicaron prominentemente en el centro.

La antropocentricidad formó la base de la cosmología griega de un universo centrado en la Tierra. El universo de Aristóteles en el siglo IV antes de nuestra Era fue geocéntrico (o centrado en la Tierra); la Tierra esférica descansaba en el centro del universo y la Luna, el Sol, los planetas y las estrellas, fijados a esferas celestes translúcidas, giraban alrededor de la Tierra. La región más interna del cielo (La esfera sublunar entre la Tierra y la Luna) contenía cosas terrenales y tangibles en un estado cambiante, y las regiones externas del cielo (Las esferas celestiales) contenían cosas etéreas e intangibles en un estado que nunca cambiaba. Las elaboraciones posteriores de este sistema, acercándolo más a las observaciones astronómicas, culminaron en el sistema ptolemaico del año 140 de nuestra Era.

La Edad Media (siglos V al XV) no era tan terriblemente oscura como se suponía. El universo medieval del siglo XIII al XVI fue quizás la forma más satisfactoria de la cosmología conocida en la historia. Cristianos, judíos y musulmanes fueron bendecidos con un universo finito en el que tenían la mayor importancia. Según los estándares árabes y europeos de aquellos tiempos, era un universo racional y bien organizado que todos podían entender; dio lugar y prominencia al lugar de la humanidad en el esquema de las cosas, proporcionó una base segura para la religión y le dio significado y propósito a la vida humana en la Tierra. Nunca antes ni después la cosmología ha servido de manera tan vívida a las necesidades cotidianas de la gente común; era al mismo tiempo su religión, filosofía y ciencia.

La Revolución Copernicana

La transición del universo geocéntrico finito al universo infinito y sin centro se conoce como la revolución copernicana. En el siglo XVI, Nicolaus Copérnico cristalizó las tendencias en el pensamiento astronómico que se había originado en la ciencia griega casi 2000 años antes y propuso el universo heliocéntrico (O centrado en el Sol). El universo heliocéntrico copernicano pronto se transformó en el universo cartesiano infinito y sin centro, que a su vez fue seguido por el universo newtoniano. Esta revolución en el panorama ocupó los siglos XVI y XVII. La revolución copernicana abrió el camino para la cosmología moderna.

Pero el universo espiritual, que se pensaba era mucho más importante que el universo físico, permaneció firmemente antropocéntrico. El universo espiritual era la ” gran cadena del ser ”, una cadena de innumerables vínculos que descendían de los seres humanos a través de todas las formas inferiores de vida a la materia inanimada, y ascendían desde los seres humanos a través de jerarquías de seres angelicales hasta el trono de Dios. La humanidad era el enlace central que conectaba los mundos angelicales y burdos. Incluso en un universo físico infinitamente grande, privado primero de la Tierra y luego del Sol como su centro natural, todavía era posible aferrarse a viejas ideas que retrataban a los seres humanos como teniendo una importancia central en el drama cósmico. Los dioses fueron siempre misteriosos y después de la Revolución Copernicana se volvieron más misteriosos que antes.

La Revolución Darwiniana

A mediados del siglo XIX llegó la más impactante de todas las revoluciones: la revolución darwiniana. Los seres humanos, hasta ahora las figuras centrales en el drama cósmico, se asemejaron a las bestias del campo. Los dioses que habían asistido y protegido a la humanidad por tanto tiempo fueron expulsados del universo físico.

Los universos antropomórficos (Magia) y antropocéntricos (Míticos) estaban equivocados en casi todos los detalles. El universo medieval se ha ido y con él se ha ido la gran cadena del ser. La ciencia al fin es la vencedora, poniendo en fuga los mitos y las supersticiones del pasado. Aplaudimos el Renacimiento (Siglos XV al XVI) con su renacimiento del arte y el aprendizaje, aplaudimos el surgimiento de los sistemas-mundo cartesianos y newtonianos en el siglo XVII, aplaudimos la Era de la Razón (La Ilustración del siglo XVIII) con su convicción en el poder de la razón humana, y aplaudimos la Era de la Ciencia (Siglos XVII al XX), y olvidamos fácilmente la creciente consternación de los hombres y mujeres comunes en un universo que siglo tras siglo se volvió progresivamente más absurdo y sin sentido. Con el declive y la muerte de los antiguos universos, antropomórficos y antropocéntricos, la humanidad fue arrojada sin rumbo en un universo extraño.

El Universo Antropométrico

Creemos que el universo no es antropomórfico y no está hecho a la imagen de los seres humanos; no es un reino mágico vivo con espíritus humanos. También creemos que el universo no es antropocéntrico con los seres humanos ocupando su centro; no somos las figuras centrales; y el mundo no está controlado por dioses y diosas.

En cambio, como dijo Protágoras, somos la medida del universo, y esto significa que el universo es antropométrico. Intentemos entender lo que esto significa.

Tenemos mentes, o como dirían algunos, tenemos cerebro. Para nuestro propósito, no es necesario indagar en la naturaleza de la mente-cerebro e intentar sondear sus misterios. No importa si pensamos que la mente es una entidad no física de actividad psíquica o es un cerebro físico que late con actividad bioelectroquímica. Tenemos cerebros mentales en los que la información fluye a través de las vías sensoriales y de esta información concebimos en nuestros cerebros mentales el aristotélico, el estoico, el epicúreo, el zoroastriano, el neoplatónico, el medieval, el cartesiano, el newtoniano y todos los demás universos que han dominado el ser humano pensamiento en diferentes edades. Observamos plantas y macetas y otras cosas e ideamos grandes teorías que las relacionan y explican, y estas teorías no residen en las cosas mismas sino en nuestros cerebros mentales. En cada paso de la historia de la cosmología, prevalecen diferentes universos, y cada universo en cada sociedad es un gran edificio mental que da sentido a la experiencia humana. Cada universo es antropométrico porque consiste en ideas ideadas por seres humanos que buscan comprender las cosas que observan y experimentan.

Para aquellos perdidos en el vasto y aparentemente sin sentido universo moderno, hay consuelo en la comprensión de que todos los universos son antropométricos. El universo medieval fue hecho y medido por hombres y mujeres, aunque los medievalistas mismos lo negaron rotundamente. El universo moderno con sus cerebros bioelectroquímicos meditando, también es hecho por el hombre. Al igual que el universo medieval, inevitablemente se desvanecerá en el tiempo y será reemplazado por otros universos. Los universos del futuro casi seguramente diferirán de nuestra versión moderna; sin embargo, todos serán antropométricos porque “el hombre es la medida de todas las cosas” entretenidas por el hombre. El Universo mismo, por supuesto, no está hecho por el hombre, pero no tenemos una verdadera concepción de lo que realmente es. Todo lo que sabemos es que nos contiene a nosotros, los soñadores de los universos.

Cosmología y Sociedad

La cosmología y la sociedad están íntimamente relacionadas. Donde hay una sociedad, hay un universo, y donde hay un universo, hay una sociedad de individuos pensantes. Cada universo moldea la historia y dirige el destino de su sociedad.

Esta relación íntima es más obvia en la cosmología primitiva donde la mitología y la sociedad se reflejan mutuamente y los caminos de los dioses y las diosas son los caminos de hombres y mujeres. Las personas crueles crean dioses crueles que sancionan el comportamiento cruel, y las personas pacíficas crean dioses pacíficos que fomentan el comportamiento pacífico. La interacción entre la cosmología y la sociedad en el mundo moderno es tan fuerte como siempre, si no más fuerte, pero a menudo en formas menos fáciles de reconocer.

Sin duda, las ideas más poderosas e influyentes en cualquier sociedad son aquellas que se relacionan con el universo. Forman historias, inspiran civilizaciones, fomentan guerras, crean monarquías, lanzan imperios y establecen sistemas políticos. Una de esas ideas fue el principio de la plenitud, que se remonta a Platón y ha sido enormemente influyente desde el siglo XV.

El principio de plenitud se originó en el sistema de creencias antropocéntricas de que el universo fue creado para la humanidad por un ser supremo inteligible. En su forma más simple, establece que un Creador benéfico ha dado a los seres humanos para su propio uso una Tierra de generosidad ilimitada. El argumento más formal es el siguiente. El ser supremo no tiene límites porque la limitación implica imperfección y la imperfección es contraria a la creencia. El potencial ilimitado del ser supremo se manifiesta en la actualidad ilimitada del mundo creado. La Tierra necesariamente muestra cada forma de realidad en una abundancia inagotable. Este es el principio de plenitud que satura la cultura occidental.

En la Baja Edad Media, los telescopios revelaron la riqueza de los cielos, los microscopios revelaron un mundo lleno de vida de microorganismos, y los viajes por marineros en todo el mundo abrieron deslumbrantes espectáculos de una vasta y abundante Tierra. Una abundancia ilimitada de cada cosa concebible proporcionaba suficiente prueba del principio de plenitud. Los europeos desarrollaron el principio, se guiaron por él y desde entonces lo han exportado al resto del mundo.

Las ideologías políticas fueron formadas por el principio de plenitud. El principio garantizaba una riqueza ilimitada sin explotar y la libre empresa floreció como nunca antes. Para contrarrestar el agotamiento y escapar del crecimiento demográfico, era necesario avanzar más hacia el este y el oeste hacia los brillantes premios de las tierras no despobladas. “El precio real de todo es el trabajo duro y los problemas para adquirirlo”, dijo Adam Smith. ¡Ve al este! las calles están pavimentadas en oro. ¡Ir al oeste! más allá de la puesta del sol se encuentran tierras de riqueza no cosechada. La cría de recursos finitos no era parte de la filosofía de la plenitud. La gente creía con confianza que todo existía en abundancia ilimitada, y cuando algo estaba agotado (Como la eliminación de las manadas de bisontes, la extinción de las palomas mensajeras y las grandes alcas), fueron tomados por sorpresa y se sintieron engañados.

La pregunta inevitable siguió, y desde entonces se ha hecho eco en todo el mundo: ¿por qué debería existir la desigualdad de la riqueza en un mundo de abundancia ilimitada? Una respuesta vino en el mensaje de Karl Marx: en el Manifiesto Comunista nos dice que los menos ricos “No tienen nada que perder excepto sus cadenas”. Tienen un mundo que ganar ”. El principio de plenitud, que ahora yace enterrado en lo profundo de nuestro patrimonio cultural y se ha diseminado en diversas formas en todo el mundo, desafortunadamente no es nada más que un mito cosmológico.

Las viejas ideas de amplitud cosmológica todavía dominan nuestros pensamientos cotidianos y muchas de estas ideas son totalmente inadecuadas en el mundo moderno. Parece que estamos encerrados en la lógica equivocada de los universos obsoletos que amenazan con destruirnos. Vivimos en una época de crisis: Crecimiento demográfico sin control, agotamiento rápido de recursos, contaminación ambiental y atmosférica, y muchos están hipnotizados por las profecías de la fatalidad.

En 1776, la firma de ingeniería de Boulton y Watt comenzó a vender máquinas de vapor que, a diferencia de los dispositivos de vapor anteriores, eran potentes, de acción rápida y se adaptaban fácilmente para el manejo de maquinaria de diversos tipos. Este evento más que cualquier otro marcó el comienzo de la Revolución Industrial que ha transformado nuestra forma de vida. Muchas personas dicen que los males de hoy son la consecuencia directa de la Revolución Industrial. Pero no son las tecnologías las que tienen la culpa, sino las ideas, los sistemas de creencias, que rigen el uso de la tecnología.

Para aclarar el punto, imaginemos que los viajeros espaciales se encuentran con un planeta que ha sido devastado por la tecnología desenfrenada y sin vida. En sus investigaciones, los viajeros espaciales no pueden asumir automáticamente que la tecnología fue la causa de la devastación. Deben buscar pruebas que indiquen la naturaleza de las creencias de los habitantes desaparecidos. ¿Qué mundo mental interno resultó en el mundo arruinado exterior? En sus informes, probablemente llegarán a la conclusión de que el mundo en ruinas es el resultado de una antigua cosmología, una cosmología fundada en principios que en sus momentos más sagrados los habitantes habían rechazado y que sin embargo los había llevado a su perdición.

Referencias

1894 The Golden Bough – James George Frazer Vol. 1

Gutenberg Project

1894 The Golden Bough – James George Frazer Vol. 2

Gutenberg Project

En la entrada anterior, observamos qué tipos de lecciones familiares de la vida terrestre podrían decirnos sobre cómo podría ser un Extraterrestre. Estas observaciones no pretendían ser exhaustivas, ya que se basaban en un rango muy limitado de bioquímica. Los animales que respiran oxígeno y convierten la glucosa en energía y las plantas que convierten la luz solar ni siquiera abarcan el rango de la bioquímica observada aquí en la Tierra, y mucho menos el rango de lo posible. Hay criaturas en la Tierra que usan metano para existir y otras que extraen energía puramente de sustancias químicas, en lugar de explotar (directa o indirectamente) la luz del sol.

Luego está la respiración y la fermentación con azufre, solo por nombrar algunas alternativas. Al final de esta entrada, hablaremos sobre formas más “exóticas” de la vida en la Tierra. Nuestro verdadero interés se centra en los extraterrestres que podrían visitar nuestro planeta, pero su historia está inextricablemente ligada a la cuestión de la vida extraterrestre no alienígena. Uno debe tener el segundo para tener el primero. En consecuencia, pasaremos un tiempo explorando lo que sabemos sobre la vida extraterrestre y las limitaciones impuestas a dicha vida por consideraciones simples de la química y la ley física.

El lector debe saber que cualquier escrito sobre este tema está destinado a ser incompleto. Como señaló el popular ensayista científico y genetista pionero JBS Haldane en su libro de 1927 Possible Worlds and Other Essays, “El Universo no solo es más extraño de lo que suponemos, sino más extraño de lo que podemos suponer”. Es bastante razonable suponer que el universo ‘tiene’ un truco o dos en la manga y nos sorprenderá más de una vez. Aun así, podemos hablar sobre lo que sabemos sobre la química relevante. Si nada más, aprenderemos cuáles son las consideraciones importantes para la astrobiología moderna.

¿Qué es la vida?

Esta pregunta es aparentemente tan simple, y, sin embargo, ha molestado a algunos de los científicos y filósofos más conocedores durante décadas. Aunque apenas es la primera vez que escribe sobre el tema, el libro de 1944 del físico Erwin Schrödinger (Si, el del famoso gato) What Is life? es uno de esos ejemplos. Es un intento inicial interesante de utilizar las ideas de la física moderna para abordar la cuestión. Tanto James Watson como Francis Crick, co-descubridores del ADN, acreditaron este libro como una inspiración para su investigación posterior.

La definición de vida aún no está resuelta. Los científicos modernos han logrado enumerar una serie de características críticas que parecen identificar la vida. Un ser vivo debería tener la mayoría, si no todas, de las siguientes características:

• Debe ser capaz de regular el entorno interno del organismo.
• Debe poder metabolizar o convertir la energía para cumplir las tareas necesarias para la existencia del organismo.
• Debe crecer convirtiendo energía en componentes del cuerpo.
• Debe ser capaz de adaptarse en respuesta a los cambios en el entorno.
• Debe ser capaz de responder a los estímulos.
• Debe poder reproducirse.

Estas características lo distinguen de la materia inanimada.

Si bien estas propiedades pueden ayudarlo a identificar la vida cuando la encuentra, en realidad no nos dan una idea de las limitaciones impuestas por el universo sobre cómo sería la vida. El propósito de esta entrada es tener una idea de si un posible escritor de ciencia ficción es ridículo cuando basa su historia en un extraterrestre con huesos hechos de oro y sodio líquido en busca de sangre. Entonces, ¿qué nos dice nuestro mejor entendimiento actual que la vida requiere? Una combinación de teoría y experimentación sugiere que hay cuatro requisitos cruciales para la vida. Ellos están (En orden decreciente de certeza):

• Un desequilibrio termodinámico;
• Un entorno capaz de mantener enlaces interatómicos covalentes durante largos períodos de tiempo;
• Un ambiente líquido; y
• Un sistema estructural que puede apoyar la evolución Darwiniana.

El primero es esencialmente obligatorio. La energía no impulsa el cambio, sino que las diferencias de energía son la fuente del cambio. El “desequilibrio termodinámico” simplemente significa que hay lugares de mayor energía y menor energía. Esta diferencia establece un flujo de energía, que los organismos pueden aprovechar para sus necesidades. No es fundamentalmente diferente de cómo funciona una planta de energía hidroeléctrica: hay un lugar donde el agua es profunda (alta energía) y un lugar donde el agua es poco profunda (baja energía).

Así como el flujo de agua de un lado de la presa al otro puede convertir una turbina para generar electricidad o un molino para moler grano, un organismo explotará una diferencia de energía para hacer los cambios que necesita para sobrevivir.

El segundo requisito es esencialmente nada más que decir que la vida está hecha de átomos, unidos en moléculas más complejas. Estas moléculas deben estar unidas lo suficiente como para ser estables. Si las moléculas se caen constantemente, es difícil imaginar que esto dé como resultado una forma de vida sostenible. Es este requisito el que establece algunas restricciones sobre qué átomos juegan un papel importante en la composición de cualquier vida. Espero que después de esta discusión, comprenda la razón de la frase frecuentemente repetida en ciencia ficción “forma de vida basada en el carbono”.

El requisito número tres es menos, digamos, crucial, sin embargo, es difícil imaginar la evolución de la vida en un entorno que no es líquido. Los átomos no se mueven fácilmente en un entorno sólido y un entorno gaseoso implica densidades mucho más bajas y puede transportar una cantidad mucho menor de los átomos necesarios para construir bloques y nutrición. Los líquidos pueden disolver sustancias y moverlas fácilmente.

Finalmente, el cuarto requisito podría no ser necesario para la vida extraterrestre, pero es crucial para los alienígenas. Ciertamente, la vida multicelular o su equivalente no será la primera forma de vida que se desarrolle. La primera forma de vida que se desarrolla será de una forma análoga a los organismos unicelulares de la Tierra (en realidad, lo más probable es que sea más simple… después de todo, los organismos unicelulares modernos ya son bastante complejos). Para formar especies con una complejidad creciente, pequeños cambios en el organismo serán necesarios. La evolución darwiniana es el proceso mediante el cual una criatura se crea con diferencias de sus padres. Lo primero que es necesario es que el organismo sobreviva al cambio. Después de todo, si el cambio lo mata, es el final del camino para ese individuo. Una vez que hay cambios que permiten que el organismo hijas sobreviva y posiblemente confiera propiedades diferentes, los procesos de selección se vuelven importantes. Las criaturas que posteriormente se reproducen de manera más efectiva crecerán gradualmente en población hasta que dominen su nicho ecológico.

Entonces, hablemos de estas ideas con un poco más de detalle.

Desequilibrio Termodinámico

La consideración más importante para cualquier forma de vida es la necesidad de un desequilibrio termodinámico. Esta bocanada de una idea es simultáneamente intuitiva y contra-intuitiva.

Si le dices a alguien que la energía es necesaria para la vida, es probable que no tengas ningún argumento. Las plantas absorben la luz solar, las personas comen; la necesidad de energía es evidente. Sin embargo, la realidad es un poco más sutil. La energía tiene un significado técnico en la ciencia. La energía se puede encontrar en una bola lanzada, una primavera en espiral y una barra de dinamita.

Sin embargo, lo que la vida necesita no es energía, sino más bien una diferencia de energía. Si la energía es la misma en todas partes, esto no es útil. Lo que es útil son las diferencias de energía. Para ilustrar esta sutil diferencia, considere un depósito de agua retenido por una presa.

En el lado del agua, todo es igual. Mientras la presión cambia con la profundidad, la uniformidad evita que el agua se mueva. Tiende a quedarse. Sin embargo, el agua tiene un tipo de energía que los científicos llaman “energía potencial”. (La energía potencial es el tipo de energía en la que algo se movería si lo permitimos, como cómo se movería el agua si rompiéramos la presa o cómo volaría una flecha de un arco estirado si se soltara la cuerda.)

Ahora imagina que hay un agujero en el fondo de la presa. El agua saldría del lado del agua hacia el lado del aire. De hecho, así es como funcionan las centrales hidroeléctricas. El agua en movimiento enciende una turbina, que genera energía eléctrica.

El punto crucial aquí es que una diferencia de energía (y un flujo posterior de alta energía a menor energía) es fundamental para la creación de energía eléctrica y que esto es cierto en un sentido más general. Esto es lo que queremos decir cuando decimos “desequilibrio termodinámico”. Termodinámica significa energía y desequilibrio significa “no igual” o diferente.

La vida funciona de la misma manera. Las diferencias de energía permiten que la energía fluya y realice los tipos de cambios que permiten la existencia de la vida. De por vida, es importante poder almacenar estas diferencias de energía para usar cuando sea conveniente. De esta forma, un organismo puede moverse, llevando consigo su fuente de energía. Esto proporciona protección contra las situaciones aleatorias que podrían restringir el acceso a la energía.

Para tener una idea de por qué esto es importante, considere una hipotética vaca alienígena que tiene que comer constantemente para sobrevivir. Si la vaca existe en un área siempre creciente y siempre presente de pasto extraño, no hay problema. Sin embargo, imagina una sequía. Con la muerte de la hierba, la vaca moriría inmediatamente, incapaz de moverse a un nuevo parche de hierba. O imagine una planta que usa la luz solar como la de la Tierra, pero que no puede almacenar energía. Viviría durante el día, pero moriría cada noche. Sin una fuente de energía garantizada e interminable, la vida de estas formas es muy vulnerable. El almacenamiento de energía es necesario para que exista la vida.

Parece probable que la vida hecha de átomos (como lo somos nosotros) debe explotar el almacenamiento de energía en las moléculas. Ciertos átomos se pueden combinar con la energía disponible (como hacen las plantas con la luz solar). Más tarde, la energía puede extraerse convirtiendo moléculas que contienen mucha energía en energías más bajas y usando la energía extra para vivir. Hacemos esto cuando comemos una galleta y metabolizamos azúcares o grasas. Quizás un ejemplo aún más intuitivo de esto sería cuando quemamos madera. La celulosa se combina con el oxígeno a través de una serie de reacciones químicas, dando como resultado el dióxido de carbono y el agua. Sabemos que un fuego libera calor, ese es típicamente el punto del fuego después de todo, pero lo que no es tan obvio es que lo que estamos viendo cuando tostamos nuestros malvaviscos es la transformación de moléculas con mucha energía almacenada en sus enlaces en unos con menos energía.

Las restricciones impuestas por los átomos

Los científicos saben mucho sobre química, cómo interactúan los átomos y las propiedades de la materia que forman. Sin duda, este conocimiento puede decirnos mucho sobre qué elementos son cruciales para la vida. Somos “formas de vida basadas en carbono”, como bien dicen en la ciencia ficción. Pero la ciencia ficción también habla de otras posibilidades. The Horta en el episodio de Star Trek “The Devil in the Dark” era una forma de vida construida alrededor del átomo de silicio. Los Oustsiders de Larry Nivens de su serie Known Space tienen una bioquímica que incluye helio líquido. Dada la imaginación de los escritores de ciencia ficción, tanto profesionales como aficionados, podría imaginar que sentarse en el cajón de alguien es una historia sobre el encuentro de la humanidad con una raza inteligente, con huesos de platino y sangre de oro fundido, que excreta diamantes. (Si alguien roba esa idea y escribe una historia, quiero parte de las regalías.) Entonces, ¿qué nos dice la ciencia sobre el rango de combinaciones atómicas que es físicamente posible? Para eso, tenemos que pensar en algunos requisitos moleculares simples de la vida.

La vida no puede existir sin átomos que se combinan para formar moléculas más complejas. Por lo tanto, la forma en que estos átomos se interconectan es una consideración crucial. Si bien puede ser obvio que las reglas de la química son un aspecto definitorio de cualquier forma de vida, esa afirmación es bastante vaga. De hecho, podemos hacerlo mejor y analizar a continuación algunas consideraciones detalladas.

Por ejemplo, la vida extraterrestre (Y especialmente la vida alienígena) requerirá una química compleja. Los productos químicos que realizan tareas análogas a nuestros carbohidratos, proteínas, ADN, etc., tendrán que formar moléculas formadas por muchos átomos que se entrelazan. Entonces, dos consideraciones importantes en la química de la vida serán identificar átomos que (1) puedan hacer muchas conexiones con átomos vecinos y (2) puedan hacer conexiones suficientemente fuertes para que las moléculas sean estables.

Los estudiantes de química han requerido durante mucho tiempo aprender sobre las valencias, que es esencialmente la cantidad de enlaces que el átomo de un elemento en particular puede formar. Para hacer moléculas complejas, un átomo tendrá que poder conectarse a muchos átomos cercanos. Esto puede hacerse increíblemente claro al considerar los elementos de gas noble (helio, neón, argón, etc.) que habitan en la columna de la derecha de la siguiente figura. Estos elementos no interactúan con otros átomos. Cada átomo de los elementos nobles está solo. Simplemente no participan en química en absoluto. En consecuencia, podemos estar seguros de que estos elementos no juegan un papel sustancial en el metabolismo de ninguna forma de vida y ciertamente no tienen un rol estructural en ninguna forma de vida.

Entonces podemos considerar la columna inmediatamente a la izquierda de los elementos nobles. Esta columna, que incluye hidrógeno, flúor y cloro, consiste en átomos que pueden formar un enlace con un átomo vecino. Dado que todos estos elementos actúan de manera similar, podemos ilustrar el punto considerando solo el hidrógeno. Es como una habitación llena de gente con un solo brazo. Pueden tomarse de la mano con solo una persona más a la vez. En un mundo en el que el hidrógeno es un componente básico de la vida, solo puedes crear moléculas muy simples, específicamente las que consisten en dos átomos idénticos. Si el hidrógeno puede formar solo un enlace, entonces un átomo de hidrógeno se une a un segundo átomo. Ambos átomos forman un enlace simple y el resultado es una molécula de dos átomos, como se muestra en la siguiente figura. Esto es cierto para todos los elementos en esa columna.

Moviendo una columna hacia la izquierda, encontramos los elementos de dos enlaces. El ejemplo más ligero de estos átomos es el oxígeno. Dado que el oxígeno puede formar dos enlaces, puede tomar dos átomos de hidrógeno. Así es como se forma el agua, con un oxígeno y dos átomos de hidrógeno. Invocando nuestro ejemplo de los brazos, el oxígeno es un elemento de dos brazos. Puede sostenerse con dos átomos de hidrógeno o sostener dos manos con otro átomo de oxígeno. Moviéndonos de nuevo una columna hacia la izquierda, encontramos los elementos de tres enlaces. De manera similar, un átomo de nitrógeno se puede conectar con tres átomos de hidrógeno y producir amoníaco.

Sin embargo, la columna que permite las estructuras moleculares más intrincadas es la de carbono. El carbono y otros elementos en esa columna pueden formar cuatro enlaces. Continuando con nuestra exploración de la unión con el hidrógeno, un átomo de carbono unido con cuatro átomos de hidrógeno forma una molécula de metano. En nuestra analogía de brazos, el nitrógeno tiene tres brazos, mientras que el carbono tiene cuatro.

El carbono (Como cualquier átomo) puede conectarse con más que simplemente átomos de hidrógeno. Se puede combinar con otros átomos de carbono, así como con todos los otros átomos de la tabla periódica. Eso sí, esto también es cierto para las columnas de nitrógeno y oxígeno, pero es la capacidad de crear cuatro enlaces lo que permite que se creen las moléculas más complejas. La siguiente figura da una idea de los tipos de estructuras que están disponibles cuando uno tiene átomos que tienen muchas posibilidades de vinculación. Estas son las moléculas de Vida en la Tierra.

Ahora probablemente ya te hayas adelantado y pensado: “¿Y qué hay de los otros elementos en esa columna?” Después de todo, el silicio también puede formar cuatro enlaces atómicos. ¿Es posible la vida basada en silicio?

Ciertamente, los átomos de silicio pueden componer moléculas complejas; sin embargo, la situación es más difícil que simplemente reemplazar los átomos de carbono por los de silicio. Como un simple ejemplo, considere el dióxido de carbono común que exhalamos al respirar. El dióxido de carbono es un gas, que facilita el transporte del fluido (Es decir, la sangre) en nuestros cuerpos. Por el contrario, el dióxido de silicio es un sólido, conocido por el nombre más común de “arena”. Volveremos a la vida basada en el silicio al final de esta entrada.

Fuerza de los Enlaces

Si bien la cantidad de enlaces en los que puede participar un átomo es una consideración muy importante, de igual importancia es la fuerza de los enlaces. El mundo molecular y atómico es un lugar frenético, con el movimiento constante como norma. Debido al simple calor, los átomos vibran, rebotan entre sí y sufren un flujo continuo de colisiones. Si los enlaces no son lo suficientemente fuertes, estas colisiones atómicas y moleculares podrían destrozar las moléculas de la vida, al igual que un tackle duro en el fútbol americano puede causar un balón suelto. Sin un entorno molecular estable, seguramente no podría existir vida.

Podemos entender este punto de una manera visual al considerar uno de esos programas de televisión del tipo Reality donde se presentan con competiciones ridículas. Supongamos que este espectáculo se llama “Unión” y el punto es que dos personas están unidas de alguna manera y deben permanecer juntas durante toda la temporada. Si su conexión falla, son descalificados. Supongamos que una pareja está atada con hilo de coser común, mientras que otra está conectada con el tipo de cuerda que utilizan los alpinistas. No se necesita mucha imaginación para darse cuenta de que la pareja conectada por un hilo tiene una seria desventaja. Solo en el día a día de la vida, caminar, cepillarse los dientes, dormir, etc., algo va a romper ese hilo. Por el contrario, hay muy poco que la pareja de cuerdas encontrará que hará que se separen.

Hay un par de formas en que los átomos se pueden unir, pero el más fuerte se denomina “enlace covalente”. En un enlace covalente, algunos de los electrones en cada átomo individual se comparten entre los dos átomos. En cierto sentido, los dos átomos se fusionan en una sola unidad molecular. Y estos enlaces son realmente fuertes. Para dar una sensación de escala, dos átomos de hidrógeno se pueden unir de esta manera para formar una molécula de hidrógeno. La unión es tan fuerte que, si tomara gas hidrógeno a temperatura y presión ambiente, necesitaría un volumen de gas del tamaño de la galaxia de la Vía Láctea para tener un 50% de probabilidad de separar una molécula en sus dos átomos constituyentes. Estas moléculas son realmente difíciles de romper. Si no lo fueran, un volumen que contenga tantos átomos tendría muchas moléculas rotas.

Volviendo a la pregunta de qué átomos es más probable que tengan un papel importante en la vida, podemos preguntarnos si los diferentes elementos pueden formar enlaces más fuertes o más débiles. Resulta que los elementos de menor masa pueden formar enlaces mucho más fuertes que los más pesados. La razón es un poco sutil, pero afortunadamente no es demasiado difícil de entender. Todo se reduce al grado en que los átomos se superponen entre sí. La fracción más grande de superposición, más esos dos electrones se comparten y más fuerte es el vínculo. Este punto se ilustra en la siguiente figura.

Esta figura se simplifica, pero tiene algunas características valiosas. Los átomos consisten en un núcleo y luego un enjambre de electrones alrededor del exterior. Los electrones más cercanos al núcleo (O en los estados de energía más bajos, si has tomado una clase de química) no están generalmente disponibles para formar enlaces, mientras que los pocos electrones externos sí lo están. En la figura anterior, he elegido representar la porción central del átomo, que no interactúa, como un punto negro. El círculo blanco exterior está destinado a representar los electrones disponibles para formar enlaces. Notarás que está dibujado un átomo pequeño y grande. Para ambos átomos, el grosor del área blanca es el mismo. Luego gráficamente hay moléculas conectando dos átomos. Hasta cierto punto, se puede decir que los átomos comparten los electrones en la región entre los dos átomos donde las áreas blancas se superponen. Esta región de superposición se indica en gris. Ahora compare la región gris con la región blanca en moléculas de átomos pequeños y átomos grandes. Usted observa que en las moléculas de átomos pequeños que el área gris es una fracción más grande del área blanca. Los átomos más pequeños comparten sus electrones con sus vecinos una fracción mayor del tiempo, que es la base para los enlaces mucho más fuertes en los elementos más ligeros.

Estas simples consideraciones muestran por qué es de alguna manera natural que la vida se forme de carbono. El carbono puede formar cuatro enlaces fuertes con los átomos vecinos, lo que permite la formación de moléculas complejas. Otros átomos ligeros no pueden formar la mayor cantidad de enlaces, reduciendo la complejidad de la posible química, mientras que otros átomos pesados no pueden formar un enlace tan fuerte, lo que reduce la probabilidad de que las moléculas sean estables. El carbono es un elemento óptimo para la química molecular compleja.

Tal vez no sea sorprendente que las formas de vida basadas en el carbono concluyan que el carbono es una base ideal para formar la vida. Esto se llama “chauvinismo del carbono”. Volveremos a este punto cuando hayamos terminado nuestra descripción general de los componentes importantes de la vida y consideremos la química alternativa.

Oxígeno

Toda la vida multicelular en la Tierra usa oxígeno como parte de su sistema de respiración, aunque esto no es verdad en todas las formas de vida. El papel del oxígeno es que es un receptor de electrones. El movimiento de los electrones es la fuente de la energía de la vida, por lo que un elemento que puede aceptar electrones está facilitando el flujo de energía. El oxígeno es un aceptador superlativo de electrones.

¿El uso de oxígeno es una característica necesaria de la vida en el universo? Bueno, la respuesta es claramente no, dado que sabemos de la vida en la Tierra que usa otras sustancias para respirar. De hecho, estamos bastante seguros de que las primeras formas de vida en la Tierra habrían muerto por la presencia de oxígeno. Entonces, ¿qué pasa con el oxígeno y por qué se ha convertido en una presencia tan ubicua en la Tierra ahora? ¿El uso universal del oxígeno por la vida de la Tierra multicelular significa que la respiración de oxígeno es universal?

No lo hace, por supuesto, pero vale la pena pasar un poco de tiempo aprendiendo sobre los elementos esenciales del papel del oxígeno en la historia de la vida en la Tierra. No sabemos mucho sobre la primera vida en la Tierra. La vida se formó y muchas especies evolucionaron y se volvieron más complejas. Como es habitual con la evolución, algunas especies prosperaron, mientras que otras se extinguieron. Se cree que uno de estos organismos complejos es el padre de todas las especies existentes, mientras que los otros se extinguieron. Este ser padre se llama el último ancestro común universal, o LUCA (En inglés, Last Universal Common Ancestor). En la siguiente figura se muestra un árbol genealógico que muestra cómo la vida podría haberse ramificado.

