¡El núcleo de la Tierra oscila y cambia la duración de los días!

Los científicos descubren variaciones en la velocidad de rotación del núcleo de la Tierra, incluso capaces de cambiar la duración de los días en el planeta. El hallazgo contradice los modelos anteriores, que postulaban una rotación constante y rápida.

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Científicos de la Universidad del Sur de California (USC) han encontrado pruebas de que el suelo puede ser mucho más inestable de lo que imaginábamos, lo que contradice los modelos anteriores que sugerían que el núcleo interno de la Tierra gira constantemente a un ritmo más rápido que la superficie del planeta.

El estudio, publicado en Science Advances, mostró evidencia de que el núcleo no es tan consistente. Se tambalea y, a veces, incluso realiza la asombrosa hazaña de cambiar de dirección.

Nuestras últimas observaciones indican que el núcleo interno del planeta giró más lentamente entre 1969 y 1971 e incluso cambió de dirección entre 1971 y 1974 – John E. Vidale, coautor del estudio.

Además, cuando el núcleo oscila, los días en el planeta se hacen un poco más largos o más cortos, ya que esto afecta la velocidad de rotación del propio planeta, y la duración del día registrada en estos años coincide con las variaciones de velocidad que descubrieron los científicos.

Nuestra comprensión del núcleo de la Tierra, una bola densa y caliente de hierro sólido del tamaño de Plutón, ha aumentado considerablemente en los últimos 30 años. Como es imposible observarlo directamente, los científicos han estado buscando formas indirectas de medir sus propiedades y esto nos ha ayudado a desentrañar algunos de los misterios de nuestro planeta.

¿Cómo descubrieron los científicos que la velocidad del núcleo del planeta oscila?

Utilizando datos obtenidos de Large Aperture Seismic Array (LASA), una instalación perteneciente a la Fuerza Aérea de los EE.UU., los investigadores pudieron analizar las ondas sísmicas generadas por las pruebas nucleares soviéticas entre 1969 y 1974.

Solo en 1996 las investigaciones indicaron que el núcleo gira más rápido que el resto del planeta.

Usando una técnica de formación de haces desarrollada por Vidale, uno de los investigadores, las ondas de compresión resultantes de las explosiones nucleares indicaron que el núcleo interno del planeta siguió un ritmo más lento de lo previsto entre 1971 y 1974 e incluso cambió de dirección entre 1969 y 1971.

Sin embargo, hay complicaciones para que los estudios continúen. LASA cerró en 1978 y la era de las pruebas atómicas ha terminado, lo que significa que para avanzar con el estudio, los investigadores deberán confiar en datos de terremotos mucho menos precisos, incluso teniendo en cuenta los avances recientes en la instrumentación.

Aún así, el hecho es que el núcleo interno del planeta no es fijo y oscila de vez en cuando, y este descubrimiento por sí solo ya proporciona una teoría convincente que responde a muchas preguntas que estaban abiertas en la comunidad geofísica y geológica.

Imagen de portada: Gentileza de Meteored. Los científicos descubren variaciones en la velocidad de rotación del núcleo de la Tierra que incluso pueden cambiar la duración de los días en el planeta.

FUENTE RESPONSABLE: Meteored Brasil. Por Matheus Manente. Junio de 2022.

Planeta Tierra/Núcleo/Ciencia/Investigación

Científicos de la UNCUYO generan vida animal en un laboratorio.

A través de la biotecnología reproductiva, un equipo de biólogos logró que naciera el primer cabrito con esta técnica en Mendoza. Ahora quieren crear un banco de embriones que permitirá preservar especies y mejorar la producción caprina.

Se llama Galileo, nació el 24 de mayo y ahí está, caminando sin despegarse de su madre dentro del corral. Ni su pelaje, ni su tamaño ni su fisonomía lo distinguen del resto de las cabras del rebaño, aunque algo «invisible» en su genética le da una particularidad: es el primer ejemplar en Mendoza gestado mediante biotecnología reproductiva.

Se trata de una serie de técnicas que permiten aumentar la eficiencia reproductiva y las tasas de mejoramiento genético de los animales, con el objetivo de desarrollar la producción del sector ganadero, en este caso del caprino, de la zona limítrofe que comparten Mendoza, San Juan y San Luis.

Lo particular de la biotecnología reproductiva es que también tiene otros beneficios: con la criopreservación del semen de los mejores ejemplares machos se pueden conservar especies en peligro de extinción, incrementar favorablemente la multiplicación y transporte de material genético así como almacenar recursos genéticos únicos que puedan disponerse con relativa facilidad para su posible utilización futura.

Todo esto es precisamente lo que ensayan, con un objetivo de desarrollo a gran escala, en el Laboratorio de Biología Reproductiva y Molecular de la UNCUYO y el CONICET. Como parte del Instituto de Histología y Embriología de Mendoza (IHEM), este laboratorio, liderado por la Dra. en Bioquímica y «gametóloga» Marcela Michaut, fue el encargado de implementar exitosamente la técnica que le dio vida a Galileo, el cabrito que hoy crece saludable en los corrales de la escuela Galileo Vitali de La Paz, cuyos alumnos de 6° año son los encargados de acompañar su crecimiento como parte de su formación educativa.

Técnicas exitosas

Galileo fue gestado con el semen criopreservado (congelado en nitrógeno líquido) del chivo ganador de la Expo Malargüe 2021 en la categoría ganado caprino. La calidad genética de este «Superman» de las cabras de Mendoza fue así transferida al cabrito gracias a la tecnología reproductiva utilizada por Michaut y su equipo, los biólogos Paula Wetten y Omar Klinsky. Ellas y él trabajan en el laboratorio del IHEM en esta iniciativa que entusiasma a unos 50 pequeños productores caprinos de la región, en su mayoría de la comunidad Huarpe de la zona tripartita de Cuyo.

«Mediante un conjunto de técnicas que pueden ir desde la inseminación artificial hasta la clonación, se busca aumentar la eficiencia reproductiva y mejorar la genética de los animales. De esta manera, la biotecnología reproductiva permitirá también aumentar la producción en contraestación, es decir en tiempos donde naturalmente no hay nacimientos. Es una manera de acortar los tiempos naturales en beneficio de mejorar y aumentar la producción caprina», explica Michaut.

Tras esta primera experiencia exitosa, en el Laboratorio de Biología Reproductiva y Molecular se entusiasman con dar ahora un nuevo paso: criopreservar embriones de la cabra criolla a partir de la maduración in vitro de ovocitos caprinos. «Lograr esto será importante no sólo para mejorar y conservar la genética del ganado sino también para sobreponerse a desastres naturales. Así, la transferencia de embriones también es una forma de acortar los tiempos naturales en beneficio de preservar la producción de la cabra criolla», amplía la directora del proyecto.

Para ella, es clave haber logrado desarrollar técnicas biotecnológicas que permiten el conocimiento básico de las gametas de la cabra: «Sabiendo cuál es la fisiología de los espermatozoides y de los ovocitos, se puede criopreservar aplicando distintos protocolos y técnicas. Y mantener ese material genético, para poder ser usado en beneficio del productor».

Como lo demuestra la gestación de Galileo, los científicos de la UNCUYO y el CONICET ya pueden ayudar a aumentar la producción ganadera caprina (y también la bovina, según planifican) congelando el semen de un macho que fenotípicamente -en cuanto a sus características de peso y tamaño- es considerado un buen ejemplar. Con ese material genético después inseminan hembras estimuladas hormonalmente. «También ayuda porque podemos obtener animales en contraestación, la época donde naturalmente no nacen. Se puede ahorrar tiempo de la naturaleza usando este material congelado», completa Michaut, en referencia a que así se aceleran los tiempos de la reproducción y se ahorran los del celo y el apareamiento.

Pero hay otro aspecto que en el Laboratorio vislumbran como un objetivo más: crear un banco de embriones. «Es nuestro mayor sueño. Tenemos la tecnología y la infraestructura, estamos compitiendo para conseguir nuevo financiamiento. Hemos demostrado que tenemos la capacidad de hacerlo», dice la doctora en Bioquímica.

Y pone como ejemplo el caso del padre de Galileo, que murió hace poco. «Tenemos sus muestras de semen criopreservado», aclara. O sea que puede seguir engendrando hijos después de su muerte: «Esa es la importancia de la biotecnología reproductiva. Es ayudar a la naturaleza. Y de esa manera ayudamos al productor, porque el proyecto tiene también un fin social: si el ganado de esta comunidad empieza a decaer en calidad, tienen pérdidas económicas, porque es su medio de vida. Estamos ayudando a mejorar su producción».

Imagen de portada: Gentileza de Mendoza POST

Fuente responsable: Edición UNCuyo. 24 de junio 2022

República Argentina/Ciencia/Biotecnólogia/Investigación/Vida animal

Los bonobos nos heredaron su caracter apacible a nivel evolutivo, revela un estudio.

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El carácter pacífico de los bonobos les permitió transmitirse conocimiento de generación en generación, asegura la Universidad de Harvard.

