En el Día Mundial del Correo, cartas matemáticas
Hoy, como cada 9 de octubre desde 1969, se celebra el Día Mundial del Correo. La fecha de esta conmemoración se eligió porque el 9 de octubre de 1874 nació la Unión Postal Universal en Berna, Suiza. Así, hoy, el 9 de octubre de 2024, este organismo especializado de Naciones Unidas cumple 150 años.
El propósito de este Día Mundial es concienciar sobre el papel del sector postal en la vida cotidiana de las personas y las empresas y su contribución al desarrollo social y económico de los países.
Cartel del Día Mundial del Correo 2024. Fuente: Naciones Unidas.
El papel del sector postal también ha sido relevante en el quehacer científico. Entre otras historias que ratifican la anterior afirmación, recuerdo el caso de la microbióloga Elizabeth Lee Hazen y la química Rachel Fuller Brown que, en 1950, descubrieron y aislaron la nistatina, un fármaco que impide el crecimiento de los hongos. La eficacia del servicio de correos estadounidense jugó un papel esencial en ese hallazgo: los laboratorios en los que trabajaban estas dos científicas distaban más de 200 kilómetros y debían intercambiar sus cultivos de hongos para avanzar en la investigación…
Aunque los servicios postales van mucho más allá que el intercambio de cartas, en el día de hoy quería dedicar esta anotación a recordar algunos fragmentos de nueve (en honor al día) correspondencias epistolares relacionadas, por supuesto, con las matemáticas.
Carta de William Molyneux a John Locke, 1693“Soy de la opinión de que el ciego no podría, a primera vista, decir con certeza cuál es el globo y cuál el cubo, mientras sólo los viera, aunque por el tacto pudiera nombrarlos sin equivocarse y con toda seguridad supiera distinguirlos por las diferencias de sus formas tentadas”.
En Haciendo matemáticas en la oscuridad.
Carta de Carl Friedrich Gauss a Sophie Germain, 1807“Pero cómo describirle mi admiración y mi sorpresa al ver a mi estimado remitente señor LeBlanc transformarse en este ilustre personaje que da un ejemplo tan brillante de algo en lo que me cuesta creer.
El gusto por las ciencias abstractas en general y sobre todo por los misterios de los números no es algo frecuente: eso no sorprende a nadie; los encantos hechiceros de esta ciencia sublime no se desvelan en toda su belleza más que a quienes tienen el valor de profundizar en ella. Pero cuando una persona de ese sexo, que por nuestras costumbres y nuestros prejuicios ha de encontrar infinitamente más obstáculos y dificultades que los hombres para familiarizarse con sus espinosas investigaciones, es capaz pese a todo de superar esas trabas y penetrar en lo más oscuro que tiene, es sin duda necesario que posea el más noble coraje, dones absolutamente extraordinarios y un talento superior”.
En Semblanza alfabética de Sophie Germain.
Carta de Sophie Germain a Guglielmo Libri (sobre Évariste Galois), 1831“La muerte del señor Fourier ha sido demasiado para este estudiante Galois que, a pesar de su impertinencia, daba muestras de un carácter inteligente. Todo esto ha hecho tanto que lo han expulsado de la Escuela Normal. No tiene dinero… Dicen que se volverá completamente loco. Temo que sea cierto”.
En 18th April.
Carta de Ada Augusta Lovelace a Annabella Milbanke, 1841“No me concederás poesía filosófica. ¡Invierte el orden! ¿Me darás filosofía poética, ciencia poética?”.
Carta de Augustus de Morgan a William Rowan Hamilton, 1852“Uno de mis estudiantes [Frederick Guthrie] me pidió hoy que le diera la razón para un hecho –que yo no sabía que era un hecho, ni lo sé aún–. Dijo que si una figura se divide de alguna manera y sus piezas se colorean de manera que las que tengan alguna frontera común queden con colores distintos, se pueden necesitar cuatro colores, pero no más. El siguiente es el caso en el que se necesitan cuatro colores”.
En Una historia que comienza en 1852.
Carta de Karl Weierstrass a Sofia Kovalevskaya, 1873“Qué bien estaríamos aquí –tú con tu alma imaginativa, yo estimulado y renovado por tu entusiasmo– soñando y contemplando todos los problemas que nos quedan por resolver, sobre los espacios finitos o infinitos, sobre la estabilidad del sistema solar, y los otros grandes problemas de las matemáticas y de la física del futuro”.
Carta de Albert Einstein al New York Times (sobre Emmy Noether), 1935“A juicio de los matemáticos vivos más competentes, la señorita Noether fue el genio matemático creativo más importante que haya existido desde que comenzó la educación superior para las mujeres”.
Carta de Warren Weaver a Norbert Wiener, 1947“Naturalmente, uno se pregunta si el problema de la traducción podría ser tratado como un problema de criptografía. Cuando veo un artículo en ruso, digo: «Esto está escrito en inglés, pero ha sido codificado con algunos símbolos extraños. Ahora procederé a descifrarlo»”.