Trabajando hacia atrás desde hoy, los biólogos están bastante seguros de que la humanidad comparte un ancestro común con los chimpancés. Ese ancestro común compartió un ancestro aún anterior con otros primates. Los primates compartieron un ancestro común con otros mamíferos. Retrocediendo en el tiempo, ahora creemos que cada uno de los dominios, reinos, phyla, clases, etc. Ya mencionados en la entrada anterior se originó a partir de un ancestro común, cuyos descendientes variaron ligeramente y en consecuencia pusieron en movimiento las diferencias físicas y biológicas que se observan ahora en estas diferentes divisiones de la vida. Cada uno de los dominios de Prokarya, Eukarya y Archaea tenían un ancestro común diferente, aunque la investigación moderna sugiere que Eukarya se formó por una mezcla de ancestros anteriores de Archaea y Prokarya.

Llevando el patrón un paso más allá, se presume que había un organismo que fue el antepasado de todas las formas de vida en la Tierra. Ahora bien, este antepasado (el último ancestro común universal, o LUCA, mencionado anteriormente) no fue la primera forma de vida que vio la Tierra. Usando genética comparativa y bioquímica, los científicos han aprendido mucho sobre LUCA. Por ejemplo, LUCA usó ADN y un par de cientos de proteínas para vivir. LUCA ya era un organismo muy complejo, bastante diferente de la forma de vida más antigua. Es difícil saber qué adaptación de LUCA le dio la ventaja para sobrevivir y prosperar, mientras que todos sus primos contemporáneos estaban condenados a la extinción. Pero sobrevive, lo hizo y aquí estamos.

LUCA probablemente no dependía del oxígeno para su respiración. Si bien nuestra comprensión de la bioquímica de LUCA es incompleta, parece ser cierto que el hierro era una parte importante de sus vías metabólicas. Este hecho es una evidencia bastante concluyente de que LUCA vivió antes de que la atmósfera de la Tierra tuviera mucho oxígeno. Sabemos esto como el hierro realmente ‘ama’ combinarse con el oxígeno en una forma que es extremadamente insoluble en agua. Si hubiera un montón de oxígeno alrededor, el hierro sería engullido y sacado del ecosistema en forma de óxido. Como sin duda ha experimentado, el óxido no se disuelve y, una vez que el hierro está en forma de óxido, no está disponible para su uso futuro. Para que un organismo dependa mucho del hierro, significa que debe existir en un ambiente anóxico (bajo/sin oxígeno).

Si bien la fecha de la formación de la vida en la Tierra es un tema recurrente de debate, el período de hace unos 3.500 millones de años es una posición creíble, y la evidencia crece cada vez más fuerte después de unos 2.700 millones de años. Los estudios de la composición isotópica de rocas tempranas sugieren que antes de hace unos 2.400 millones de años, había muy poco oxígeno en la atmósfera. Sin embargo, hace 2.400 millones de años, la cantidad de oxígeno en la atmósfera comenzó a aumentar. La fuente del oxígeno era supuestamente bacterias fotosintéticas tempranas. Durante aproximadamente quinientos millones de años, el hierro en el océano absorbió oxígeno y se depositó en el fondo del océano. Este proceso continuó hasta que el hierro se usó por completo y es la fuente de las minas de hierro que ahora explotamos.

Una vez que se agotó el hierro, el oxígeno en la atmósfera comenzó a aumentar mucho más rápidamente. Como se menciona líneas arriba, la fuente de oxígeno eran las bacterias fotosintéticas que habían existido desde las primeras formas de vida, pero, dado el lado reactivo del oxígeno, el oxígeno se unía rápidamente a otras sustancias en el océano y, finalmente, en la tierra. Sin embargo, una vez que estos materiales que ‘aman’ el oxígeno en el mar y en la tierra se saturaron, la concentración de oxígeno en la atmósfera aumentó. A medida que crecía la concentración de oxígeno en la atmósfera, se encontró con la luz ultravioleta del sol. Esto condujo a la formación de ozono, que protege la superficie de la Tierra de la luz ultravioleta (Y posibilita la vida terrestre). Sin la protección del ozono, la luz ultravioleta esterilizaría la superficie del planeta, del mismo modo que usamos luz ultravioleta para esterilizar los instrumentos quirúrgicos y para matar las algas y los parásitos en las peceras.

Hace unos 800 millones de años, la cantidad de oxígeno en la atmósfera comenzó a aumentar con bastante rapidez. Este aumento en el oxígeno es un contribuyente frecuentemente citado a los orígenes de la vida multicelular (y, especialmente relevante para la idea de los alienígenas, la vida animal). El oxígeno proporcionó un gran depósito de una sustancia en la atmósfera que era un excelente aceptor de electrones y cuyo uso en la respiración y el metabolismo podría generar mucha energía.

Entonces el oxígeno es omnipresente en la Tierra y juega un papel central como parte del presupuesto de energía de todos los animales. La pregunta cuando pensamos en extraterrestres es “¿Es necesario el oxígeno?” Sabemos de la vida en la Tierra que usa otras sustancias como aceptores de electrones, con hierro, nitratos, sulfatos y dióxido de carbono, por nombrar algunos. Sin embargo, estas formas alternativas de respiración se encuentran en los microorganismos, no en los animales multicelulares, lo que sugiere que los beneficios de la respiración con oxígeno son sustanciales y que, si es posible, la evolución empujará la bioquímica en esa dirección.

Incluso en la Tierra, el mecanismo por el cual el oxígeno se usa para dar energía a los organismos no es un proceso simple sino más bien un asunto de pasos múltiples. Por lo tanto, es posible que en un planeta con un ambiente anóxico, la evolución invente un proceso de pasos múltiples para obtener el nivel requerido de energía necesaria para soportar la vida extraterrestre. Sin embargo, dados los beneficios del oxígeno, parece plausible que la vida finalmente descubra una forma de explotarlo si está presente. Esto nos lleva al próximo punto.

Abundancia Química

La química que hemos estado discutiendo es parcialmente académica en este punto. Por ejemplo, bien puede ser que el carbono sea el átomo perfecto para construir vida, pero, si no hay carbono alrededor, entonces no se usará. De manera similar, si no hay oxígeno presente, hace que sea difícil usarlo para respirar. Entonces, necesitamos agregar a nuestro conocimiento qué elementos están más presentes en el universo. Para entender cómo ciertos elementos son más o menos comunes, necesitamos entender sus orígenes.

La teoría actual es que el universo comenzó hace apenas 14 mil millones de años en un evento cataclísmico denominado Big Bang. Si bien la física del Big Bang es un tema fascinante, para nuestros propósitos, simplemente necesitamos saber que el universo era una vez tan caliente que los átomos no podrían existir; de hecho, los protones y neutrones individuales no pudieron formarse, ya que las temperaturas no les permitieron fundirse en el baño de energía y las partículas subatómicas que existían en ese momento.

A medida que el universo se expandió, se enfrió de una manera análoga a las explosiones con las que estamos familiarizados, y muy temprano en la historia del universo, surgieron protones y neutrones, seguidos de los elementos hidrógeno y helio. Para todos los efectos, no existían otros elementos. Siguiendo nuestra discusión anterior, la vida no podría formarse en ese universo. El helio no forma moléculas, y el hidrógeno forma moléculas simples que constan de dos átomos. Si esa fuera la historia completa, no estaríamos teniendo esta discusión. Debe haber más que debemos considerar.

Cada mañana, cuando ‘sale’ el sol, nos recuerda una cosa aparentemente trivial, pero importante. El sol brilla y desprende calor. Hace esto porque las colecciones muy densas de hidrógeno y helio pueden experimentar una fusión nuclear. Y la fusión nuclear es una de las formas más puras de ‘magia’ científica que la humanidad haya encontrado y entendido.

En la época medieval, los primeros científicos llamados alquimistas estaban obsesionados con la transformación de materiales de una forma a otra; de “metales básicos” (Por ejemplo, plomo) en oro. Si bien no hay duda de que la química moderna tiene una deuda con los primeros alquimistas, estaban condenados en su búsqueda de transformar un elemento en otro. Tal objetivo simplemente está más allá de la capacidad de las reacciones químicas.

Sin embargo, la fusión nuclear de estrellas logra precisamente eso. Los núcleos de elementos ligeros se combinan, formando elementos más pesados. En estas fundiciones estelares, el hidrógeno y el helio se forjan en oxígeno, carbono, nitrógeno, silicio y todos los elementos más ligeros que el hierro. La fusión nuclear estándar basada en estelares no puede crear elementos más pesados.

Da la casualidad que algunas estrellas se queman rápida y furiosas y terminan sus vidas en una espectacular explosión llamada supernova. En casi un abrir y cerrar de ojos, estas estrellas mueren, experimentando calor y reacciones nucleares que empequeñecen a aquellos en estrellas más complacientes. Con su muerte, forman elementos aún más pesados… incluso la creación de oro que eludió a los antiguos alquimistas. Esta es la razón por la que Carl Sagan declaró tan a menudo que todos somos “polvo de estrellas”. Sin estrellas, la vida e incluso los planetas no serían posibles. De hecho, las primeras estrellas se formaron cuando el universo no podía tener planetas. Los ingredientes de los planetas simplemente no existían. Pero, en su muerte, las primeras estrellas extendieron una compleja mezcla de elementos en todo el cosmos. Estos elementos se mezclaron con las nubes de hidrógeno existentes y formaron estrellas posteriores.

Nuestro sol es una estrella de segunda o tercera generación, habiéndose formado hace unos 5 mil millones de años. En el momento del nacimiento del sol, el universo tenía 9 mil millones de años para que las estrellas anteriores fabricaran los otros elementos de la tabla periódica. Los elementos presentes cuando nuestro sistema solar entró en existencia formaron el depósito desde el cual los planetas y cualquier vida posible deben ser compuestos.

La siguiente figura muestra las abundancias relativas de los treinta elementos más ligeros de nuestro sistema solar. El hidrógeno y el helio constituyen el 99.9% de la materia en el sistema solar, pero del 0.1% restante, los planetas se unieron. De los elementos restantes, el carbono, el oxígeno y el nitrógeno (Los elementos de la química orgánica y la vida tal como la conocemos) son los próximos más disponibles. La abundancia relativa de todos los elementos está bastante de acuerdo con nuestra comprensión de cómo se forman en los hornos estelares en los que fueron creados. El silicio, que es el primo químico del carbono, está presente en cantidades que son aproximadamente un 10% mayores que las del carbono. Entonces, una interpretación ingenua de este gráfico podría hacerte decir: “bueno, sí, tiene sentido que la vida esté hecha de carbono, ya que hay más”. Por el contrario, no se necesita pensar demasiado para decir: “Oye espera un minuto. Si el carbono es mucho más frecuente que el silicio, ¿por qué la Tierra es una gran roca (Es decir, dióxido de silicio) en lugar de estar hecha principalmente de carbono? ”

Y, por supuesto, esa es una pregunta interesante. La cuestión de la abundancia relativa de elementos en el sistema solar nos dice mucho, pero la vida no podría formarse a partir de los elementos que están dentro del Sol. Probablemente tuvo que formarse sobre (O debajo o en la atmósfera de) la superficie de un planeta. Entonces las abundancias elementales correctas a considerar serían aquellas en la superficie del planeta. (La misma lógica que muestra que la composición química de la estrella es solo marginalmente relevante también descarta la composición molecular del núcleo de un planeta como una consideración importante. Es la composición de la corteza planetaria la que define el depósito de elementos a partir de los cuales la vida puede formarse.) Utilizo la palabra “planetario” en una especie de sentido genérico. La vida podría haberse formado en satélites de planetas que son estériles. Veremos en poco tiempo la razón por la cual el silicio no juega un papel central en la vida terrenal.

En este punto, comenzamos a ver lo difícil que puede ser generalizar la discusión de la química y la vida extraterrestre. Después de todo, los ambientes en los diversos planetas y satélites en nuestro propio sistema solar son extremadamente diversos. Las nubes de gas de Júpiter son bastante diferentes de la superficie de Mercurio, los páramos congelados de Europa y nuestra propia Tierra. Es esta diversa gama de entornos lo que hace que sea tan difícil para los astrobiólogos decidir dónde buscar la vida.

Pero, debemos recordar que estamos interesados en los extraterrestres, en lugar de la vida extraterrestre per se. Los alienígenas son criaturas con suficiente inteligencia para emplear herramientas y algún día competirán con los humanos por la dominación galáctica. Por lo tanto, es difícil imaginar una forma de vida suspendida en las nubes de un gigante de gas como un extraterrestre. Es mucho más fácil imaginar a una criatura en un objeto planetario rocoso como un competidor. En primer lugar, el acceso a los metales es muy importante para fabricar la mayoría de las herramientas y armas. En un ambiente gélido, otros materiales pueden servir para el mismo propósito. Y, en cualquier caso, la superficie de un planeta rocoso es probablemente el depósito elemental relevante para construir nuestra discusión sobre la vida extraterrestre.

Podemos comenzar con la composición química de la corteza terrestre como referencia. Esto se puede observar en la siguiente figura. Existen diferencias notables en la composición elemental de la Tierra en comparación con las abundancias elementales solares, lo que subraya que los detalles de la formación de planetas son fundamentales. El hidrógeno y el helio son raros. También vemos que los gases nobles (Helio, neón, argón, etc.) son notables en su ausencia. Estos elementos son gaseosos y no se unen a otros elementos para formar sólidos. El oxígeno es el elemento más presente, seguido del silicio. Esta mezcla refleja las diversas rocas (Feldespato, cuarzo, etc.) que componen la superficie de la Tierra. El carbono es muy raro en comparación con el silicio (Una pequeña fracción de una pequeña fracción, en comparación con alrededor de un cuarto de la corteza terrestre que está compuesta por silicio). Y esto probablemente nos está diciendo algo importante. Incluso dada la gran cantidad de silicio disponible y el hecho de que ambos elementos pueden crear cuatro enlaces, la vida se forma a partir del carbono. La capacidad de formar cuatro enlaces es muy importante, pero hay otras consideraciones que deben tenerse en cuenta al pensar en la composición química de la posible vida. Analizaremos al final de la entrada los problemas de silicio como un componente fundamental de la vida. (Sé que he prometido esto más de una vez, pero necesitamos un poco más de experiencia para explorar las limitaciones del silicio como base de la vida, así como para presentar una forma innovadora de superar las sorprendentes ventajas del carbono).

También hablaremos un poco más tarde sobre la naturaleza del líquido que forma la vida. En la Tierra, este líquido es universalmente agua. Mientras concluimos nuestra discusión sobre la disponibilidad de productos químicos, podemos echar un vistazo a la composición elemental de los océanos de la Tierra. Esto se da en la siguiente figura. Debido a que nuestros océanos están hechos de agua (H₂O), el oxígeno y el hidrógeno son los átomos más frecuentes. Además, dado que la mayor parte del agua en la Tierra es salada, no es de sorprender que el sodio y el cloro, los elementos que componen la sal ordinaria (NaCl), estén presentes. Los otros elementos están presentes si pueden unirse a moléculas que son solubles en agua.

Como una mirada final a la disponibilidad elemental, nos dirigimos al cuerpo humano. Si bien el objetivo de esta discusión es ver qué elementos están disponibles como componentes básicos de la vida, es natural preguntar “sí, pero ¿qué elementos realmente forman la vida?” Esto se muestra (Solo para humanos) en la siguiente figura.

El carbono, el oxígeno, el hidrógeno y el nitrógeno dominan la química humana, con un puñado de otros elementos que se unen a la mezcla. Nuestra sangre refleja nuestros orígenes en los océanos de la Tierra. El calcio se usa para los huesos y el metabolismo celular. Existen trazas de minerales traza en nuestros alimentos.

La pregunta fundamental es si otras composiciones químicas son posibles para los extraterrestres, y la respuesta debe ser sí. Los biólogos todavía están trabajando si la composición de la vida en la Tierra es un accidente histórico o una consecuencia inevitable de las propiedades atómicas de los elementos y sus abundancias relativas. Por lo tanto, no es para nada sorprendente que los astrobiólogos no hayan resuelto qué forma deben adoptar los alienígenas o incluso la vida extraterrestre menos restrictiva. Pero las limitaciones de la química y la disponibilidad elemental son seguramente consideraciones importantes para sus discusiones. Los temas que hemos discutido aquí (Desde la cantidad de enlaces atómicos hasta las fortalezas de los enlaces, la disponibilidad elemental y los accidentes y presiones evolutivas) nos condujeron a nosotros. Mientras respiramos oxígeno, las formas de vida basadas en carbono no son inevitables, ahora vemos las ventajas de esa receta en particular.

Ventaja Líquida

La vida en la Tierras es prácticamente a base de agua, específicamente agua líquida. Esto conduce naturalmente a dos preguntas: ¿por qué líquido y por qué el agua? La pregunta líquida es más fácil de responder. La materia normalmente existe en fases sólidas, líquidas y gaseosas. El problema con la fase sólida es la baja movilidad de los productos químicos. Mientras que el mezclado químico en fase sólida es posible, pero es muy lento. La vida podría formarse bajo esas circunstancias, pero esa vida nunca será un extraterrestre en la forma en que lo decimos aquí. (Aunque debemos tener en cuenta la idea de la vida robótica, como se menciona al final de esta entrada). Además, a menos que el ambiente esté totalmente seco, las ventajas de la vida líquida son tan manifiestas que ya sea que la vida basada superará a la basada en sólidos o la evolución encontrará la manera de que la vida sólida se adapte al uso de líquidos.

Por el contrario, la fase gaseosa de la materia es sumamente móvil. De hecho, en muchos libros de texto de escuelas primarias, un gas se define como la fase de la materia que llena cualquier volumen en el que se introduce. Entonces, hacer que las moléculas de gas se muevan no es un problema. Lo que es un problema es que un gas no hace un buen trabajo disolviendo nada. Mientras que el agua salada puede transportar una buena carga de átomos de sodio y cloro, el aire salado solo lleva un poco de agua, que a su vez contiene la sal. Por lo tanto, es igualmente improbable que encontremos formas de vida (Y especialmente extraterrestres) con un solvente gaseoso.

Entonces esto deja líquido. El líquido puede moverse fácilmente y puede disolver sustancias en él para moverlas, como la sal en agua salada. Para que un líquido sea un solvente útil, debe tener dos propiedades. En primer lugar, para ser útil, un líquido debe permanecer líquido en muchas condiciones, y una implicación clara es que la sustancia debe existir en estado líquido en un amplio rango de temperaturas. En segundo lugar, debe poder disolver y transportar otros elementos. Después de todo, la incapacidad para transportar de manera efectiva otros átomos fue la razón por la cual los solventes sólidos y gaseosos fueron rechazados.

En la Tierra, se considera como el solvente universal de la vida es el agua. Esta sustancia ‘milagrosa’ puede no ser realmente un solvente universal, pero es útil analizar las grandes propiedades del agua para comprender qué tipo de características deben poseer otros solventes potenciales.

Los enlaces covalentes que ya hemos examinado no son los únicos tipos de enlaces moleculares que son posibles. Otro tipo importante de enlace se llama enlace iónico. Mientras están en un enlace covalente, dos átomos adyacentes compartirán electrones; en un enlace iónico, un átomo donará un electrón a otro átomo. Esto causa que un átomo tenga una carga positiva y el otro una negativa. Los dos átomos están unidos por sus respectivas cargas. La sal común (Cloruro de sodio) es así.

Las moléculas de agua son un ejemplo de una molécula polar. Esto significa que, a pesar de que no tienen carga eléctrica neta, la carga eléctrica en su interior no se distribuye por igual. Así, un lado de la molécula es, hablando eléctricamente, “más negativo”, mientras que el otro lado es “más positivo”. La interacción entre los dos lados de las moléculas de agua y las moléculas unidas por enlaces iónicos puede romper el límite iónico moléculas. En el caso de la sal, no son las moléculas de sal las que están presentes en el agua cuando se disuelve la sal, sino los átomos de sodio y cloro que flotan libremente. Vemos esto en la siguiente figura. Esto no sería posible si el agua no fuera una molécula polar.

Las cargas eléctricas de los átomos configuran campos eléctricos, el medio por el cual los átomos se atraen entre sí. El agua puede proteger los campos eléctricos de manera muy efectiva, que es una de las razones por las que puede disolver las cosas muy bien. Los átomos disueltos (Por ejemplo, el sodio con carga positiva y el cloro con carga negativa) no se pueden ver entre sí. Si pudieran verse, serían atraídos y recombinados. Esta propiedad de la materia se denomina “constante dieléctrica” y es muy grande para agua con un valor numérico de 80, lo que significa que el agua puede disolver 80 veces más de un soluto de lo que podría de otra manera. El agua también puede romperse en forma líquida, tanto donando como aceptando un átomo de hidrógeno, produciendo OH- (hidróxido, una base) o H3O + (hidronio, un ácido). La existencia de ácidos y bases puede ser crucial para muchas reacciones químicas relevantes para la vida.

El agua es líquida en un rango de temperatura de 0 a 100 ° C (En las denominadas condiciones normales). Este rango es bastante grande y se volverá importante en la siguiente entrada cuando veamos el concepto de una zona habitable planetaria. Este es el rango de distancias desde una estrella donde el solvente (En nuestro caso, el agua) permanecerá líquido.

El agua tiene otra propiedad muy útil. Se necesita una gran cantidad de calor para cambiar su temperatura. Si vives cerca de una costa, sabes que la temperatura en la playa es más fría en verano y más cálida en invierno que en las áreas circundantes. Esto se debe a que, en un día de verano terriblemente caluroso, cuando el Sol está cayendo sobre usted y cree que se va a derretir, el agua tiende a ser más fría que el aire. Mientras el sol brilla sobre ti, también brilla en el agua. Sin embargo, el agua necesita absorber una (Relativamente) gran cantidad de energía para cambiar su temperatura, por lo que se mantiene fría (Y por lo tanto enfría el área cerca de la playa, más o menos como sentarse al lado del refrigerador con la puerta abierta). Para asignar un número, es cinco veces más fácil calentar arena que agua.

De manera similar, en el invierno, cuando un viento invernal del norte sopla a través de ti, mordiendo frío, una gran reserva de agua contendrá un calor considerable. Esta es la razón por la que el Atlántico Norte permanece libre de hielo tan al norte, mientras que el aire es tan frío que te hace castañear los dientes. En un reverso de las preocupaciones del verano, debido a las propiedades del agua, el océano tiene que perder mucha más energía para cambiar su temperatura.

El agua tiene aún más propiedades útiles e inusuales. Además de que el agua líquida es esencialmente una enorme esponja de calor, se necesita mucha energía para derretir el hielo (Y se debe emitir una gran cantidad de energía para congelar el agua). Del mismo modo, una gran cantidad de energía está involucrada en la conversión de agua en vapor, y viceversa. Estas propiedades son esenciales en la regulación térmica de la superficie de la Tierra.

Otra característica curiosa del agua es que, a diferencia de la mayoría de las otras sustancias, la fase sólida del agua (Hielo) tiene una densidad menor que la fase líquida. Básicamente, el hielo flota. Considera lo que sucedería si lo contrario fuera cierto. Cuando hacía frío, el hielo se congelaba y luego se hundía en el fondo del lago o del océano. A medida que el hielo descendía, se derretía un poco, pero, al hacerlo, enfriaba el agua de abajo. Finalmente, el agua del fondo sería casi la temperatura del hielo. Más derretimiento y hundimiento dejaría hielo en el fondo del cuerpo de agua. Después de eso, año tras año, el hielo se hundiría, aumentando el espesor del hielo hasta que el lago o el océano quedaran congelados, con solo una pequeña porción de la superficie donde se produciría el deshielo estacional del agua. Los polos de la Tierra estarían congelados, desde el fondo del océano hasta cerca de la superficie.

Sin embargo, el hielo real flota y aísla el agua que está debajo del aire más frío. De nuevo, el hielo ayuda a regular la temperatura del entorno. Sin agua, el entorno de la Tierra sería muy diferente.

Los químicos han considerado otros posibles solventes que al menos tienen potencial como un reemplazo de agua. Una consideración importante es la presión atmosférica en la superficie del planeta. Estamos necesariamente algo parcializados, ya que la presión sobre la superficie de la Tierra parece normal. En contraste, la presión superficial en Venus es 92 veces la presión en la Tierra. A tales presiones, otras sustancias pueden ser líquidas en rangos de temperatura más grandes. Por ejemplo, en Venus, el agua puede ser líquida de 0 a 180 ° C.

Para la siguiente discusión, nos limitamos a una atmósfera de presión de la tierra. A nuestra presión familiar, las siguientes sustancias se han considerado como posibles solventes: agua, amoníaco, fluoruro de hidrógeno y metano (tabla 6.1).

Podemos ver los méritos de los diversos materiales. El amoníaco tiene buenas propiedades térmicas, pero un rango de temperatura limitado sobre el cual es líquido. Por un lado, el fluoruro de hidrógeno tiene un amplio rango de temperatura en el que es líquido, y se requiere una energía considerable para calentar el líquido, con la desventaja de que puede convertirse a la fase gaseosa muy fácilmente. También tiene una constante dieléctrica atractivamente alta. Por otro lado, en las figuras previas se puede observar que el flúor es bastante raro en el universo. Además, reacciona rápidamente con agua para producir ácido fluorhídrico y rocas que contienen silicio para formar fluoruro de silicio. Este es un material inerte, que ataría el flúor y lo haría inaccesible para la respiración.

Tenga en cuenta que el metano es un material interesante; aunque no es un solvente polar, es una sustancia popular a considerar cuando se piensa en la química biológica alternativa. El metano se puede encontrar en su forma líquida en la superficie de un satélite de Saturno, Titán, por ejemplo.

Los hidrocarburos como el metano tienen algunas ventajas sobre el agua. Ciertamente, la evidencia empírica sugiere que la reactividad de las moléculas orgánicas es comparativamente versátil en los disolventes de hidrocarburos. Sin embargo, dado que los hidrocarburos no son polares, son menos reactivos a algunas moléculas orgánicas inestables.

La superficie de Titán es un excelente caso de prueba para muchas de estas consideraciones. Titán no está en equilibrio termodinámico, tiene amplias moléculas que contienen carbono y está cubierto con un solvente líquido. La temperatura es baja, lo que permite una amplia gama de enlaces covalentes y polares. De hecho, tiene muchas de las características esenciales que parecen ser importantes para la vida. Esto nos lleva a especular que, si la vida es un resultado inevitable de la química, entonces Titán debería tener al menos una vida primitiva. Si resulta que no tiene vida, entonces debemos comenzar a sospechar que hay algo único sobre el medio ambiente de la Tierra, tal vez incluyendo el uso de agua como solvente. Por lo tanto, no es sorprendente que una sonda a los océanos metano de Titán sea un objetivo de alta prioridad en los planes de exobiología de la NASA.

Evolución

La última propiedad que parece ser necesaria para la vida alienígena y definitivamente extraterrestre es una especie de evolución darwiniana. Sin embargo, la vida viene a la existencia, no brotará, completamente formada, como un extraterrestre inteligente, como tampoco lo hizo aquí en la Tierra. Las formas de vida simples serán el comienzo. Encontrarán entornos inestables, competencia de miembros de la misma especie y otros, depredación, etc. Debe haber un mecanismo por el cual los organismos pueden cambiar y adaptarse. Si no, se extinguirán. Es así de simple.

Sin embargo, precisamente cómo funciona esto está en juego. Por ejemplo, en la Tierra, el anteproyecto de vida se almacena en nuestro ADN. Cuatro ácidos nucleicos: adenina, guanina, citosina y timina son los componentes básicos de la familiar espiral de la escalera de la vida. Estos ácidos nucleicos forman los “peldaños” de la escalera, mientras que los lados de la escalera se llaman la columna vertebral y consisten en el azúcar fosforibosa, que separa los peldaños de la escalera.

La evolución ocurre a través de una serie de pequeños cambios que culminan en cambios más grandes en el organismo. El organismo compite en el ecosistema y puede experimentar un mayor éxito reproductivo. Esto es todo bastante estándar.

Lo que es un poco más sutil es darse cuenta de que los cambios significan eso… cambian. Es imperativo que la estructura molecular que contiene el código genético sea estable frente a pequeños cambios. Las propiedades químicas de la columna vertebral del ADN deben dominar la estructura. El intercambio de un ácido nucleico dentro o fuera no debe hacer que toda la escalera se desmorone. Esto es crítico. Si el cambio hace que toda la estructura (Y, por lo tanto, el organismo) no sea viable, entonces esto es un desastre.

Podemos generalizar estas ideas más allá de los detalles del ADN. Las moléculas genéticas de cualquier extraterrestre deben poder (1) cambiar sin destrucción de la molécula y (2) replicarse con precisión con el nuevo cambio. Los sistemas auto-replicantes son bien conocidos en química, pero los que pueden generar copias inexactas, con esa copia inexacta también fielmente replicable, no lo son. Esto podría sugerir que el código genético extraterrestre podría necesitar algo análogo a la columna vertebral del DNA, donde el código se puede “ajustar” como los LEGO. Seguramente los detalles de las moléculas serán diferentes, pero la funcionalidad probablemente sea necesaria.

Extremófilos

Los extremófilos son organismos que viven en condiciones perjudiciales para muchas formas de vida. Ahora, por mi observación, esto debería incluir a las personas que disfrutan estar en la calle en Hermosillo en mayo o quienes residen en la Antártida, pero extremo es en realidad un poco más extremo que eso. La humanidad ha utilizado ambientes extremos durante mucho tiempo para preservar los alimentos. Ahora sabemos que esto se debe a que estas técnicas matan o suprimen las bacterias que de lo contrario causarían deterioro. Algunas técnicas son calentar (Es decir, cocinar) la comida, refrigerarla, salarla o incluso irradiarla.

Y todos sabemos que esto funciona Tenemos refrigeradores y congeladores. Se nos ha advertido que cocinemos carne asada rara a una temperatura interna de alrededor de 80 °C para la carne de res (O bien cocida) e igual para todas las aves de corral. La razón es tanto para cocinar la carne, para convertirla de algo crudo a algo delicioso, como para matar a las bacterias que viven en la carne cruda.

Existen otros métodos para preservar los alimentos que ha encontrado en su supermercado local. Hay vegetales secos, frutas y carnes, que han sido privadas de agua, inhibiendo el crecimiento bacteriano. Las nueces y otros alimentos vienen envasados al vacío para reducir el oxígeno disponible en el paquete. Procesar alimentos usando alta presión puede matar a los microorganismos. Esto se usa para muchos productos, incluyendo guacamole y jugo de naranja.

La carne se cura mediante la salazón, como en el tocino y jamón familiar. La alta salinidad mata a los gérmenes. Ahumar carnes también es una forma de almacenarlos. El azúcar, a pesar de que es rico en calorías, es una buena forma de conservar las frutas. Las gelatinas y las frutas glaseadas pueden permanecer mucho tiempo sin que se deterioren.

El alcohol, además de sus efectos secundarios que alteran el estado de ánimo, también se usa para conservar algunas frutas. Esto generalmente se realiza junto con el uso de azúcar como conservante.

Cambiar la acidez o la alcalinidad de los alimentos es otra manera de alargar su vida útil. Mientras que la salazón desempeña un papel en la fabricación de encurtidos, el uso de vinagre (con su acidez) puede prolongar la vida útil de los alimentos. Y, si usted es de ascendencia escandinava, puede disfrutar de Lutefisk, que es pescado preparado con lejía, que es altamente alcalino.

La modificación de la atmósfera es también una técnica útil. Los alimentos, como los granos, se pueden poner en un recipiente y el aire se puede reemplazar con nitrógeno o dióxido de carbono de alta pureza. Esto elimina el oxígeno y destruye insectos, microorganismos y otros intrusos no deseados.

El verdadero punto es que la humanidad ha sabido sobre varias formas de preservar la comida durante milenios. El deterioro de los alimentos proviene de criaturas indeseables (Típicamente microorganismos de algún tipo) que “comen” los alimentos y liberan productos de desecho. Mediante una combinación de las técnicas mencionadas anteriormente, hemos aprendido a matar las bacterias indeseables que de otra manera arruinarían nuestra comida.

Nuestra experiencia nos ha llevado a comprender el rango de condiciones bajo las cuales puede existir una vida similar a la de la Tierra. Sin embargo, una erudición relativamente reciente ha revelado que la vida es realmente más dura de lo que pensamos.

Los biólogos han dado el nombre de “extremófilo” (Que significa “amante de las condiciones extremas”) a los organismos que prosperan en ambientes que matarían formas familiares de vida. Si bien el estudio de los extremófilos aún es una ciencia bastante joven, podemos analizar algunas de las condiciones en que se ha encontrado la vida exótica.

En el fondo de los océanos, a veces a profundidades extraordinarias, hay lugares donde el magma se abrió camino desde el interior de la Tierra hasta el fondo del océano. En estos puntos, llamados respiraderos hidrotermales, el agua sobrecalentada se aleja del magma. Esta agua puede calentarse muy por encima de la temperatura de ebullición más conocida (100 °C), pero la gran presión en el fondo del océano hace que el agua permanezca en su forma líquida. El agua dentro de estas ventilaciones hidro-térmicas puede ser de casi 370 °C, sin duda lo suficientemente alta como para matar cualquier forma de vida ordinaria.

A solo unos metros de distancia de estas aberturas, la temperatura del agua del océano puede estar muy próxima al punto de congelación, aproximadamente 3 °C. En este gradiente de temperatura crece un ecosistema inusual. En la parte superior de la cadena alimenticia hay tipos de almejas y cangrejos relativamente comunes que consumen alimentos de manera estándar. Sin embargo, en la base de la cadena alimenticia hay bacterias termófilas (Amantes del calor) que pueden vivir a temperaturas superiores al punto de ebullición habitual de 100 °C. Estas bacterias no usan las mismas vías bioquímicas de la vida ordinaria. En lugar de usar oxígeno como receptor de electrones, usan azufre u ocasionalmente hierro. Estos materiales se arrojan copiosamente al mar, disueltos por el agua de la fuente de magma.