Los bonobos son animales pacíficos. Son tan proclives a estar en paz con los miembros de su comunidad, que tienen relaciones sexuales entre sí para disipar los conflictos que surgen todos los días. A diferencia de los chimpancés, que resuelven sus problemas con encuentros violentos, el carácter de los bonobos tiende a ser tranquilo y armónico.

Jane Goodall, la primatóloga británica, fue la primera en describir el comportamiento hostil que los chimpancés tienen al enfrentarse con sus rivales. En algunos casos, se enfrentan con otras especies de primates hasta la muerte. Por el contrario, los bonobos se caracterizan por cooperar entre sí, y llevar la vida en aras de evitar el conflicto.

De acuerdo con un estudio publicado recientemente en Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), podría ser que los seres humanos hayamos heredado evolutivamente este carácter apacible de los bonobos. Aunque pudiera parecer lo contrario, nuestra especie es menos proclive a la violencia de lo que se pensaba. Ésta es la razón.

En busca del origen de la concordia

Bebé bonobo de 3 meses de edad mirando por encima de la espalda de su madre en el Santuario de Lola Ya Bonobo de la República Democrática del Congo. / Getty Images

 

Los autores del estudio son enfáticos en mencionar que los chimpancés no se consideran ancestros de los seres humanos. Por el contrario, son algo parecido a primos biológicos, que se desarrollaron de manera paralela en el árbol evolutivo de los primates. Sin embargo, los bonobos son primos mucho más cercanos a nosotros.

En la vasta familia de primates, «Los pacifistas, matriarcales, pansexuales y generosos bonobos,» explica el corresponsal de ciencia Javier Salas. Según el estudio, los seres humanos pudimos haber heredado su carácter apacible, en lugar de favorecer la violencia de los chimpancés.

Martin Surbeck formó parte del equipo de investigación de Harvard. Tras las observaciones en el comportamiento de ambas especies, el especialista señala lo siguiente:

“Creo que es justo decir que los humanos combinan características de ambas especies, pero a la luz de su capacidad para mantener relaciones pacíficas entre grupos, los humanos tienen un comportamiento más cercano a los bonobos”.

Los investigadores llegaron a esta conclusión tras observar las dinámicas sociales de dos grupos distintos, uno de bonobos y otro de chimpancés. A partir de ello, los científicos se percataron que la tolerancia es una característica de los bonobos, y podría esconder la raíz de cómo se gestiona la paz entre los seres humanos contemporáneos.

¿Naturalmente pacifistas?

A diferencia de los chimpancés, el carácter de los bonobos les permite tener más momentos de tranquilidad con los miembros de su clan. Es decir: no sólo se les ve compartiendo los alimentos, sino que juegan más entre ellos y parecen disfrutar profundamente de la compañía de los demás.

Al respecto, la bióloga Liran Samuni, coautora del estudio, explica lo siguiente:

“Al proporcionar una fuerte evidencia empírica de tolerancia entre grupos de bonobo que son claramente distintos entre sí, sugerimos que la tolerancia humana entre grupos tiene orígenes evolutivos profundos, un rasgo compartido con uno de nuestros parientes vivos más cercanos: el bonobo”.

Los bonobos de la República Democrática del Congo cazan juntos y pasan la tarde en compañía de sus familiares. Según los autores del estudio, esta cercanía les permite transmitirse conocimientos con más facilidad. Podría ser que los seres humanos hayamos heredado esta tolerancia, y así, haya nacido la cultura.

Si hubiéramos heredado el carácter hostil de los chimpancés, dicen los investigadores de Harvard, este intercambio de conocimientos hubiera sido prácticamente imposible. “Definitivamente, es una opción teórica que los chimpancés perdieron esta capacidad para cooperar”, concluye Surbeck. Parece ser que, al menos a nivel evolutivo, heredamos esta cepa pacifista —que a veces, más bien, parece omisa entre las relaciones humanas.

Imagen de portada:PAR DE BONOBOS ADULTOS ABRAZÁNDOSE EN L SANTUARIO DE LOLA YA BONOBO DE LA REPÚBLICA DEMOCRÁTICA DEL CONGO. / GETTY IMAGES

FUENTE RESPONSABLE: National Geographic en Español. Junio 2022

Investigación/Bonobos/Chimpancés/Primates/Seres humanos

 

Un siglo del descubrimiento de la tumba de Tutankamón y los secretos que guarda del Valle de los Reyes.

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No fue el faraón más importante ni siquiera el más longevo, más bien al contrario, pero hoy Tutankamón es sin lugar a dudas el más famoso. La explicación está en que cuando se descubrió su tumba en el Valle de los Reyes ésta se encontraba intacta. Este año, en noviembre, se cumplen 100 años de aquel descubrimiento.

Se trató de una de las mayores aventuras arqueológicas de la historia. Su principal protagonista pasa por ser Howard Carter, pero detrás del arqueólogo hubo muchas personas y hoy sabemos que muchos eran trabajadores egipcios bien cualificados. De hecho, el primer paso, el primer escalón, lo dio un aguador egipcio.

En 2016 se lo contaba a la agencia EFE Ahmed Abd el Rasul: «La verdad es que mi abuelo traía agua para la expedición en dos tinajas y a lomos de un burro cuando encontró la entrada. Todo ocurrió cuando excavó en la arena con sus manos para colocar una de las tinajas, ya que la base era redonda. Así fue cómo apareció el escalón de la tumba de Tutankamón que devolvió la esperanza a Carter».

Carter estaba convencido de que existía la tumba de Tutankamón y trabajó durante años hasta encontrarla en 1922.

Sea como fuere el relato oficial cuenta que el arqueólogo británico se resistía a creer que en el Valle de los Reyes ya no quedaran grandes tesoros. De hecho estaba convencido de que existía la tumba de Tutankamón. Logró el apoyo financiero de Lord Carnavon y trabajó durante años hasta encontrar la cámara funeraria del joven faraón, cosa que logró en noviembre de 1922.

Entre las piezas destaca la icónica máscara de malogrado Tutankhamón, quien subiría al trono siendo apenas un niño y moriría con tan solo 19 años sin dejar descendencia.

La icónica máscara de malogrado Tutankhamón.CORTESÍA ESPACIO 5.1 IFEMA

Cuando abrió la pared de la cámara funeraria, en la distancia un miembro del equipo le preguntó si veía algo, a lo que Carter respondió «sí… cosas maravillosas». Fue así el primer hombre en 3.000 años en entrar en la tumba del joven faraón de la XVIII Dinastía, muerto a los 19 años.

Más secretos en el Valle de los Reyes

Tras la muerte de Akenatón, su padre, Tutankamón fue entronizado con apenas nueve años. Gobernó Egipto durante sólo diez años. A su muerte por malaria en 1352 a. C., con sólo 19 años, el clero de Amón, que intentó que fuera el símbolo de la restauración de los antiguos dioses, lo enterró en el Valle de los Reyes.

Una teoría sostiene que el faraón Semenejkara no era un hombre, sino una mujer y que podría sería la reina Nefertiti.

La tumba es inusualmente pequeña para un faraón. Junto a ella se encontraron 5.398 artefactos, incluidos un ataúd de oro macizo, la máscara funeraria, tronos, arcos de tiro con arco, trompetas, un cáliz de loto, varios carros desmontados, comida, vino, sandalias y ropa interior de lino. Tantos objetos eran que Carter tardó 10 años en catalogarlo todo.

Ahora que se van a cumplir 100 años del descubrimiento de la tumba de Tutankamón, sabemos que ésta no era el único secreto que escondía el valle. Este siglo han salido a la luz dos cámaras más. Una de ellas contiene la momia de una mujer (una cantante en el templo de Karnak).

En el Valle de los Reyes, en Egipto, no se pueden hacer fotos para proteger las estructuras de los flashes. A algunos grupos les dan permiso si se comprometen a no usar flash. Y si te pillan, tienes garantizado acabar en un calabozo.

Valle de los Reyes, en Egipto.J. Bubenik / WIKIPEDIA

Pero hay más. Los escaneos con rádar de penetración terrestre que se han hecho en los últimos años sugieren que tras las paredes de la tumba de Tutankamón podría haber otras cámaras y que éstas, posiblemente, contengan féretros.

Los más fantasiosos creen que la tumba de Nefertiti (Semenejkara) podría estar en una de las cámaras que quedan por analizarse.

Los más optimistas (fantasiosos) quieren pensar que la tumba de Nefertiti puede estar en una de estas nuevas cámaras. Frank Rhüli, de la Universidad de Zúrich, ha estudiado a fondo la momia de Tutankamón. Con ese trabajo, cuenta Scientific American, ha elaborado una lista de las personas que podrían haber sido enterradas cerca del faraón.

Se tratarían de Meritatón, la hermana mayor de Tutankamón, su posible madre Kiya y Semenejkara, tío de Tutankamón y el más breve y enigmático faraón de la dinastía XVIII. Hay una teoría que sostiene que Semenejkara no era un hombre, sino una mujer y que podría sería la reina Nefertiti.

Se llamaba Tutankamón… o no

Y los misterios por resolver no sólo se refieren a otras tumbas del Valle de los Reyes sino al propio joven faraón. Tutankamón no se llamaba Tutankamón. Al menos al nacer.

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Detalle de la máscara de Tutankamón.ARCHIVO

Es lo que asegura la egiptóloga Joyce Tyldesley, que le ha explicado al canal de Historia de la BBC que en realidad su nombre original era Tutankatón. Significa «imagen viva de Atón», lo que refleja el culto de sus padres al dios del sol.

Al nacer, Tutankamón se llamaba en realidad Tutankatón.

Pero, pasados unos años y ya como faraón, el niño rey cambió de religión y empezó a adorar al dios Amón, venerado como rey de los dioses. De manera que cambió su nombre por Tutankamón. De «imagen viva de Atón» a «imagen viva de Amón».

Y sin embargo, nadie entre los ciudadanos de Egipto le llamaba ni Tutankatón ni Tutankamón. Tyldesley cuenta que el faraón tenía cinco nombres reales, que adoptaban forma de frases cortas que describían el propósito de su reinado.

Réplica exacta de la tumba de Tutankamón

Réplica exacta de la tumba de Tutankamón.Khaled Elfiqi / Efe

«Oficialmente, era, Nombre de Horus: Imagen de los nacimientos; Nombre de las Dos Damas: Hermoso de las leyes que sofoca las Dos Tierras/que contenta a todos los dioses; Nombre de Horus de Oro: Elevado de apariencias para el dios/su padre Re; Prenomen: Nebkheperure; Nomen: Tutankamón», enumera la egiptóloga.

La daga de hierro de meteorito

El último misterio resuelto es el del puñal de hierro de meteorito con empuñadura de oro hallado en la tumba de Tutankamón. Llegó de fuera de Egipto, probablemente de Anatolia, y habría sido un regalo del rey de Mitanni -en la actual Siria- a Amenhotep III, abuelo del joven faraón.

Según un análisis publicado en la revista Meteoritics and planetary science, la Edad del Hierro comenzó después del 1.200 a.C., pero algunos artefactos prehistóricos con mineral proveniente de meteoritos fueron fabricados antes, en la Edad del Bronce (3.000 al 1.200 a.C.). Sería el caso de esta daga, cuyo origen y método de fabricación siguen sin estar claros.

Un uróboro en la tumba de Tutankamón.

Un uróboro en la tumba de Tutankamón. Djehouty/Wikimedia

Carter murió solo como solo había vivido

Aunque el descubrimiento de la tumba de Tuntakamón fue, como casi todo en esta vida, una labor de equipo, Howard Carter ha pasado a la historia como el obstinado arqueólogo que lo logró. Cuentan que tras el hallazgo, anunció que lo siguiente iba a ser encontrar la tumba de Alejandro Magno. Eso no ocurrió.

Es asombroso lo poco que conocemos de su vida privada»

Carter murió en 1939 a los 64 años de un cáncer linfático siendo en realidad un desconocido. «Es asombroso lo poco que conocemos de su vida privada», escribió T. G. H. James, su biógrafo en Howard Carter. The path to Tutankhamun. Murió como vivió, solo. Pocas personas fueron a su entierro. No se le conoció ni pareja ni relación alguna.

En la tumba de Carter se lee una inscripción: «Pueda tu espíritu vivir, durar millones de años, tú que amas Tebas, sentado con la cara al viento del norte, los ojos llenos de felicidad». Está tomada de la copa de alabastro de Tutankamón.

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La máscara de oro del faraón durante un proceso de restauración. Khaled Elfiqi / EFE

Un videojuego para vivir el descubrimiento 

Precisamente experimentar el descubrimiento de la tumba de Tutankamón, enfrentándose a una serie de puzles para culminar este momento histórico, los alumnos del Grado en Creación y Narración de Videojuegos de la Universidad Francisco de Vitoria han desarrollado el newsgame disponible de manera gratuita La tumba de Tutankamon.

«De manera visual e interactiva el juego te mostrará el proceso por el cual tuvieron que pasar los trabajadores y el mismísimo Howard Carter en el descubrimiento de la tumba», explican los jóvenes desarrolladores.

Los estudiantes que han desarrollado el videojuego con la ayuda de Belen Mainer, directora del grado, son Alberto Ráez Rodríguez; Javier Domingo Pacheco; María del Camino Astigarraga Ramos; Sulayman Choul-Li Darif; Ignacio García Toro; Carlos Chimeno Pérez y Roberto Alonso Ledo.

Imagen de portada: Carter, junto a un colaborador egipcio, trabaja en el sarcófago del faraón Tutankamón, muerto a los 18 años. Archivo

FUENTE RESPONSABLE: La Patilla. Noticias, información e investigación. Por Chema Lizarralde. Junio 2022

Sociedad y Cultura/Antiguo Egipto/Valle de los Reyes/Investigación

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Un misterioso ADN revoluciona la edición de genes humanos.

Descubierto un mecanismo que permite editar genes de forma más sencilla, a través del llamado ADN “Retrón”.

Diminutas «máquinas celulares» llamadas «retrones» actúan en las profundidades de las bacterias: producen hebras simples de ADN para identificar infecciones. Ahora, los investigadores han utilizado por primera vez este misterioso ADN «Retron» para modificar genes en células humanas. Creen que este mecanismo natural podría simplificar la edición genética en humanos y otros animales.

Un grupo de científicos de los Institutos Gladstone de la Universidad de California en San Francisco, en Estados Unidos, ha descubierto un método que podría revolucionar la edición de genes humanos: emplean un misterioso ADN denominado “Retrón”, que se activa mediante pequeñas “fábricas celulares” en el interior de bacteria, con el objetivo de descubrir infecciones. Sería más rápido y efectivo que el conocido proceso CRISPR de edición genética. 

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Un retrón es una secuencia de ADN específica, que se encuentra en los genomas procariotas (microorganismos que presentan un ADN disperso). Al parecer, estas antiguas bacterias podrían colaborar en un gran avance científico: según un estudio publicado en la revista Nature Chemical Biology, el ADN “Retrón” podría ser el eje de una nueva metodología de edición genética.

Los científicos, liderados por Seth Shipman y Santiago López, están convencidos de que puede convertirse en el mejor método para modificar genes en células humanas.

Más eficiente en la edición de genes

Sin embargo, la metodología denominada CRISPR ha facilitado notoriamente la edición de genes en los últimos años, aunque para los investigadores tiene sus propias limitaciones. ¿Cómo funciona este proceso?

El sistema CRISPR implica cortar una sección de ADN del genoma de una célula y luego introducir un nuevo material genético llamado «ADN de plantilla» para reemplazarlo. A medida que la célula repara los lugares donde se cortó un gen existente, se integra la plantilla de ADN.

Esa plantilla de ADN normalmente se produce en el laboratorio y luego se introduce en las células desde el exterior. La proteína que corta el genoma de la célula, llamada Cas9, se entrega por separado. Ni Cas9 ni la plantilla de ADN penetran en todas las células, lo que limita la eficiencia de la edición de genes CRISPR.

Es aquí donde Shipman, López y sus colegas introdujeron su principal variante, según un artículo publicado recientemente en Scientific American y en una nota de prensa

En el interior de la célula

De acuerdo a lo explicado por los especialistas, usaron retrones para fabricar ese ADN dentro de la propia célula y no en laboratorio, haciendo que el proceso CRISPR pueda incrementar su eficacia y aprovechar fácilmente las modificaciones.

¿Cómo lo lograron? Los retrones incluyen una enzima llamada transcriptasa inversa, que construye cadenas de ADN basadas en ARN. También presentan bucles de ARN extrañamente superpuestos, que colaboran en su funcionamiento. 

Luego de verificar este complejo mecanismo genético, confirmaron que la transcripción inversa y las mejoras en la producción de ADN son transferibles de las células procariotas (o sea de los microorganismos) a las eucariotas (propias del ser humano y los animales).

Esto da como resultado una edición del genoma más eficiente, concluyendo en que este nuevo proceso se puede usar para editar con precisión células humanas cultivadas. Al mismo tiempo, el proceso descubierto crearía las bases para un marco general de producción de ADN utilizando retrones, destinado a la modificación del genoma en humanos y animales. 

Referencia

Precise genome editing across kingdoms of life using retron-derived DNA. Seth Shipman, Santiago López et al. Nature Chemical Biology (2022). 

DOI:https://doi.org/10.1038/s41589-021-00927-y

Imagen de portada: Los investigadores descubrieron que el ADN “Retrón” se puede emplear para editar con precisión células humanas cultivadas. CRÉDITO: SANGHARSH LOHAKARE EN UNSPLASH.

FUENTE RESPONSABLE: Levante.El Mercantil Valenciano. Por Pablo Javier Piacente. Mayo 2022.

Sociedad/Ciencia/Biotecnólogía/Investigación

Big Rip y apocalipsis: los datos científicos sugieren que nos dirigimos hacia un final violento del universo.

Nuevos hallazgos astronómicos sorprendieron a los científicos que descubrieron que es muy probable que ocurra el temible Big Rip.