De hecho, el pensamiento actual es que estos procariotas son quizás los más cercanos en su naturaleza al LUCA de la vida en la Tierra. ¿Cómo podría ser esto? Bueno, deberíamos recordar que LUCA era en sí misma una forma de vida sofisticada y ciertamente no la única que existía en ese momento. Si bien lo que sigue es pura especulación, podríamos imaginar que esta forma de vida podría haber sobrevivido a un golpe tardío en la Tierra por un cometa o algo similar. El impacto habría vaporizado los océanos y solo la vida más profunda y resistente al calor podría haber sobrevivido.

La vida resistente al calor y al azufre no es el único tipo que existe en ambientes extremos. En el otro extremo del espectro están los criófilos amantes del frío. Mientras que el agua pura se congela a 0 °C, el agua salada puede permanecer líquida a temperaturas mucho más frías que eso. Las formas de vida en el extremo frío del espectro tienen problemas bastante diferentes en comparación con sus primos termófilos. Si el agua se congela, se expande y puede romper las membranas celulares. Además, la temperatura reducida puede reducir de manera significativa la tasa de reacciones químicas experimentadas por la forma de vida. En esencia, la vida fría “vive más lento.” Además, al igual que la mantequilla fría es difícil de cortar, mientras que la mantequilla caliente es casi un líquido, el frío puede endurecer las membranas celulares de la vida fría. Se necesitan adaptaciones químicas para mitigar los problemas del frío.

Según nuestro conocimiento actual, no conocemos ninguna vida eucariótica que pueda existir a temperaturas fuera del rango de -15 a 60 °C. Mientras que el número más bajo está por debajo del punto de congelación del agua ordinaria, el agua con alta salinidad puede permanecer líquida a estas temperaturas. La vida microbiana se ha observado en un rango de temperatura de -30 a 120 °C. Un ejemplo de un organismo criófilo es Chlamydomonas nivalis, una forma de alga que es responsable del fenómeno de “nieve de sandía”, en el que la nieve tiene el color e incluso el ligero aroma de la sandía.

Las consideraciones químicas pueden darnos una idea de las limitaciones últimas en la temperatura de la vida basada en el carbono. Debido a la fuerza de enlace que implica átomos de carbono, es difícil imaginar la vida a una presión estándar mucho más alta que 325 °C; tan caliente la temperatura que puede alcanzar su horno. Por supuesto, la presión puede afectar la velocidad a la que las moléculas se rompen y la descomposición de las moléculas puede ser más lenta a alta presión. Probablemente sea seguro decir que la vida basada en el carbono no es posible por encima de los 530 °C a cualquier presión.

El agua es fundamental para la vida, sin embargo, puede ser que haya extremófilos que no la necesiten en gran medida. Buscar vida en lugares con poca agua es una forma de comprender mejor el ámbito de lo posible. Y la Tierra tiene algunos lugares extremadamente secos. El desierto de Atacama es comúnmente llamado el lugar más seco de la Tierra. Algunos lugares en el desierto reciben aproximadamente una fracción de centímetros de lluvia por año y algunas estaciones meteorológicas nunca han registrado lluvia alguna. Hay montañas altas (más de 7000 metros de altura), que uno podría esperar que estén cubiertas de glaciares, que estén completamente secas. De hecho, hay lechos de ríos vacíos que se han estimado secos durante hasta 120,000 años. Hay algunos lugares en el Desierto de Atacama que se cree que son el lugar natural en la Tierra con condiciones comparables a Marte. De hecho, la NASA ha hecho algún trabajo allí para ayudar a diseñar sondas marcianas. Han llegado a experimentar la búsqueda de la vida en las arenas del desierto de Atacama, utilizando técnicas que se espera que respondan definitivamente a la cuestión de la vida en Marte.

También hay formas de vida que son halófilos (Amantes de la sal). En la región del Medio Oriente del Mar Muerto, la mayoría de la vida no podría sobrevivir. Sin embargo, hay líquenes y vida celular que han adaptado su química para mantener su entorno interno de tal manera que prospere. Algunas de estas formas de vida realmente necesitan un ambiente con alto contenido de sal para vivir. Es difícil creer que un ambiente que puede curar un jamón sea en realidad un lugar cómodo para la vida y sin embargo es cierto.

Al igual que con los otros extremos que preservan los alimentos, la vida se ha encontrado en ambientes altamente ácidos y básicos, e incluso en presencia de radiactividad mil veces más alta que la que mataría a las formas de vida más duras y normales. Estas observaciones ciertamente han ampliado las expectativas de los científicos sobre el rango de entornos en los que la vida puede habitar con éxito.

Con el descubrimiento de estos extremófilos, los científicos han intensificado su búsqueda de los nichos que la vida puede ocupar en la Tierra. Hemos extraído vida de núcleos de pozos tomados a unos tres kilómetros bajo la superficie de la Tierra. La vida se ha encontrado flotando en el aire enrarecido de la estratosfera. Los microbios se han encontrado a una altura de hasta 15 kilómetros sobre el suelo. Este ambiente es extremadamente duro. La temperatura y la presión son muy bajas, el flujo de luz ultravioleta es muy alto y casi no hay agua. La supervivencia en este ambiente hostil inevitablemente plantea cuestiones de “panspermia”, que es la premisa de que la vida podría haber llegado a la Tierra desde algún otro cuerpo celeste… como Marte u otros. Si bien esto parece improbable, no está descartado. Pero la vida tenía que comenzar en alguna parte, por lo que las preguntas que hemos discutido aquí siguen siendo relevantes, incluso si la vida comenzó en otro lado. De interés para nosotros aquí es la comprensión de que algunas formas primitivas de vida pueden existir en un entorno que mataría a las criaturas que viven más cerca de la superficie de la Tierra. Sin embargo, esta forma primitiva de vida no sería un extraterrestre (Concepto ya explicado en otras entradas del Blog). Pero sí nos proporciona información adicional sobre cómo puede ser la vida basada en la Tierra, con nuestra bioquímica basada en el carbono y el agua.

¿Vida basada en el Silicio?

En la ciencia ficción, hay ciencia ficción suave y dura. En la dura, el escritor intenta avanzar en la línea argumental limitada por la ciencia más conocida de la época, mientras que, en la suave, se toman más libertades con la ciencia. En el caso de las historias sobre la vida extraterrestre, una alternativa común a nuestro tipo familiar de vida es una basada en el átomo de silicio. Los argumentos presentados anteriormente sobre las ventajas del carbono, específicamente los cuatro enlaces disponibles y la rica complejidad química que conlleva) son bastante convincentes, lo que sugiere que los cuatro enlaces disponibles son una condición necesaria de la vida compleja. De hecho, los químicos han catalogado más moléculas que involucran carbono que todas las moléculas conocidas que excluyen el carbono. Piénsalo. Si tomaste todos los elementos, excepto el carbono, e hiciste todos los compuestos conocidos, tendrías menos compuestos que los que se han encontrado y contienen carbono.

Teniendo en cuenta los beneficios de los cuatro enlaces, es por lo tanto natural que un escritor de ciencia ficción que quiere romper con la vida basada en el carbono invoque al silicio como el siguiente elemento base candidato para construir un ecosistema ficticio. Solo hay un problema: no es tan simple como eso.

Ya hemos notado la simple objeción de que, mientras exhalamos dióxido de carbono como un producto de desecho gaseoso, el dióxido de silicio es sólido y estamos más familiarizados con él como arena. Este hecho particular se notó al principio de la historia corta de 1934 de Stanley G. Weinbaum, A Martian Odissey, en la que describió una criatura marciana basada en silicio que excreta ladrillos cada diez minutos. Estos ladrillos fueron los productos de desecho de la respiración.

Sin embargo, los problemas con el silicio son mucho más profundos y fundamentales que esto. Mucho más dañinos son los problemas de silicio con su estabilidad en sus interacciones con otros átomos y la velocidad a la que el silicio interactúa químicamente.

Una característica muy importante de cómo los enlaces de carbono con otros elementos es que la fuerza de enlace entre dos átomos de carbono (C-C) es bastante similar a la de un enlace carbono-hidrógeno (C-H), así como carbono-oxígeno (C -O) y carbono-nitrógeno (C-N). Debido a esto, es enérgicamente bastante fácil para una reacción intercambiar un átomo y conectar otro. Desde el punto de vista de la energía, cuál de estos elementos participa en el enlace no importa demasiado y estos intercambios ocurren con bastante libertad.

Por el contrario, el silicio no tiene esta propiedad. Resulta que la unión de silicio-oxígeno (Si-O) es mucho más fuerte que con hidrógeno (Si-H), nitrógeno (Si-N) o incluso otros átomos de silicio (Si-Si). En consecuencia, el silicio se une fácilmente al oxígeno (que produce dióxido de silicio), y es muy difícil romper ese enlace y deslizarse en otro átomo.

Lo que hemos mencionado aquí es solo una característica de los enlaces interatómicos individuales. Cuando volvemos nuestra atención a los enlaces múltiples, el carbono vuelve a ser bastante superior. Resulta que un enlace doble de carbono consume aproximadamente el doble de energía que un enlace simple, mientras que un enlace triple consume aproximadamente tres veces más energía. No tenía por qué ser así. Los detalles de los enlaces múltiples son diferentes de los enlaces simples, y el carbono se puede considerar ‘suertudo’.

El silicio, en comparación, tiene un tiempo mucho más difícil para hacer enlaces dobles y triples. Esto tiene que ver con el tamaño y la forma de los átomos. Las imágenes de la quinta figura de esta entrada dan una impresión demasiado simplificada de la forma de los átomos. El silicio y el carbono realmente se ven como esferas con protuberancias que sobresalen de ellos, con los baches participando en los enlaces. Debido a que la esfera de silicio es más grande que la de carbono, y las protuberancias de silicio no son mucho más grandes que las de carbono, las protuberancias están más lejos entre dos átomos de silicio adyacentes. Esto hace que sea más difícil acercar las protuberancias a otros átomos para compartir electrones, lo que hace que un segundo enlace sea mucho más débil que el primero. En consecuencia, la fuerza de los dobles enlaces entre átomos de silicio adyacentes no es muy diferente de los enlaces de silicio individuales. Esto hace que la química compleja usando silicio sea mucho más difícil. Este punto se ilustra en la siguiente figura.

Finalmente, la facilidad con que pueden ocurrir las reacciones es mucho mayor con los átomos de silicio. Considere la posibilidad de una estufa de gas, inadvertidamente dejada encendida, por lo que el gas natural que contiene carbón llena la casa. El gas puede llenar la casa, pero no explotará sin una chispa para poner los eventos en movimiento. Sin embargo, un “gas natural de silicio” similar reaccionaría espontáneamente sin la chispa. Esta velocidad de reacción reduce el tiempo necesario para formar moléculas complejas.

Entonces, ¿esto significa que la vida basada en silicio es imposible? ¿Podría la gente del Planeta X tener una discusión sobre los beneficios de la vida basada en el silicio? Bueno, claro. No es como que los factores mencionados en esta entrada sean definitivos, ni debería pensar que hemos explorado exhaustivamente todas las opciones. Pero estos factores son sin duda razones poderosas para no pensar en la vida basada en el silicio como igualmente probable que en otros mundos cubiertos por la vida basada en el carbono. Incluso Carl Sagan afirmó que, aunque solo era un chauvinista del agua débil, era un gran chauvinista de carbono.

Por lo tanto, los científicos deben considerar la posibilidad de una vida extraterrestre basada en átomos distintos del carbono, pero no se considera altamente probable. Sin embargo, cuando hablamos de esta manera sobre la vida del silicio, debemos recordar que hemos estado hablando sobre la vida que evolucionó directamente de las sustancias no vivas. Hay otra forma de vida de silicio que debemos tener en cuenta.

Silicio de Segunda Generación

“La resistencia es inútil. Serás asimilado.” Esta es una de las frases de marca registrada de uno de los némesis de la humanidad en Star Trek: The Next Generation. Los Borg son cyborgs, que son una mezcla de implantes orgánicos (Es decir, blandos como nosotros) y cibernéticos, que obviamente incluyen metales y silicio. En la serie Beserker de Fred Saberhagen, las criaturas robóticas autorreplicantes vagaban por el cosmos con la intención de destruir la vida. Una computadora llamada HAL en 2001: A Space Odyssey se hizo consciente de sí misma y se volvió contra su tripulación. El epónimo Terminator es un robot consciente de sí mismo encargado de la exterminación de la humanidad. Los Cylons de Battlestar Galactica están en guerra con los humanos. Los Daleks del Dr. Who deambulan diciendo “Exterminar”. Las criaturas basadas en el silicio de la ciencia ficción a menudo son malos.

Uno puede encontrar muchos ejemplos de enemigos cibernéticos de la humanidad en la literatura de ciencia ficción. La trama es a menudo similar a la de Frankenstein, cuando una forma de vida artificial se sale de control y se vuelve contra su creador. Sin embargo, los organismos de esta forma deben considerarse vida en el sentido de cómo nos referimos a los extraterrestres. Estas criaturas cibernéticas (Ya sean enemigas o amigas) no habrían evolucionado directamente de la materia inanimada, pero deberíamos tenerlas en cuenta al considerar qué tipo de alienígenas podríamos encontrar algún día. De hecho, cuando uno considera una forma de vida de segunda generación, es decir, una que está cuidadosamente diseñada por una primera forma de vida inteligente (Donde por primera vez, me refiero a un tipo que ha evolucionado desde cero), muchas de las consideraciones enumeradas aquí son menos importante. Metales, silicio y otros elementos podrían ser partes esenciales de la vida creada. Incluso la vida basada en el carbono de segunda generación podría tener una bioquímica más compleja y eficiente.

Pero, realmente, la idea de una vida de segunda generación quizás no sea la primera preocupación de los científicos que buscan alienígenas en el universo. Sin embargo, si alguna vez aparecen naves espaciales alienígenas sobre las ciudades de la Tierra, probablemente sea mejor esperar que no estén en forma de grandes cubos. Ya sabes, por si acaso…

Para concluir por hoy

Si bien en esta entrada he tratado de describir las consideraciones más importantes en la creación de la vida, de ninguna manera debes pensar que lo que dije aquí es a prueba de todos los argumentos. Algunas de las cosas son bastante indiscutibles, por ejemplo, parece muy poco probable que el helio juegue un papel muy importante en la bioquímica de los extraterrestres. El helio simplemente no participa en la unión atómica. Además, existe una clara ventaja para el uso de carbono como elemento base. Ser capaz de crear muchos enlaces conduce a una química compleja y una biología correspondientemente diversa. También es cierto que sin la energía adecuada (Y una diferencia de energía explotable), la vida no puede existir.

Sin embargo, más allá de eso, es difícil decir algo definitivo. Una vez que uno supera las mínimas consideraciones químicas y físicas de la vida, la evolución es una poderosa herramienta de optimización. Los ciclos bioquímicos basados en la Tierra son extremadamente complejos, y es literalmente increíble que la bioquímica extraterrestre no sea tan complicada como diferente de las rutas observadas en la Tierra.

Aun así, sabemos lo suficiente sobre química para saber que algunas vías metabólicas posibles no pueden producir la misma cantidad de energía que otras. Esto establece algunos límites para los alienígenas que podamos encontrar. Sin embargo, cuando tenemos en cuenta que la vida puede existir en planetas con temperaturas o presiones muy diferentes de las que encontramos en la Tierra, las limitaciones no son tan absolutas como parece.

Lo que espero haber hecho es haberle dado la sensación de que no todas las ideas que puede encontrar en la ciencia ficción son posibles, por ejemplo, una nube de gas sensible es bastante difícil de imaginar. Aun así, el reino de lo posible es todavía bastante amplio. Los astrobiólogos definitivamente tienen un trabajo bastante complejo.

DEFINICIÓN Y ALCANCE DE LA TOXICOLOGÍA

La toxicología se puede definir como la rama de la ciencia que trata los venenos, y un veneno se puede definir como cualquier sustancia que causa un efecto dañino cuando se administra, ya sea por accidente o por diseño, a un organismo vivo. Por convención, la toxicología también incluye el estudio de los efectos nocivos causados por fenómenos físicos, como la radiación de diversos tipos y el ruido. En la práctica, sin embargo, existen muchas complicaciones más allá de estas definiciones simples, tanto para dar un significado más preciso a lo que constituye un veneno como para la medición de los efectos tóxicos. Las definiciones más amplias de toxicología, como “El estudio de la detección, ocurrencia, propiedades, efectos y regulación de sustancias tóxicas”, aunque son más descriptivas, no resuelven las dificultades. La toxicidad en sí misma rara vez puede definirse como un evento molecular único, sino más bien como una cascada de eventos que comienza con la exposición, avanza a través de la distribución y el metabolismo y termina con la interacción con macromoléculas celulares (Generalmente ADN o proteína) y la expresión de un punto final tóxico. Esta secuencia puede mitigarse mediante excreción y reparación. Es a las complicaciones, a la ciencia detrás de ellas y su resolución, que esta serie de entradas estarán dedicadas, particularmente al cómo y por qué ciertas sustancias causan interrupciones en los sistemas biológicos que resultan en efectos tóxicos. En conjunto, estas dificultades y su resolución circunscriben el perímetro de la ciencia de la toxicología.

El estudio de la toxicología sirve a la sociedad de muchas maneras, no solo para proteger a los humanos y el medioambiente de los efectos nocivos de los tóxicos sino también para facilitar el desarrollo de sustancias tóxicas más selectivas, como anticancerígenos y otros medicamentos y pesticidas clínicos.

El veneno es un concepto cuantitativo, casi cualquier sustancia es dañina en algunas dosis pero, al mismo tiempo, no tiene efectos nocivos en dosis más bajas. Entre estos dos límites existe un rango de posibles efectos, desde toxicidad crónica sutil a largo plazo hasta letalidad inmediata. El cloruro de vinilo se puede tomar como ejemplo. Es un potente hepatotóxico a altas dosis, un carcinógeno con un largo período de latencia en dosis más bajas, y aparentemente sin efecto a dosis muy bajas. Las drogas clínicas son ejemplos aún más conmovedores porque, aunque son terapéuticas y altamente beneficiosas en algunas dosis, no carecen de efectos secundarios perjudiciales y pueden ser letales a dosis más altas. La aspirina (ácido acetilsalicílico), por ejemplo, es un medicamento relativamente seguro en las dosis recomendadas y es tomado por millones de personas en todo el mundo. Al mismo tiempo, el uso crónico puede causar efectos nocivos sobre la mucosa gástrica y es mortal a una dosis de aproximadamente 0,2 a 0,5 g / kg. Aproximadamente el 15% de las muertes accidentales reportadas por envenenamiento en niños resultan de la ingestión de salicilatos, particularmente aspirina.

La importancia de la dosis está bien ilustrada por los metales que son esenciales en la dieta, pero son tóxicos en dosis más altas. Por lo tanto, el hierro, el cobre, el magnesio, el cobalto, el manganeso y el zinc pueden estar presentes en la dieta a un nivel (deficiencia) demasiado bajo, a un nivel apropiado (mantenimiento) o a un nivel demasiado alto (tóxico). La cuestión de las relaciones dosis-respuesta es fundamental para la toxicología (Lo platicaremos en la próxima entrada).

La definición de veneno o tóxico también implica un aspecto biológico cualitativo porque un compuesto, tóxico para una especie o cepa genética, puede ser relativamente inofensivo para otro. Por ejemplo, el tetracloruro de carbono, un potente hepatotóxico en muchas especies, es relativamente inofensivo para el pollo. Ciertas cepas de conejo pueden comer Belladonna con impunidad, mientras que otras no. Los compuestos pueden ser tóxicos en algunas circunstancias pero no en otras o, tal vez, tóxicos en combinación con otro compuesto pero no son tóxicos solos. Los sinergistas de insecticidas de metilendioxifenilo, tales como butóxido de piperonilo, son de baja toxicidad tanto para insectos como para mamíferos cuando se administran solos pero son, en virtud de su capacidad para inhibir enzimas metabolizadoras de xenobióticos, capaces de provocar aumentos dramáticos en la toxicidad de otros compuestos.

La medición de la toxicidad también es compleja. La toxicidad puede ser aguda o crónica, y puede variar de un órgano a otro, así como también con la edad, la genética, el sexo, la dieta, las condiciones fisiológicas o el estado de salud del organismo. A diferencia de los animales de experimentación, que son altamente endogámicos, la variación genética es un factor muy importante en la toxicidad humana ya que la población humana es altamente exogámica y muestra una amplia variación genética. Incluso la medida más simple de toxicidad, la LD50 (la dosis requerida para matar al 50% de una población en las condiciones establecidas) depende en gran medida del grado en que se controlan las variables anteriores. Los valores LD50, como resultado, varían notablemente de un laboratorio a otro.

La exposición de humanos y otros organismos a sustancias tóxicas puede ser resultado de muchas actividades: ingestión intencional, exposición ocupacional, exposición ambiental, así como intoxicación accidental e intencional (suicida u homicida).

La toxicidad de un compuesto en particular puede variar con el portal de entrada al cuerpo, ya sea a través del tubo digestivo, los pulmones o la piel. Los métodos experimentales de administración tales como la inyección también pueden dar resultados altamente variables; por lo tanto, la toxicidad de la inyección intravenosa (IV), intraperitoneal (IP), intramuscular (IM) o subcutánea (SC) de un compuesto dado puede ser bastante diferente. La toxicidad puede variar hasta diez veces con la vía de administración. Después de la exposición, existen múltiples rutas posibles de metabolismo, tanto de desintoxicación y activación, como múltiples puntos finales tóxicos.

Los intentos de definir el alcance de la toxicología, incluido el que sigue, deben tener en cuenta que las diversas subdisciplinas no son mutuamente excluyentes y con frecuencia son interdependientes. Debido a la superposición de los mecanismos, así como el uso y las clases químicas de sustancias tóxicas, no es posible la división clara en temas de igual extensión o importancia.

Se utilizan muchos términos especializados en las diversas subdisciplinas de toxicología, como se ilustra en el Dictionary of Toxicology, 2ª edición (Hodgson et al., 1998). Sin embargo, algunos términos son de particular importancia para la toxicología en general, más adelante compartiré un glosario al respecto.

A. Modos de acción tóxica. Esto incluye la consideración, en el nivel fundamental de órgano, célula y función molecular, de todos los eventos que conducen a la toxicidad en vivo: captación, distribución, metabolismo, modo de acción y excreción. El término mecanismo de acción tóxica ahora se usa más generalmente para describir un evento molecular importante en la cascada de eventos que conducen a la exposición a la toxicidad, como la inhibición de la acetilcolinesterasa en la toxicidad de los insecticidas organofosforados y carbamatos. Aspectos importantes incluyen los siguientes:

1. La toxicología bioquímica y molecular considera eventos a nivel bioquímico y molecular, incluyendo enzimas que metabolizan xenobióticos, generación de intermedios reactivos, interacción de xenobióticos o sus metabolitos con macromoléculas, expresión génica en el metabolismo y modos de acción y vías de señalización en acción tóxica.
2. La toxicología del comportamiento trata los efectos de los tóxicos en el comportamiento animal y humano, que es la expresión integrada final de la función nerviosa en el animal intacto. Esto involucra tanto al sistema nervioso periférico como central, así como a los efectos mediados por otros sistemas orgánicos, como las glándulas endocrinas.
3. La toxicología nutricional trata los efectos de la dieta sobre la expresión de la toxicidad y los mecanismos de estos efectos.
4. La carcinogénesis incluye los eventos químicos, bioquímicos y moleculares que conducen a la gran cantidad de efectos sobre el crecimiento celular conocidos colectivamente como cáncer.
5. La teratogénesis incluye los eventos químicos, bioquímicos y moleculares que conducen a efectos nocivos sobre el desarrollo.
6. La mutagénesis se relaciona con los efectos tóxicos sobre el material genético y la herencia de estos efectos.
7. La toxicidad de los órganos considera los efectos a nivel de la función del órgano (neurotoxicidad, hepatotoxicidad, nefrotoxicidad, etc.).

B. Medición de las sustancias tóxicas y su toxicidad. Estos aspectos importantes se refieren principalmente a la química analítica, el bioensayo y las matemáticas aplicadas; están diseñados para proporcionar la metodología para responder ciertas preguntas críticamente importantes. ¿Es probable que la sustancia sea tóxica? ¿Cuál es su identificación química? ¿Cuánto está presente? ¿Cómo podemos analizar su efecto tóxico y cuál es el nivel mínimo en el que se puede detectar este efecto tóxico? Se incluyen una serie de campos importantes:

1. La toxicología analítica es una rama de la química analítica relacionada con la identificación y el análisis de sustancias químicas tóxicas y sus metabolitos en materiales biológicos y ambientales.
2. Las pruebas de toxicidad implican el uso de sistemas vivos para estimar los efectos tóxicos. Abarca toda la gama, desde pruebas de genotoxicidad a corto plazo, como la prueba de Ames y las técnicas de cultivo celular, hasta el uso de animales intactos para una variedad de pruebas desde la toxicidad aguda hasta la toxicidad crónica de por vida. Aunque el término “bioensayo” se usa de manera adecuada solo para describir el uso de un organismo vivo para cuantificar la cantidad de un tóxico particular presente, se usa con frecuencia para describir cualquier prueba de toxicidad in vivo.
3. La patología toxicológica es la rama de la patología que se ocupa de los efectos de los agentes tóxicos que se manifiestan como cambios en la morfología subcelular, celular, tisular u orgánica.
4. Los estudios de estructura-actividad se refieren a la relación entre las propiedades químicas y físicas de un producto químico y la toxicidad y, particularmente, el uso de tales relaciones como predictores de toxicidad.
5. Las biomatemáticas y la estadística se relacionan con muchas áreas de la toxicología. Se ocupan del análisis de datos, la determinación de la importancia y la formulación de estimaciones de riesgo y modelos predictivos.
6. La epidemiología, tal como se aplica a la toxicología, es de gran importancia, ya que se ocupa de la relación entre la exposición química y la enfermedad humana en poblaciones reales en lugar de en entornos experimentales.

C. Toxicología Aplicada. Esto incluye los diversos aspectos de la toxicología tal como se aplican en el campo o el desarrollo de una nueva metodología o nuevos tóxicos selectivos para su aplicación temprana en el campo.

1. La toxicología clínica es el diagnóstico y el tratamiento del envenenamiento humano.
2. La toxicología veterinaria es el diagnóstico y tratamiento de intoxicaciones en animales que no sean humanos, en particular el ganado y los animales de compañía, pero que no excluyen las especies salvajes. Otras preocupaciones importantes de la toxicología veterinaria son la posible transmisión de toxinas a la población humana en la carne, el pescado, la leche y otros alimentos, así como el cuidado y el tratamiento ético de los animales de experimentación.
3. La toxicología forense se refiere a los aspectos médico-legales, incluida la detección de venenos en muestras clínicas y de otro tipo.
4. La toxicología ambiental se ocupa del movimiento de sustancias tóxicas y sus metabolitos y productos de degradación en el medio ambiente y en las cadenas alimentarias y con el efecto de dichos contaminantes en las personas y, especialmente, en las poblaciones. Debido a la gran cantidad de sustancias químicas industriales y las posibilidades de exposición, así como al mosaico de leyes superpuestas que rigen dicha exposición, esta área de toxicología aplicada está bien desarrollada.
5. La toxicología industrial es un área específica de toxicología ambiental que se ocupa del entorno de trabajo y constituye una parte importante de la higiene industrial.

D. Clases de uso de sustancias químicas. Esto incluye los aspectos toxicológicos del desarrollo de nuevos productos químicos para uso comercial. En algunas de estas clases de uso, la toxicidad, al menos para algunos organismos, es un rasgo deseable; en otros, es un efecto secundario indeseable. Las clases de uso no están compuestas enteramente de productos químicos sintéticos; muchos productos naturales se aíslan y se utilizan con fines comerciales y de otro tipo, y deben someterse a las mismas pruebas de toxicidad que las que se requieren para los productos químicos sintéticos. Los ejemplos de tales productos naturales incluyen el insecticida, la piretrina, las drogas clínicas, y las drogas de abuso, como la cocaína.

1. Los productos químicos agrícolas incluyen muchos compuestos, como insecticidas, herbicidas, fungicidas y rodenticidas, en los que la toxicidad para el organismo objetivo es una cualidad deseada, mientras que la toxicidad para las “especies no objetivo” debe evitarse. El desarrollo de tales sustancias químicas selectivamente tóxicas es uno de los papeles aplicados de la toxicología comparativa.
2. Las drogas clínicas son propiamente de la química farmacéutica y la farmacología. Sin embargo, los efectos secundarios tóxicos y las pruebas para ellos claramente caen dentro de la ciencia de la toxicología.
3. Las drogas de abuso son productos químicos que se toman con fines psicológicos u otros efectos, y pueden causar dependencia y toxicidad. Muchos de estos son ilegales, pero algunos son de importancia clínica cuando se usan correctamente.
4. Los aditivos alimentarios solo preocupan a los toxicólogos cuando son tóxicos o se someten a pruebas de posible toxicidad.
5. Los productos químicos industriales son tan numerosos que someterlos a pruebas de toxicidad o controlar la exposición a aquellos que se sabe que son tóxicos es una gran área de actividad toxicológica.
6. Las sustancias de origen natural incluyen muchas fitotoxinas, micotoxinas y minerales, todos ellos presentes en el medio ambiente. El uso recientemente ampliado y ahora extenso de remedios herbales y suplementos dietéticos se ha convertido en motivo de preocupación para toxicólogos y reguladores. No solo su eficacia es frecuentemente dudosa, sino que su toxicidad potencial es en gran medida desconocida.
7. Los productos de combustión no son una clase de uso adecuada, pero son una clase amplia e importante de sustancias tóxicas, generadas principalmente a partir de combustibles y otros productos químicos industriales.

E. Toxicidad Regulada. Estos aspectos, relacionados con la formulación de leyes y reglamentos autorizados por las leyes, tienen la intención de minimizar el efecto de los químicos tóxicos en la salud humana y el medio ambiente.

1. Los aspectos legales son la formulación de leyes y reglamentos y su aplicación. En los Estados Unidos de America, la aplicación cae bajo las agencias del gobierno como la Agencia de Protección Ambiental (EPA), la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA) y la Administración de Seguridad y Salud Ocupacional (OSHA). Existen agencias gubernamentales similares en muchos otros países (En México tenemos a la Secretaría de Salud, COFEPRIS, SEMARNAT, SAGARPA, por citar algunas).
2. La evaluación de riesgos es la definición de riesgos, riesgos potenciales y las ecuaciones de riesgo-beneficio necesarias para la regulación de sustancias tóxicas. La evaluación del riesgo es seguida lógicamente por la comunicación de riesgos y la gestión del riesgo.

RELACIÓN DE LA TOXICOLOGÍA CON OTRAS CIENCIAS

La toxicología es una ciencia altamente ecléctica y la actividad humana se basa y contribuye a un amplio espectro de otras ciencias y actividades humanas. En un extremo del espectro están aquellas ciencias que aportan sus métodos y conceptos filosóficos para atender las necesidades de los toxicólogos, ya sea en la investigación o en la aplicación de toxicología a los asuntos humanos. En el otro extremo del espectro están aquellas ciencias a las que contribuye la toxicología.

En el primer grupo, la química, la bioquímica, la patología, la fisiología, la epidemiología, la inmunología, la ecología y la bio-matemática han sido importantes durante mucho tiempo, mientras que la biología molecular, en las últimas dos o tres décadas, ha contribuido a avances dramáticos en toxicología.

En el grupo de ciencias al que contribuye la toxicología de manera significativa se encuentran aspectos tales como la medicina forense, la toxicología clínica, la farmacia y la farmacología, la salud pública y la higiene industrial. La toxicología también contribuye de manera importante a la medicina veterinaria y a aspectos de la agricultura como el desarrollo y el uso seguro de productos químicos agrícolas. Las contribuciones de la toxicología a los estudios ambientales se han vuelto cada vez más importantes en los últimos años.

Claramente, la toxicología es, por excelencia, una ciencia aplicada, dedicada a mejorar la calidad de vida y la protección del medioambiente. También es mucho más.

Frecuentemente, la perturbación de los procesos de vida normales por químicos tóxicos nos permite aprender más sobre los procesos de la vida en sí mismos. El uso de dinitrofenol y otros agentes desacopladores para estudiar la fosforilación oxidativa y el uso de α-amanitina para estudiar ARN polimerasas son solo dos de muchos ejemplos. El campo de la toxicología se ha expandido enormemente en las últimas décadas, tanto en número de toxicólogos como en conocimiento acumulado. Esta expansión ha traído un cambio de una ciencia principalmente descriptiva a una que utiliza una amplia gama de metodología para estudiar los mecanismos implicados en los eventos tóxicos.

UNA BREVE HISTORIA DE LA TOXICOLOGÍA

Gran parte de la historia inicial de la toxicología se ha perdido y la parte que ha sobrevivido tiene una importancia casi incidental en los manuscritos que tratan principalmente con la medicina. Algunos, sin embargo, tratan más específicamente de acciones tóxicas o con el uso de venenos para la ejecución judicial, el suicidio o el asesinato político. Independientemente de la escasez del registro inicial, y dada la necesidad de que las personas eviten animales y plantas tóxicas, la toxicología debe clasificarse como una de las ciencias prácticas más antiguas.

El papiro egipcio, Ebers, que data de alrededor de 1500 antes de nuestra era, debe figurar como la farmacopea más antigua que sobrevivió, y las obras médicas supervivientes de Hipócrates, Aristóteles y Teofrasto, publicadas durante el período 400 a 250 antes de nuestra era, incluyen algunas referencias a venenos. El primer poeta griego Nicander trata la toxicología, en dos obras poéticas, toxinas animales (Theriaca) y antídotos contra toxinas de plantas y animales (Alexipharmaca). El primer intento sobreviviente de clasificar las plantas de acuerdo con sus efectos tóxicos y terapéuticos es el de Dioscórides, un griego empleado por el emperador romano Nerón alrededor del año 50 de nuestra era.

Parece que hubo pocos avances en medicina o toxicología entre Galeno (año 131-200) y Paracelsus (1493-1541). Fue este último quien, a pesar de la frecuente confusión entre los hechos y el misticismo, sentó las bases para el posterior desarrollo de la toxicología moderna al reconocer la importancia de la relación dosis-respuesta. Su famosa declaración: “Todas las sustancias son venenos; no hay ninguno que no sea veneno. La dosis correcta es la diferencia entre un veneno y un remedio”, resume sucintamente ese concepto. Su creencia en el valor de la experimentación también fue una ruptura con la tradición anterior.