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Pongamos en la coctelera un título impactante, una pregunta ancestral y unas gotitas de física. Si lo agitamos bien solo nos quedará degustarlo. Pero, ¿nos dejará un buen sabor de boca saber qué destino aguarda al universo? Recogemos aquí el testigo de todas las personas que se preguntaron eso mismo desde la antigüedad. No obstante, jugamos con ventaja: por fin podemos dar respuestas usando ciencia puntera y las predicciones sugieren que podríamos dirigirnos a un final violento, un Big Rip o Gran Desgarro.

Los datos experimentales encajan muy bien con el Big Rip, apuntando a que es muy probable que ocurra. La base es que el universo contiene suficiente energía oscura para ir “estirándolo”, expandiéndolo de un modo cada vez más acelerado. Las galaxias se irán separando cada vez más, y la atracción gravitatoria irá poco a poco haciéndose más insignificante hasta que su efecto desaparezca. Los planetas y los satélites perderán sus órbitas y las estrellas se desligarán de las galaxias. Entonces habrá llegado ese Gran Desgarro del universo.

La energía oscura expande aceleradamente el universo.

Definitivamente el universo a gran escala se está haciendo cada vez más grande. En concreto, su ritmo de expansión se está acelerando. Las ecuaciones de Einstein indican que la causa es que está compuesto en su mayor parte de energía oscura, la cual produce gravedad repulsiva. Pero, ¿podemos afinar más?

Admitamos humildemente antes de ir más allá que nuestros modelos disfrazan nuestra ignorancia haciéndola pasar por sabiduría. En ellos imaginamos la energía oscura como un fluido descrito de forma muy elemental. Usaríamos para ello variables heredadas de la termodinámica.

Científicos del proyecto internacional SDSS-III han elaborado un mapa tridimensional de 1,2 millones de galaxias para comprender las misteriosas propiedades de la energía oscura y sus efectos en la aceleración de la expansión del universo. Daniel Eisenstein y SDSS-III.

Por un lado tendríamos la presión de ese fluido y por otro su densidad, es decir, la cantidad de energía por unidad de volumen. Si solo tuviéramos partículas con velocidades pequeñas, esa energía sería esencialmente la de sus masas. Nos bastaría así pensar en la gravitación a la manera de Newton, sin depender de Einstein. Pero eso no es posible porque en nuestro universo también hay partículas muy rápidas, como fotones y neutrinos.

En vista de ello planteamos entonces que el universo es una sopa de distintos fluidos con sus propiedades diversas. Así hacemos que las ecuaciones de Einstein nos hablen de las propiedades que deben tener los distintos fluidos para que se produzca la expansión acelerada. Y no solo eso, nos indican en qué proporciones han de estar esos ingredientes. Aparte de los fotones (neutrinos y otras porquerías) tendremos materia oscura en el sector de componentes que producen gravitación atractiva. Y entran en pugna con la energía oscura.

El ritmo de expansión podría hacerse infinito

El tipo de energía oscura más intrigante es la constante cosmológica y representa un barrera muy singular. La hipótesis de trabajo más usual para describir cualquier fluido de los mencionados es que la presión y la densidad de energía son proporcionales entre sí.

¡Pero, cuidado! Si bien la densidad de energía es siempre positiva, la energía oscura tiene presión negativa. De hecho, ha de ser suficientemente negativa. El número que gobierna la proporción de presión frente a densidad de energía juega un papel crucial en las soluciones de las ecuaciones de Einstein. Ese parámetro nos dice en primer lugar si el universo se expande aceleradamente o no. Dicho de otro modo, dicta si la presión es suficientemente negativa como para producir la necesaria repulsión.

Pero una presión aún más negativa podría dar lugar a un comportamiento dramático: el ritmo de expansión podría hacerse infinito de repente. De hecho, lo mismo le ocurriría al propio tamaño del universo (y a su factor de escala). Y eso tendría consecuencias catastróficas, destruyendo todas las estructuras conocidas. De hecho, todo sería un disparate bajo estas condiciones. Y también el cambio del cambio se haría infinito súbitamente.

El tipo de energía oscura causante de ese fin de fiesta violento se llama energía oscura fantasma. GETTY

Hay evidencias

La posibilidad de que ocurra esta situación es bien conocida desde la perspectiva teórica. La sorpresa es que los datos experimentales parecen favorecer esa situación. Dicho de otro modo, hay evidencias de que el universo pueda acabar en un Big Rip.

Bueno, conviene hacer un pequeño matiz para esquivar las protestas de algunos colegas. Dependiendo de las fuentes consultadas, ese escenario no es necesariamente el que la estadística apoya con más fuerza. Pero, curiosamente, el consenso apunta a que el actual rango de incertidumbre sí incluye al Big Rip entre los destinos finales muy probables.

La energía oscura fantasma es la culpable.

El tipo de energía oscura causante de ese fin de fiesta violento se llama energía oscura fantasma. Para ofrecer un poquito más de detalle hay que recurrir a un sistema de unidades escogido al efecto. Usándolo vemos que el Big Rip se producirá si en valor absoluto la presión supera a la densidad de energía.

Si son iguales, estamos ante un caso límite, precisamente la famosa constante cosmológica. Este conocido tipo de fluido fue introducido por Einstein. Paradójicamente, su objetivo era conseguir un universo estático, sin expansión. El genio lo abandonó calificándolo del mayor error de su vida al evidenciar Hubble la expansión del universo.

El telescopio Nancy Grace Roman, que se lanzará en 2027, podría ayudar a entender si el universo terminará con un Big Rip

El telescopio Nancy Grace Roman, que se lanzará en 2027, podría ayudar a entender si el universo terminará con un Big Rip. @NASA.

Faltan 130 mil millones de años para el Big Rip.

Pero volvamos a lo que importa. ¿Si el universo va a romperse en mil pedazos, de qué cosas debemos dejar de preocuparnos? ¿Respirarán con alivio quienes aún contemplan seguir pagando hipoteca por 20 años más? Me temo que no soy portadora de buenas noticias. El Gran Desgarro podría tardar en producirse unos 130 mil millones de años. Eso equivale a 10 veces la edad actual del universo.

Esa estimación se basa en seleccionar un par de valores dentro de las ventanas estadísticamente válidas. En primer lugar pondríamos que la energía oscura representase un 70 % del contenido del universo. Y en segundo lugar haríamos la relación entre la presión y la densidad de energía tan solo un 10 % más grande que para la constante cosmológica. Y con eso, ¡listo! Predecimos un Big Rip que tardará muchísimo tiempo en llegar.

Para afinar más todo este panorama necesitamos tener observaciones del universo a gran escala en más cantidad y calidad. Sin duda contribuirán a ello los datos que nos aportarán los telescopios James Webb (en marcha) o Nancy Grace Roman (planificado), combinados con los de otros esfuerzos internacionales. Y quizá lo más interesante no sea resolver el enigma del destino final del universo. Tampoco lo es la oportunidad de resolver otros de los que no hemos hablados. Lo verdaderamente apasionante sería la posibilidad de que emergieran enigmas desconocidos. Porque, como dijo el físico y premio Nobel Kip Thorne, “la respuesta correcta es rara vez tan importante como la pregunta correcta.”

Imagen de portada: Las predicciones sugieren que podríamos dirigirnos a un final violento, un Big Rip o Gran Desgarro.Shutterstock

FUENTE RESPONSABLE: La Nación. Ciencia. Por Ruth Lazkoz. The Conversation.Este texto se reproduce de The Conversation bajo licencia Creative Commons

Un científico sugiere que los extraterrestres crearon nuestro universo en un laboratorio.

La pregunta que nos surge tras escuchar esta teoría está clara: ¿dónde estará ese lugar y cómo será?

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Sabemos lo que estáis pensando, esto ya lo he visto yo en Futurama y en Men in Black. Pero es que esa es la gracia de la sci-fi, incluso de la humorística y disparatada, que podría ser real pese a salir de nuestra más loca imaginación. ¿Podría nuestro universo haber sido creado en una placa de Petri? Avi Loeb parece pensar que sí. El astrónomo de Harvard postula que una civilización de «clase» superior podría haber conjurado nuestro universo en un laboratorio muy, muy lejano.

«Dado que nuestro universo tiene una geometría plana con una energía neta nula, una civilización avanzada podría haber desarrollado una tecnología que creara un universo recién nacido de la nada a través de un túnel cuántico», escribe Loeb en un artículo de opinión publicado por Scientific American el año pasado.

Esta teoría, sugiere, uniría dos nociones aparentemente opuestas: la idea de que un poder superior podría estar dirigiendo nuestro destino, y el concepto secular de la gravedad cuántica (un campo de la física que trata de incorporar la gravedad a la teoría de la mecánica cuántica -algo que, para desgracia de los físicos de todo el mundo, aún no hemos podido hacer en la Tierra). Esta teoría depende principalmente de la capacidad de una civilización avanzada y lejana para fusionar la mecánica cuántica y la gravedad y, posteriormente, identificar y recrear todos los ingredientes del universo. (Suena como un montón de trabajo, para ser honesto).

También introduce una nueva forma de clasificar exactamente lo que hace que una civilización sea avanzada, que se aleja del sistema del astrofísico soviético Nikolai Kardashev, que organiza las civilizaciones en función de la cantidad de energía que generan y consumen.

Según Kardashev, las civilizaciones de tipo I -¡saludos, terrícolas!- sólo están lo suficientemente avanzadas como para utilizar la luz estelar que llega a su planeta (4×1012 vatios), mientras que las civilizaciones de tipo II han dominado la capacidad de aprovechar totalmente la energía de su estrella anfitriona (4×1012 vatios). ¿Alguien quiere una esfera de Dyson? Las civilizaciones de tipo III, la última clasificación de su marco, son capaces de aprovechar toda la energía de su galaxia (la friolera de 4×1037 vatios).

Loeb, por el contrario, ha ideado un marco que desglosa las civilizaciones avanzadas en clases basadas en su capacidad para «reproducir las condiciones astrofísicas que llevaron a su existencia».

Los terrícolas entrarían en la clase C porque, como civilización de «bajo nivel» tecnológico, no seríamos capaces de recrear nuestras condiciones actuales si el sol muriera de repente. (Sugiere que incluso podríamos caer en la categoría de clase D porque estamos destruyendo activamente nuestro único hogar). Por otro lado, las civilizaciones de clase B, escribe Loeb, son lo suficientemente avanzadas como para recrear las condiciones en las que viven, independientemente de su estrella anfitriona.

Una civilización de clase A, como nuestros creadores propuestos, podría, por ejemplo, generar grandes cantidades de energía oscura y, como sugiere Loeb, crear «universos bebé», o universos más pequeños controlados por esta civilización superior, que podrían potencialmente engendrar vida. También sugiere que, debido a la competencia, sólo una civilización avanzada a la vez sería capaz de alcanzar este nivel de sofisticación.

Es una idea realmente descabellada, pero es interesante pensar en ella. Y plantea una serie de preguntas intrigantes: ¿Qué hace que una civilización sea realmente avanzada tecnológicamente? ¿Somos una simulación avanzada? ¿Qué aspecto podría tener este «laboratorio»?

Imagen de portada: Gentileza de Pinterest

FUENTE RESPONSABLE: Esquire. Ciencia.Vía: Popular Mechanics. Por Jennifer Leman.Jennifer Leman is a science journalist and news editor at Popular Mechanics, where she writes and edits stories about science and space.

Ciencia/Investigación/Orígenes de la Tierra

La física de los viajes en el tiempo explicada por dos de los mejores físicos teóricos. PARTE 2/2

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Las ecuaciones de Einstein permiten los atajos en el continuo espacio-tiempo.

«Para hablar de los agujeros de gusano tenemos que recurrir, además de a la geometría, a algo aún más perverso llamado topología. Supongamos que tengo una hoja de papel y que la enrollo para darle forma de cilindro. Si inicialmente hubiese dibujado un triángulo en la hoja de papel sus ángulos después de enrollarla para constituir con ella un cilindro continuarán sumando 180 grados. Esto me está indicando que este espacio parece curvo porque lo he metido en un espacio tridimensional, que es el que tengo en mi cilindro. Lo más curioso es que puedo hacer una cosa todavía más perversa: convertir el cilindro en una rosquilla, cerrándolo», nos explica Álvaro.

«Al hacerlo me daré cuenta de que ahora tiene un agujero, y este orificio es importante porque es una propiedad topológica del objeto con el que estamos trabajando que no puedo borrar. Es obvio que hay una diferencia importante entre espacios planos y espacios como el de nuestra rosquilla, que, a pesar de ser planos, tienen agujeros. Los agujeros de gusano tienen mucho que ver con esto. Si tomo de nuevo una hoja de papel, que es un espacio plano, y le dibujo dos puntos separados por una cierta distancia, de manera que representen dos puntos del espacio-tiempo, puedo doblarlo con el propósito de que un punto quede encima del otro».

«Ahora dos puntos que estaban muy alejados en el espacio-tiempo resulta que están muy cerca, uno encima del otro. Si cojo una aguja y hago un agujero en la hoja para que un punto llegue al otro habré construido una especie de puente entre ellos. Desde un punto de vista geométrico esto es un agujero de gusano, de modo que se trata de un objeto que pone en contacto cercano dos puntos que inicialmente podían estar muy distantes en el espacio-tiempo. En realidad lo que he hecho es darle una topología nueva, de modo que mi espacio-tiempo ya no tiene una topología sencillísima; tiene una más complicada».

«Si ahora extiendo el plano de nuevo lo que sucederá es que el agujero de gusano se transformará en una especie de asa, y esta asa tiene un agujero. Todas las ideas en las que podemos indagar acerca de los agujeros de gusano tienen que ver con estas topologías complicadas en las que hay asas y agujeros. La teoría de la relatividad general consiste en una ecuación fundamental que todo el mundo ha visto en algún lugar, y esta ecuación tiene varias soluciones. Precisamente, algunas de estas soluciones describen los agujeros de gusano, y han sido comprobadas con mucha precisión, pero siempre localmente. Alrededor de un punto. Hasta ahora los físicos no hemos podido comprobar las soluciones de la ecuación que tienen que ver con estos espacios que conectan puntos a gran distancia».

José Luis recoge el testigo de Álvaro recordándonos la descomunal cantidad de energía que necesitamos para acelerar un objeto macroscópico con el propósito de que alcance una velocidad cercana a la de la luz. Solo así podríamos observar un desfase temporal claramente perceptible:

«La fórmula que describe este fenómeno requiere que para que el retraso temporal sea apreciable te acerques mucho a la velocidad de la luz. Y hacerlo con un objeto material y macroscópico es muy difícil porque necesitas unas energías bestiales. Ningún objeto con estas características consigue acercarse a la velocidad de la luz excepto cuando tienes dos agujeros negros que están a punto de colisionar, o una estrella de neutrones. Pero son sistemas muy extremos. Además, cuando desarrollas la teoría te das cuenta de que esa velocidad absoluta es también una velocidad límite. Para alcanzar la velocidad de la luz necesitas energía infinita».

«Esto quiere decir que cada vez cuesta más acelerar un objeto, de manera que el último 1% es mucho más costoso que el primer 1%, por lo que la velocidad de la luz establece un límite para los objetos con masa. Lo interesante es que si pudieses enviar una señal de información más rápido que la velocidad de la luz la teoría nos dice que otro observador que se está moviendo con una cierta velocidad respecto a ti podría verlo invertido en el tiempo. Podría ver que la información va hacia atrás en el tiempo. Este fenómeno tiene una consecuencia muy significativa: si fuésemos capaces de superar la velocidad de la luz podríamos enviar señales al pasado», puntualiza José Luis.

El experimento Muon g-2 encuentra fuertes evidencias de una nueva física – Vídeo Dailymotion

«En este contexto el método obvio de enviar señales al pasado, o la forma ‘pobre’ de viajar al pasado debido a que si no puedes hacerlo tú al menos podrías enviar una señal para que ocurra algo que te afecte, requeriría superar la velocidad de la luz. El problema es que la teoría no nos permite hacerlo utilizando este método de ‘fuerza bruta’ debido a que, como hemos visto, necesitamos energía infinita. Todo lo que acabamos de ver describe el funcionamiento del espacio-tiempo normal y corriente, que es plano y tiene una geometría trivial en la que los triángulos rectángulos satisfacen el teorema de Pitágoras».

«Lo que sucede es que cuando tienes campos gravitacionales muy intensos el espacio se deforma, por lo que nos podemos preguntar si ese grado de deformación puede ser tan radical para crear atajos que te permitan ir de un sitio a otro más rápido. Incluso es razonable preguntarse si esos atajos pueden llevarnos al pasado. Estas ideas son muy especulativas, pero se apoyan en unas soluciones de las ecuaciones de Einstein que lo permiten. El problema es que esta propuesta no puede ser utilizada para escribir el guion de una película de ciencia ficción que sea interesante».

«De todas las soluciones de las ecuaciones de Einstein que sugieren la aparición de un bucle temporal que puede ser utilizado por una partícula para regresar al pasado se desprende que la partícula olvida que viene del futuro. Son unas soluciones tan especiales, tan cristalinas, que si las tocas un poco se desmoronan. Son como un castillo de naipes. De esta forma, ninguna solución de las ecuaciones permite que la partícula haga algo diferente más allá de repetirse a sí misma, como, por ejemplo, recordar que viene del futuro gracias a su propio mecanismo interno, debido a que cada copia tiene una energía ligeramente diferente. La partícula es distinta cada vez que recorre el bucle».

«La energía de cada copia de la partícula curva el espacio de una forma ligeramente diferente, y al hacerlo el bucle se desmorona porque ya no estamos frente a un fenómeno periódico. De alguna forma es como si el bucle no se cerrara. Es como si tienes un rollo de papel higiénico que está constantemente enrollándose porque en cada vuelta es ligeramente diferente. No lo puedes pegar y decir que es el mismo. En definitiva, todas las soluciones de las ecuaciones de Einstein que permiten la existencia de estos objetos, conocidos como curvas temporales cerradas, que es lo más próximo que tenemos a un viaje en el tiempo, provocan que la partícula o el objeto que viaja se esté repitiendo a sí mismo continuamente», concluye José Luis.