Hubo algunos desarrollos importantes durante el siglo dieciocho. Probablemente la más conocida sea la publicación de las Enfermedades de los Trabajadores de Ramazini en 1700, que lo llevó a ser reconocido como el padre de la medicina del trabajo. La correlación entre la ocupación de barridos de chimenea y el cáncer de escroto por Percival Pott en 1775 es casi igual de conocida, aunque fue prefigurada por la correlación de Hill de cáncer nasal y el uso de tabaco en 1761.

Orfila, un español que trabajaba en la Universidad de París a principios del siglo XIX, generalmente es considerado el padre de la toxicología moderna. Identificó claramente la toxicología como una ciencia separada y, en 1815, publicó el primer libro dedicado exclusivamente a la toxicología. Una traducción al inglés en 1817, se tituló Un Sistema General de Toxicología o, Un Tratado sobre Venenos, Encontrado en los Reinos Mineral, Vegetal y Animal, Considerado en sus Relaciones con Fisiología, Patología y Jurisprudencia Médica. Los trabajadores de finales del siglo XIX que produjeron tratados sobre toxicología incluyen a Christian, Kobert y Lewin. El reconocimiento del sitio de acción del curare por Claude Bernard (1813-1878) comenzó el estudio moderno de los mecanismos de la acción tóxica.

Desde entonces, los avances han sido numerosos, demasiado numerosos para enumerar en detalle. Han aumentado nuestro conocimiento sobre la química de los venenos, el tratamiento de la intoxicación, el análisis de tóxicos y toxicidad, los modos de acción tóxica y los procesos de desintoxicación, así como los eventos moleculares específicos en el proceso de envenenamiento.

Con la publicación de su controvertido libro, The Silent Spring, en 1962, Rachel Carson se convirtió en una influencia importante para iniciar la era moderna de la toxicología ambiental. Su libro hizo hincapié en detener el uso generalizado e indiscriminado de plaguicidas y otros productos químicos y abogó por patrones de uso basados en la ecología sana.

Aunque a veces es impreciso y con argumentos a menudo basados en evidencia francamente anecdótica, a menudo se le atribuye a su libro el catalizador que llevó al establecimiento de la Agencia de Protección Ambiental de los EE. UU. Y es considerada por muchos como la madre del movimiento ecologista.

Sin embargo, está claro que desde la década de 1960 la toxicología ha entrado en una fase de rápido desarrollo y ha pasado de ser una ciencia descriptiva a una en la que generalmente se reconoce la importancia de los mecanismos de acción tóxica. Desde la década de 1970, con un mayor énfasis en el uso de las técnicas de biología molecular, el ritmo del cambio ha aumentado aún más, y se han logrado avances significativos en muchas áreas, incluida la carcinogénesis química y el metabolismo de los xenobióticos, entre muchos otros.

Referencias

Ebers papyrus

Theriaca et Alexipharmaca

Diseases of Workers (Work By Ramazzini)

A General System of Toxicology or, A Treatise on Poisons, Found in the Mineral, Vegetable and Animal Kingdoms, Considered in Their Relations with Physiology, Pathology and Medical Jurisprudence.

MP Orfila.

The Silent Spring

Rachel Carson

La ciencia tiene su origen en el nebuloso horizonte del tiempo. Desde los albores de la civilización, la curiosidad de la humanidad los ha llevado a observar, reflexionar, especular, inducir y deducir. Esta curiosidad intentó dar sentido a los objetos de su experiencia: árboles, animales, ríos, bosques, montañas, … Sol, Luna, las estrellas, … lluvia, viento, tornado, ventiscas, tormentas …

En su esquema de clasificación primitiva, los humanos pueden haber dividido subconscientemente todas esas cosas en tres grandes categorías: terrestre, celestial y “En medio”. La primera categoría consistía en objetos y criaturas que podían tocar, sentir, ver y comprender La segunda categoría era aún más comprensible porque había una conspicua regularidad en ella que hacía que la humanidad conociera cómodamente el cielo y, por lo tanto, se sintiera a gusto con él. Todo en esta categoría parecía moverse, y cualquier movimiento requiere un movimiento, un motor en vivo. ¡Por lo tanto, el cielo debe estar lleno de criaturas!

Fue la tercera categoría la que causaba incomodidad e incertidumbre. Y como la imprevisibilidad interfería con sus actividades diarias esenciales, la humanidad buscaba formas de controlarla. Después de algunos intentos infructuosos de resolver el problema de frente (por ejemplo, escalando montañas y desafiando física y verbalmente la fuente de la incertidumbre), probablemente decidieron abrir un diálogo (un canal de comunicación) con las fuerzas de la caprichosa tercera categoría. Las apariciones de esta categoría parecían originarse desde el cielo, y el cielo parecía ser el asiento de la regularidad. Por lo tanto, la humanidad vio alguna esperanza en domar lo impredecible al comunicarse con lo predecible. ¿Pero cómo?

Una comunicación directa parecía ineficaz ya que el cielo estaba demasiado lejos y no se veía a la vista ninguna fuente detectable de lo impredecible. La siguiente mejor idea era crear imágenes de las “criaturas celestiales” y comunicarse con esas imágenes. La apariencia física de las imágenes se dejaba a la imaginación de la humanidad: un caballo con la cabeza de un hombre, una mujer con muchas manos, un animal de cuatro patas con la cabeza de un águila, o un hombre con la cabeza de un animal. La ineficacia de la comunicación con las imágenes no causó el abandono de la idea completa, sino que solo llevó a cambiar las imágenes y el contenido de las comunicaciones, de ahí la variedad de ídolos y oraciones.

La comunicación con las criaturas en el cielo a través de sus imágenes en la Tierra requería una imaginación extraordinaria y una capacidad mental inusual. Por lo tanto, a las personas más brillantes y dedicadas de la sociedad se les dio la tarea de comunicarse con los ídolos, y recibirían el apoyo y el aliento del resto de la comunidad. Esta división del trabajo creó a los primeros sacerdotes cuyo trabajo no era solo desarrollar la mejor manera de comunicarse con las imágenes, sino, como pronto se dieron cuenta, observar el asiento de su fuente, el cielo. Entonces, los sacerdotes también fueron los primeros astrónomos. Sin embargo, el propósito definitivo de observar el cielo era controlar los eventos en la Tierra, y en esta capacidad, la astronomía y la astrología eran las dos caras de la misma moneda.

En su intento de comprender a los dioses en el cielo, los sacerdotes deben haber descubierto algunas conexiones entre los eventos en el cielo y ciertas ocurrencias en la Tierra. Por ejemplo, el antiguo sacerdocio egipcio notó que la inundación anual del Nilo coincidió con el ascenso de la estrella Sirio. Tales observaciones astronómicas también fueron impulsadas por necesidades terrestres tales como la predicción de inundaciones, temporadas de cosecha, cambios estacionales en el clima, etcétera. Por lo tanto, la astronomía temprana se mezcló íntimamente con la curiosidad espiritual y las motivaciones prácticas del antiguo sacerdocio.

Al mirar el cielo, los sacerdotes no pudieron evitar notar los dos objetos más conspicuos: el Sol y la Luna. La regularidad diaria de estos objetos no podría haber escapado a la atención de los primeros sacerdotes. Es por eso que el calendario es tan antiguo como la civilización misma. Esta regularidad, junto con otros atributos, como la calidez y la luminosidad del Sol y su influencia en la vida y los cambios estacionales, le otorgaron un lugar único en algunos mitos y religiones del mundo. En Egipto, por ejemplo, donde, durante siglos, la tierra seca se ha estado horneando bajo un cielo azul sin nubes durante el día y tiritando en una noche fría y oscura en la que las estrellas brillan como fragmentos de hielo, el día tiene la calidez y el grato bullicio de la vida, la noche, la frialdad y el silencio de la muerte. Por lo tanto, es natural que, en el panteón egipcio, el Sol se eleve al rango de Dios mismo en la persona de Ra, el Dios Sol.

En Babilonia, por otro lado, donde los sedimentos del Tigris y del Eufrates se depositaron en la desembocadura del Golfo Pérsico, empujaron las costas de la civilización cada vez más hacia el mar caprichoso, y las inundaciones impredecibles de los ríos destruyeron civilizaciones enteras en una aparente moda caótica, el ser supremo tiene infinita sabiduría y hechizos calmantes. Por lo tanto, Ea, el dios supremo de Mesopotamia, “hábilmente hizo su abrumador hechizo sagrado. Recitándolo, lo arrojó al agua (en Apsu), le dio sueño, de modo que durmió profundamente”.

En algún lugar muy alejado del mundo de especialización actual, en el valle de Tigris y Éufrates en la antigua Babilonia, en una época en que los sacerdotes eran científicos y los científicos eran sacerdotes, los monjes del templo de Ea resolvieron que, para entender a su dios, necesitaban estudia su hábitat, el cielo. Y la ciencia de la astronomía babilónica nació. El clero babilónico desarrolló un sofisticado catálogo del movimiento del Sol, la Luna y los planetas, de modo que no solo podían predecir la ubicación de estos cuerpos entre las estrellas, sino también la recurrencia de eclipses lunares, sin, hasta donde sabemos, cualquier tipo de teoría geométrica de los movimientos celestes.

Más al norte, los monjes egipcios habían desarrollado su propia versión de la astronomía. Imaginaron todo el universo como una gran caja. La Tierra se formó al fondo de esta caja con Egipto en el centro. El cielo se extendía sobre él como un techo, con su cara terrestre salpicada de lámparas encendidas por la noche y apagadas durante el día. Este techo fue apoyado por cuatro altos picos montañosos conectados por una cadena continua de montañas. En el otro lado de esta cadena montañosa, escondida de nosotros, un gran río fluyó. El Nilo era una bifurcación de este río, que giraba en su curva del sur. El río llevaba un bote en el que había un disco de fuego, el Sol, el dios viviente Ra. Este bote era atacado de vez en cuando por una enorme serpiente durante el día, por lo que el Sol se eclipsó por un corto tiempo.

Las dos cunas de la civilización, Babilonia y Egipto, comenzaron la astronomía de observación, y la cuna de la civilización occidental, Grecia, se embarcó en la explicación geométrica del tema. No muy diferente de las dos civilizaciones antiguas, la cosmología griega primitiva tiene sus raíces en la mitología, especialmente como se describe en poemas épicos como La Ilíada y La Odisea, de Homero, quien se dice que vivió en el siglo VIII Antes de Nuestra Era (ANE). Aunque se hicieron alteraciones a la mitología cósmica por generaciones posteriores, no hubo teorías o explicaciones “científicas” hasta mediados del siglo VI ANE, cuando el gigante de la filosofía griega primitiva, Pitágoras, subió al escenario.

Astronomía Griega – La primera teoría científica del cielo

De las diversas escuelas de filosofía en la era anterior de la civilización griega, la de Pitágoras es única en muchos aspectos. Se dice que viajó mucho a Egipto y Babilonia, y que se le debió gran parte de su conocimiento de la ciencia a lo que había aprendido durante sus viajes.

La filosofía pitagórica se basa en la primacía de los números y la interpretación de naturaleza. Todos los seguidores de esta filosofía parecen haberse dedicado a la causa de la ciencia. Para ellos, los números eran todo; no representaban meramente las relaciones de los fenómenos entre sí, sino que eran la sustancia de las cosas y la causa de todos los fenómenos de la naturaleza. Pitágoras y sus seguidores fueron llevados a esta suposición al observar cómo todo en la naturaleza se regía por relaciones numéricas: la regularidad de los movimientos celestes y la armonía de los sonidos musicales. Los pitagóricos creían que el mundo estaba gobernado por la armonía, y que las diferentes revoluciones celestiales producían diferentes tonos.

En cuanto a los cuerpos celestes, Pitágoras acuñó la palabra “cosmos”, fue el primero en reconocer que las estrellas de la mañana y la tarde eran el mismo cuerpo, que la Luna era un espejo y que los planetas se movían en órbitas separadas inclinadas al ecuador celestial. Esto es todo lo que se atribuye al propio Pitágoras. La escuela de Pitágoras, por supuesto, floreció mucho más allá del tiempo de Pitágoras, y la teoría del cosmos enseñada por sus seguidores se convirtió en una de las teorías más ingeniosas de la antigüedad.

La idea principal del sistema pitagórico del mundo es que las aparentes rotaciones diarias de los cielos estrellados y el movimiento diario del Sol son causadas por la Tierra esférica que se transporta en veinticuatro horas alrededor de la circunferencia de un círculo. Los pitagóricos pensaban que la naturaleza de la Tierra era demasiado burda como para convertirla en la posición exaltada que ocupaba el centro del universo. En esta posición dominante colocaron el centro o el hogar del universo alrededor del cual la Tierra y todos los otros cuerpos celestes se movían uniformemente en órbitas circulares.

Sorprendentemente, esta primera teoría “científica” de los cielos tenía las dos características principales de una buena teoría, incluso para los estándares modernos: simplicidad y simetría. Se puede decir, de hecho, que los pitagóricos comenzaron la tendencia. Estaban bien entrenado en las matemáticas de su tiempo, vieron en esferas (o círculos) una figura geométrica más simétrica e inamovible, la única figura que coincidía con la perfección del cielo. Del mismo modo, la uniformidad constituía la suposición más simple sobre el movimiento de los objetos cósmicos. Afortunadamente para los pitagóricos, la no uniformidad de estos objetos (y, por lo tanto, la discrepancia con su teoría) se descubrió mucho más tarde.

El fuego central no fue la única fuente de luz y calor en el universo. El Sol recibió su calor y luz en parte del fuego central y en parte del fuego que rodeaba la esfera de las estrellas fijas. Entonces el Sol dispersó su luz en todas las direcciones, incluida la Luna, que a su vez reflejó esa luz solar en nuestra dirección. El débil resplandor en toda la superficie de la Luna nueva era un reflejo de la luz del fuego central.

El sistema pitagórico era un modelo muy ingenioso del funcionamiento del cosmos. También fue revolucionario en su asunción de la esfericidad de la Tierra y en el hecho de que la Tierra se estaba moviendo al igual que el resto de los cuerpos celestes. Desafortunadamente, este modelo no ganó ningún adepto fuera de las escuelas de Pitágoras debido a sus raíces filosóficas, y, en particular, el significado casi religioso de los pitagóricos unidos a los números. Platón y Aristóteles popularizaron un tipo diferente de astronomía. Colocaron la Tierra inmóvil en el centro del universo y dejaron que todo lo demás se moviera a su alrededor. Pensaban que cada cuerpo celestial estaba unido a una esfera de cristal que giraba uniformemente alrededor de la Tierra: una esfera para la Luna, una para el Sol, una para cada uno de los cinco planetas y una para las estrellas, lo que hace un total de ocho esferas celestes de cristal.

Platón incluso le dio un sabor místico a su astronomía ya que creía que el cosmos estaba vivo y tenía un alma. Aristóteles, el alumno favorito de Platón, contribuyó muy poco a la astronomía, y tenía la misma opinión que su mentor sin la mística de este último. Este modelo de la Tierra inmóvil debía influenciar (con muy pocas excepciones) a todos los astrónomos durante casi 2000 años.

Las siguientes generaciones de astrónomos acumularon nueva información y reexaminaron los antiguos registros egipcios y babilónicos. El resultado fue la revelación de nuevas características en el cielo, y el primer astrónomo asociado con estas nuevas características es Eudoxo de Cnido (alrededor del 408 ANE, aproximadamente, 355 ANE). Eudoxo tenía solo 23 años cuando fue a Atenas para asistir a las conferencias de Platón. Sin embargo, pronto descubrió el énfasis excesivo de Platón en la mente, mientras que Eudoxo estaba convencido de que la experiencia podría tener una influencia poderosa en la invención de la mente. Entonces, se fue a Egipto, donde recibió instrucciones de un sacerdote de Heliópolis sobre los movimientos planetarios, y donde encontró indicios de irregularidades en el movimiento de Marte, por lo que se vio que a veces retrocedía. Este fenómeno, que llegó a conocerse como el movimiento retrógrado, pareció derrocar la simple idea pitagórica del movimiento uniforme.

Para explicar esta falta de uniformidad manteniendo la simplicidad y la simetría de la teoría, Eudoxo asumió múltiples esferas para cada cuerpo celeste. Según este modelo, cada planeta tenía varias esferas, que estaban situadas una dentro de la otra, cada una girando con una velocidad uniforme alrededor de su propio eje, que estaba orientado en una dirección diferente a los ejes de las otras esferas. Debido a que se suponía que todas estas esferas eran concéntricas con la Tierra, la teoría, mucho tiempo después, se conoció como el modelo homocéntrico. Se suponía que el planeta estaba situado en el ecuador de la esfera más interna que giraba con velocidad uniforme alrededor de sus dos polos. Una variación de este modelo se convirtió en el punto de partida del modelo geocéntrico al que volveremos más adelante.

La Edad de la Medición

Con el avance de la geometría a fines del siglo IV ANE, llegó el momento del siglo III ANE para que los astrónomos planteasen nuevas preguntas cuyas respuestas utilizarían esta nueva ciencia. Los astrónomos ya no estaban contentos con el mapeo de la ubicación del Sol y la Luna en el cielo. Querían ver qué tan lejos estaban. Ya no estaban satisfechos con el simple hecho de que la Tierra era una esfera, sino cuán grande era esa esfera. Dos figuras prominentes de este período son Aristarco y Eratóstenes.

Heliocentrismo – Las Mediciones de Aristarco

El movimiento es un concepto muy complejo que la humanidad no pudo desentrañar hasta el final del siglo XVII. Uno de los aspectos más difíciles del concepto de movimiento es el hecho de que es relativo. Debido a la ubicuidad del movimiento en la vida moderna, todos hemos experimentado esta relatividad cuando, deteniéndonos en una esquina esperando la luz verde, nos sobresaltamos al ver que nuestro automóvil se mueve hacia atrás. Para evitar una colisión con el automóvil detrás de nosotros, pisamos los frenos solo para darnos cuenta de que no era nuestro automóvil el que se estaba moviendo, sino el automóvil que estaba a nuestro lado y que comenzó a avanzar lentamente.

Tal experiencia rutinaria no existía hace 2300 años, y se requería una imaginación magníficamente creativa para conjeturar la relatividad del movimiento. Ya en el siglo IX ANE, había filósofos que, por motivos puramente hipotéticos, propusieron que era la Tierra la que giraba sobre su eje de oeste a este en veinticuatro horas, y este movimiento aparecía como la rotación diaria de cielo de este a oeste. También propusieron la revolución de algunos planetas alrededor del Sol.

Si bien este viejo modelo heliocéntrico se basó por completo en conjeturas, fue Aristarco de Samos, alrededor del 280 ANE, quien basó su razonamiento en la observación cuantitativa de los cuerpos celestes. Desde la sombra de la Tierra en la Luna en un eclipse lunar, Aristarco podría estimar que el diámetro de la Luna sería un tercio del diámetro de la Tierra. Esta estimación fue luego redefinida por Hiparco al valor más preciso de 0.27.

Habiendo encontrado el tamaño de la Luna, Aristarco ahora podría calcular la distancia Tierra-Luna midiendo el tamaño angular de la Luna. Estimó que la distancia Tierra-Luna era de 25 diámetros terrestres; una estimación que luego fue mejorada por Hiparco, quien obtuvo 30 diámetros terrestres, muy cerca del valor aceptado hoy en día.

La siguiente tarea de Aristarco resultó ser más difícil. El cálculo de la distancia Tierra-Sol se complica por su gran enormidad. Sin embargo, el procedimiento de Aristarco fue tan ingenioso, tan simple y tan original que incluso una breve descripción de él puede ser un testimonio del magnífico poder de la mente humana y su intimidad con el universo.

Hay dos medias lunas en una sola revolución de la Luna alrededor de la Tierra. Estas se llaman cuartos porque es prácticamente un cuarto de la superficie de la Luna el que es visible para nosotros. Uno se llama el primer cuarto y el otro el tercer cuarto. Al medir el tiempo que tarda la Luna en pasar del primer al tercer cuarto y al compararlo con el tiempo del tercero hasta el primer cuarto, se puede determinar el ángulo α, que a su vez puede usarse para hallar la distancia Tierra-Sol en términos de la distancia Tierra-Luna. Esta idea es muy inteligente teóricamente, pero en la práctica es extremadamente difícil de implementar, porque la diferencia entre los dos tiempos es inconmensurablemente pequeña, lo que a su vez se debe al hecho de que el Sol está muy lejos (en comparación con la distancia Tierra-Luna).  Sin embargo, las mediciones de Aristarco lo llevaron a concluir que el Sol está unas 20 veces más lejos de la Tierra que la Luna.

Aristarco luego argumentó que, dado que los tamaños angulares de la Luna y el Sol son casi los mismos, el Sol debe ser veinte veces más grande que la Luna. Ya había medido que el diámetro de la Luna era aproximadamente un tercio del de la Tierra. Por lo tanto, calculó que el diámetro del Sol es aproximadamente siete veces mayor que el de la Tierra. Luego argumentó que un objeto pequeño es más probable que rodee un objeto más grande que viceversa. ¡Y así es como se le ocurrió el modelo heliocéntrico del sistema solar!

Las escasas y escasas referencias al sistema de Aristarco por autores clásicos indican que el sistema nunca fue recibido favorablemente. Sin duda, la razón principal de la caída de la idea heliocéntrica fue la falta de evidencia del movimiento de la Tierra alrededor del Sol. Los astrónomos esperaban poder detectar el efecto de este movimiento observando el desplazamiento angular de las estrellas de forma muy similar a como detectamos el desplazamiento angular de objetos distantes cuando conducimos por una carretera. Al pasar una montaña distante en una carretera, notamos un cambio en nuestra línea de visión: la montaña está delante de nosotros, digamos a nuestra derecha, y después de un tiempo (cuanto más lejos esté la montaña, más larga esta vez) “se mueve” directamente a nuestra derecha. Cuando no se observó dicho desplazamiento de estrellas, el heliocentrismo murió. Aristarco razonó correctamente que las estrellas deben estar mucho más lejos de lo que creían los astrónomos de la época. Pero su razonamiento cayó en oídos sordos, ya que se pensaba que las estrellas estaban solo un poco más alejadas que el Sol.

Eratóstenes y tamaño de la Tierra

Cuando Alejandro Magno murió en 323 ANE a la edad de treinta y tres años, dejó un vasto imperio en disputa a sus sucesores, quienes finalmente lo dividieron en tres partes, una de las cuales fue Egipto, que cayó bajo el dominio de Ptolomeo I, que fundó una dinastía en el nuevo puerto de Alejandría. Una vez que Ptolomeo se estableció en el nuevo país, erigió una magnífica biblioteca y un museo siguiendo el consejo de uno de los alumnos de Aristóteles. Aunque no hay rastro de ninguno de los edificios, sabemos que alrededor de cien académicos de toda el área mediterránea vivían en el museo, y su trabajo fue generosamente apoyado por Ptolomeo y sus sucesores. La enseñanza fue relegada al segundo lugar y se dio prioridad a la investigación. Las cenas o fiestas para beber, donde se daban soluciones a los problemas y se otorgaban muchos premios literarios, eran otra característica habitual. Además de los cuartos excelentemente amueblados, el museo contenía un comedor comunal, una columnata cubierta con asientos donde las conferencias y las discusiones podrían tener lugar.

Cuando Ptolomeo I murió y su hijo Ptolomeo Filadelfo lo sucedió, se nombró a un director más dinámico, que fortaleció aún más la biblioteca y el museo. Bajo la nueva dirección, el museo atrajo a muchos hombres cultos, entre ellos Euclides, cuyo famoso tratado Los Trece Libros de los Elementos contenía una exposición de la geometría tan sólida y lógica que formó la base de la enseñanza del tema hasta el comienzo del siglo veinte. Es Euclides quien, durante una de las discusiones del museo, se le atribuye haber respondido a Ptolomeo I, quien le preguntó sobre una forma más fácil de aprender geometría, con el chiste “No hay un camino Real (Se refería a la realeza) hacia la geometría”.

La astronomía y las matemáticas prosperaron en el museo, sobre todo por los esfuerzos de su director, Eratóstenes, cuyos intereses incluían no solo esos temas, sino también geografía y estudios de calendario. Pero su verdadero reclamo de fama se basa en su excelente determinación de la circunferencia de la Tierra. A primera vista, esta medición puede sonar como un logro increíble para cualquier persona en 240 ANE, pero en realidad las mediciones de un tipo similar se habían hecho antes y se llevaban a cabo al mismo tiempo. El punto sobre la medición de Eratóstenes, y la razón por la cual aún se recuerda, es que su resultado es muy cercano a nuestro valor actual. El método de Eratóstenes es tan simple y elegante que vale la pena nuestro esfuerzo para familiarizarnos con él.

En la siguiente figura, se observan dos objetos (podrían ser cualquier cosa: árboles, edificios, personas, barras de madera, etc.), proyectando sombras al mediodía, lo que hace que los ángulos fácilmente medibles sean α1 y α2, como se muestra. Además, la figura está dibujada de manera tal que ayude a convencerlo de que el ángulo θ es la diferencia entre α1 y α 2. Con θ determinado, puede calcular la circunferencia de la Tierra a partir de una medición de la distancia P1P2. De hecho, la relación de la circunferencia de la Tierra a P1P2 es la misma que la relación de 360 grados a θ. Eratóstenes comparó los ángulos de vertical en Siena y Alejandría, y observó que difieren en 7.2 grados. La distancia norte-sur entre las dos ciudades era de 5000 Estadios (924 Km). Entonces, encontró la circunferencia de la Tierra desde

Es decir, 252000 Estadios (46569.6 Km). Que es notablemente cercano al valor aceptado hoy de 40075 Km.

 Nota: Admitiendo que Eratóstenes usase el estadio ático-italiano de 184.8 m, que era el que solía utilizarse por los griegos de Alejandría en aquella época, el error cometido sería de 6225 Km (un 15 %). Sin embargo, hay quien defiende que empleó el estadio egipcio (300 codos de 52,4 cm), en cuyo caso la circunferencia polar calculada hubiera sido de 39614 km, frente a los 40008 km considerados en la actualidad, es decir, un error inferior al 1%.

El Modelo Geocéntrico

La biblioteca y el museo florecieron bajo la dirección de Eratóstenes, que continuó durante tres reinados y atrajo por un tiempo a Apolonio, un gran matemático y astrónomo que era unos diez años más joven que Eratóstenes. Apolonio era un geómetra brillante, y la mayor parte de su educación, como su propio trabajo, se llevó a cabo en Alejandría. Fue aquí donde descubrió una forma novedosa de combinar movimientos circulares para proporcionar una alternativa real a las esferas de Eudoxo. ¿La motivación para este esfuerzo? El deseo de inventar una teoría que estuviera de acuerdo con las nuevas observaciones que contradecían la teoría homocéntrica.

Un examen más detallado de varios planetas, especialmente Marte, reveló que, en su retroceso, brillan con más intensidad. Los astrónomos atribuyeron esto al acercamiento del planeta hacia la Tierra. La teoría homocéntrica no podía explicar este enfoque, ya que afectaban los planetas a las esferas concéntricas con la Tierra.

Lo que Apolonio sugirió fue la brillante y simple idea de crear el movimiento de un planeta a partir de dos o más movimientos circulares construidos, por así decirlo, uno encima del otro. Cada planeta se consideraba como fijo al exterior de un pequeño círculo, que gira alrededor de su centro, y al mismo tiempo se mueve alrededor del borde de un círculo más grande. El pequeño círculo que transportaba el planeta era conocido como el epiciclo (es decir, el círculo de arriba) y el más grande, con la Tierra como su centro, como el deferente (el portador). La siguiente figura muestra un caso en el que el planeta L se mueve cuatro veces en su epiciclo cuando el centro del epiciclo completa una sola revolución en el deferente. Se muestran algunas instantáneas del movimiento de L alrededor de la Tierra. A medida que el planeta se mueve en el epiciclo y el centro del epiciclo en el deferente, el planeta describe un camino que incluye el movimiento retrógrado, así como el cambio en el brillo del planeta durante este movimiento.

El centro de investigación de Alejandría desapareció hasta aproximadamente el 220 ANE, cuando los Ptolomeos se vieron envueltos en conflictos políticos en Egipto, continuando durante más de setenta años, tiempo durante el cual muchos de los eruditos en el museo abandonaron el país por Pérgamo u otros centros de aprendizaje tales como Atenas, Antioquia o Rodas. Entre los que huyeron de Alejandría en los grandes levantamientos del 150 ANE, se encontraba Hiparco de Nicea, a quien se recuerda principalmente por su trabajo de observación. Siguiendo a Aristarco, él también intentó medir las distancias relativas del Sol y la Luna, aunque estaba consciente de que su precursor había quedado insatisfecho con sus resultados un siglo antes.

Sin embargo, la fama de Hiparco descansa no en su medición de las distancias del Sol y la Luna, sino en una medida mucho más sutil, que emprendió con éxito. Esto surgió de su plan de hacer un catálogo de las posiciones de las estrellas, una tarea que realizó después de que dejó Alejandría y se mudó a la isla de Rodas. Este catálogo fue la primera lista completa de estrellas viables que se había compilado. Hiparco no se limitó a enumerar las estrellas y sus posiciones, sino que también especificó su brillo, dividiéndolos en seis intervalos de intensidad, introduciendo así un método que es fundamentalmente el mismo que todavía se utiliza en la actualidad.

Por lo que sabemos, Hiparco murió en la isla de Rodas, tal vez en el año 120 ANE, y con él terminó, durante más de dos siglos, la tradición griega de la observación astronómica y la especulación. Políticamente, Roma estaba ganando preeminencia, y no fue sino hasta ya entrada la era cristiana que Claudio Ptolomeo comenzó su obra y la siguiente escena (corta) en el juego de la búsqueda de la humanidad para desentrañar el misterio del Universo.

Los esfuerzos astronómicos de Ptolomeo están consagrados en un inmenso tomo llamado Almagesto, que se considera la exposición autorizada del modelo geocéntrico del sistema solar. En él, encontramos una descripción de la “estatura” completa que la astronomía griega alcanzó y el debido reconocimiento se otorga no solo a Hiparco, sino también a muchos otros astrónomos de épocas anteriores.

Comenzando con amplios contornos, Ptolomeo se alía con Platón y Aristóteles y acepta una Tierra esférica inamovible en el centro de un Universo esférico. Esto no significa que desecha la idea de un Universo centrado en el Sol sin la debida reflexión; por el contrario, él considera el asunto de manera cuidadosa, pero concluye que ninguna observación de las estrellas revela alguno de los efectos esperados si la Tierra, de hecho, se moviera en el espacio.

Después de haber dado a sus lectores los hechos básicos y de haberlos equipado con un conocimiento básico de geometría sólida, Ptolomeo se propone describir el movimiento del Sol y la teoría de la órbita de la Luna. Su trabajo en la Luna es uno de sus mayores logros, ya que el problema es esencialmente difícil dado que el camino de la Luna en el cielo está sujeto a diversas fuerzas variables. Utilizando los conceptos de epiciclo y deferente, Ptolomeo pudo dar cuenta con bastante precisión de su movimiento observado siempre que no colocara a la Tierra exactamente en el centro del camino de la Luna, una laguna matemática legítima, que no pudo mejorar, tan duro como lo intentó.

Las dos secciones finales del Almagesto tratan de las estrellas y los planetas. Las estrellas están catalogadas al estilo de Hiparco, pero la cuenta se ha incrementado de 850 a más de mil, mostrando que Ptolomeo fue también un observador práctico muy competente. En lo que respecta a los planetas, usó un epiciclo y deferente para dar cuenta de su movimiento observado, pero para poder lidiar con las complicaciones de sus movimientos, Ptolomeo no solo tuvo que desplazar a la Tierra un poco del centro de las cosas, como se había visto obligado a hacer por la Luna, sino también a imaginar que los epiciclos realizaban pequeñas oscilaciones a medida que circulaban en su camino.

Esta intrincada y complicada teoría del movimiento de los cuerpos celestes sobrevivió a un milenio de apatía científica de la Edad Oscura hasta ya entrado el Renacimiento, hasta que un canon polaco introdujo una teoría más simple y más elegante. ¿Cómo podría la complicada teoría geocéntrica durar tantos años? ¿Por qué nadie cuestionó la teoría? ¿Qué pasó con la curiosidad griega? La respuesta está quizás en la civilización romana, tema de una entrada posterior.

 Maravillas de la Grecia Antigua

 Para concluir esta entrada sobre la chispa de la ciencia, vale la pena rendir homenaje a las personas que, en el curso de aproximadamente tres siglos, avanzaron en el conocimiento humano a un nivel nunca alcanzado por nuestra especie antes o durante muchas generaciones después. Es notable que una pequeña región en el globo, centrada alrededor de Atenas y extendida solo unos cientos de kilómetros podría producir tantos grandes hombres de ciencia. Es cierto que los griegos importaron la materia prima de la ciencia de Egipto y Babilonia, pero la refinada abstracción con la que moldearon ese conocimiento, y la exactitud teórica a la que lo destacaron, era solo una marca griega.

El amor por la abstracción y la aventura intelectual está mejor descrito por Edith Hamilton en el siguiente pasaje:

Érase una vez (no se puede dar la fecha exacta pero no estaba muy lejos del año 450 ANE) un eterno ateniense echado cerca de una isla en el Ægean mientras el Sol se ponía. Atenas se estaba haciendo dueña del mar y el ataque a la isla debía comenzar a la mañana siguiente. Esa noche el comandante en jefe, según cuenta la historia, nada más y nada menos que el propio Pericles, envió una invitación a su segundo al mando para que lo acompañara en la nave. Entonces, se podía verlos sentados en la popa alta del barco, con un dosel sobre sus cabezas para evitar el rocío … Pericles recuerda [el joven llena las tazas] a los poetas y cita una línea sobre la “luz púrpura” acerca de una mejilla joven y hermosa. El general más joven es crítico: nunca le había parecido que el adjetivo de color estuviera bien elegido. Prefería el uso de rosa de otro poeta para describir el florecimiento de la juventud. Pericles en su costado se opone: ese mismo poeta había usado en otro lugar el violeta de la misma manera cuando hablaba del resplandor de la belleza joven. Así que la conversación continuó, cada hombre tapando la cita del otro con uno siempre apropiado. Toda la charla en la mesa de la cena versó sobre delicados y extravagantes puntos de crítica literaria. Pero, sin embargo, cuando la batalla comenzó a la mañana siguiente, los mismos hombres, luchando ferozmente y dirigiendo sabiamente, llevaron el ataque a la isla.