Los agujeros de gusano no sirven para viajar al pasado

José Luis continúa su explicación invitándonos a adentrarnos en el inquietante mundo de las paradojas desencadenado por la posibilidad de viajar a nuestro pasado:

«Lo que hemos visto hasta ahora no se opone a algunas posibilidades interesantes. Si realmente viajas al pasado te puedes encontrar contigo mismo cuando eras más joven. Te encuentras con una copia de ti mismo, de manera que si decides matarla se produciría una inconsistencia con el hecho de que tú hayas podido venir del futuro. Si todo lo que vas a hacer es periódico, es trivial, como lo que sucede en la película ‘Atrapado en el tiempo, no hay ninguna contradicción. La cuestión es si hay situaciones en las que puedes hacer algo interesante que sea consistente».

«El número de posibles historias consistentes si tienes bucles cerrados en el tiempo es mucho más pequeño que si no los tienes. Y cuanto más complicado sea el sistema más difícil va a ser que sean consistentes con el viaje en el tiempo»

«Una posibilidad sería que al viajar al pasado y encontrarte con tu yo más joven rebusques en tus recuerdos para ver si te acuerdas de haber visto a un tipo que se parecía mucho a ti, solo que parecía más viejo, te llamó la atención, y luego te olvidaste de él. Podrías llegar a recordarlo, hipotéticamente, y esta sería una historia posible y compatible. No ha pasado nada. No hay ninguna contradicción. El recuerdo estaba ahí. Lo habías olvidado, pero lo puedes recuperar», puntualiza José Luis.

«Lo interesante de este tipo de viajes en el tiempo es que no son inconsistentes. Sin embargo, el número de historias que son compatibles y no son inconsistentes es mucho más pequeño si tienes el fenómeno de los bucles debido a que hay miles de maneras de estropearlos. O bien de generar una pequeña perturbación que tenga un efecto futuro que impida que entres en el bucle».

Esta ilustración de Álvaro nos muestra la peculiar topología que adquiere un cilindro si lo cerramos sobre sí mismo. Indagar en la geometría del espacio-tiempo es importante para entender mejor las propiedades de los agujeros de gusano.

«El número de posibles historias consistentes si tienes bucles cerrados en el tiempo es mucho más pequeño que si no los tienes. Y cuanto más complicado sea el sistema más difícil va a ser que sean consistentes con el viaje en el tiempo. Para una partícula elemental puede ser fácil porque es tan simple que hace muy pocas cosas. Básicamente lo único que hace es girar sobre sí misma e ir de un lado para otro. Por esta razón, para una partícula viajar hacia atrás en el tiempo es, en vez de ir de A a B, ir de B a A. Y en vez de girar en el sentido de las agujas del reloj, girar en sentido contrario».

«En cualquier caso, no es la misma sensación que tienes cuando ves que una taza de café se cae de la mesa y se desparrama. Si ves este fenómeno hacia atrás en el tiempo ves una cosa muy rara en la que miles de millones de moléculas se ponen de acuerdo de una forma sincronizada para volver a constituir la taza», argumenta el director del IFT.

«Esta es la razón por la que se cree que si alguna vez se pudiesen formar este tipo de bucles para ser consistentes tendrían que dar lugar a historias como la de la película ‘Atrapado en el tiempo’. El problema es que nadie sabe cómo hacer estas cosas, y no es un problema tecnológico; es posible que las leyes de la física lo prohíban. De hecho, los agujeros de gusano que podemos describir conceptualmente no sirven para viajar al pasado. Al menos con los que trabajamos ahora mismo. Hay algunas construcciones que parecen ser compatibles con las teorías que tenemos, pero en ningún caso son atajos».

«Imaginemos que construimos un agujero de gusano para viajar de aquí a Andrómeda utilizando alguno de los modelos conceptuales que por el momento consideramos correctos. Si viajamos por fuera a la velocidad de la luz tardaríamos en llegar dos millones de años, pero si viajamos por el interior del agujero de gusano tardaríamos más tiempo. No son un atajo. Lo que sí podemos demostrar es que si fuésemos capaces de formar un atajo podríamos utilizarlo para viajar hacia atrás en el tiempo, aunque existen indicios de que esa construcción sería inconsistente. Esto significa que si modificamos el agujero de gusano para intentar que sea un atajo, para acortarlo por dentro, llegará un momento en el que colapsará. Y lo destruiremos».

«El origen de este colapso reside en la necesidad de utilizar energía negativa. Y es un recurso muy difícil de conseguir debido a que las partículas elementales tienen energía positiva si no les haces nada. Esto significa que tienes que colocarlas en unas situaciones muy especiales para que tengan energía negativa en unas zonas muy concretas. Sin embargo, la forma en que se curva el espacio cuando tienes energía negativa concentrada provoca que este sistema tienda a colapsar. Tiende a formarse un agujero negro. Cuando intentas manipular demasiado la energía negativa el objeto se precipita hacia el colapso».

En esta ilustración Álvaro ha recreado la forma en que un agujero de gusano conecta dos regiones del continuo espacio-tiempo que pueden estar extraordinariamente distantes.

«Hay un teorema aún sin demostrar conocido como ‘la conjetura de protección cronológica’, que es una hipótesis formulada por Stephen Hawking, que dice que no hay ningún método físico con energía finita que pueda generar curvas cerradas temporales estables de forma consistente. Actualmente la idea que propone suministrar muchísima energía a una máquina capaz de retorcer de algún modo el espacio-tiempo para formar un bucle, que es como funcionaría una máquina del tiempo, no es posible con energía finita».

«Todos los agujeros de gusano que podemos construir hoy de una manera puramente matemática son del tipo de los que no son atajos. Esto significa que ir por dentro es más largo que ir por fuera, por lo que no son muy útiles. Eso sí, parece que se pueden estabilizar. Otra opción son los agujeros de gusano que descubrieron Einstein y Rosen, conocidos como puente Einstein-Rosen, que unen dos agujeros negros. De alguna forma es como si el interior de dos agujeros negros estuviese enganchado por dentro como si fuesen dos hermanos siameses. El problema es que tampoco podemos hacer cosas divertidas con ellas porque no son atravesables. Son agujeros negros, por lo que podemos entrar por uno, pero no podríamos salir por el otro».

«Hay una conjetura, probablemente acertada, que propone que cualquier intento de construir un atajo real en el espacio-tiempo que podamos transformar en un bucle temporal está condenado al fracaso porque toda la zona colapsaría en un agujero negro antes de lograrlo. No habría una forma físicamente correcta de hacerlo a partir de un estado en el que antes no había un bucle y tienes energía finita para conseguirlo. Actualmente hay físicos teóricos que están intentando demostrar este teorema», concluye José Luis con convicción.

El cine de ciencia ficción (a veces) respeta algunas leyes de la física.

No podía concluir mi conversación con estos dos físicos teóricos dejando escapar la oportunidad de preguntarles si hay alguna película de ciencia ficción que les parece razonablemente respetuosa con las leyes de la física. Y sí, como sospechaba, las hay. De hecho, las que nos proponen son algunas de las que los entusiastas de este género cinematográfico más hemos aclamado durante los últimos años. Lo que nos cuenta José Luis es muy interesante:

«Yo creo que la película que está mejor hecha es ‘Interstellar’. Todo lo que sucede en la parte final, cuando el protagonista entra en el interior del agujero negro, es una pura elucubración. No obstante, utiliza un lenguaje que no es del todo trivial gracias en gran medida al asesoramiento de Kip Thorne».

«Yo creo que la película que está mejor hecha es ‘Interstellar’. Hay partes muy bien calculadas, aunque otras no tanto»

«Hay muchas partes de la película que están muy bien calculadas, aunque otras no tanto, como, por ejemplo, las fuerzas de marea que actúan sobre el planeta que está sometido al intenso campo gravitacional del agujero negro. Si asumimos que ese planeta lleva ahí millones de años lo natural es que esté sometido al mismo efecto que actúa sobre la Luna, por lo que siempre ofrecería la misma cara al agujero negro y no habría mareas».

«Otra película que está muy bien es Gravity’ porque la física de la microgravedad está muy bien hecha, aunque hay partes en las que también le han echado mucha imaginación. También me gusta ‘Marte’ porque la parte de los cálculos que tiene que hacer para sobrevivir tiene sentido, aunque, de nuevo, hay otras partes que no se pueden justificar desde un punto de vista científico. Incluso ‘Atrapado en el tiempo’ ilustra bastante bien la idea de que si tuviésemos una máquina del tiempo casi con toda seguridad sería aburridísima porque estaríamos repitiendo lo mismo constantemente», sentencia José Luis soltando una sonora carcajada.

Imagen de portada: Jordan Benton

FUENTE RESPONSABLE: Xataka. Por Álvaro de Rújula y José Luis F. Barbón.