No se sabe si este intercambio de discurso entre dos guerreros realmente tuvo lugar. Pero el solo hecho de que haya llegado hasta nosotros apunta a la capacidad intelectual notablemente avanzada de la ciudadanía griega. No existe tal anécdota entre César y su segundo al mando; ni entre el general Grant y el general Sherman. Tal discusión de adjetivos de color entre generales podría tener lugar solo en la antigua Grecia.

Solo podemos reflexionar sobre por qué y cómo se produjo el proceso de intelectualización de la población en Grecia. ¿Fue por el desprendimiento de la ciencia griega de la religión? ¿Fue por el surgimiento de la filosofía secular en Grecia? ¿Fue por la forma en que los griegos educaron a su juventud? Cada uno de estos factores puede haber influido en el desarrollo del conocimiento en Grecia, pero solo desplazan nuestra falta de conocimiento sobre la causa real de este desarrollo, ya que dejan sin respuesta la cuestión de las raíces de los factores: ¿Por qué la ciencia griega se separó de la religión? ¿Por qué la filosofía secular se elevó en Grecia y no en otro lugar? (Y si emergió en otras regiones del globo, ¿por qué la ciencia abstracta no se desarrolló en esas regiones?) ¿Cómo llegaron los griegos a educar a sus hijos de tal manera que los convirtieran en pensadores abstractos?

Quizás nunca sepamos el por qué la civilización griega resultó de la manera en que lo hizo. Una cosa, sin embargo, es cierta: en ninguna otra civilización antigua la historia ha encontrado logros tan avanzados en filosofía, astronomía, geometría y física. Otras civilizaciones como las de la China antigua o de América Central pueden haber tenido medios para predecir el movimiento de algunos cuerpos celestes, o un eclipse del Sol o la Luna; sin embargo, su astronomía era puramente observacional al igual que la astronomía egipcia y babilónica del primer y segundo milenio antes de nuestra era. No hay ninguna indicación de que ninguna de estas civilizaciones descubriera la trigonometría, ni demostrara ningún teorema en geometría, ni tuviera ningún marco teórico para su astronomía. Hasta donde sabemos, la ciencia abstracta en la antigüedad era puramente un fenómeno griego. Y el renacimiento del pensamiento científico durante el Renacimiento comenzó precisamente en el punto donde los antiguos griegos lo dejaron.

Cada gran civilización del pasado ha dejado una maravilla para recordar a la posteridad la gloria que una vez fue. Las pirámides egipcias hablan del poder dominante de los faraones sobre miles de esclavos que llevaron una roca tras otra a la cima de cada pirámide durante un período de muchos años. Los Jardines Colgantes de Babilonia transmitían el magnífico logro de una nación en el apogeo de la revolución agrícola. El Coliseo en Roma cuenta la historia de una maravilla de ingeniería construida para una nación subsumida en un entretenimiento de gladiadores del tipo más brutal. La maravilla de Grecia, sin embargo, no se encuentra en el templo del Partenón de Atenea ni en el templo monumental de Zeus arruinado en las batallas a lo largo del tiempo. La maravilla griega se encuentra en Los Elementos de Euclides, el Método de Arquímedes y en muchas otras pirámides y columnas de pensamiento destruidas por los furiosos vientos del tiempo. Y estas maravillas realmente superan a todas las demás.

Todos los organismos vivos, desde las plantas hasta los humanos, están hechos del mismo polvo de estrellas que formó este planeta y proporcionó las circunstancias ideales para la creación de la vida. La Tierra y todo el sistema Solar se formaron a partir de los gases y las rocas que fueron desordenados durante el violento episodio conocido como Big Bang. La materia que explotó y se esparció por todo el universo contenía los ingredientes necesarios que eventualmente formarían estrellas, planetas, satélites y otros objetos celestes. Esta materia estaba compuesta de minerales. Además, los minerales ayudaron a formar el primer marco de compuestos estructurales de aminoácidos que finalmente condujeron al desarrollo de la vida.

Los minerales que se originaron en esa nebulosa explosiva se pueden encontrar en nuestros suelos y plantas y, lo que es más importante, se pueden encontrar hoy en nuestras células. Desde el Big Bang hasta el planeta Tierra, los minerales hacen la vida posible en casi todas las formas posibles. Pequeños organismos bacterianos, la fotosíntesis e incluso el crecimiento y desarrollo humano dependen de estos minerales para su propia supervivencia y continuación. En este año (2018) buscaré contar la notable historia de cómo los mismos minerales que formaron la Tierra contribuyen a nuestra existencia cotidiana e influyen en cosas como nuestra memoria, sistema inmunológico, crecimiento y desarrollo. Una vez que entendamos la variedad de procesos de los que los minerales son responsables en las plantas, será más fácil comprender su papel en nuestros cuerpos.

Este blog no se ocupa de los diversos compuestos minerales que existen en los suelos o de los miles de productos químicos, procesos o productos industriales que se crean a partir de minerales. En cambio, se busca contar la historia de dónde provienen los minerales, cómo ayudaron a formar la galaxia de la Vía Láctea, nuestro Sol, la Tierra, la Luna y todos los demás planetas y satélites dentro de nuestro alcance telescópico. En este blog también se buscará explicar cómo los minerales son absorbidos por las plantas, contribuyen al crecimiento y desarrollo de las plantas, terminan en nuestros alimentos y, finalmente, influyen en la mente y la materia del hombre. Esta notable historia transmite la extrema importancia de los minerales en nuestra vida cotidiana.

Aproximadamente hace 5 mil millones de años (Quizás algunos miles de millones de años más), una enorme cantidad de polvo y gases se acumularon en el borde exterior del sistema Solar y comenzaron a contraerse. Eventualmente, el poder gravitatorio colectivo de estas partículas se unió para crear un centro de masa extremadamente denso, mientras que una fuerza centrífuga lo mantuvo girando en una dirección horizontal, pero en espiral. Cuanto más densa es la materia, más fuerte es su atracción gravitatoria. Después de millones de años, esta masa densa en el centro, junto con la energía creada cuando las partículas colisionaron y se comprimieron juntas, forzaron a la masa a calentarse rápidamente. Este mismo proceso más tarde formó nuestro Sol.

Algunas partículas de materia fueron arrojadas en varias direcciones y finalmente formaron el patrón orbital de la Vía Láctea. Durante millones de años, muchas de estas partículas sueltas se unieron para formar gradualmente grandes trozos de materia que acumularon otras partículas y se hicieron aún más grandes. Por lo tanto, algunas de estas partículas se hicieron lo suficientemente grande como para formar los planetas y satélites que actualmente giran alrededor de nuestro Sol, mientras que otras partículas quedaron atrapadas y formaron un cinturón de asteroides, o quedaron atrapados en la gravitación de las partículas más grandes, formando anillos planetarios.

Durante la formación temprana de la galaxia, todo el universo estaba en desorden. La materia estaba dispersa por todas partes y desorganizada. Después de mil millones de años, los planetas siguieron aumentando de tamaño con cada meteorito que chocó contra ellos, y la fuerza de gravedad comenzó a formar la estructura particular de cada uno. A medida que la Tierra se hacía más y más grande con cada nueva adición de materia, la fuerza de su atracción gravitacional continuó aumentando y atrayendo material cósmico. Los meteoritos del cinturón de asteroides bombardearon la Tierra y los otros planetas durante los primeros 500 millones de años después de su formación. De hecho, Solo el 5% del cinturón de asteroides original todavía existe hoy en día, debido a que muchos asteroides fueron desalojados por la gravedad para eventualmente bombardear un objeto celeste.

Cuando un meteorito se estrella en un planeta, proporciona minerales tales como hierro, níquel, fósforo, diversos silicatos, y otros minerales de la nebulosa originales. Muchos sitios de impacto de meteoritos en la Tierra contienen elementos extremadamente raros, como el iridio. Los científicos pueden identificar un sitio de accidente de meteorito examinando el contenido de hierro y níquel, así como la fuerte presencia del iridio en el suelo circundante.

Los meteoritos que contienen hierro proporcionaron el hierro que formó el núcleo metálico de la Tierra hace miles de millones de años. Otros tipos de meteoritos, conocidos como acondritas, entregaron los materiales que encontramos en el manto y la corteza de la Tierra. La superficie de la Tierra estaba extremadamente desorganizada, y durante cientos de millones de años, el núcleo de la Tierra se hizo más y más caliente y el hierro y el níquel se derritieron. Estos metales pesados ​​se hundieron hasta el fondo del núcleo, lo que empujó los elementos más ligeros hacia afuera, formando finalmente el núcleo externo, el manto y la corteza. A medida que la joven Tierra continuó su rotación durante cientos de millones de años, comenzó a tomar una forma más redondeada. Toda esta actividad geológica dio forma al planeta tal como es hoy.

Después de cientos de millones de años de desarrollo planetario y actividad cósmica violenta, las cosas se han calmado relativamente. Hoy en día, nuestro planeta ha desarrollado una atmósfera, en gran parte debido al aumento de las plantas y otros organismos respiratorios. Sin embargo, los meteoritos continúan golpeando nuestro planeta hoy, aunque la atmósfera tiende a quemar la mayoría de ellos. De hecho, desde diciembre de 1999, más de 22,000 meteoritos han sido catalogados, de acuerdo con Monica Gray del Natural History Museum de Londres, autora del Catálogo de meteoritos.

Durante este primer período de la Tierra, muchos elementos importantes que más tarde serían necesarios para mantener la vida fueron encerrados en lo más profundo de la Tierra. Afortunadamente, ocurrieron algunos eventos dinámicos que trajeron muchos de estos elementos a la superficie. Estos episodios violentos involucraron fuerzas extremadamente dramáticas y cambios repentinos en el paisaje. Según la edición de Nature del 3 de junio de 2004, un estudio realizado por la Ontario Geological Society y el Geological Survey of Canada, observó un sitio de impacto de meteorito que afectó a la Tierra a unas 89.000 millas por hora hace casi 2.000 millones de años cerca de lo que hoy se conoce como Ontario, Canadá. Los investigadores descubrieron y examinaron el cráter que durante mucho tiempo se había ocultado bajo tierra o erosionado con el tiempo, aunque parte de él todavía estaba expuesto.

James Mungall, un geólogo de la University of Toronto que trabajó en el proyecto, explica que el impacto fue tan poderoso que penetró capas muy profundas de nuestro planeta, causando que una cantidad masiva de roca sobrecalentada desde las profundidades del planeta se elevara y se asentara en la corteza terrestre, la cual casi cubre todo el cráter. Los investigadores primero notaron que el área consistía en hierro, níquel y platino, que normalmente se encontraría en las capas más profundas de la Tierra en lugar de en la corteza exterior.

Tras un examen más profundo, se dieron cuenta de que este era el sitio de un gran impacto de meteorito. El impacto no Solo invirtió la estratificación de la corteza y trajo estos valiosos minerales a la superficie, sino que también presentó iridio, que normalmente no se considera nativo de la formación temprana del planeta, pero generalmente se encuentra alrededor de los sitios de impacto de meteoritos.

En medio de toda esta actividad, el escenario se estaba organizando para un evento importante que ocurriría: el origen de la vida. La mayoría de los investigadores creen que el comienzo de la vida no consistió simplemente en un proceso biológico, sino que fue primero un proceso químico. Hace millones de años, la superficie de la Tierra consistía principalmente en rocas, aire y agua. Sin embargo, la vida finalmente surgió de estas circunstancias, y los expertos en el tema han debatido durante décadas cómo la actividad química contribuyó al desarrollo inicial de la vida. Los compuestos basados ​​en el carbono que existían en este momento estaban compuestos principalmente por gases con Solo un átomo de carbono en cada molécula, como el dióxido de carbono, el monóxido de carbono y el metano. Sin embargo, los bloques de construcción de organismos vivos siempre consisten en grasas, azúcares y aminoácidos. Estas sustancias generalmente contienen hasta 12 átomos de carbono por molécula, formando una “cadena” compleja que se une y se organiza en órdenes particulares.

Investigadores de la University of Florida han demostrado cómo los minerales que contienen bórax transforman las moléculas que contienen carbono encontradas en las nubes de polvo atmosférico en un azúcar conocido como ribosa, que es un ingrediente crítico en el material genético ácido ribonucleico (ARN). La ribosa tiene una estructura química que la hace efectiva en la unión con compuestos minerales que contienen boro. El boro es esencial para mantener el azúcar de la ribosa lo más limpio posible y evitar que se convierta en una sustancia similar al alquitrán. En experimentos de laboratorio, un equipo de investigadores pudo imitar las condiciones tempranas de la Tierra y creó ribosa a partir de minerales que contienen boro. Este fue el primer estudio de laboratorio que realmente creó ribosa a partir de compuestos minerales de boro, demostrando que los minerales fueron responsables de la creación temprana no Solo de aminoácidos complejos, sino de azúcares simples como la ribosa.

Sin embargo, durante las etapas iniciales de la vida, la Tierra joven todavía estaba sin atmósfera, lo que permitía la radiación extremadamente dañina del Sol. Por lo tanto, el proceso inicial de formación de moléculas de carbono fue difícil de lograr, ya que cualquier molécula basada en el carbono se disolvió rápidamente en la intensa luz del Sol. Para que estas moléculas se formen y produzcan sus reacciones químicas, necesitan apoyo y protección de los rayos del Sol. Es una creencia ampliamente aceptada que los minerales proporcionaron esta asistencia para hacer realidad estos procesos críticos.

Los minerales, junto con el aire y el agua, fueron los únicos materiales disponibles durante la formación temprana de la Tierra que podrían crear los componentes básicos de un organismo vivo. Según el Dr. Robert M. Hazen, científico investigador del Carnegie Institute of Washington’s Geophysical Laboratory y profesor de Ciencias de la Tierra en la George Mason University, era necesario que se produjeran una serie de reacciones químicas que permitieran la aparición de la vida. En un ensayo titulado Life’s Rocky Start que se publicó en la edición de abril de 2001 de Scientific American, el Dr. Hazen explicó que las materias primas básicas que existían en ese momento necesitaban transformarse químicamente de una manera que permitiera a las moléculas basadas en carbono finalmente se replican ellos mismos. Según el informe, “las transformaciones críticas podrían no haber sido posibles sin la ayuda de minerales que actúan como contenedores, andamios, plantillas, catalizadores y reactivos”.

Los minerales habrían actuado como un contenedor con sus pequeños agujeros encontrados en las superficies erosionadas de los compuestos, que habrían proporcionado a las primeras moléculas de la cadena formadora de carbono la cobertura necesaria que necesitaban de la luz Solar directa. Entonces, los minerales podrían haber actuado como un andamio para atrapar moléculas orgánicas transitorias entre sus capas de arcilla. Esto habría proporcionado el espacio necesario para que las moléculas orgánicas se ensamblen y comiencen a formar compuestos más complejos.

El Dr. Hazen también explica que los compuestos minerales proporcionaron a estas moléculas orgánicas la cobertura, el espacio y el tiempo que necesitaban para ensamblarse y formar cadenas complejas. Sin embargo, no todas las cadenas complejas que se estaban formando llegarían a ser significativas. Las observaciones de investigación han revelado que los aminoácidos están disponibles en dos formas diferentes, una con una forma particular conocida como “diestro” y otra con una forma particular conocida como “zurda”. A través de la experimentación, los investigadores ahora entienden que las caras de cristal de diversos compuestos minerales ideal para las moléculas de aminoácidos zurdos. Poco a poco, la organización de estos aminoácidos zurdos dio lugar a una cadena cada vez más larga de moléculas similares a proteínas que finalmente comenzó a catalizar pasos importantes, en última instancia, aumentar la cantidad total de procesos biológicos.

Los minerales disueltos desempeñaron un papel fundamental en el desarrollo temprano de los orígenes de la vida. Cuando estos primeros minerales fueron expuestos al agua caliente a alta presión, disolvieron y liberaron sus átomos, que luego se involucraron en procesos químicos como las enzimas. Los minerales también proporcionaron un puerto seguro recogiendo y protegiendo las primeras moléculas basadas en carbono, y ayudando a organizarlas en sus complejas cadenas de aminoácidos. Estos primeros procesos comenzaron los primeros esfuerzos de replicación de estas moléculas. Pronto, los cambios, las adaptaciones y las mutaciones condujeron a la creación de cadenas de moléculas más grandes y, en última instancia, a la competencia por los recursos naturales, que gradualmente se convirtió en un proceso de selección natural.

Desde el núcleo interno hasta la corteza externa, toda la Tierra está compuesta de minerales en forma de rocas y tierra. Toda la vida vegetal y animal dependen de estos minerales y no podrían funcionar sin su presencia.

Comprender los minerales primero requiere cierta comprensión de las rocas. ¡Las rocas están en todas partes! En tu jardín, en la calle, en tu casa y en todos lados. Incluso las estructuras físicas, como las estatuas y los objetos cotidianos que utilizamos, como tiza, plomo, papel de lija, hormigón y vidrio, están compuestos de rocas. Los fragmentos de roca se usan para construir oficinas y hogares con ladrillos, construir automóviles y aviones con metales como el aluminio y formar joyas. La arena y el barro también son fragmentos de roca.

Las rocas están formadas por dos o más minerales fusionados por calor, temperatura, presión o cambios químicos dentro de nuestro planeta. De hecho, una roca puede comenzar como una sola sustancia y durante miles de años puede cambiarse muchas veces a través de estas diferentes fuerzas naturales. Estos cambios geológicos en rocas representan lo que se conoce como un “ciclo de rocas”.

Las rocas se encuentran en tres formas diferentes. Las rocas ígneas se forman cuando los volcanes escupieron roca fundida llamada magma desde el interior de la Tierra que se asienta en la superficie y se enfría. La Tierra se sigue modificando a partir de este proceso volcánico en la actualidad.

Las rocas sedimentarias se forman a partir de materiales que se depositan en lagos y océanos. Los ejemplos incluyen arenisca, pizarra y piedra caliza, que se forman a partir de materiales oceánicos compactados que han sido presionados a lo largo del tiempo. La mayoría de los fósiles antiguos se encuentran en rocas sedimentarias ya que se depositaron juntas.

Las rocas metamórficas se forman cuando las rocas ígneas o sedimentarias se calientan o se someten a presión adicional. Si el calor y la presión son suficientes, los minerales originales se derretirán. A medida que se enfría, se pueden formar nuevos minerales, dependiendo de qué combinación de elementos se combinen para formar el nuevo mineral compuesto. El calor o la presión dentro de la Tierra exprime, hornea o pliega estas rocas en una nueva forma, que puede tomar miles de años. De hecho, metamórfico proviene del griego “μετα” (meta) más allá, entre, junto a, y “μορφο” (morpho) forma, lo que significa “cambio de forma”.

Incluso hoy en día, las rocas de las profundidades de la Tierra o del espacio exterior continúan suministrando minerales a la superficie exterior de la Tierra a través de violentos impactos meteóricos, movimiento tectónico de placas que crea montañas y colinas y erupciones volcánicas.

La Tierra tiene tres capas: el núcleo en el centro, un manto muy grueso y una corteza delgada. La roca no siempre es sólida. El centro de la Tierra es una esfera de roca caliente, lenta y en continuo movimiento que se compone de hierro y níquel. El centro del núcleo es sólido, mientras que el núcleo externo es roca líquida. Este núcleo esférico siempre se mueve e influye en las fuerzas geológicas que dan forma a nuestro planeta.

Alrededor del núcleo hay otra capa de la Tierra llamada manto que está compuesta de oxígeno, silicio, magnesio, aluminio, hierro y muchos otros elementos en cantidades más pequeñas. Finalmente, la corteza exterior de la Tierra rodea el manto y es más ligera, más fresca y más rígida que el manto y es como una fina capa que rodea el planeta. El espesor de la corteza varia, pero es muy delgado en comparación con el manto o núcleo y se cree que comprende Solo el 1% de la masa total de nuestro planeta. El oxígeno, el silicio, el aluminio y el hierro contribuyen con el 96% de la composición total de la corteza, mientras que el calcio, el magnesio, el sodio, el potasio y todos los demás elementos constituyen el 4% restante. Por lo tanto, la mayoría de los minerales con los que estás familiarizado serán en realidad algún tipo de compuesto químico de los tres elementos más abundantes que se encuentran en la corteza: oxígeno, silicio y aluminio, con cantidades más pequeñas de otros elementos.

La corteza y el manto más externo juntos forman una capa rígida llamada litosfera, que está separada en una docena de placas grandes que rodean nuestro planeta. Estas placas de la litosfera tienen miles de kilómetros de ancho y están separadas por grandes fracturas. Las fuerzas geológicas dentro de la Tierra mantienen estas placas moviéndose muy lentamente, a veces rozándose unas con otras o colisionando. Si dos de estas placas chocan, algunas de las rocas son empujadas hacia arriba, subiendo montañas y colinas y creando formaciones rocosas, y exponiendo pedazos de la corteza y el manto a la superficie.

¿Qué causa que estas placas se muevan? El núcleo de la Tierra transfiere el calor por el movimiento lento de la roca justo debajo de la corteza. Este motor de calor interno se compone de un movimiento continuo de roca caliente y es responsable de distribuir las placas sobre la superficie y el movimiento y la reorganización de los continentes. Según Ron Vernon, autor de Beneath Your Feet: The Rocks of Planet Earth, “La Tierra es un objeto dinámico y en constante movimiento, y este movimiento interno rige el cambio continuo y el reciclaje de sus materiales. Su gran variedad de rocas refleja esta lenta pero implacable actividad dinámica en los últimos 4.600 millones de años “.

Un “mineral” se define como una sustancia sólida e inorgánica creada por la naturaleza. Son siempre sólidos cristalinos, lo que significa que cada átomo individual está unido estrechamente en patrones regulares. Algunos minerales tendrán formas regulares si crecen libremente en un líquido. Los minerales de este tipo forman cristales como los especímenes que puedes ver en los museos, pero si su crecimiento está obstaculizado por otros minerales y no puede crecer libremente, lo que hace que se forme una forma irregular, o si son fragmentos, se llaman granos. Sin embargo, la estructura atómica de estos minerales seguirá siendo sólidos cristalinos, independientemente de si crean cristales o granos.

Podemos clasificar cualquier sustancia de dos maneras diferentes: un “elemento” o un “compuesto”. Los elementos son sustancias que no se pueden descomponer en una sustancia más simple. Por el contrario, un compuesto (como una roca) contendrá dos o más elementos, lo que significa que contiene dos o más tipos de átomos. Por ejemplo, el sodio es el undécimo elemento en la Tabla periódica de elementos y cuando existe por sí solo es un ejemplo de una sustancia única, o el elemento de sodio. Sin embargo, cuando el sodio se mezcla con cloro, ahora comprende una nueva sustancia compuesta llamada sal de mesa regular de cloruro de sodio. Cuando un elemento es ‘forzado’ a mezclarse con otro, se obtiene un compuesto.

Ahora hay 118 elementos en la Tabla Periódica de Elementos (La revisé el 16 de enero de 2018), y ocasionalmente se descubre un nuevo elemento. Los científicos debaten sobre cuántos de ellos se consideran “de origen natural” y, curiosamente, el número exacto aún es incierto. La mayoría de los científicos reconocen que los primeros 92 elementos son de origen natural, aunque solo se han encontrado 90 en la naturaleza. Dependiendo de cómo se defina el término, algunos científicos reconocen que 88 es de origen natural, mientras que otros insisten en que Solo hay 83. De todos modos, no todos estos elementos naturales se encuentran en la Tierra. Por ejemplo, el elemento 43 “Tecnecio” (Tc) nunca se ha encontrado naturalmente en la Tierra. Por el contrario, se encuentra solo en estrellas muy grandes.

La mayoría de los minerales con los que estamos familiarizados son en realidad combinaciones de dos o más de estos elementos fusionados de diversas maneras geológicas. Uno de estos elementos interactuará con otro elemento para formar un compuesto, y cuando se crea una sustancia compuesta, el resultado a menudo puede ser un mineral, dependiendo de qué elementos se mezclan. Se estima que hay entre 3.000 y 5.000 minerales diferentes en el mundo. ¡Es una gran cantidad de compuestos diferentes creados a partir de solo 118 elementos! Algunos ejemplos de estos compuestos minerales incluyen carbonato de calcio, cloruro de zinc y sulfato de cobre, por mencionar solo a algunos.

Independientemente de cómo lleguen las rocas a la superficie de la Tierra, ya sea a través de meteoros, volcanes u otras formas de actividad, las fuerzas de la naturaleza que descomponen estas rocas en pedazos más pequeños se conocen como “erosión”. En general, la meteorización es un proceso constante que se desintegra y disuelve la roca en trozos cada vez más pequeños. La descomposición de estos grandes fragmentos de roca en piezas más pequeñas lleva miles de años y, finalmente, crea la corteza y el suelo exterior de la Tierra.

Estudiar minerales sería incompleto sin una comprensión de la geología y la ciencia del suelo, y el suelo no siempre recibe el reconocimiento que se merece. Una forma común en que alguien insulta a otra persona es decir que son “inferiores a la suciedad”. ¡Es posible que no se den cuenta de que la suciedad es uno de los productos más valiosos de la Tierra! Conocido como “suelo”, no es solo algo que nos lavamos después de trabajar en el jardín. El suelo contiene una historia geológica y biológica de un increíble mundo de vida que cubre todo el planeta. La próxima vez que salgas al exterior, recoge un puñado de tierra y huele su olor a tierra y siente su textura (bueno, quizá lo de olerlo no sea recomendable después de todo). ¡Entonces recuerda que ese puñado de tierra tardó miles de años en crearse!

He escuchado a la gente decir: “Eres lo que comes”, pero lo que no se dice es que lo que comes suele estar directamente relacionado con el suelo en el que crecen. A medida que comenzamos a entender más íntimamente los principios básicos de la composición del suelo y los procesos complejos que lo crean, pronto nos damos cuenta de que los sistemas vivos, como las plantas y los animales, dependen de los suelos que son ricos en minerales.

El aire que respiramos es una mezcla de diferentes gases, y nuestro suelo es una mezcla de sólidos, espacio aéreo y organismos vivos. Durante millones de años, las partículas de roca se descomponen en pequeños fragmentos que constituyen aproximadamente el 97% de la parte sólida del suelo. El 3% restante comprenderá materiales orgánicos, como tejidos de plantas y animales descompuestos. Los espacios entre estas partículas de roca y los trozos de materia orgánica se llenan de aire y agua.

Los suelos son diferentes de los materiales originales en los que fueron creados. Los suelos son materiales altamente complejos que tienen elementos estructurales y biológicos que permiten que las plantas crezcan, y son sistemas ecológicos dinámicos que brindan soporte, agua, minerales y aire para el crecimiento y desarrollo de la vegetación. De hecho, los suelos provienen de diversos materiales y dependen de las condiciones geológicas para su desarrollo.

El suelo consiste en roca, arcilla o limo desgastados y sueltos, y materia orgánica como plantas muertas y en descomposición. Hay variedades de suelos que contienen cantidades variables de estos materiales. El contenido mineral del suelo proviene de la roca desgastada y de la materia orgánica en descomposición.

El suelo se forma cuando los materiales sueltos son transportados por el viento, el agua o la gravedad. También pueden ser transportados por los glaciares y depositados en un paisaje firme, o cuando la roca de fondo está expuesta y se vuelve vulnerable a la intemperie. La formación del suelo es un proceso geoquímico largo que reduce el tamaño de estas partículas, reorganiza las partículas minerales, cambia los tipos de minerales, agrega materia orgánica y produce arcillas. Hace millones de años, las rocas grandes y los trozos grandes de materia orgánica se descomponen por la erosión y la erosión en partículas más pequeñas para crear la arena, el limo y la arcilla que vemos hoy en nuestro suelo.

Los materiales originales para la formación del suelo deben ser transportados y depositados en un sitio adecuado. Sin embargo, la forma en que la naturaleza transporta las rocas a menudo se lleva a cabo a través de fuerzas muy dinámicas y métodos inusualmente destructivos. En algunas partes de Europa, las tormentas frente al Océano Atlántico están causando olas tan grandes y poderosas que están arrancando rocas gigantes de la cima de los acantilados y lanzándolas hasta 50 metros hacia el interior. Según el Dr. James Hansom del grupo de playa costera de la Glasgow University, hasta 100 olas gigantes podrían golpear la costa de Gran Bretaña cada año, lo suficientemente grandes como para superar los acantilados de 20 metros de altura. Los investigadores no pensaron originalmente que era posible que Gran Bretaña estuviera siendo golpeada por olas tan grandes que podrían aplastar la roca y luego arrojarla a distancias considerables, pero han encontrado varios lugares donde está sucediendo. Estas rocas pueden pesar hasta 50 toneladas y pueden tener hasta tres metros de largo, del tamaño de un camión pequeño y mucho más pesadas.

Los experimentos que se llevan a cabo en el tanque de olas de la Glasgow University muestran que las olas son capaces de romper cantos rodados en los acantilados previamente debilitados por las tormentas y llevarlos tierra adentro a una velocidad de cinco metros por segundo. El transporte de estos enormes cantos rodados por los vientos y las corrientes oceánicas no es un fenómeno moderno. El equipo del Dr. Hansom ha analizado muestras de suelo y plantas de debajo de los cantos rodados que han llegado a la costa en la isla de Orkney y descubrió que esos cantos rodados tienen casi 300 años. Muchas de las rocas se han amontonado en crestas, mostrando que las olas masivas habían repetido la acción de arrojar rocas muchas veces desde entonces. A veces la furia de la naturaleza es en realidad otra forma de meteorización física que marca la génesis de la formación del suelo depositando rocas que eventualmente se convertirán en el material parental del suelo.

El suelo solo puede heredar los minerales que se encuentran en el material original. Su formación es un proceso de meteorización constante pero lento que puede llevar millones de años involucrando muchos procesos ambientales diferentes que descomponen partículas grandes en piezas cada vez más pequeñas.

El clima de un área determina cómo la precipitación y la temperatura influirán en la formación del suelo, y variarán con la latitud y la elevación. La cantidad de precipitación (lluvia, nieve o ambas cosas) y su distribución durante el año son factores importantes. El aumento de la precipitación generalmente resulta en tasas más rápidas de erosión, mientras que la intensidad de la lluvia afecta la cantidad de escorrentía, erosión y destrucción del suelo.

Las temperaturas extremas a través de las fluctuaciones diarias y estacionales también debilitan y descomponen las grandes partículas de roca. Una de las fuerzas más destructivas de la intemperie es la congelación. La humedad puede abrirse paso en pequeñas grietas y pozos en las rocas, congelarse y luego expandirse, creando grietas más grandes y agujeros más grandes. La presión que se produce puede ser hasta 100 veces mayor que la presión de los neumáticos. Cuando la congelación y la expansión continúan una y otra vez, la roca se dividirá y se dividirá en pedazos más pequeños.

La meteorización también puede ocurrir en los ambientes desérticos. El viento es una fuerte fuerza de intemperie que constantemente arroja arena y otros desechos a las rocas, mientras que los extremos del clima frío y caliente hacen que los grandes cantos rodados se desmoronen.

El agua es uno de los agentes más importantes en todo el proceso de formación del suelo. Disuelve las rocas y los minerales de sus compuestos originales en nuevas formas, un proceso conocido como “disolución”. El agua cae como precipitación y puede salir de la superficie del suelo. Se expande cuando se congela en las grietas de las rocas, haciendo que las rocas se quiebren y se abran. También puede desgastar rocas y molerlas en trozos más pequeños por el lento movimiento de los glaciares. La congelación, descongelación, calentamiento, abrasión, hinchazón y contracción son extremos ambientales que dividen las rocas grandes en fragmentos cada vez más pequeños, preparando los minerales contenidos en las rocas para ser absorbidos por las plantas.

La topografía del paisaje también influye en la formación del suelo. El ángulo de una pendiente determinará la cantidad de agua que se escurre o absorbe en el suelo. La pendiente puede afectar la temperatura del aire y la frecuencia del viento. En el hemisferio norte, las laderas orientadas al norte serán más frías que las laderas orientadas al sur debido a la menor exposición al Sol. El suelo más frío tiene menos desarrollo que el suelo más cálido debido a la menor fluctuación de temperaturas extremas. En los desiertos, la humedad es limitada, por lo que las temperaturas más frías y la menor evaporación por la menor exposición al Sol proporcionarán un suelo más profundo en las laderas orientadas al norte. En los hemisferios del sur, las laderas orientadas al sur tendrán una tasa diferente de formación de suelo.

Otro factor importante en el desarrollo del suelo es su contenido de organismos vivos como plantas e insectos conocidos como “biota”. Estos organismos son de todos los tamaños, incluidos algunos que solo son visibles a través de un microscopio, y organismos más grandes como las arañas y tuzas. Cada uno de estos organismos crea poros en el suelo y mezclan la materia orgánica con la arena, el limo y las partículas de arcilla.

Las plantas también están involucradas en la formación del suelo. Toman carbono de la atmósfera y lo agregan al suelo, y cuando sus raíces atraviesan el suelo, añaden materia orgánica a través de sus hojas cuando sus raíces se desprenden y cuando sus hojas caen al suelo. Estos depositan nutrientes para los microorganismos pequeños en el suelo.

Durante siglos, los humanos viajaron y fueron pioneros en todos los continentes. Cuando los humanos se asentaron y desarrollaron la agricultura, las fuentes de alimentos ya no provenían de una variedad de suelos, sino que eran de la misma superficie cultivada año tras año. Los minerales esenciales pueden agotarse mediante el cultivo intenso de una sola cosecha año tras año, hasta que el suelo se agote, lo que lleva a una disminución en el rendimiento y la calidad de los cultivos. Los cultivos actuales se cosechan en los mismos suelos que se usan una y otra vez, y no todas las granjas practican regularmente la re-mineralización de los suelos utilizando todo el espectro de minerales. En cambio, la aplicación más común de fertilizantes consiste en solo tres minerales: nitrógeno, fósforo y potasio (NPK).

Siglos atrás, las personas oraban por inundaciones anuales que irrigaran y recargaran sus suelos con minerales. Algunos de los primeros pioneros viajaron al oeste cada 12 años porque se creía que después de 12 años los suelos se habían agotado de su contenido mineral. El ciclo mineral involucra a las plantas que absorben minerales del suelo y eventualmente reponen el suelo con materia orgánica, como raíces, hojas, flores, frutas, que devuelven los minerales al suelo para que la próxima generación de plantas los retomen. Pero como los cultivos son cosechados, los minerales no pueden regresar.

La fertilización es un proceso agrícola importante que devuelve algunos de los minerales que se perdieron durante la cosecha. Algunos suelos pueden ser naturalmente deficientes en fósforo, molibdeno o cobre, mientras que otros suelos pueden contener cantidades excesivas de selenio. Sin embargo, la sobre-fertilización puede destruir los microorganismos del suelo que son responsables de hacer que los minerales sean Solubles o puede cambiar el equilibrio de pH de los suelos para hacer que algunos minerales no estén disponibles.

La agricultura juega un papel importante en la producción de alimentos para los seres humanos. A los agricultores se les paga el rendimiento en lugar de la calidad, por lo que se utiliza el mínimo fertilizante. Cabe señalar que debe considerarse la reposición de los minerales perdidos utilizando materia orgánica descompuesta o fertilizantes que contengan más que la fórmula básica de NPK.

Las llanuras aluviales son generalmente sitios de tierra rica en minerales. Algunas de las tierras agrícolas más ricas de Australia se encuentran en un paisaje inundado regularmente. Sin embargo, el control de inundaciones ha eliminado este depósito anual de suelo fresco y el transporte de un nuevo suministro mineral. Los cultivos producidos durante estas condiciones de fertilización insuficiente tienen tasas de crecimiento bajas y no resisten muy bien las enfermedades o plagas. Los plaguicidas artificiales se utilizan para protegerse de las plagas y aumentar los rendimientos de los cultivos, lo que aumenta el problema. Los organismos vivos con una concentración saludable de minerales son naturalmente capaces de resistir a los patógenos. Sin estos minerales habrá una disminución en la fuerza del sistema inmune tanto en las plantas como en los animales.

El suelo es responsable de muchos aspectos diferentes de la supervivencia humana. Por ejemplo, la ciencia del suelo ayuda a los agricultores ayudando a seleccionar tierras de cultivo adecuadas y creando un terreno fértil para los cultivos. También ayuda a la construcción de carreteras, edificios, complejos comerciales y otras estructuras físicas. Los científicos del suelo llevan a cabo “estudios de suelos” que les permiten a los propietarios de tierras determinar si sus tierras son buenas para la agricultura, o si pueden apoyar una estructura de gran altura. ¿Es la tierra apropiada para la vivienda? ¿Construyendo caminos o carreteras? ¿Puede contener un vertedero? ¿Debería usarse para un parque o campo de golf? ¿Se drena bien?

El suelo rico en minerales es un bien importante por muchas otras razones. El suelo absorbe y filtra los materiales químicos, lo que también evita que los organismos enfermos contaminen el agua subterránea. Los agricultores ven el suelo como un recurso para cultivar cultivos u otros tipos de vegetación. Los ingenieros y los trabajadores de la construcción ven el suelo como la base de puentes, carreteras, carreteras, viviendas y edificios. Los propietarios lo ven como una fuente de belleza para sus jardines y hogares. ¡Debería ver el suelo como un proveedor de minerales para su comida!

La capacidad del suelo para proporcionar los nutrientes esenciales para el crecimiento y desarrollo de la vegetación es una medida de su calidad y se conoce como “fertilidad del suelo”. La calidad del suelo le permite producir cosechas vibrantes equilibradas en todos los nutrientes esenciales e incluso algunos nutrientes beneficiosos Esta fertilidad proviene de los minerales que se han encerrado dentro de la arena, el cieno y las partículas de arcilla que se han sometido a los procesos de erosión y meteorización.

Una característica importante del suelo es que está compuesto de arena, limo y arcilla, que tienen diferentes funciones en el suelo. Se considera que la arena es una partícula de roca gruesa y grande que varía de 0.05 a 2.00 mm de diámetro. Se humedece con la lluvia y el agua de riego, airea el suelo al proporcionar espacio aéreo y permite el drenaje del agua. La arena está compuesta principalmente de silicio. El limo son partículas de roca mucho más pequeñas que varían de 0.002 a 0.05 mm de diámetro. ‘Puentea’ la arena y las partículas de limo para hacerlas compatibles. La arcilla son partículas de roca más pequeñas que van desde 0.0002 hasta 0.002 mm de diámetro. Absorbe y “retiene” el agua, los compuestos orgánicos y los nutrientes de las plantas. Todas estas partículas son rocas y su composición variable determina la textura del suelo. De hecho, la textura tiene tal importancia para los científicos del suelo que los suelos se nombran de acuerdo con la clasificación de su textura.

Es posible que hayan notado que el suelo viene en una variedad de colores, como naranja, marrón, amarillo, gris, rojo, blanco e incluso azul o verde. El color generalmente indica una presencia dominante de un elemento mineral.

Los suelos más oscuros generalmente contienen una fuerte presencia de materia orgánica. Los suelos blancos son comunes cuando existen sales o carbonato (piedra caliza) en el suelo. Los suelos rojos y amarillos indican un alto contenido de óxido de hierro y, por lo general, se encuentran en suelos altamente erosionados, generalmente por el viento o la lluvia. Los suelos grises, azules o verdes a menudo se saturan con agua porque los minerales que originalmente les dieron los colores rojo o amarillo se han lixiviado, lo que indica una vez más la meteorización física y química en proceso.

Sin embargo, las partículas de roca inorgánica no son los únicos ingredientes en el suelo. El suelo también consiste en material “orgánico”. Orgánico es definido como una molécula de carbono que se ha unido a otra molécula. La materia viva contiene carbono. La materia orgánica típicamente incluye residuos de plantas y animales descompuestos que fueron sintetizados por pequeñas bacterias y microorganismos en el suelo. Las fuentes de materia orgánica incluyen la materia viva como las raíces de las plantas, las hojas y las ramas que caen en el suelo, la hierba y los desechos de animales de microorganismos y vertebrados grandes. Estos materiales orgánicos eventualmente se reciclarán a través de la descomposición y el deterioro, liberando los minerales inorgánicos de vuelta al suelo, completando finalmente el ciclo mineral.

El ciclo mineral nunca se detiene.

Referencias

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Robert M. Hazen

Evidence from meimechites and other low-degree mantle melts for redox controls on mantle-crust fractionation of platinum-group elements

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Beneath Your Feet: The Rocks of Planet Earth

Ron Vernon

Tabla Periódica de los Elementos

Scotland’s coast: Understanding past and present processes for sustainable management

Jim D Hansom

The X-Files fue un programa de televisión de ciencia ficción de gran éxito que se desarrolló principalmente entre 1993 y 2002. En él, dos agentes del FBI, Fox Mulder y Dana Scully, tienen la tarea de investigar informes extraños que se almacenan en los “Expedientes X”. Mientras algo así como dos tercios de los episodios se dedicaron al “monstruo de la semana” (Por ejemplo, investigar si un vampiro o un hombre lobo estaba involucrado en una serie de asesinatos), los episodios restantes se utilizaron para desarrollar una historia sobre extraterrestres en la tierra y el encubrimiento del gobierno de lo que saben.

Este programa de televisión es un excelente ejemplo de cómo los medios, la industria del entretenimiento, los devotos de los ovnis y las personas que afirman haber sido secuestrados por extraterrestres han interactuado entre sí y han moldeado sus puntos de vista. El hecho (Es decir, informes de avistamientos de ovnis y secuestros, que bien sabemos, hasta hoy no confirmados con veracidad) y la ficción están inextricablemente entrelazados, dando lugar a una narrativa que es bien conocida por la sociedad. Una encuesta de 2008 mostró que el 36% de los estadounidenses cree que la Tierra ha sido visitada por extraterrestres y que el 80% piensa que el gobierno sabe más de lo que dice. Pregúntele a un extraño al azar (Que he estado haciendo últimamente, con compañeros de asiento en aviones y autobuses, generando algunos aspectos peculiares) cómo son los extraterrestres y qué pasa si usted es secuestrado por ellos, y obtiene historias que son muy similares; humanoides cortos, grises, con frentes enormes, barbillas pequeñas y ojos negros sin pupilas. Además, los extraterrestres están inexplicablemente fascinados con el sistema reproductivo humano, sondeándolo con varios implementos plateados. ¿Cómo pueden las personas con el más minúsculo interés en Extraterrestres ser tan conscientes de la narrativa de secuestro? Ese tipo de penetración de la cultura lleva años. En este blog, me tomará un largo periodo de tiempo explorar cómo se desarrolló y se difundió esa historia. Hemos hablado un poco sobre los medios anteriores y el interés público en la luna, Marte y marcianos, pero fue en la década de 1940 cuando nuestra historia de contacto con los extraterrestres comenzó a despegar. A medida que avanzamos, debemos tener en mente algo muy importante. Los estudiantes de “ufología” tienen a su disposición una enorme literatura para leer. Decenas de miles de historias de contactos extraterrestres “reales” han resultado en cientos de libros y muchos sitios web. Los gobiernos de todo el mundo han lanzado docenas de preguntas sobre la cuestión de las visitas de extraterrestres. Cualquiera que quiera sumergirse en la literatura de esta cultura tiene una tarea desalentadora delante de ellos. Pero no voy a hacer eso.

En este blog, no estoy interesado ​​en este avistamiento oscuro o ese cuento de abducción inexplicable. En cambio, me interesan las historias “grandes”, las que recibieron mucha publicidad, ya que solo las que tenían una amplia (y constante) cobertura mediática pueden ingresar en la conciencia pública. Es probable que no te sorprenda que muchos elementos de las historias que las personas cuentan sobre su contacto con extraterrestres ya estuvieran presentes en las narraciones de ficción, que examinamos de cerca en futuras entregas. Sin embargo, mi interés actual es comprender cómo un vuelo de un solo piloto en la década de 1940 o un largo viaje en coche de una pareja a principios de la década de 1960 podría cambiar nuestra visión colectiva de la vida extraterrestre. Esta historia comienza sobre los cielos de Europa, cuando los aliados intentaron empujar a los ejércitos nazis de regreso a Alemania.

Foo Fighters

Carl von Clausewitz escribió en su libro On War: “La gran incertidumbre de todos los datos en la guerra es una dificultad peculiar, porque toda acción debe, hasta cierto punto, ser planeada en un mero crepúsculo, que además no pocas veces, como el efecto de una neblina o luz de luna: da a las cosas dimensiones exageradas y una apariencia antinatural “. Estaba escribiendo sobre la dificultad de los comandantes para obtener una conciencia situacional completa y su efecto en su posterior toma de decisiones. Pero la guerra es una situación de aumento de la adrenalina que tiene un efecto en la percepción de un combatiente. La información incompleta, los informes contradictorios y el alto estrés significan que se cometerán errores.

Seamos sinceros. Estar en un B-17 sobre los cielos de Alemania entre 1943 y 1945 garantizaba bastante que estarías un poco tenso. Quizás el tener la ametralladora de la Luftwaffe y toneladas de artillería antiaérea objetando su visita seguramente le agregará un poco de emoción a su día. Me imagino que un piloto en una patrulla aérea de combate volador Mustang P-51 y que se arrastró para el viaje probablemente compartió la experiencia de los bombarderos.

Estos son los tipos de hombres que informaron lo que ahora se acepta generalmente como las primeras observaciones del fenómeno que luego se llamarían platillos volantes. Los aviadores de Europa comenzaron a hacer reportes de ver bolas de luz que ensombrecían sus aviones mientras volaban por los cielos. Las bolas de luz se adherirían a las puntas de las alas, incluso cuando un piloto empujó a su caza en una inmersión que se acercaba a velocidades de 580 Km/h. Otras bolas de luz los seguirían o viajarían en caminos paralelos, pero no estarían en contacto con el avión. Ocasionalmente, un piloto podría correr más rápido que las luces. Las “bolas de fuego de Kraut” o los “Foo Fighters”, como se les conocía, no eran vistos como potenciales extraterrestres, sino más bien en términos de posibles armas nazis para explicar y contrarrestar.

Un informe en la edición del 2 de enero de 1945 del New York Times citaba a un piloto diciendo: “Hay tres tipos de estas luces que llamamos ‘Foo Fighters’. Una son las bolas rojas de fuego que aparecen en nuestras puntas de ala y vuela con nosotros; el segundo es una fila vertical de tres bolas de fuego que vuelan frente a nosotros y el tercero es un grupo de unas quince luces que aparecen a lo lejos, como un árbol de Navidad en el aire, y parpadean de manera intermitente”.

El informe continúa afirmando que se creía que los Foo Figthers eran de origen alemán y armas tanto psicológicas como militares, aunque “no es la naturaleza de las bolas de fuego para atacar aviones”. Un segundo piloto pensó al principio que eran “una nueva forma de avión de propulsión a chorro”. Pero estábamos muy cerca de ellos y ninguno de nosotros vio ninguna estructura en las bolas de fuego “.

Este informe no fue el único. Un informe de The Associated Press desde París dos semanas antes (13 de diciembre de 1944) decía que los alemanes habían lanzado bolas plateadas contra los pilotos que realizaban bombardeos diurnos y que estas bolas aparecían tanto individualmente como en grupos. Este informe fue repetido en el número del 15 de enero de 1945 de la revista Time. Sin embargo, este artículo mostró que los informes de los Foo Fighters sí encontraron escépticos (Lo más lógico y esperado, claro está). Algunos científicos descartaron las bolas como visiones persistentes inducidas por los pilotos al ver explosiones de fuego antiaéreo. Otros sugirieron el fuego de San Telmo o relámpagos bola.

Es interesante leer qué tipos de especulaciones más salvajes aparecieron en la prensa. En el artículo de la revista Time, “los corresponsales de primera línea y los expertos en sillón tenían un día de campo tipo Buck Rogers”, adivinando que las bolas de fuego eran un arma remotamente controlada por radio (Que fue descartada como absurda, dado que las bolas rastrearon exactamente algunos movimientos del avión), así como otros fenómenos prosaicos. Algunas ideas más que se discutieron fueron que los Foo Fighters estaban destinados a i) Deslumbrar a los pilotos; ii) Servir como punteros para los artilleros antiaéreos; iii) Interferir con el radar del avión; o iv) Interferir con la operación del motor del avión, tal vez detener el avión en el aire.

Pero, en el contexto de este blog, que es mi particular punto de vista, es relevante que el origen extraterrestre no fue una de las sugerencias. Los entusiastas modernos de los OVNIs señalan a los Foo Fighters como los primeros indicios de contacto con extraterrestres, pero esto no estaba en la mente de las personas que informaban luces brillantes en el cielo. Tuvieron una guerra para luchar. Pero la idea de extraterrestres estaba por comenzar.

1947

El 24 de junio de 1947 fue un punto de inflexión en este tema. Kenneth Arnold era un hombre de negocios y un piloto. Nunca voló un bombardero o un caza por encima de Europa, pero ciertamente se encontró con hombres en el hangar que sí lo hicieron. Arnold estaba volando en su avión privado cerca del Monte Rainier en el estado de Washington cuando informó haber visto nueve objetos brillantemente iluminados, volando sobre la cara de Rainier.

Él los describió como planos, como un molde para pasteles, y lo suficientemente delgados como para que fueran difíciles de ver. Eran una especie de media luna, convexos en la parte trasera y ovalados en la parte delantera. Los objetos se movieron independientemente, pero en una línea, como la cola de una cometa. Arnold estaba volando a 2,800 metros a una velocidad de aproximadamente 185 Km/h. Él juzgó que los objetos estaban a unos 3,000 metros y estimó su velocidad a aproximadamente 2,900 Km/h, aunque admitió que podría haber un error en sus estimaciones, por lo que declaró que 1,900 Km/h era una suposición más razonable.

Cuando aterrizó en Yakima, Washington, Arnold le dijo al gerente del aeropuerto, quién desde luego, no le creyó. Mientras estaba en Yakima, Arnold habló con otras personas que estaban en el aeropuerto. Arnold luego voló a Pendleton, Oregon, donde se estaba llevando a cabo un espectáculo aéreo. No sabía que alguien de Yakima había llamado antes y le había dicho a la gente que había visto algo raro volando en el aire del sur de Washington.

En Pendleton, contó su historia a amigos aviadores, que no se sorprendieron, ni lo descartaron. En primer lugar, se sabía que Arnold era un hombre de excelente carácter y, en segundo lugar, algunos de los pilotos habían escuchado historias similares mientras volaban en misiones por la Europa ocupada. Ya sean los Foo Fighters o algún nuevo avión probados por la Fuerza Aérea, la observación fue una curiosidad, pero no es algo sobre lo que preocuparse. El factor más notable, y quizás la razón por la cual la prensa se involucró, fue la velocidad que citó para el avión. Desplazarse a 1,900 Km/h era exageradamente rápido para 1947. Es muy veloz, incluso en nuestros días.

No fue sino hasta el día siguiente que Arnold habló con los periodistas, cuando pasó por las oficinas del East Oregonian, un periódico en Pendleton. Les contó su historia, que consideraron lo suficientemente plausible como para publicarla y ponerla en las noticias para una mayor difusión. Y eso, como dicen, fue cuando las cosas se volvieron locas. La historia fue recogida por United Press International y Associated Press.

Algunos grandes periódicos llevaron la historia. El Chicago Tribune publicó una historia dos días después en la página uno, titulada “See Mystery Aerial ‘Train’ 5 Miles Long“. Sin embargo, no se mencionó a los ovnis ni a los platillos volantes. El informe citaba a Arnold diciendo que eran rápidos, reflexivos y se movían como la cola de una cometa china, como si la nave estuviera conectada por una cuerda. Informó además que el Ejército no estaba haciendo pruebas de alta velocidad en el área.

El término “platillo volante” parece haber sido acuñado por accidente. Arnold dijo a los periodistas que los nueve objetos que vio eran lisos y brillantes como un molde para pasteles y que se veían como un pequeño pez que se lanza al sol. El 26 de junio, el Chicago Sun publicó un artículo titulado “Platillos voladores supersónicos avistados por un piloto de Idaho”. Sin embargo, parece ser una adición de un editor o escritor principal. Mucho más tarde, Arnold recordó que les había dicho a los primeros reporteros con los que habló que “volaban de forma errática, como un platillo si se salta el agua”, y esta frase pareció convertirse en “platillo volante”, que luego se usó y reutilizó por los periódicos. Sin embargo, en los primeros artículos del periódico, nunca se cita a Arnold diciendo la frase; en su lugar, mantuvo su descripción de una cola de cometa y placas de pastel planas y relucientes. Por lo tanto, el término “platillo volante” parece haber sido el adorno creativo de un escritor titular; sin embargo, informes posteriores en la prensa difundieron el término “platillos”.

En el transcurso del mes siguiente, hubo cientos de informes de platillos volantes, así como muchos fraudes claros. Un avistamiento el 4 de julio por una tripulación de vuelo de United Airlines fue considerado particularmente respetable y recibió más cobertura de prensa que la historia inicial de Kenneth Arnold. Los avistamientos de platillo fueron bastante variados, con algunos platillos que, literalmente, tienen el tamaño de tarteras y otros del tamaño de aviones. Mientras que el informe original mencionaba un avión plateado, los siguientes eran coloridos y brillantes.

La especulación científica fue extensa. Un periódico vespertino de Los Ángeles afirmó que un físico no identificado del California Institute of Technology había sugerido que los platillos eran experimentos en la “transmutación de la energía atómica”. Esta era una especulación razonable (Aunque científicamente desinformada) para la época, ya que solo un par de años después, el público se dio cuenta del poder oculto en el núcleo del átomo. La hipótesis atómica fue rechazada por el presidente de la Comisión de Energía Atómica (Atomic Energy Commission), David Lilienthal. Interrumpió a un periodista que estaba repitiendo la historia y dijo: “Por supuesto, no puedo evitar que nadie diga tonterías”. Poco después, Caltech negó que alguien de esa universidad dijera que los platillos voladores podrían ser una especie de experimentación atómica

Otros especularon que el fenómeno era la histeria masiva o similar a los avistamientos del monstruo de Loch Ness. Se sugirieron ilusión óptica, persistencia de la visión y otras causas similares.

Una de las primeras sugerencias de orígenes extraterrestres provino de un editorial del 6 de julio en el New York Times, donde la idea de que “pueden ser visitantes de otro planeta lanzado desde naves espaciales ancladas sobre la estratosfera” fue descartada. Arnold dijo más de una vez que consideraba que los platillos volantes podían originarse en algún lugar que no fuera la Tierra. El 7 de julio, Arnold dijo a los medios que había recibido muchos correos de personas que ofrecían varias explicaciones de lo que él había visto, desde ideas religiosas hasta afirmaciones de orígenes extraterrestres. En el Chicago Times, se menciona que dijo: “Algunos piensan que estas cosas pueden ser de otro planeta”. Siguió señalando que la velocidad a la que los platillos maniobraban induciría fuerzas de aceleración que matarían a los humanos. La historia cita aún más: “Entonces, él también piensa que están controlados desde cualquier lugar, sin importar si es de Marte, Venus o nuestro propio planeta”. La idea de ET había comenzado a filtrarse en la arena pública. Más tarde, Arnold mencionó la idea en una emisión de radio de 1950 de Edward R. Murrow llamada The Case for Flying Saucers. Él dijo: “Si no es hecho por nuestra ciencia o nuestras Fuerzas Aéreas del Ejército, me inclino a creer que es de origen extraterrestre”.

Para el 7 de julio de 1947, los informes de platillos provenían de treinta y nueve estados de EE. UU., de Australia y muchos lugares de Europa. Sin embargo, la mayor parte de las observaciones provinieron del noroeste de los EE. UU. En toda la Unión Americana, vuelos de pilotos grandes y organizados despegaban de un área de un ciento a la vez para salir y buscar fenómenos aéreos inexplicables, sin éxito, claro está.

Las cosas empezaron a parecer tontas, con montones de tierra que se reportaron como platillos estrellados, o la parte superior de un horno, u hojas de sierra con algunos componentes eléctricos soldados. Algunos estudiantes soldaron juntos dos platillos, lo arrojaron al jardín de alguien, golpearon la puerta y escaparon. Un habitante ansioso llamó a la policía e informó de un platillo estrellado. Para el 18 de julio, el New York Times informó que los elegantes sombreros de mujer del verano se modelaban según los platillos voladores. Y el 8 de julio, una tortuga de 25 años llamada Flying Saucer ganó el octavo derby anual de tortugas en Chesterton, Indiana.

Finalmente, la cobertura de noticias sobre platillos volantes dio paso a piezas que desacreditaron algunos avistamientos de platillo volador. Por ejemplo, hubo proyectos de la University of Chicago o Princeton University lanzando globos de investigación a gran altitud que llevaban instrumentos para estudios meteorológicos o de rayos cósmicos. Dada la publicidad masiva sobre los platillos, es inevitable que las personas llamen a la policía y a los periódicos y denuncien un nuevo avistamiento. Después de un año o dos, los medios comenzaron a aburrirse un poco con estos informes, y disminuyeron. Pero, hacia 1949, los militares habían llegado a la conclusión de que había algo en los informes OVNI y habían acordado que pondrían algunos recursos en la cuestión. Esto no es sorprendente, teniendo en cuenta la frecuencia con que la idea extraterrestre llegó a los periódicos. De lejos, la explicación más común para los OVNIS (aparte de la imaginación y la histeria) eran los programas de armas secretas. El ejército de los EE. UU. Sabía que no lanzarían aviones de prueba que pudieran volar más de mil millas por hora (1,600 Km/h), por lo que es inevitable que las personas encargadas de defender un país deseen averiguar si otro país tenía una nueva capacidad ofensiva que ellos necesario para contrarrestar.

De todos los informes de platillo volador que comenzaron en el verano de 1947, hubo uno especial que últimamente ha logrado impregnar la conciencia del público más que cualquiera de los demás. Una historia con la que es probable que estén familiarizados. Entonces, dirijamos nuestra atención a un pequeño pueblo en el sureste de New México: Roswell.

Roswell

La historia de Roswell es una de las más conocidas en ufología. De hecho, si perdonas el mal chiste, tendrías que ser de Marte para no haber oído hablar de él. Es algo parecido a esto. Un OVNI se estrelló fuera de Roswell, New México. Agentes del gobierno, generalmente conocidos como “Los Hombres de Negro”, se lanzaron sobre la ciudad y confiscaron el platillo volante y los ocupantes del platillo, que incluía a los extraterrestres reales. El platillo y los extraterrestres fueron transportados al Área 51. Uno o más de los extraterrestres murieron y posteriormente se realizó una autopsia. Una película de la autopsia se filtró en 1995 y se mostró en Fox TV. El más famoso de los informes de extraterrestres ha sido la obsesión de los entusiastas de los OVNIs durante más de 60 años.

Solo hay un problema. La fama del incidente de Roswell es relativamente nueva. Fue olvidado por años. Esto es lo que realmente sucedió. Fue el apogeo del frenesí OVNI inspirado en el Arnold. El 8 de julio de 1947, el titular del diario Roswell Daily Record fue “RAAF captura Objeto Volador en rancho en la región de Roswell”. La historia describe cómo un ranchero sin nombre notificó al sheriff local que tenía un instrumento en sus instalaciones. Un mayor del Roswell Army Air Field local llevó un detalle de los soldados al rancho y recuperó el platillo. Después de que la oficina de inteligencia local inspeccionó el instrumento, lo llevaron a “oficinas centrales superiores” (Citas en el artículo original del periódico). No se dieron detalles sobre la construcción o la apariencia del platillo.

El artículo pasó a contar de otra pareja en la ciudad que pensó que habían visto un platillo volador. Se suponía que el platillo debía estar a unos 500 metros sobre el suelo, viajando a entre 600 y 800 kilómetros por hora, y se estimaba que tenía entre 4 y 6 metros de diámetro. El hombre que observó el platillo era “uno de los ciudadanos más respetados y confiables de la ciudad”, y se guardó la historia para sí mismo. Según el artículo, había decidido contarle a la gente en la ciudad unos minutos antes de que se corriera la voz de que la RAAF tenía un platillo bajo custodia. Debe haber sido algo muy emocionante tener un platillo volador a la mano.

La historia cambió al día siguiente. El 9 de julio, el Roswell Daily Record tenía un titular diferente “Gral. Ramey vacía el platillo de Roswell” que es una bonita forma de decir “No importa”. El periódico publicó dos columnas, primero sobre el sheriff local, quien estaba recibiendo docenas de llamadas telefónicas de todo Estados Unidos y México, así como tres de Inglaterra, incluido uno del London Daily Mail. El periódico también identificó al ranchero por su nombre. W. W. Brazel, que vivía en el Rancho Foster, fue la persona que encontró los restos del “supuesto platillo”

Desafortunadamente para los entusiastas de los OVNIs, la columna también informó que el misterioso objeto encontrado era un “globo meteorológico inofensivo de gran altitud, no un disco volador”. Aún más específicamente, lo que se encontró fue un “manojo de estaño, vigas de madera rotas y caucho restos de un globo. “Al final, el OVNI fue identificado como un tipo específico de globo meteorológico utilizado para medir el clima en altitudes mucho más altas de lo que el ojo puede ver. El pronosticador meteorológico del ejército local declaró que eran idénticos a los globos que había enviado durante la invasión de Okinawa para determinar la información balística de las armas pesadas.

Las noticias no se limitaban a Roswell. The Associated Press recogió la historia, y pronto se encontró en los periódicos nacionales. El Chicago Tribune informó más detalles el 9 de julio del comunicado de prensa original, afirmando que “los muchos rumores sobre el disco volador se hicieron realidad ayer cuando la oficina de inteligencia del 509° grupo de bombas [atómicas] de la 8ª Fuerza Aérea, Roswell Army Air Field, tuvo la suerte de obtener la posesión de un disco a través de la cooperación de uno de los rancheros locales y la oficina del sheriff “. Sin embargo, también informó que el misterio había sido resuelto, cuando identificó el “platillo volador” como un “objetivo viento de rayo”.

El tono de los informes de platillo volante en el New York Times fue bastante escéptico a lo largo de 1947, y los de Roswell no fueron diferentes. El 9 de julio, admitió que los informes de Roswell crearon más confusión que la mayoría, pero también contó la historia oficial del globo meteorológico.

Es interesante que ninguno de los informes que he leído trajo la hipótesis extraterrestre. Si bien hubo confusión masiva, el pensamiento contemporáneo parecía ser que los discos voladores eran fenómenos inexplicables o probablemente objetos militares clasificados.

Aun así, el informe de un platillo volador capturado debe haber energizado a la comunidad OVNI, ¿correcto? ¿Especialmente una nave encontrada tan cerca del sitio de la primera detonación nuclear? El informe de que la nave fue retirada, específicamente a Wright Field en Ohio, seguramente llamó la atención de los aficionados extraterrestres, ¿verdad? ¿Los tipos de las teorías de conspiración deben haber tenido un día de campo? Solo hay un problema. Eso no fue lo que sucedió

En cambio, el platillo Roswell simplemente desapareció de la historia. Durante 31 años, se consideró una falsa alarma; solo un informe histérico en un momento histérico. Y luego resurgió en 1978. En 1978, en lo que debe haber sido un día lento en la sala de redacción, National Enquirer simplemente reimprimió el artículo de 1947 del Roswell Daily Record. Los creyentes de los OVNIs se volvieron locos. El físico y ávido ufólogo Stanton Friedman localizó al oficial de inteligencia que recuperó los restos del Rancho Foster y lo entrevistó. Los recuerdos del oficial de inteligencia lo convirtieron en un documental de 1979 llamado UFOs Are Real y un artículo de National Enquirer de 1980. Esta no informaba sobre un platillo volador, pero si sobre una escritura extraña y un metal flexible (Como el mylar aluminizado para un lector moderno, aunque se inventó en la década de 1950, mucho después de Roswell).

Ese año también trajo consigo la publicación del libro The Roswell Incident, que no proporcionó mucha información nueva, principalmente muchos informes, suposiciones y conjeturas de segunda mano. Terminó con una afirmación bastante precisa: “Considere las implicaciones del incidente de Roswell: si solo una de las muchas personas mencionadas en este libro que afirmaron haber presenciado el accidente y/o la recuperación posterior de un vehículo extraterrestre está diciendo la verdad, entonces tal vez en este momento nos encontramos al borde de la mejor noticia del siglo XX, el primer contacto con extraterrestres vivos (O muertos). Este acontecimiento, de ser cierto, sería al menos comparable al encuentro de Colón con los nativos sorprendidos en su visita al Nuevo Mundo. Excepto por una cosa. En este caso, seríamos los nativos sobresaltados”.

La comunidad OVNI no olvidó a Roswell, pero todos los demás lo hicieron. Las cosas se pusieron realmente interesantes en 1989 cuando el programa de televisión Unsolved Mysteries dedicó un episodio que “reconstruyó” lo que se suponía que había sucedido. Esto llevó a un empresario de pompas fúnebres de Roswell a contactar a Stanton Friedman y contar su historia. El resultado de la entrevista posterior fue publicado en el libro de 1991 UFO Crash at Roswell, en el que apareció la historia que ahora conocemos: Cuerpos extraterrestres recuperados, extraterrestres caminando, pequeños ataúdes, un coronel del ejército haciendo amenazas de muerte, la desaparición de una enfermera que sabía demasiado, una serie dramática de eventos que conforman una excelente historia.

Y, por supuesto, está la autopsia extraterrestre de 1995, que se muestra primero en el Reino Unido y luego en Fox TV. El programa Alien Autopsy: Fact or Fiction supuestamente muestra una autopsia de los extraterrestres de Roswell. El programa tuvo doce millones de espectadores cuando se emitió en los Estados Unidos. Los empresarios británicos Ray Santilli y Gary Shoefield produjeron el espectáculo, y afirmaron que habían comprado la película a un misterioso camarógrafo que había filmado la película original en Roswell en 1947. Sin embargo, en 2006, Santilli y Shoefield admitieron en un documental llamado Eamonn Investigates: Alien Autopsy, presentado por Eamonn Holmes, que la película que habían mostrado el mundo no fue filmada en 1947, sino que fue más bien como la llamaron “una restauración”. La afirmación es que la película original se había degradado más allá del uso, y en su lugar rodaron una nueva película, utilizando cuerpos extraterrestres falsos y una mezcla de partes de animales. Definitivamente es falso, como lo admiten los productores, aunque afirman que es una versión fiel de una película verdadera que Santilli había visto antes. ¿Evidencia? Ninguna, es decir, no presentaron la película degrada, solo su palabra.

Ahora, para ser justos, muchos entusiastas de los OVNIs han creído por mucho tiempo que la grabación fue falsa. Pero incluso si los estudiantes “serios” de OVNI han desestimado la película, como lo han hecho los científicos, eso no cambia el hecho de que hay mucha gente que simplemente está interesado casualmente en el tema y que esta película ha tenido un impacto en el público. Hay personas que solo han oído hablar del programa y que ahora se preguntan si hay cuerpos extraterrestres retenidos en el Área 51 en la Base de la Fuerza Aérea Edwards en Nevada o en el Hangar 18 en la base de la Fuerza Aérea Wright Patterson en Ohio.

La historia ha penetrado suficientemente en la conciencia pública tanto que lo que he descrito aquí formó un importante argumento en la película de 1996 Día de la Independencia, en la que se estudiaba una nave y cuerpos extraterrestres en el Área 51, y también fue la premisa de la película de 2011 Paul, en el que un extraterrestre escapó de su confinamiento. Mientras estuvo confinado, tuvo un impacto sustancial en la ciencia y la tecnología de la segunda mitad del siglo XX. Otro guiño a la historia de Roswell es un programa de televisión llamado Roswell (1999-2002), en el que interactuaban adolescentes y extraterrestres en forma de adolescentes humanos. Estos son solo algunos ejemplos de cómo esta historia está llegando a la conciencia pública.

A medida que uno aprende acerca de Roswell, lo que es sorprendente es el hecho de que la historia es relativamente nueva. Después de permanecer latente durante unos 30 años, fue revisado a principios de la década de 1980 y volvió al anonimato hasta los años noventa. Es realmente un fenómeno cultural bastante reciente y uno que la ciudad de Roswell ha abrazado con entusiasmo. Si vas allí, podrás visitar un museo dedicado al incidente, con recortes de periódicos en la pared, así como varios dioramas de tamaño natural que representan varias escenas clave del cuento. Encontrará muchas tiendas dedicadas a la venta de recuerdos con temática extraterrestre.

Aunque generalmente no soy un fanático de las chucherías, les recomiendo comprar una calcomanía para el parachoques que dice: “¡Ponte el cinturón de seguridad! ¡Hace más difícil para los extraterrestres sacarte de tu auto!” (Wear your seatbelt! It makes it harder for the aliens to suck you out of your car!).