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La física de los viajes en el tiempo explicada por dos de los mejores físicos teóricos. PARTE I

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Explicar qué dice la física actual acerca de la posibilidad de viajar en el tiempo sorteando las ecuaciones matemáticas y los conceptos más complejos es un auténtico reto. Sin embargo, estamos convencidos de que es posible hacerlo de una forma didáctica que cualquier persona con curiosidad puede seguir sin necesidad de conocer minuciosamente qué propone la teoría general de la relatividad.

Afortunadamente, no hemos abordado este desafío solos; hemos contado con la ayuda de dos físicos teóricos españoles expertos en esta materia. Ambos tienen mucha experiencia en el ámbito de la investigación y una capacidad didáctica que está fuera de toda duda. Álvaro de Rújula es un prestigioso físico de partículas que, entre muchos otros logros, ha dado clase en Harvard y ha liderado la división de física teórica del CERN. Incluso ha tenido la oportunidad de viajar en el tiempo para hablar cara a cara con Albert Einstein (en la ficción y con mucha gracia, claro).

El currículo de José Luis F. Barbón es igualmente impresionante. Este físico teórico es un experto en teoría cuántica de campos, gravedad cuántica y agujeros negros, entre otras materias. Ejerce como investigador en el CSIC, y actualmente dirige el Instituto de Física Teórica (IFT), una institución en la que trabaja mano a mano con Álvaro y otros investigadores. Como estáis a punto de comprobar, ambos tienen una vocación didáctica muy evidente, por lo que sus conferencias (algunas están disponibles en YouTube) son muy disfrutables.

Indagar de una forma rigurosa en la física de los viajes en el tiempo requiere que coqueteamos con la geometría del continuo espacio-tiempo. Y también con la teoría general de la relatividad. Es un terreno profundamente hipotético y especulativo, pero, aun así, la física teórica nos propone algunas respuestas extraordinariamente interesantes. Y sorprendentes. Pero lo mejor de todo es que recorrer este camino de la mano de estos dos físicos es una experiencia irrepetible. Prometido.

Vídeos de xataka – Dailymotion

La velocidad de la luz es absoluta.

No hay mejor forma de iniciar nuestro viaje que intentando afianzar nuestra percepción acerca del continuo espacio-tiempo y repasando la que sin duda es la propiedad más asombrosa de la luz: la invariabilidad de su velocidad en un medio determinado independientemente del estado de movimiento o reposo de la fuente que la emite y del observador. Este atributo es patrimonio exclusivo de la luz, por lo que no lo comparte con ningún otro objeto del universo. Álvaro nos los explica de una forma asequible:

«El espacio y el tiempo son tan fundamentales que podemos hablar de ellos, pero sin llegar a identificar con la máxima precisión qué son en realidad. Podríamos asimilar el espacio a una especie de conjunto de fichas de dominó, de manera que podemos pegar unas a otras en un plano y después colocar otro plano encima construido de la misma manera. Obviamente el espacio realmente no es así, pero este símil puede ayudarnos a entender de alguna forma su naturaleza», puntualiza.

«En cualquier caso, lo primero que podemos hacer es intentar entender la relación que existe entre el espacio y el tiempo. Si tenemos un espacio plano y en él hay dos hormigas podemos dibujarlas en un cierto instante del tiempo, y luego en un instante posterior podemos dibujar un plano encima con las mismas dos hormigas, pero colocadas en posiciones diferentes. De esta forma podríamos construir una especie de sándwich en el que el espacio discurre en la dirección horizontal de mi dibujo, y el tiempo en la vertical».

«No obstante, lo que acabamos de hacer es más que un simple dibujo. Desde finales del siglo XIX y culminando con el trabajo de Einstein de 1905 (la teoría especial de la relatividad), sabemos que hay algo muy curioso que relaciona el espacio y el tiempo: existe una velocidad máxima. No puedes viajar a una velocidad superior a la de la luz. Si tengo un cohete con un señor dentro que está avanzando a 10 km/h respecto al cohete, y el cohete con respecto a mí que estoy en la Tierra también está avanzando a 10 km/h, el señor con respecto a mí avanza a 20 km/h si tanto él como el cohete se desplazan en la misma dirección».

«Sabemos que hay algo muy curioso que relaciona el espacio y el tiempo: existe una velocidad máxima. No puedes viajar a una velocidad superior a la de la luz».

«Esta idea es intuitiva, pero, sin embargo, si la velocidad del cohete fuese 3/4 partes de la velocidad de la luz, y la del señor del interior del cohete en relación al propio cohete también fuese 3/4 partes de la velocidad de la luz, al observarlos desde fuera yo creería que el señor avanzaría a una velocidad de 3/4+3/4 de la velocidad de la luz. Es decir, al 150% de la velocidad de la luz, que es una cantidad mayor que la velocidad de la luz. Sin embargo, este cálculo está mal hecho. En realidad, nuestro universo no funciona así. Si hacemos el cálculo correctamente la velocidad total del señor del interior del cohete con respecto a mí será un poco inferior a la velocidad de la luz», concluye Álvaro.}

Esta ilustración elaborada por Álvaro refleja la suma de velocidades que hemos descrito en el ejemplo del cohete cuando ambos objetos se desplazan a una velocidad inferior a la de la luz.

José Luis prosigue la explicación de Álvaro proponiéndonos otro experimento mental que también puede resultarnos útil para interiorizar esta crucial propiedad de la luz antes de continuar nuestro viaje:

«En la física a la que estamos acostumbrados no pensamos que el ritmo de un reloj dependa de su movimiento. Si sincronizamos dos relojes y nos llevamos uno en un viaje en tren para posteriormente volver a reunirlos, el desplazamiento a cierta velocidad de uno de ellos no parece tener ningún efecto en la sincronización. En la física newtoniana, la de antes de la relatividad, el tiempo es absoluto. Esto significa que el ritmo de un reloj ideal que ni se atrasa ni se adelanta es el mismo en todas partes. Es universal. No depende de dónde está el reloj, y tampoco de su estado de movimiento».

«Para describir los fenómenos de nuestra vida cotidiana no necesitamos cambiar esta hipótesis simplificadora. Sin embargo, lo que descubrió Einstein es que esto no es correcto. A finales del siglo XIX los físicos se pusieron a estudiar con más detalle la luz, y se dieron cuenta de que su velocidad es rara porque es absoluta. Esto quiere decir que da igual cómo la midas, e incluso si te mueves respecto a la fuente, o si es la fuente la que se mueve respecto a ti; siempre obtienes la misma velocidad. Esto para ellos fue muy chocante porque todas las velocidades son relativas. Si voy por la autopista y un coche me adelanta lo veo adelantarme despacio, pero si estoy quieto en el arcén lo veo pasar a toda velocidad», asevera José Luis.

«Al combinarlas las velocidades se suman o se restan, pero que haya un objeto, que es la luz, con una velocidad absoluta es chocante. Los experimentos indicaban que esto es así, pero no se entendía. Einstein observó que, efectivamente, el espacio es obviamente relativo en el sentido de que la distancia que recorre un objeto depende del lugar desde el que estoy mirándolo. Si voy al encuentro de ese objeto la distancia que me separa de él es más corta. Esto significa que el espacio es relativo desde el punto de vista del observador. A partir de esta reflexión Einstein concluyó que si el espacio es relativo y el tiempo es absoluto, entonces su cociente es relativo».

«En este contexto si quiero que el cociente entre el espacio y el tiempo para un cierto fenómeno sea un valor absoluto tengo que hacer el tiempo relativo también. De esta forma las dos relatividades, la del tiempo y la del espacio, se cancelan. Einstein se dio cuenta de cómo debe variar el tiempo de acuerdo con el estado de movimiento del observador para que la velocidad de la luz sea siempre la misma. Esto es, en definitiva, lo que se observaba en los experimentos. A partir de aquí en vez de intentar demostrar que la luz tiene una velocidad absoluta, algo que parece imposible a partir de la teoría newtoniana, decidió asumir que existe una velocidad absoluta y comprobar si esto es consistente con todo lo demás».

«Entonces se dio cuenta de que la física no se destruía ni se volvía inconsistente. De hecho, se percató de que podía reconstruir todo su armazón asumiendo que existía una velocidad absoluta y sin que por ello se produjesen inconsistencias. Lo único que sucedía era que había unas fórmulas que tenían unas modificaciones que se hacían visibles a velocidades cercanas a la de la luz. Cuanto más rápido iba un objeto comparado con la velocidad de la luz, más se parecía su movimiento al de la luz, y más efectiva era la relatividad del tiempo desde el punto de vista de que los relojes no marchan igual si se están moviendo».

«La clave es que para encajar todo esto Einstein decidió modificar el concepto del tiempo. En su teoría el ritmo del tiempo depende del estado de movimiento de un objeto, pero también depende de si estás en un campo gravitacional intenso. Si estás en uno de ellos, aunque estés parado, el ritmo con el que transcurre el tiempo es más lento. Si pasas una temporada cerca de un agujero negro el tiempo para ti transcurrirá más despacio que para alguien que está en la Tierra. Simplemente vivimos en un mundo que tiene estas propiedades. Podríamos vivir en un mundo newtoniano, pero no es el caso. Como la velocidad de la luz es absoluta y es finita, pasan estas cosas», concluye José Luis sin disimular su entusiasmo.

«Einstein decidió modificar el concepto del tiempo. En su teoría el ritmo del tiempo depende del estado de movimiento de un objeto, pero también depende de si estás en un campo gravitacional intenso».

Los viajes en el tiempo hacia el futuro y el principio de equivalencia.

«La existencia de una velocidad máxima nos ha obligado a cambiar nuestras ideas acerca del espacio y el tiempo. De hecho, esto es lo que describió Einstein en 1915 con su teoría general de la relatividad. A partir de aquí podemos observar que viajar al futuro es fácil. Si observamos el reloj de un piloto de avión que acaba de dar una vuelta a la Tierra y lo comparamos con el de su hermano gemelo que se quedó en casa, veremos que el del piloto va retrasado a pesar de que inicialmente estaban sincronizados. En cierto sentido este último ha viajado al futuro de su hermano gemelo», expone Álvaro.

«Parece absurdo, pero este experimento se ha hecho y funciona perfectamente. De hecho, se repite todos los días miles de veces a causa del GPS. Los satélites de esta red para localizarnos tienen que tener en cuenta que como se están moviendo respecto a nosotros sus relojes se retrasan respecto al nuestro. De esta forma, llevando esta idea al extremo el piloto podría viajar muy deprisa y volver cuando su hermano gemelo tiene 80 años y él solamente tiene 30. Este efecto no solo es posible, sino que se demuestra todos los días millones de veces».

Cuando no se ve sometida a un campo gravitacional muy intenso la luz sigue una trayectoria recta a través del continuo espacio-tiempo, pero bajo el influjo de un campo gravitacional como el de la Tierra su trayectoria se curva ligeramente.

«Imaginemos que regresamos a nuestro cohete en el vacío y vemos en su interior al astronauta flotando debido a que no se ve afectado por la acción de ninguna fuerza. Si el cohete empieza a acelerar y colocamos debajo de los pies del astronauta una báscula comprobaremos que ya no marca cero como cuando el astronauta flotaba; marcará, por ejemplo, 75 kg, debido a que el cohete está acelerando con la misma aceleración que la gravedad sobre la Tierra».

«Esta observación fue la que llevó a Einstein a formular la hipótesis conocida como principio de equivalencia, que nos dice que la aceleración en un espacio lo suficientemente pequeño y la gravedad son lo mismo. Esto significa que la gravedad es un aspecto de la aceleración, y la aceleración está íntimamente relacionada con la gravedad», nos explica Álvaro con el propósito de que reparemos en uno de los principios fundamentales de la relatividad general.

La materia curva el espacio-tiempo.

Álvaro nos propone que continuemos adelante indagando un poco más en la relación que existe entre la materia y el continuo espacio-tiempo. Y para hacerlo nos sugiere un nuevo experimento mental muy sencillo:

«Si dibujamos un triángulo en un plano por más o menos alargado que sea sus ángulos siempre sumarán 180 grados. Esta es la propiedad que tiene un espacio plano. Sin embargo, si dibujo un triángulo sobre un espacio con geometría curvada, como, por ejemplo, la superficie de una esfera, sus ángulos sumarán 270 grados. Una de las predicciones de la teoría de la relatividad nos dice que la luz puede ser desviada por un objeto que tiene masa, de manera que podemos tomar tres puntos del espacio para formar con ellos un triángulo, colocar en cada uno de ellos un láser y enviar un haz de luz de uno a otro para conectarlos con rayos de luz en línea recta».

Earth 001

Los ángulos de un triángulo sobre un espacio plano suman 180 grados, pero sobre un espacio curvado suman 270 grados. Los objetos con masa o energía actúan sobre la estructura del espacio-tiempo curvándolo.

«Lo curioso es que si ahora coloco la Tierra, que es un objeto con una gran masa, en medio de estos puntos provocaré que la luz se curve un poco, de manera que los ángulos que describían los haces de luz serán un poco mayores que los ángulos iniciales. La suma de los tres ángulos cuando la luz viaja en un espacio curvado ya no será 180 grados; será una cifra algo mayor que esta cantidad. Esta es la forma en que cualquier objeto que tenga masa o energía actúa sobre la estructura del espacio-tiempo, provocando que sea curvada y no plana», concluye este físico de partículas.

Imagen de portada: Jordan Benton

FUENTE RESPONSABLE: Xataka. Por Álvaro de Rújula y José Luis F. Barbón.

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Física Cuántica/Astrofísica/Universo/

Agujero de gusano/ Puente de Einstein-Rosen.

¿Por qué nos gustan tanto los finales felices? La ciencia ya tiene una explicación.

DESCUBRIENDO EL CEREBRO

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No nos gusta que la pareja de la ficción termine separada, que en el último día de nuestras vacaciones el tiempo no acompañe. Es lógico o, al menos, eso dice nuestra lógica.

Es una ley no escrita, un deseo universal: Que las cosas acaben bien nos encanta, porque ¿a quién no le va a gustar la felicidad? Un final feliz es lo que esperamos de cualquier libro, película o serie, de nuestras vacaciones, de un día cualquiera. 

De hecho, solemos planear nuestra vida a corto y largo plazo en base a esta premisa, esperando que los contratiempos no sacudan un buen cierre de etapa. Que el día acabe con lluvia es una especie de enemigo interno en este sentido. Que en el último capítulo de tu serie favorita los protagonistas mueran es otro enemigo interno. 

No nos gusta que la pareja de la ficción termine separada, que en el último día de nuestras vacaciones el tiempo no acompañe. Es lógico o, al menos, eso dice nuestra lógica.

Según un estudio publicado en 2020 en ‘The Journal of Neuroscience’, a nivel psicológico, un final feliz es clave para considerar una experiencia como enteramente positiva. En cambio, un final no deseable tiende a eclipsar el resto de la experiencia. ¿Tiene algún tipo de explicación? La tiene.

A través del juego

Para descubrirla, los investigadores Martin Vestergaard y Wolfram Schultz, neurocientíficos de la Universidad de Cambridge, crearon un juego virtual empleando tecnología de realidad aumentada. Invitaron a probarlo a 27 participantes: todos ellos veían dos ollas sobre las cuales caían monedas, una tras otra, pero no todas eran del mismo tamaño.

Fuente: iStock

Al final de la simulación, preguntaron a cada uno cuánto dinero creían que se había acumulado en las ollas. A los que dieran una respuesta aproximada, se les regalaría el equivalente en efectivo. Ahí estaba el deseo. Lo que los investigadores detectaron es que quienes acertaron en el resultado, registraron una mayor actividad neuronal en la amígdala cerebral, ubicada en ambos hemisferios de nuestro cerebro. 

Cuando esta zona está activa, es capaz de ver “el todo”, o lo que es lo mismo: los participantes que ganaron pudieron apreciar mejor la experiencia completa del juego.

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Un área determinante

Como explican desde la Fundación Dacer, expertos en tratamientos neurológicos, desde la década de 1930, la investigación ha avanzado en el rol modulador que juega esta zona cerebral con respecto a la noción del miedo. De esta forma, recuerdan que «la información sensorial sobre estímulos aterradores puede llegar a la amígdala antes de que la corteza cerebral la procese de manera consciente».

«Se ha observado que está involucrada en la formación de recuerdos positivos, y que un daño en esta área puede afectar la capacidad de formarlos» 

Sin embargo, es mucho más reciente el conocimiento acerca del papel de la amígdala con respecto a nuestra noción de felicidad. «Se ha observado que está involucrada en la formación de recuerdos positivos, así como que un daño en esta área puede afectar la capacidad de formar este tipo de recuerdos», apuntan.

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Esto coincide con otra observación en el juego propuesto por Vestergaard y Schultz: Quienes calcularon mal su respuesta, mostraron poca o nula actividad en esta zona del cerebro. En estos casos, la parte que más se activó fue la ínsula anterior (localizada entre los lóbulos parietal y frontal y encargada de “sancionar” a la mente).

No importa tu personalidad

Los investigadores concluyeron entonces que en este grupo de personas, el no haber ganado provocó que “castigaran” su cerebro, lo que les llevó a no permitirse disfrutar del resto de la experiencia.

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Lo sorprendente es que esto mismo sucede con cualquier cosa, y a cualquier persona, sin importar otras características de personalidad, como por ejemplo lo alternativa o disruptiva que sea esta. A tu cerebro siempre le van a gustar más los finales felices. 

Existen actualmente muchas investigaciones en curso para seguir conociendo esta pequeña zona de nuestra cabeza que, solo con la hasta ahora sabido de ella, resulta tan imprescindible para nuestro funcionamiento como fascinante. Se está analizando si podría estar involucrada en la evaluación de cosas en el entorno para determinar su importancia.

Imagen de portada: Imagen de la película ‘Mamma Mia! Here We Go Again’ (Fuente: EFE)

FUENTE RESPONSABLE: Alma, Corazón y Vida. Abril 2022

Sociedad y Cultura/Ciencia/Cerebro/Investigación