¡Contactado!

George Adamski era lo que a veces se llama un “personaje”. Tal vez la mejor manera de presentarlo es con la apertura de una reseña de su libro de 1955 Inside the Space Ships, escrito por Jonathan Leonard en el New York Times. Comienza: “la competencia se está poniendo difícil en el negocio de los platillos voladores. Una vez que un hombre podía hacer un efecto simplemente viendo platillos. Entonces los platillos comenzaron a aterrizar. Ahora George Adamski realmente ha cabalgado en ellos. Se estaba quedando en un hotel de Los Ángeles cuando dos hombres vinieron a verlo en un sedán Pontiac negro. Parecían hombres de negocios estadounidenses y hablaban inglés, pero eran de Marte y Saturno (Sin antenas). Lo condujeron a un platillo suavemente brillante a cargo de un Venusino (Sin antenas). El platillo despegó y voló con fuerza magnética hacia una nave nodriza de 2,000 pies de largo que se movía cerca de ella.” Si, se lo que están pensando, pero sigamos.

La revisión continúa con el mismo estilo irónico, describiendo el viaje, las atractivas mujeres marcianas y venusinas a quienes conoció, y la filosofía que discutieron. El viaje, si es cierto, suena como una experiencia de la vida. Durante la década de 1950, Adamski ganó notoriedad en los círculos de ovnis y hasta cierto punto en el público como el primero de los “contactados” (Es decir, las personas que afirmaron tener contacto físico con extraterrestres). En el siglo XXI, sus afirmaciones no se consideran de buena reputación, incluso entre la mayoría de los que creen que los OVNI son visitantes extraterrestres, pero esto no siempre fue así. Adamski era un hombre atractivo y encantador que tenía una historia fantástica que contar.

Adamski era un autodenominado “maestro errante”. En la década de 1930, fundó una escuela llamada “Royal Order of Tibet“, que enseñaba el dominio propio, utilizando una mezcla de metafísica y ocultismo. Si bien no había asistido a la universidad, sus alumnos lo llamaron “Profesor” e incluso firmó algunos de sus libros con el título. Cuando se mudó a California, algunos de sus alumnos se mudaron con él para seguir escuchando sus enseñanzas.

Para apreciar a Adamski, necesitas leer sus libros y encontrar su escritura extravagante. Permítanme esbozar la historia contada en Flying Saucers Have Landed, coautor con Desmond Leslie y publicado en 1953. La historia comienza diciendo: “Soy George Adamski, filósofo, estudiante, maestro, investigador de platillos”. Afirmó haber vivido en Mount Palomar, sede del Observatorio Hale, que albergaba el telescopio de 5 metros. Nunca trabajó allí (De hecho, era un operador en un restaurante de hamburguesas y vivía a 18 kilómetros del observatorio), pero la gente a menudo asociaba “Profesor” y “Palomar” y sacaba sus propias conclusiones. En su libro, afirmó que el 9 de octubre de 1946, vio una gigantesca nave espacial flotando en el cielo cerca de su departamento. (Sí, eso fue antes del avistamiento de Arnold en 1947, pero recuerda que el libro de Adamski fue publicado en 1953, y algunas de sus historias podrían caracterizarse como creativas).

Un par de semanas después estaba trabajando, contándole a la gente lo que vio, y seis oficiales militares estaban comiendo allí. Según Adamski, los oficiales le dijeron que su historia no era fantástica y que, aunque no podían decir nada, sabían que el vehículo no era de este mundo. Aunque Adamski contó varias historias sobre la visión de los OVNIs en los años siguientes, fue su historia de lo que se le ocurrió el 20 de noviembre de 1952, lo que llevó su historia mucho más allá de las típicas historias OVNI de finales de la década de 1940.

Fue así: Estaba en el desierto con seis compañeros en busca de OVNIs. Escogió el lugar porque tenía la sensación de a dónde ir, y se hizo eco del personaje de Richard Dreyfuss en la película de 1977 Close Encounters of the Third Kind. Mientras estaban en el desierto, Adamski y sus compañeros vieron un gigantesco vehículo plateado con forma de cigarro, con tramas naranjas en la parte superior. Fue a la deriva y luego se perdió de vista. Según Adamski, les dijo a sus compañeros: “¡El vehículo vino a buscarme y no quiero que sigan esperando!” Les dijo que lo esperaran durante una hora y luego partió solo al desierto. Cuando estaba lejos de los demás, vio a un hombre parado a la entrada de un barranco, a unos cuatrocientos metros de distancia.

Adamski caminó hacia él.

La persona parecía ser un hombre ordinario, algo más bajo que Adamski y con el pelo de color arenoso hasta los hombros. Su ropa era como un mono de cuello alto, con elásticos en los tobillos y las muñecas. Y él era muy guapo. Adamski informa: “La belleza de su forma superó cualquier cosa que alguna vez haya visto” y ” con diferentes ropas, podría haber pasado fácilmente por una mujer inusualmente hermosa; sin embargo, definitivamente era un hombre”. La persona con la que se encontró no hablaba inglés, pero afortunadamente Adamski creía en la telepatía, porque así era como se comunicaban. A través de una combinación de lenguaje de señas y telepatía, averiguó que el hombre era de Venus y que estaba preocupado con la radiación que provenía de la Tierra y que podría dañar los platillos voladores. Adamski razonó que los rayos cósmicos en el espacio eran más poderosos que los de la Tierra y, al revertir la lógica, la radiación de las bombas atómicas que se estaban probando en la Tierra se amplificó mucho cuando llegó al espacio.

Adamski entonces vio el platillo volador que trajo a los Venusinos a la Tierra. Nuevamente a través de la telepatía y el lenguaje de señas, determinó que el platillo era una nave exploradora y que la nave plateada más grande que había visto antes era la nave interplanetaria. Adamski también le preguntó a Venus si creía en Dios. Él lo confirmó. Conversaciones bastante emocionantes para dos personas sin idioma común ¿No creen?.

La discusión posterior reveló que todos los planetas del sistema solar estaban habitados por extraterrestres humanoides y que los extraterrestres habían tomado personas de la Tierra en su vehículo. Además, los venusinos eran inmortales, aunque podían ser asesinados (¿?). La inmortalidad era de una forma en la que su cuerpo moría, pero el espíritu no, y podía moverse a otro cuerpo.

Después de una discusión adicional, el Extraterrestre hizo impresiones en la arena caminando, dejando símbolos significativos en el suelo. Afortunadamente, Adamski se acordó de empacar yeso de París en el auto (Ya saben, nunca salgan sin él… por si acaso), y él y sus compañeros luego hicieron moldes de los símbolos. A Adamski se le hizo comprender que no podía entrar en el vehículo, así que llevó al Extraterrestre de vuelta al platillo. Adamski había tomado algunas fotos que fueron afectadas por algún tipo de emanaciones del sistema de propulsión de la nave exploradora (Lo que explicaba por qué las imágenes desarrolladas eran de baja calidad). Antes de irse, el Venusino tomó parte de la película de Adamski y de alguna manera hizo que Adamski entendiera que eventualmente sería devuelta. El Extraterrestre entró en el platillo y se fue. Adamski nunca obtuvo el nombre del Extraterrestre, y regresó con sus compañeros.

Posteriormente, les contó a todos sobre su experiencia, incluidos los periodistas. El libro afirma que su historia fue publicada en la edición del 24 de noviembre de Phoenix Gazette. (Esta parte de la historia es cierta, aunque el artículo comenzó con un estilo bastante irónico y tenía diferencias significativas en los detalles según lo informado por Adamski en su libro, por ejemplo, no se menciona la telepatía, sino que el Extraterrestre habló una mezcla de inglés y un idioma que sonaba como el chino). Más tarde tuvo su película desarrollada, y las fotos mostraron el platillo, que parecía una especie de lámpara con tres focos en la parte inferior.

Unas semanas más tarde, Adamski dijo que estaba en casa cuando una nave iridiscente como de vidrio con colores brillantes se movió por el cielo hacia su casa. Aparentemente, los extraterrestres sabían dónde vivía. Cuando el vehículo se movió sobre él a una altura de unos 90 metros, se abrió una escotilla y una mano dejó caer la película. El vehículo se fue. Cuando Adamski hizo que la película se desarrollara, estaba cubierta con símbolos que “todavía se estaban descifrando”. Aquí terminó el primer cuento de Adamski. Él dice que los extraterrestres son amigables y que quieren “garantizar la seguridad y el equilibrio de los otros planetas de nuestro sistema”. Sin embargo, “si continuamos en el camino de la hostilidad entre las naciones de la Tierra, y si continuamos mostrando una actitud de indiferencia, ridículo e incluso agresión hacia nuestros semejantes en el espacio, estoy firmemente convencido de que podrían tomar medidas poderosas contra nosotros, no con armas de ningún tipo, sino la manipulación de la fuerza natural del universo que ellos entienden y saben cómo usarla”.

Una historia de advertencia, de hecho. La similitud con el discurso de clausura de El día en que la Tierra se detuvo (The Day the Earth Stood Still) podría ser una coincidencia. O no.

La historia contada en The Flying Saucers Have Landed tomó solo un par de docenas de páginas. Sin embargo, el libro de Adamski de 1955, Inside the Space Ships, fue mucho más aventurero. Cuenta que se encontró con extraterrestres disfrazados de hombres de negocios en un hotel de Los Ángeles, que lo condujeron en un sedán Pontiac negro. También voló en el espacio con: un venusino llamado Orthon, un marciano llamado Firkon, y un saturnino llamado Ramu, tres miembros de una civilización llamada “Space Brothers“, llamada así por su cultura armoniosa. Él nos asegura que estos no son sus nombres reales, sino cómo decidió nombrarlos. En la nave, conoció a las dos adorables mujeres de Venus y Marte mencionadas anteriormente. También continúa describiendo su deidad, sobre la cual él y los extraterrestres tuvieron largas discusiones filosóficas y religiosas. Quizás no sea sorprendente que estos “Space Brothers” hablaran de una hermandad cósmica y afirmaran que las enseñanzas de Adamski de la década de 1930 eran exactamente correctas. Esta increíble similitud es la razón principal por la que tantas personas desconfían de su historia. Bueno, eso y las dos bellas y esculturales “guardaespaldas venusinas” que lo acompañaron en sus giras de conferencias (Recordé las películas de El Santo, no pude evitarlo).

Para la gira Adamski lo hizo, al igual que su coautor Desmond Leslie. Tal vez el compromiso más notorio fue en mayo de 1959, cuando Adamski tuvo una audiencia privada con la reina Juliana de los Países Bajos. Juliana tenía una reputación de estar interesada en la curación por la fe y otros tipos de fenómenos vagos.

La popularidad de Adamski disminuyó en la década de 1960, cuando la sonda espacial soviética Luna 3 mostró un yermo desierto en el lado opuesto de la luna, donde había informado de montañas cubiertas de nieve. ¿Su respuesta? Los soviéticos habían falsificado las fotos. Más de un bromista ha afirmado que debería reconocer una foto falsa cuando la vio. Ahora nos damos cuenta de que Venus es la antítesis del paraíso que reivindicaba en sus libros, aunque los creyentes modernos de Adamski han notado que afirmó que las ciudades venusinas eran subterráneas y al menos unos pocos fanáticos han invocado dimensiones paralelas y afirmaron que el hogar de Orthon no está en nuestro universo

Es fácil ver el encanto del mensaje de Adamski. Sus extraterrestres son reconocidamente angelicales (Aunque sin los halos). Los Hermanos del Espacio creían en la paz y la armonía y esperaban que la humanidad finalmente los uniera a la hermandad cósmica. El mensaje antinuclear de Adamski también resonó en un público estadounidense que recordaba la destrucción durante la Segunda Guerra Mundial y estaba bastante preocupado por las ambiciones territoriales de la Unión Soviética con armas nucleares. Dado su pobre historial en predecir el ambiente en otros planetas del sistema solar, Adamski ahora es considerado un profeta poco confiable, pero su mensaje de paz y armonía cósmica generó imitadores y algunos de ellos existen hasta el día de hoy. Por ejemplo, los raelianos siguen las enseñanzas del periodista francés Claude Vorilhon, que ahora se hace llamar el profeta Raël después de un supuesto encuentro de 1973 con un extraterrestre llamado Yaweh.

Adamski murió el 12 de abril de 1965, pero parece que la muerte no fue más que un estado efímero para él. Como se informó en el libro The Scoriton Mystery de 1967 de Eileen Buckle, otro contactado llamado Ernest Bryant afirmó haber conocido a tres Hermanos del Espacio el 24 de abril de 1965. Uno de los tres extraterrestres que conoció fue un joven llamado “Yamski”, que se supone es George Adamski, quien regresó a la forma corporal.

Uno puede abreviar la historia de la vida de Adamski de la siguiente manera: Un hombre carismático de orígenes modestos afirmó haber descubierto una forma de vivir una vida plena e iluminada. Reunió acólitos a su alrededor a quienes enseñó. Un día, llevó a algunos de sus estudiantes y un par de personas interesadas en sus enseñanzas al desierto a un lugar que sabía intuitivamente que tenía razón. Se separó de sus compañeros y se aventuró solo al desierto donde conoció a un ser angelical que le contó verdades cósmicas y le dejó un mensaje críptico en la tierra, que Adamski trajo para su interpretación. Después de una vida de hablar a grupos más grandes, trayéndoles el mensaje de paz de los seres angelicales de lo alto, Adamski murió, solo para resucitar de entre los muertos doce días después en una forma diferente para hablarle a un verdadero creyente.

Dicho de esa manera, es bastante sorprendente que algunas religiones o cultos hayan surgido alrededor de Adamski y sus enseñanzas, ¿no? Incluso si no están directamente relacionados, otros grupos han comenzado con un mensaje similar, incluyendo la Aetherius Society and Raëlism, aunque hay otros. Las enseñanzas de la Sociedad Aetherius combinan religiones terrenales, yoga, “baterías espirituales” (Que pueden advertir desastres) y un mesías extraterrestre que algún día llevará a la humanidad a la comunidad de las estrellas. Algunos, como el culto Heaven’s Gate, no adoptan exactamente el mismo mensaje que las enseñanzas de Adamski, pero sí incorporan elementos extraterrestres. La cienciología afirma que hace 75 millones de años, un líder llamado Xenu destruyó miles de millones de extraterrestres en explosiones atómicas aquí en la Tierra, y esas almas, llamadas thetans, están entre nosotros. Estas creencias cuasi-religiosas han tenido un impacto modesto en la visión de la sociedad de los extraterrestres, pero palidecen en comparación con la siguiente historia.

¡Abducido!

Si el contacto de los ángeles espaciales es una experiencia espiritual y alentadora, no todas las interacciones con los extraterrestres son tan positivas. El siguiente paradigma en la saga de “Extraterrestres en la Tierra” comenzó en 1961, cuando Betty y Barney Hills (Si, coincidentemente se llaman como los vecinos de Los Picapiedra) encontraron una nueva marca de extraterrestres. Una pareja en el conservador estado de New Hampshire en 1961, eran un poco más liberales que algunos de sus vecinos (Era una pareja interracial, algo liberal para esa época). Pero por lo demás, los Hills eran bastante ordinarios. Betty era una trabajadora social, mientras que Barney trabajaba para el servicio postal. Eran miembros activos en una congregación Unitaria Universalista y la NAACP. A veces apodados “Ma y Pa Pórtico”, inspiran más credibilidad que algunas de las personas que buscan atención encontradas en la saga OVNI.

Betty y Barney conducían hacia el sur a través de New Hampshire en su camino a casa de vacaciones. Eran aproximadamente las diez de la noche del 19 de septiembre de 1961, y acababan de parar a cenar en Colebrook. Una taza de café y un cigarrillo para el estado de alerta y luego estaban de vuelta en el camino, Barney estaba detrás del volante. Condujeron, esperando llegar a casa alrededor de las tres de la mañana. Betty notó una estrella brillante o un planeta cerca de la luna, en absoluto un acontecimiento inusual. Cuando miró la luna un tiempo después, vio una segunda estrella cerca de la primera. Sin embargo, la segunda estrella parecía estar creciendo. Lo descartaron como probablemente un satélite o algo así.

Habían traído a su perra para este viaje, y ella comenzó a ponerse ansiosa. Entonces Betty quería sacarla a pasear. Estacionaron en un lugar donde había una buena vista del cielo y agarraron unos binoculares. El objeto se movía bien, pero que es lo que era, era difícil de saber.

Volvieron al automóvil y continuaron conduciendo. Betty vigilaba la luz en el cielo, mientras Barney observaba el camino. Betty se dio cuenta de que la luz no podía ser un satélite ya que su camino era errático. Barney lo descartó como un avión, pero el hecho de que la luz los seguía hizo que pareciera cada vez menos probable. Además, cuando la luz se acercaba, no se escuchaba el sonido del motor de un avión. Las cosas comenzaron a ponerse un poco raras. La luz llegó a unos metros del automóvil. Betty se llevó los binoculares a los ojos y se sorprendió al ver lo que parecían ser ventanas a los lados de la luz. La luz ya no era una luz, sino una especie de nave, con estructuras complejas y “en forma de panqueque”. Hizo que Barney parara el automóvil, y él mismo lo revisó.

Mientras Betty se quedaba en el automóvil, Barney cruzó un campo con los prismáticos para acercarse al vehículo volador. Vio media docena de figuras dentro de la nave mirándolo por las escotillas. Llevaban uniformes y se apoyaron contra las ventanas cuando el platillo se inclinó hacia ellos. La mayoría de las figuras recurrieron a lo que parecía ser un panel de control, mientras que uno (Presumiblemente el líder) continuó observándolo. Barney entró en pánico y corrió hacia el automóvil, lo puso en marcha y se dirigió por la carretera. Le dijo a Betty que vigilara el platillo, pero ya no podía verlo. Pensó que la nave podría estar por encima de ellos. Entonces, de repente oyeron un pitido proveniente de las proximidades de su maletero. Ellos no sabían lo que estaba causando. Pero de repente las cosas se pusieron borrosas y ambos se adormilaron.

Después de un tiempo, y no estaban seguros de cuánto tiempo pasó, escucharon el sonido de nuevo. Cuando salieron de su niebla mental, se encontraron conduciendo a lo largo del camino. Aún un poco mareados, entraron en la Ruta 93 y vieron un letrero en el camino que decía “Concord 17 millas”. Habían recorrido aproximadamente 35 millas. Hablaban un poco mientras conducían, y Betty le preguntó si ahora creía en los platillos voladores. Esta fue una pregunta que le hizo en el pasado cuando apareció una historia en los periódicos. Barney, siempre escéptico, le dijo que no fuera ridícula. Cuando finalmente llegaron a casa, Betty leyó el reloj en su casa, que decía que eran poco más de las cinco de la madrugada, unas dos horas después de su hora prevista de llegada.

Esa es la primera parte de la historia. El resto es mucho más extraño. Sin embargo, esto vamos a hacer un bosquejo con menos detalle. La razón es que el próximo capítulo de la historia se desarrolló lentamente y después de la interacción con muchas personas. El lector interesado debe leer The Interrupted Journey, de John Fuller, o, Captured: The Betty y Barney Hills UFO Experience de Stanton Friedman y Kathleen Marden.

Los Hills no pudieron explicar la brecha de dos horas en el tiempo. Betty habló con su hermana, quien había reportado anteriormente un encuentro con OVNIs. Su hermana habló con un capitán de la policía, quien sugirió que Betty hablara con la fuerza aérea. Barney no quería saber nada de eso, pero Betty llamó a Pease Air Force Base e hizo un informe. Al día siguiente, el oficial de informes los llamó para confirmar algunos detalles. Barney comenzó a entusiasmarse con la idea de hablarle a la gente sobre eso.

La curiosidad de Betty sobre los OVNIs era más fuerte que antes. Ella fue a la biblioteca para encontrar todo lo que pudo, incluyendo la conspiración del platillo volante del comandante Donald Keyhoe. La tesis del libro era que o bien el fenómeno OVNI era una histeria masiva, bien vale la pena estudiarlo, o que era real, lo que era aún más interesante. Keyhoe encontró la segunda tesis más plausible y estaba convencido de que la fuerza aérea estaba encubriendo los muchos informes que habían recibido. El libro de Keyhoe contó muchas historias, incluido un rapto (Que será relevante pronto). Betty estaba lo suficientemente interesada como para escribir a Keyhoe preguntándole si tenía otras escrituras que pudiera leer. Betty estaba enganchada.

Con esa fatídica carta, Betty se dio a conocer en el mundo OVNI. Keyhoe. pasó la carta a un investigador OVNI en el Planetario Hayden. El investigador habló con los Hills y escribió un informe, que fue presentado al Comité Nacional de Investigaciones sobre Fenómenos Aéreos (NICAP – National Investigations Committee on Aerial Phenomena), una organización iniciada por Keyhoe para investigar los OVNIs. A través de estas conexiones, la historia de Hills comenzó a familiarizarse con la comunidad de aficionados a los OVNIs.

Debe notarse que los Hills no eran acosadores de los medios. No hablaron con los periodistas. Hablaron con agencias gubernamentales y con investigadores de OVNIs sobre la variedad disciplinada. Los Hills querían saber qué les había sucedido. Y, en general, la pregunta realmente apremiante era “¿A dónde fueron esas dos horas?”

Aproximadamente diez días después del incidente, Betty comenzó a tener sueños vívidos de que cuando ella y Barney estaban fuera del automóvil, fueron escoltados al platillo, donde se sometieron a exámenes médicos, incluida la inserción de una aguja en el ombligo para evaluar el embarazo. Los examinadores eran pequeños, entre 1.5 y 1.6 metros de altura. Eran grises con labios azulados y narices enormes “Como Jimmy Durante.” Eran muy humanos en su apariencia y vestidos con uniformes de estilo militar, con sombreros como los usados ​​por la Fuerza Aérea de los Estados Unidos. Ella escribió los sueños en noviembre de 1961.

Aparte de las preguntas sobre los OVNIs, Barney estaba estresado. Su trabajo estaba en el lado sur de Boston, con un viaje diario de 120 millas, ida y vuelta. Trabajó en el turno de noche y no pudo pasar mucho tiempo con sus hijos de su primer matrimonio. En un esfuerzo por lidiar mejor con su estrés, Barney entró en terapia. A fines de 1963, el Capitán de la Fuerza Aérea Ben Swett, a quien Hills conoció en una presentación en su iglesia, sugirió que le preguntaran al terapeuta si la hipnosis ayudaría. El terapeuta remitió a los Hills al Dr. Benjamin Simon. Cuando Simon habló con Barney, se hizo evidente que el encuentro con el platillo le causaba a Barney más problemas de los que admitiría, por lo que Simon decidió hipnotizar a Hills para que tal vez entendiera lo que sucedió en el intervalo de dos horas. La hipnosis continuó durante un período de 11 meses.

Simon hipnotizó a Barney y Betty por separado para evitar contaminar sus recuerdos. Barney fue el primero. Bajo hipnosis, recordó un encuentro muy parecido a los sueños de Betty. Esto fue dos años después del incidente, y Barney sin duda le había hablado extensamente a Betty sobre ellos, aunque había diferencias en sus relatos. Barney recordó que los extraterrestres (Ya que para este momento quedó claro que los extraterrestres estaban detrás de todo esto) eran bajos y grises, pero sin nariz. Le hablaron en inglés, pero sin mover la boca. Barney lo llamó “transferencia de pensamiento”, ya que no estaba familiarizado con el término telepatía. Betty y Barney fueron examinados en diferentes salas del platillo. Durante el examen, los extraterrestres estudiaron la fisiología de Hills, pasando una gran cantidad de tiempo en la región pélvica, incluso colocando una taza de algún tipo sobre sus genitales para extraer una muestra de esperma e insertar algún tipo de tubo en su ano. Eventualmente, fue devuelto a Betty y ambos volvieron a su automóvil, a la manera de sonámbulos.

Betty recordó detalles similares a los de Barney durante su sesión. Bajo la hipnosis, las dos historias de los Hills estaban más cerca una de la otra que de los sueños de Betty como se escribió anteriormente. Después del examen, Betty le preguntó al extraterrestre de dónde venían, y él creó un mapa de estrellas. Simon pudo implantar una sugerencia post-hipnótica para que dibujara el mapa, y así lo hizo. Simon también hizo que Barney dibujara una imagen de un extraterrestre mientras estaba bajo hipnosis. Las sesiones de hipnosis terminaron en el verano de 1964, aunque Hills y Simon mantuvieron contactos ocasionales hasta 1965.

La conclusión de Simon fue que los recuerdos eran simplemente una repetición de los sueños de Betty. Él no creía que habían sido secuestrados por extraterrestres. Escribió la historia en la revista Psychiatric Opinion y los Hills se ocuparon de sus vidas normales, sintiéndose mucho mejor ahora que sentían que podían dar cuenta del tiempo perdido. Los Hills seguiría hablando sobre su experiencia con amigos y familiares y el ocasional investigador OVNI, pero no buscaron los medios. Hasta este punto, el episodio de Hills fue solo una curiosidad discutida por entusiastas de los OVNIs. Esto estaba a punto de cambiar.

El periodista John Lutrell del periódico The Boston Traveler había oído hablar de los Hills y obtuvo una grabación de audio de 1963 de ellos hablando de su experiencia. Hizo una pequeña investigación y descubrió que habían hablado con Simon y le pidió información. Simon y los Hills se negaron a cooperar, por lo que Lutrell informó con lo que tenía disponible. El 25 de octubre de 1965, publicó el periódico UFO Chiller: Did THEY Seize Couple (¿Se apoderaron de la Pareja?)”, el primero de una serie de tres partes. UPI retomó la historia al día siguiente, y los Hills se convirtió en celebridades internacionales.

Los Hills estaban horrorizados por el informe y decidieron contar su historia. El escritor John Fuller trabajó con ellos en 1966. El resultado fue el muy exitoso The Interrupted Journey: Two Lost Hours aboard a Flying Saucer. El libro contenía algunos bocetos que Betty había hecho del mapa de estrellas y otros que Barney había dibujado mostrando cómo lucían sus captores. Críticos posteriores compararon el relato de Hills sobre la aparición de extraterrestres con los de un episodio del programa de televisión Outer Limits, transmitido solo unos días antes de la sesión hipnótica relevante.

En 1968, la astrónoma aficionada Marjorie Fish leyó The Interrupted Journey y se interesó por el mapa estelar. Durante un período de 5 años, hizo un modelo tridimensional de estrellas cerca de la Tierra, utilizando cuentas y cuerdas. Incluso visitó a Betty Hill en el verano de 1969 (Barney murió a principios de ese año) para obtener la mayor cantidad de información posible. Cuando el modelo se completó, caminó alrededor con el mapa de Betty en la mano. Finalmente encontró un ángulo que parecía coincidir. Ella concluyó que los extraterrestres venían de Zeta Reticuli, específicamente Zeta Reticuli 1, ya que es un sistema estelar binario.

Esta hipótesis llegó al editor de Astronomy Magazine y, por primera vez, esta revista publicó una historia OVNI en diciembre de 1974. Comparaba el conocimiento astronómico contemporáneo, incluidas todas las estrellas similares al sol dentro de una esfera centrada en el Sistema Solar con un radio de 55 años luz, al mapa de Fish. El artículo concluyó que la reconstrucción fue bastante buena. Los artículos complementarios discutieron la metalicidad de las estrellas en el mapa de la colina identificado por Fish. Zeta Reticuli 1 y 2 son deficientes en metales (60% que el del sol, usando la definición de metales del astrónomo como “todo lo que no es hidrógeno y helio”). Esto no excluye a estas estrellas como anfitrión de una especie tecnológicamente avanzada, pero sí lo hace más difícil. Después de todo, necesitas metal para hacer platillos voladores y otros elementos para crear los extraterrestres. Además, en el transcurso del año siguiente, hubo una discusión activa en las cartas para la columna del editor, incluidas las contribuciones de Carl Sagan y su investigador asociado Steve Soter.

Otra forma en que el público escuchó la historia de Hills fue la película de 1975 titulada The UFO Incident. La dramatización fue una representación aproximadamente fiel de The Interrupted Journey. Si los Hills se encontraron o no con extraterrestres esa noche, su historia es el arquetipo de las historias de secuestro por extraterrestres: la amnesia, el examen, la fascinación por la región pélvica humana, los pequeños humanoides grises, los grandes ojos negros. En resumen, Betty y Barney Hill nos dijeron como lucen los extraterrestres.

Alienígenas Ancestrales

Carl Sagan no es un nombre que normalmente se asocie con la ciencia terrible, pero es posible que haya tenido una mano involuntaria al lanzar una oleada de libros que adelantaron la teoría de que no solo la Tierra ha sido visitada por extraterrestres sino que estas visitas comenzaron miles de hace años. En su libro de 1966, Vida Inteligente en el Universo (Intelligent Life in the Universe), los astrofísicos Carl Sagan e Iosif Schklovsky incluyeron un capítulo dedicado a instar a la comunidad arqueológica a estar abiertos a la idea de que la Tierra había sido visitada por antiguos astronautas en el pasado. No afirmaron que había sucedido, sino simplemente que era una posibilidad para ser considerado. Otros autores no fueron tan cautelosos en sus afirmaciones.

Erich von Däniken es un escritor suizo que tiene la distinción de ser la persona que detonó la idea de astronautas antiguos en la conciencia pública. Su libro de 1968 Chariots of the Gods fue un gran éxito, con unos 20 millones de libros vendidos hasta la fecha, y ha publicado alrededor de veinte libros. También ha sido encarcelado tres veces por fraude y robo. Un registro de antecedentes penales no es una razón para descartar las ideas de una persona a priori, pero, dada la naturaleza extravagante de las afirmaciones de von Däniken, un registro que incluye fraude es presumiblemente una información relevante.

La tesis central de sus libros es que hay una tremenda evidencia de visitas extraterrestres en el registro arqueológico e histórico. Sugirió que, en la Biblia cristiana, el carro de Ezequiel era un informe de un OVNI visto por los ojos de la Edad de Bronce. Interpretó la tapa de un sarcófago de un rey maya como representando a un astronauta que pilota su nave. Las Grandes Pirámides de Giza, las Líneas de Nazca en Perú, Stonehenge, las enormes cabezas en la Isla de Pascua, no hay muchos grandes monumentos antiguos interesantes que hayan eludido su especulación.

Pocos, si acaso, son los arqueólogos dan credibilidad a las teorías de von Däniken. La mayoría de sus afirmaciones han sido desacreditadas, y el propio von Däniken ha admitido en entrevistas y en documentales que algunas de sus afirmaciones fueron falsas, embellecidas o desacreditadas. Aquí hay unos ejemplos. Se dice que una imagen en Chariots of the Gods recuerda a una pista y áreas de estacionamiento para naves espaciales. Una inspección más cercana muestra que la imagen en el libro fue cortada de una manera bastante engañosa y que las áreas de estacionamiento eran demasiado pequeñas para estacionar mucho de cualquier cosa, con la “pista” de 2.5 a 3 metros de ancho y el “estacionamiento” no mucho más grande. En su libro El oro de los dioses (Gold of the Gods), cuenta de una expedición en la que fue guiado a través de túneles que contenían oro, estatuas y una biblioteca en una cueva en Ecuador.

En una entrevista en la edición de diciembre de 1974 de Playboy y otra en Nova en 1978, en el episodio “The Case of the Ancient Astronauts“, admite que no ha estado realmente en la cueva y que ha embellecido su historia para hacerlo más interesante. En el mismo documental, defiende un museo en el que se guardan esculturas de miles de años de antigüedad. El productor del documental localizó a un escultor local que afirmó haber hecho los tallados y que recreó algunos de ellos para la cámara. Cabe destacar que von Däniken no participó en este fraude, que parece haber sido el trabajo de un empresario local para hacer dinero, pero von Däniken claramente no es alguien para dejar que algo tan inconveniente como la verdad entre en el para formar una buena historia.

La entrevista de Playboy debería ser una lectura obligatoria para los entusiastas de von Däniken, ya que demuestra claramente una actitud sorprendentemente arrogante hacia la investigación disciplinada. A pesar de que von Däniken ha admitido que muchas de sus afirmaciones en sus libros no resistieron siquiera el escrutinio casual, las versiones posteriores de sus libros permanecen sin corregir. Parecería que una erudición diligente no es una consideración importante para estas publicaciones.

Independientemente de la veracidad de sus afirmaciones, no hay duda de que los libros de von Däniken tuvieron un gran impacto en el público. Este impacto fue amplificado por una versión cinematográfica alemana posterior de su libro Chariots of the Gods. Esta película fue editada posteriormente, doblada al inglés y mostrada en 1973 en la televisión estadounidense bajo el nombre In Search of Ancient Astronauts, con la actuación de Serling de Twilight Zone.

Von Däniken no es el único autor que postuló extraterrestres antiguos. En su libro The Sirius Mystery de 1976, Robert Temple habla de la tribu Dogon en Mali, de quien se dice que creyó durante mucho tiempo que la estrella Sirius tiene un compañero que orbita alrededor de la estrella principal con un período de 50 años. La astronomía occidental descubrió una débil estrella compañera en 1862 que es invisible a simple vista. Como sucede, esta estrella tiene un período orbital de aproximadamente 50 años. Temple tomó esta información interesante y añadió afirmaciones sobre los orígenes de la cultura del antiguo Egipto y Grecia, por nombrar solo algunos. Temple no dijo que estaba seguro de que los antiguos astronautas le dieron su conocimiento al Dogon, ya que una cultura humana anterior, aún no descubierta, con tecnología avanzada también podría explicar el misterio. Temple dijo que pensaba que la hipótesis de extraterrestres era la más probable de las dos.

 Naturalmente, algunos antropólogos critican los estudios etnográficos en los que Temple basó su libro, afirmando que los Dogon no tenían una fascinación multicultural con Sirius. Otros afirman que los orígenes del conocimiento de Sirio B provienen de la polinización intercultural, específicamente de Europa (y posiblemente de los etnógrafos originales). El libro de Temple no penetró en la conciencia pública como lo hizo el libro de von Däniken, por lo que lo dejamos sin una discusión más profunda.

 La idea de los antiguos astronautas ciertamente ha entrado en la conciencia pública. Esto se puede ver en la película de 1994 Stargate, en la que la antigua civilización egipcia se inspiró en los visitantes extraterrestres a la Tierra hace milenios. La película generó tres programas de televisión con más de 250 episodios, que abarcan 14 años. Volveremos sobre esta serie más adelante (En una entrada futura, en el transcurso de este año).

Los extraterrestres en la actualidad

En esta entrada, hemos realizado un recorrido relámpago a través de lo que podríamos llamar “Alienología”. Los incidentes aquí no son de ninguna manera las únicas historias de contacto de extraterrestres que se han escrito, ni son las primeras.

Las historias aquí ni siquiera se seleccionan como las que son plausibles. Fueron seleccionados como las historias que captaron la atención del público y dieron forma a la visión colectiva. Todavía hay personas que creen que todos los cuentos contados aquí y muchos otros son reales. En las próximas entradas, platicaré sobre la historia de extraterrestres en la ficción y relacionaremos la ficción con estos cuentos de contacto extraterrestre supuestamente verdaderos. Pero quizás valga la pena enumerar las formas más comunes de extraterrestres que encontrarán si asisten a una convención de OVNIS. (Tengan en cuenta que repetiremos este ejercicio en alguna entrada futura para incluir a los extraterrestres que provienen principalmente de la ciencia ficción). Los extraterrestres ‘típicos’ son:

• Pequeños hombres verdes. Ya no son terriblemente comunes y se originaron más en la ficción de principios del siglo XX. Los pequeños hombres verdes eran humanoides diminutos, a veces con antenas. Ellos fueron los precursores de los Grises.
• Grises. Los grises son los extraterrestres de Betty y Barney Hill. Son humanoides cortos, de color gris, con cabezas grandes, sin nariz, barbillas puntiagudas y grandes ojos en forma de almendra, con la esclerótica negra. (El sueño de Betty de los alienígenas de nariz grande se transformó con el tiempo en nuestros ahora familiares Grises.) Secuestran humanos y los someten a exámenes médicos, y por alguna extraña razón, con frecuencia centrados en la región pélvica.
• Nórdicos. También llamados Hermanos Espaciales, estos alienígenas son más grandes que los humanos, hermosos en apariencia, y de naturaleza espiritual. Se ponen en contacto con la humanidad solo para enseñarnos las formas armoniosas de la comunidad espacial pacífica. Estos son los extraterrestres de Adamski, aunque en el contacto original de Adamski, los Hermanos Espaciales no eran más grandes que los humanos.
• Reptilianos. Estas son una forma menos conocida de extraterrestres (Aunque en los años recientes se han vuelto más populares), por lo que no garantizan un segmento especial. Tienden a ser mucho más grandes que los humanos (1.5 a 3.5 metros de altura); beben sangre y pueden cambiar de forma. Según el escritor británico David Icke, viven en la Tierra en bases subterráneas y han creado híbridos reptiles / humanos. La mayoría de los líderes mundiales son híbridos, incluidos (Traten de no reír al leer esto, es serio, je, lo siento) el expresidente estadounidense George W. Bush, la familia real de Inglaterra, la familia Rockefeller y varios más. Los orígenes de este extraterrestre provienen de un informe de abducción de 1967 en el que los extraterrestres tenían una apariencia ligeramente de reptil y tenían una insignia de serpiente alada en sus uniformes.

Cobertura

A lo largo de esta entrada, describí los incidentes de los últimos 60 años, que más o menos dieron forma a lo que nosotros, como cultura, pensamos sobre los extraterrestres. No me he molestado en demostrar mi escepticismo, aunque personalmente no estoy convencido de ninguno de ellos. Para el propósito de esta serie de entradas, la cuestión de si estos encuentros son reales, engaños intencionales o errores bien intencionados no tiene importancia. Lo que es importante es que estos episodios son los que han definido la visión de la sociedad de los extraterrestres.

Los escépticos señalarán varias cosas, por ejemplo, el episodio de The Outer Limits, que retrató a extraterrestres con un aspecto muy parecido al de Betty y Barney Hill y fue solo 12 días antes del día en que fueron hipnotizados y describió a extraterrestres con ojos grandes y sin nariz al terapeuta. Estas fueron características que no estaban presentes en los sueños de Betty. Los escépticos también señalarán el hecho de que Kenneth Arnold no llamó al fenómeno que vio un “platillo volador”. Este hecho fue malinterpretado por un escritor titular, y, sin embargo, los avistamientos subsecuentes fueron platillos y no la forma que Arnold vio. Y, por supuesto, está la usurpación de Adamski de la historia del profeta clásico y la atención asombrosa de von Däniken a la arqueología. Hay muchos libros e incontables artículos que desmitifican los cuentos sobre extraterrestres y son totalmente apropiados si eres escéptico, pues encontrarás información y soporte científico al respecto, más que creencias populares.

 Pero no importa por el momento. Estas son las personas y los cuentos que nos han dicho a todos cómo son los extraterrestres, o por lo menos, cómo creen que son.

La línea de apertura de la metafísica de Aristóteles dice: “Todos los hombres, por naturaleza, desean saber”. Pero, ¿qué significa saber? Si bien se podría desear una respuesta universal a esta pregunta, todavía no se ha recibido ninguna. A medida que entendemos la pregunta, lo que significa tener conocimiento depende del punto de vista de uno. El conocimiento moral es de un tipo diferente que el conocimiento científico. Incluso en la ciencia, el dominio del conocimiento científico y lo que se acepta como conocimiento auténtico, lo que significa que se acepta como “verdadero”, ha cambiado drásticamente con el tiempo.

El dominio del conocimiento científico para Aristóteles era mucho más pequeño de lo que es hoy. No pudo hacer observaciones del átomo o de galaxias distantes. No pudo observar los genes y las proteínas en una célula, ni pudo medir los impulsos eléctricos en el cerebro. Su concepto de verdad estaba limitado por su capacidad de observar y medir, pero también estaba limitado por los sistemas matemáticos que tenía disponibles para representar el comportamiento que él veía. Es ingenuo pensar que nuestro concepto de conocimiento en el mundo actual de la física cuántica y la microbiología sería el mismo que fue para Aristóteles en 340 Antes de Nuestra Era, lo que fue para Newton en 1687, o lo que será en el 2500 y posteriores.

El conocimiento científico se relaciona con la manera en que la mente formula y opera las ideas relativas a la Naturaleza. En última instancia, estos deben estar relacionados con nuestros sentidos que proporcionan los datos a partir de los cuales el sistema neuronal formula ideas. Mi idea de una roca no está fuera de mi mente. Algo está por ahí que resulta en sensaciones, que a su vez resulta en la idea de una roca. Tales ideas son la materia prima de las teorías que describen la interacción de las ideas, y si una teoría es válida, debería producir consecuencias que puedan contrastarse con las sensaciones futuras. El punto fundamental es que las operaciones teóricas en la mente corresponden a operaciones físicas en la Naturaleza que no se experimentan directamente, pero cuya actividad se refleja en nuevas sensaciones que resultan en nuevas ideas concordantes con los resultados que las operaciones originales predijeron.

Esta descripción muy general del conocimiento científico se ha desarrollado durante muchos siglos y no es la opinión de Aristóteles. El primer objetivo de esta serie de entradas es rastrear este desarrollo hasta e incluyendo los efectos turbulentos de la mecánica cuántica en el siglo XX. El segundo objetivo, que no puede lograrse sin una apreciación de las sutiles relaciones entre razón, ciencia y metafísica, incluida su evolución histórica, es analizar la nueva y acelerada crisis del conocimiento científico que ha acompañado el deseo de modelar sistemas extremadamente complejos. tales como los que surgen en biología, ciencias ambientales, economía y ciencias sociales.

¿Qué es la epistemología?

Antes de continuar, quiero platicar sobre este término, pues algunos lectores me enviaron mensajes vía Facebook sobre el mismo, y prometí aclararlo en el blog.

Implícito en estos objetivos es que es posible caracterizar un tipo específico de conocimiento que se llamará “científico”. Esta caracterización se encuentra fuera de la ciencia y debe construirse antes de la organización de la experiencia dentro de las categorías científicas. Tal caracterización equivale a tener una teoría del conocimiento científico. La epistemología se define como la teoría del conocimiento, por lo que se requiere una epistemología científica. ¿Qué implicaría?

Wilhelm Windelband (1848-1914) define la epistemología de la siguiente manera: “Los problemas, finalmente, que surgen de las preguntas sobre el alcance y límite de la facultad conocedora del hombre y su relación con la realidad que se conocerá desde el tema de la epistemología o teoría del conocimiento.” Tomando la palabra “rango” para referirse al tipo, o naturaleza, del conocimiento bajo consideración, la naturaleza del conocimiento científico está determinada por su forma de representación y sus criterios para la verdad; sus limitaciones están determinadas por los límites de su forma de representación y el grado en que pueden aplicarse sus criterios de verdad; y su relación con la realidad está determinada por la manera en que su representación está conectada a los fenómenos físicos y la relación entre la verdad científica y los fenómenos físicos.

Muchos investigadores parecen creer que los problemas epistemológicos son demasiado arcanos e irrelevantes para sus esfuerzos cotidianos. Uno solo tiene que seguir con la recopilación de datos, la construcción de modelos y la justificación de los modelos. Pero, ¿cómo debería uno recopilar datos?, ¿qué tipo de modelos deberían construirse? y, lo más importante, ¿qué constituye una validación genuina? Estas preguntas se relacionan con la definición de epistemología de Windelband. En ausencia de alguna comprensión de sus respuestas, uno podría pasar años vagando sin rumbo, produciendo resultados sin sentido, simplemente porque una teoría de buena fe debe ajustarse a los requisitos epistemológicos de la ciencia.

José Ortega y Gasset (1883-1944) formula el asunto de la siguiente manera: “Quien desee tener ideas debe primero prepararse para desear la verdad y aceptar las reglas del juego impuestas por ella. De nada sirve hablar de ideas cuando no hay aceptación de una autoridad superior para regularlas, una serie de estándares a los que es posible apelar en una discusión”.

Los fundamentos de una disciplina son inseparables de las reglas de su juego, sin las cuales no hay disciplina, solo charla ociosa. Los fundamentos de la ciencia residen en su epistemología, lo que significa que se encuentran en la formulación matemática del conocimiento, la experimentación estructurada y la caracterización estadística de la validez. Las reglas imponen limitaciones. Estos pueden ser desagradables, pero surgen de la necesidad de vincular ideas en la mente con fenómenos naturales. El científico maduro debe superar el deseo de comprensión intuitiva y certeza, y debe vivir con limitaciones estrictas e incertidumbre radical.

La falta de atención a la epistemología da como resultado una investigación que parece científica pero que no tiene profundidad, o incluso peor, es científicamente incorrecta. Albert Einstein (1879-1955) escribió: “La relación recíproca de la epistemología y la ciencia es notable. Ellos son dependientes el uno del otro. La epistemología sin contacto con la ciencia se convierte en un esquema vacío. La ciencia sin epistemología es, en la medida en que es pensable en absoluto, primitiva y confusa “.

Solo a través de una profunda reflexión sobre la epistemología se puede comprender lo que significa poseer un conocimiento científico de la Naturaleza y, por lo tanto, estar en posición de buscar efectivamente ese conocimiento. Se debe dedicar un esfuerzo significativo a escapar de un realismo ingenuo que intentaría obligar a las conceptualizaciones de la Naturaleza a ajustarse a la comprensión ordinaria cotidiana.

En una carta, Einstein escribió lo siguiente: “Estoy totalmente de acuerdo con usted acerca de la importancia y el valor educativo de la metodología, así como de la historia y la filosofía de la ciencia. Mucha gente hoy en día, e incluso científicos profesionales, me parecen como alguien que ha visto miles de árboles pero que nunca ha visto un bosque. El conocimiento de los antecedentes históricos y filosóficos brinda ese tipo de independencia de los prejuicios de su generación, de los que la mayoría de los científicos están sufriendo. Esta independencia creada por la percepción filosófica es, en mi opinión, la marca de distinción entre un simple artesano o especialista y un verdadero buscador de la verdad.”

“¡Independencia de los prejuicios de su generación!” Solo de esta manera uno puede liberarse de la rutina corriente que nunca llega al meollo de la cuestión.

Ciencia Moderna

Comenzando en la primera parte del siglo XVII, se formó una nueva comprensión radical de la ciencia natural. Por un lado, Francis Bacon propuso observaciones ordenadas en el contexto del diseño experimental; por otro lado, Galileo sostenía que el conocimiento científico debe estar constituido dentro de las matemáticas y no estar obligado por la necesidad de explicar los asuntos en el lenguaje ordinario. Isaac Newton manifestó la concepción de Galileo con sus leyes del movimiento, que proclamó libre de nociones metafísicas no empíricas tales como la sustancia y la causalidad. Esto fue de hecho una “nueva ciencia”. ¿Qué es la gravedad? ¿Quién lo sabe? Todo lo que importa es que la ciencia proporciona descripciones matemáticas del comportamiento. Ya no se necesitaría satisfacer el deseo humano de explicaciones en una realidad más profunda.

Las matemáticas no eran nuevas para la ciencia; Arquímedes, el científico más grande de la antigüedad, fue un gran matemático y esto se reflejó en su pensamiento científico. Ahora, sin embargo, en lugar de apoyar una teoría cuyo estado como conocimiento auténtico estaba enraizado en la causalidad, las matemáticas eran la teoría. El conocimiento se constituyó dentro de él, y su validez dependió únicamente de su capacidad para hacer predicciones confirmadas por la observación. El nacimiento de la ciencia moderna fue la mayor revolución en la historia de la humanidad. Cambió radicalmente la condición humana porque alteró la perspectiva del hombre sobre sí mismo y la Naturaleza.

La extensión total del cambio no se hizo evidente hasta la llegada de la mecánica cuántica en el siglo XX. Solo entonces la ininteligibilidad de la naturaleza se hizo claramente aparente con el principio de incertidumbre y nociones extrañas como la dualidad onda-partícula. La teoría era matemáticamente sólida y estaba de acuerdo con las predicciones, pero desafiaba la comprensión humana.

Hannah Arendt (1906-1975) enmarca el dilema provocado por la ciencia a principios del siglo XX: “Comprender la realidad física parece exigir no solo la renuncia a una visión del mundo antropocéntrica o geocéntrica, sino también una eliminación radical de todos los elementos antropomórficos y principios, ya que surgen del mundo dado a los cinco sentidos o de las categorías inherentes a la mente humana “.

No es solo que no se puede confiar en los sentidos; tampoco las categorías de nuestra comprensión, que forman el útero en el que se concibió la ciencia moderna. De hecho, la Naturaleza ni siquiera es pensable. Arendt escribe: “El problema, en otras palabras, no es que el universo físico moderno no pueda ser visualizado, ya que esto es una cuestión de curso bajo el supuesto de que la Naturaleza no se revela a los sentidos humanos; la inquietud comienza cuando la naturaleza resulta ser inconcebible, es decir, impensable en términos de razonamiento puro también “.

Un gran número de científicos ni siquiera han tomado en serio a Newton, y mucho menos han llegado a un acuerdo con la extrañeza de la naturaleza a la que se refiere Arendt. Muchos parecen esperar que una luz continúe, la Naturaleza se volverá transparente y surgirán explicaciones simples. Comprometerse con las sutilezas de la epistemología eliminará rápidamente una perspectiva tan pueril. De hecho, como la tecnología proporciona una observación más detallada, la naturaleza se está volviendo más insondable.

La crisis de la complejidad

Con el advenimiento del siglo XXI, se hizo evidente que la epistemología que comenzó con Galileo, tomó forma con Isaac Newton y se concretó en la primera mitad del siglo XX con Niels Bohr, Hans Reichenbach y otros no pudieron apoyar el deseo de modelar sistemas complejos.

En todas las disciplinas, los científicos e ingenieros desean obtener conocimiento de sistemas a gran escala compuestos por miles de variables que interactúan de forma no lineal y estocástica, a menudo durante períodos de tiempo prolongados. Esta complejidad masiva hace que los modos estándar de descubrimiento y validación sean imposibles.

El carácter no verificable de muchos sistemas propuestos es sumamente preocupante porque la proliferación de tales sistemas compromete la noción de verdad científica y amenaza con erosionar la credibilidad de la ciencia. Consideremos la medicina, por ejemplo, que se enfrenta a una gran complejidad en los sistemas fisiológicos. En 2011, Janet Woodcock, directora del Centro de Evaluación e Investigación de Medicamentos (Center for Drug Evaluation and Research) de la FDA, estimó que hasta un 75% de las asociaciones de biomarcadores publicadas no son replicables. Continuó comentando: “Esto plantea un gran desafío para la industria en la identificación de biomarcadores y el desarrollo de diagnósticos”. Este lúgubre récord solo pudo haber sido producido por una falta generalizada de atención al método científico legítimo. Se han llevado a cabo una gran cantidad de estudios que implican una inmensa complejidad o dimensionalidad en los que no hay posibilidad de obtener conclusiones científicamente significativas.

Si, como dice Aristóteles, todos los hombres desean saber, y en el siglo XXI el deseo es el conocimiento de sistemas complejos, entonces, en palabras de Windelband, los científicos deben abordar “las cuestiones relativas al alcance y límite de la facultad sabia del hombre, “Ya que estos pertenecen a sistemas que implican alta dimensionalidad, complejidad e incertidumbre.

Algunas personas son suficientemente afortunadas de tener sus años más creativos coincidiendo con grandes misterios en el conocimiento humano. Uno piensa en el magnífico siglo diecisiete. Comenzó con Francis Bacon trasladando el estudio de la naturaleza de la experiencia fortuita a experimentos diseñados, y Galileo colocando el conocimiento científico dentro del marco de las matemáticas, sin requerir explicación en términos de categorías físicas humanas. Terminó con Isaac Newton fundamentando el conocimiento científico en leyes matemáticas aplicables a una amplia variedad de fenómenos. La condición humana, es decir, el lugar del hombre en el mundo, cambió radicalmente en 1687 con la publicación de Newton de Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica.

Había un profundo enigma acechando en el pensamiento de Galileo y Newton. Fue genial declarar que el conocimiento de la naturaleza está constituido dentro de las matemáticas, no dentro de las categorías humanas de comprensión; sin embargo, mientras las leyes matemáticas fueran consistentes con la cognición humana, la implicación total de este pensamiento estaba oculta. El advenimiento de la mecánica cuántica en la primera parte del siglo XX lo sacó a la luz: una teoría puede ser absurda desde la perspectiva de la inteligibilidad humana, pero puede conducir a predicciones que concuerden con la observación empírica y, por lo tanto, sean científicamente válidas. El hombre puede poseer conocimiento más allá de los límites de su comprensión física. Había emoción en el aire. La condición humana estaba cambiando de nuevo, y los científicos jóvenes se lanzaron de cabeza en la vorágine.

Hoy, poco más de un siglo desde que Niels Bohr supuso que un electrón puede saltar a otro nivel sin pasar continuamente por el espacio, y casi un siglo desde que Louis de Broglie argumentó que las partículas de materia exhiben dualidad onda-partícula, una vez más la ciencia enfrenta enigma epistemológico, pero esta vez parece que la resolución no está implícitamente dentro del pensamiento de Newton.

Hacia el final del siglo XX, la aparición de la computación de alto rendimiento permitió a los científicos construir enormes modelos que constaban de miles de variables y parámetros. La complejidad de estos modelos les impide cumplir con los requisitos más básicos de la ciencia: la validación por la predicción exitosa de eventos futuros. La complejidad del sistema ha resultado en requisitos de datos que no se pueden cumplir. Los parámetros del modelo no se pueden estimar con precisión, lo que da como resultado la incertidumbre del modelo. Por otro lado, la simplificación del modelo significa que puede haber muchos modelos que apuntan a describir los mismos fenómenos complejos, todos son inherentemente parciales y, por lo tanto, arrojan predicciones diferentes. El deseo de obtener conocimiento científico de sistemas complejos choca con los requisitos del conocimiento científico. Además de la complejidad, también existe una aspiración de sistemas que cubren grandes escalas de tiempo, por lo que no se pueden obtener datos de validación. La incapacidad para validar la teoría a través de observaciones constituye una crisis existencial para la ciencia.

Entre los planes de publicación de este 2018 en este blog, está escribir sobre este tema, la más grande saga de la mente humana: La evolución del conocimiento científico de las explicaciones de los fenómenos naturales en términos de la comprensión física cotidiana a modelos matemáticos que no poseen tal comprensión y requieren una formulación matemática de su relación experimental con la Naturaleza. Las entradas (post) estarán ‘pobladas’ por muchos de los mejores científicos y filósofos de la historia. Su lucha implica un problema muy desconcertante: ¿Cómo caracteriza la mente lo que la mente puede saber? Es una historia que me gustaría fuera conocida no solo por todos los científicos e ingenieros, sino también por todo erudito y educador, puesto que, en un mundo tan influenciado por la ciencia, ninguna disciplina puede tomarse en serio si no se relaciona con la ciencia. El objetivo es ‘completar este viaje’ en el primer semestre de este año (Esto no implica que dejaré de escribir sobre los demás temas que ya han visto en el blog).

Un cambio radical en la narración comenzará en el segundo semestre (A más tardar). Una crónica que parecía completa se ejecuta abruptamente en el dilema de los sistemas complejos. Los problemas son esencialmente matemáticos y estadísticos. Por lo tanto, la presentación adquiere un tono más matemático. Muchos de los detalles se establecen en el contexto de la biología, que algunos han proclamado como la ciencia clave del siglo XXI. De hecho, los problemas subyacentes de la complejidad del sistema y la escasez de datos abarcan el rango de la investigación científica, desde la biología hasta la economía y las ciencias sociales. Mientras nuestra capacidad computacional continúa creciendo, alimentando así la demanda de modelar fenómenos complejos, las limitaciones en la conceptualización humana y los datos parecen impedir la formación de una teoría científica válida en muchos dominios, al menos en la medida en que la epistemología científica ha evolucionado hasta ahora. Estamos en medio de una nueva crisis epistemológica. ¿Qué podría ser más estimulante para un científico, ingeniero o filósofo? Sí, estamos confundidos, pero la confusión es la norma cuando uno está en la frontera, ¿Y dónde más querría uno estar?

El final de esta serie de entradas considerará el impacto de la incertidumbre científica en la traducción del conocimiento científico en medios para alterar el curso de la Naturaleza, es decir, el efecto de la incertidumbre en la ingeniería. Se propondrá un curso de acción basado en la integración del conocimiento parcial existente con datos limitados para llegar a una operación óptima en algún sistema, donde la optimización está condicionada a la incertidumbre con respecto al sistema. Trataré de explicar el paradigma clásico del diseño óptimo del operador basado en un modelo científico, una clase de operaciones potenciales y una medida cuantitativa del rendimiento, todo lo cual presupone una descripción del sistema cuyas predicciones son concordantes con las observaciones. Luego platicaremos sobre un paradigma de optimización alternativo basado en un marco bayesiano para aprovechar el conocimiento parcial existente relacionado con el sistema físico de interés. El problema científico final de la validación del modelo no está resuelto; más bien, el pensamiento aquí es el de un ingeniero: Encuentre un marco de optimización en el que se puedan lograr objetivos pragmáticos. En cuanto a una nueva epistemología científica en la que se puede definir un conocimiento válido, aguarda los audaces esfuerzos de las mentes fértiles enriquecidas con la educación matemática, científica y filosófica requerida para tal búsqueda.

Como siempre, esto estará soportado con mi opinión personal. Si durante esta serie de entradas observan o detectan alguna incoherencia en el texto, agradeceré su retroalimentación.

Para cerrar, un pensamiento: “La vida es muchas veces como las olas del mar, llenas de subidas y bajadas. Hay que gozar cuando se puede. Y esperar a que las tormentas pasen cuando se está en ellas. Por eso cada año es bueno, porque, aunque nos vaya mal en uno, de seguro aprenderemos mucho de todo esto. Con mis mejores deseos Feliz y Próspero 2018.”

El objetivo de la astrofísica nuclear es comprender las reacciones nucleares que dan forma a gran parte de la naturaleza del universo visible. La fusión nuclear es el motor de las estrellas; produce la energía que los estabiliza contra el colapso gravitacional y los hace brillar. Las explosiones estelares espectaculares como las novas, las explosiones de rayos X y las supernovas tipo 1a se alimentan de reacciones nucleares. Mientras que la principal fuente de energía de las supernovas de colapso del núcleo y los estallidos largos de rayos gamma es la gravedad, la física nuclear desencadena la explosión. Las estrellas de neutrones son núcleos gigantes en el espacio, y es probable que se generen estallidos cortos de rayos gamma cuando colisionan esos gigantescos núcleos. Y, por último, pero no menos importante, los planetas del sistema solar, sus lunas, asteroides y vida en la Tierra, todos deben su existencia a los núcleos pesados ​​producidos por reacciones nucleares a lo largo de la historia de nuestra galaxia y dispersados ​​por vientos y explosiones estelares.

Entre las preguntas abiertas que guiarán a la astrofísica nuclear en la próxima década están estas:

• ¿Cómo surgieron los elementos?
• ¿Qué hace que las estrellas exploten como supernovas, novas o explosiones de rayos X?
• ¿Cuál es la naturaleza de las estrellas de neutrones?
• ¿Qué pueden decirnos los neutrinos sobre las estrellas?

Responder a estas preguntas requiere comprender detalles estructurales intrincados de miles de núcleos estables e inestables, y así se basa en gran parte del trabajo descrito en la sección anterior sobre la estructura nuclear. Esto se puede ver en la siguiente Figura, que ilustra los principales procesos nucleares que dan forma al universo visible. Cada paso de cada proceso depende de la naturaleza de ese núcleo particular. Como ejemplo, un pequeño cambio de solo 10 por ciento en la energía de un solo estado excitado de un núcleo particular, el famoso estado de Hoyle en carbono-12, haría que los elementos pesados, los planetas y la vida tal como la conocemos desaparezcan.

Desentrañar la física nuclear del cosmos, por lo tanto, requiere una amplia gama de enfoques experimentales y teóricos. En la última década, mediciones de laboratorio cada vez más sensibles de reacciones nucleares de baja energía permitieron modelos solares precisos que revelaban un déficit de neutrinos solares detectados en la Tierra. El conocimiento de este déficit de neutrinos solares combinado con los resultados de los detectores de neutrinos avanzados llevó a los científicos al descubrimiento de que los neutrinos tienen masa y confirmó la precisión de los modelos solares. Las mediciones de precisión de laboratorio también revelaron que las reacciones nucleares que queman hidrógeno en estrellas masivas a través del ciclo carbono-nitrógeno-oxígeno (CNO) proceden mucho más lentamente de lo que se había anticipado, cambiando las predicciones de las vidas de las estrellas. Algunos isótopos clave en la secuencia de reacción del proceso de captura rápida de neutrones (Proceso-r) responsable del origen de los elementos pesados ​​en la naturaleza ahora han sido producidos por instalaciones de isótopos raros. Las técnicas experimentales avanzadas también permitieron mediciones de las propiedades nucleares que caracterizan su papel en el proceso-r, a pesar de la corta vida útil y las pequeñas cantidades de producción. Las mismas técnicas sensibles permitieron mediciones precisas de masa y decaimiento de la mayoría de los isótopos raros extremadamente deficientes en neutrones en el proceso de captura rápida de protones que alimenta las explosiones de rayos X. Los resultados explican la existencia de dos clases de estallidos de rayos X, ráfagas cortas y largas. Además, se descubrió una nueva y rara clase de estallidos de rayos X, los llamados superbursts, y la física nuclear proporcionó la explicación probable de una explosión profunda de carbono. Los nuevos modelos de supernova de colapso del núcleo multidimensional incluyeron física de interacción débil mucho más realista y propiedades de materia nuclear debido a los nuevos resultados de experimentos de laboratorio y cálculos de teoría nuclear. Contrariamente a trabajos anteriores, algunos de estos modelos de supernova que ahora explotan, aunque quedan muchas preguntas sobre el mecanismo de explosión. En estos modelos de explosión de supernova, se encontró un nuevo tipo de proceso nuclear que produce elementos pesados, el llamado proceso de neutrino-p. El descubrimiento de la estrella de neutrones más masiva hasta la fecha ha eliminado muchas predicciones teóricas sobre la naturaleza de la materia nuclear.

Los futuros esfuerzos de la astrofísica nuclear están emergiendo a lo largo de dos fronteras: (1) El estudio de isótopos inestables que existen en grandes cantidades dentro de estrellas de neutrones y se producen copiosamente en explosiones estelares, pero son difíciles de fabricar en laboratorios y (2) La determinación de reacciones nucleares extremadamente lentas tasas, que son importantes para la comprensión de las estrellas. Permitido por los avances técnicos, se espera un progreso espectacular en la próxima década en ambas fronteras. La instalación de FRIB en los Estados Unidos, junto con otros laboratorios de isótopos raros de todo el mundo, proporcionará un acceso sin precedentes en el laboratorio a los mismos isótopos inestables que juegan un papel crucial en los eventos cósmicos. Y una nueva generación de aceleradores de rayo estables de alta intensidad que se ubicarán a gran profundidad, como se ha propuesto para los Estados Unidos, permitirá la medición de reacciones nucleares estelares extremadamente lentas sin perturbación de la radiación cósmica.

También ha surgido una frontera de precisión en el área de medición de las velocidades de reacción inducidas por neutrones utilizando haces de neutrones. Se necesita trabajar en esta frontera no solo para comprender el origen de los elementos producidos por las reacciones de captura de neutrones, sino también para las aplicaciones de la ciencia nuclear que dependen de los procesos de captura de neutrones.

La teoría nuclear es de especial importancia para la astrofísica nuclear por muchas razones:

• Las densidades y temperaturas extremas que se encuentran dentro de las estrellas alteran las propiedades de los núcleos en comparación con lo que se mide en los laboratorios terrestres. La teoría nuclear es necesaria para calcular las correcciones necesarias, como las excitaciones térmicas y la detección de electrones.
• En algunos entornos astrofísicos como el proceso-r o el interior de estrellas de neutrones, existen isótopos extremadamente raros que no se pueden producir en cantidades suficientes para caracterizar completamente sus propiedades incluso con las instalaciones de isótopos raros más poderosas en el horizonte. Se necesitan datos experimentales sobre isótopos raros para avanzar en los modelos de la teoría nuclear, que luego se pueden utilizar para predecir los datos restantes que aún están fuera del alcance de los experimentos.
• Muchas velocidades de reacción astrofísicas no se pueden medir directamente porque las tasas son demasiado pequeñas y los haces demasiado débiles. Las técnicas indirectas, donde se usa una reacción indirecta más rápida para restringir la reacción astrofísica lenta, requieren una teoría de reacción confiable. Además, la teoría nuclear es necesaria para calcular las velocidades de reacción donde no existe información experimental.
• La materia nuclear densa puede producirse en el laboratorio durante breves períodos, pero solo puede observarse indirectamente a partir de la emisión de partículas resultante. Es necesario un esfuerzo teórico significativo para interpretar las mediciones de reacción de laboratorio, y las restricciones experimentales deben usarse para avanzar en la confiabilidad de la ecuación de estado de materia nuclear necesaria en muchos escenarios astrofísicos.

El progreso en astrofísica nuclear también debe ir de la mano del progreso en astrofísica y astronomía observacional. Las observaciones astronómicas de las manifestaciones de los procesos nucleares en el cosmos proporcionan el vínculo entre el laboratorio y la naturaleza. La última década ha visto un progreso extraordinario en astronomía, con observaciones de alta precisión de la composición de estrellas muy antiguas en los telescopios más grandes de la Tierra y en el espacio, y con encuestas que exploran cientos de miles de estrellas candidatas para encontrar los objetivos. Una nueva generación de telescopios espaciales de rayos X ha abierto una nueva era en la comprensión de los fenómenos relacionados con las estrellas de neutrones. Los observatorios de rayos gamma detectaron las desintegraciones de isótopos raros en el espacio, expulsados ​​por explosiones estelares. Los telescopios de Neutrino proporcionaban imágenes de neutrinos del sol y anteriormente habían registrado neutrinos de una supernova cercana. En la próxima década, este progreso seguramente continuará. Cualquier investigación en curso a gran escala para buscar estrellas viejas solo funcionará en la próxima década, y una nueva generación de telescopios terrestres más grandes permitirá la espectroscopía detallada en muchos de los objetivos resultantes. Los observatorios existentes de rayos X se complementarán con nuevas instalaciones que llevarán las observaciones hacia rayos X más duros y posiblemente rayos gamma y proporcionarán nuevos datos sobre estrellas de neutrones y explosiones estelares. Se espera que los detectores de ondas gravitacionales de nueva generación detecten señales de supernovas y estrellas de neutrones por primera vez. Los observatorios de Neutrinos están listos, y con un poco de suerte podrían observar una supernova galáctica, un logro que revolucionaría nuestra comprensión de tal evento. Y se espera que un nuevo impulso en la astronomía hacia los estudios de campo amplio y de alta repetición arroje nueva luz sobre las supernovas y conduzca al descubrimiento de nuevos fenómenos astrofísicos transitorios, posiblemente de energía nuclear.

La astronomía, el modelaje de la astrofísica y la física nuclear deben trabajar juntas para lograr avances en astrofísica nuclear. La comunicación a través de los límites del campo, la coordinación de la investigación interdisciplinaria y el intercambio de datos son esenciales para que estos campos aborden conjuntamente las preguntas abiertas. El Instituto Conjunto de Astrofísica Nuclear (Joint Institute for Nuclear Astrophysic), financiado por la Iniciativa del Centro de Fronteras Físicas (Physics Frontiers Center Initiative) de la National Science Foundation (NSF), ha sido fundamental para formar y mantener una plataforma mundial única para fomentar dicha colaboración interdisciplinaria entre las diferentes comunidades de astrofísica nuclear.

Finalmente, será importante fortalecer los esfuerzos para coordinar la investigación a través de los límites del campo, para formar amplias redes de investigación interdisciplinarias que integren la amplia gama de conocimientos requeridos y para facilitar el intercambio de datos e información entre la astrofísica y la física nuclear, y entre experimentos, observaciones y teoría. Tales redes de investigación interdisciplinarias también son necesarias para atraer y educar a la próxima generación de astrofísicos nucleares, quienes, con las nuevas instalaciones emergentes en física nuclear, astrofísica e informática de alto rendimiento, es probable que hagan avances transformacionales en nuestra comprensión del cosmos.

Referencias

Understanding superbursts

Jean in ’t Zand

X-ray bursts and superbursts – recent developments

Jean in ’t Zand

Superburst Models For Neutron Stars With Hydrogen And Helium-Rich Atmospheres

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R-Process Nucleosynthesis in Supernovae

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Nucleosynthesis

N. Langer