En Warren Weaver, de la física matemática a la traducción automática.
Carta de Alexandre Grothendieck (declaración de intenciones), 2010“No tengo intención de publicar ni republicar ninguna obra o texto de los que sea autor, en ninguna forma, impresa o electrónica, ya sea en su totalidad o en extractos, textos de carácter personal, de carácter científico o de otro tipo, ni cartas dirigidas a nadie, ni ninguna traducción de textos de los que sea autor”.
Sobre la autora: Marta Macho Stadler es profesora de Topología en el Departamento de Matemáticas de la UPV/EHU, y editora de Mujeres con Ciencia
Nota del editor: Aunque no sean de índole matemática, merece la pena recordar esta serie de artículos de Javier Peláez en un día como hoy: Las cartas de Darwin
El artículo En el Día Mundial del Correo, cartas matemáticas se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.
Lapurtutako gene bat erabiliz feminizatzen duen bakterioa
Mikrobioen mundua askotarikoa da, baina egunen batean bakterio harrigarriena aukeratu beharko bagenu, uste dut Wolbachiak boto asko eskuratuko lituzkeela. Bakterio hori (1. irudia) naturako ugalketa parasito ugariena da, eta intsektu eta artropodo espezie guztien erdiak infektatzen dituela kalkulatzen da. Soilik zelula zitoplasmaren barruan bizi daiteke eta belaunaldi batetik bestera obuluen bidez transmititzen da, ez espermatozoideen bidez. Transmisio modu berezi horren ondorioz, Wolbachiak hainbat estrategia garatu ditu bere hedapena maximizatzeko. Hain zuzen ere, estrategia horiek ez diete laguntzen ostalari arrei, ez baitira gai bakterioa hedatzen laguntzeko.
1. irudia: Wolbachiak infektatutako intsektu zelula (geziak). (Iturria: O’Neill, Scott et. al. DOI: 10.1371/journal.pbio.0020076Wolbachia ostalari batzuen sistema endokrinoa manipulatzeko gai da, feminizatzeko eta soilik obuluak sor ditzaten. Beste batzuetan, ostalari arren heriotza eragiten du, edo ezinezkoa egiten du infektatutako arren espermatozoideek Wolbachiak infektatu gabeko obuluak ernaltzea, eta horrek ondorengo osasuntsuak sortuko lituzke. Estrategia horiei buruzko informazio gehiago aurki dezakezue bakterioak garatutako mekanismo zelular eta molekular batzuk deskribatu nituen artikulu batean. Halaber, artikulu horretan azaldu nuen Wolbachia erabiltzen ari direla aliatu gisa intsektuek transmititutako gaixotasunen aurkako borrokan.
Laugarren estrategia partenogenesia eragitea da, hau da, emeak ugaltzea arren esku hartzerik gabe, ondorengo emeak bakarrik sortzeko. Kasu horretan, ez dira hain ezagunak Wolbachiak bere ostalarien ugalketa sistema manipulatzeko erabiltzen dituen mekanismoak. Orain arte Shenyangeko (Txina) Nekazaritza Unibertsitateko ikertalde batek Wolbachiak Encarsia formosa liztorraren ugalketa nola manipulatzen duen argitu berri du. Intsektu hori partenogenesi bidez ugaltzen da, eta emeek emeak bakarrik sortzen dituzte, ugalketa zikloko ezein unetan arrik egon gabe. Ikerketaren garrantzitsuena da Wolbachiak beste intsektu bati “lapurtu” dion gene bat erabiltzen duela manipulazio horretarako.
2. irudia: irudia. Goian, intsektu askoren sexuaren zehaztapena. Doublesexen aurre-RNAm-ren prozesamenduak dsxF eta dsxM polipeptidoak sortzen dituzten bi mezulari sortzen ditu, garapen femeninoa eta maskulinoa eragiten dutenak, hurrenez hurren. Transformer (Tra) proteinaren presentzia funtsezkoa da garapen femeninorako. Behean, feminizazioaren eragitea eta partenogenesia Wolbachiak infektatutako Encarsia formosa liztorrean. Wolbachiak intsektu baten Transformer gene bat eskuratu du bere eboluzioan, zeinarekin Tra-k bezala jokatzen duen Piff proteina sortzen duen. Emeak bakarrik bereiz daitezke, eta nahitaez partenogenesi bidez ugaldu behar dira, Wolbachiaren hedapenean laguntzeko. (Iturria: Cuaderno de Cultura Científica)Hori azaltzeko, jakin behar dugu nola zehazten den intsektu bat arra edo emea den (2. irudia). Kasu askotan, gene bakar baten produktuaren mende dago hori, Doublesex (Dsx) izenekoaren mende. Gene horrek aurre-RNA mezulari bat sortzen du, eta prozesatu egiten da bi polipeptido desberdin eman ditzan: dsxF eta dsxM. Prozesamendu horri “lotura alternatiboa” (alternative splicing) esaten zaio, RNA mezulariaren segmentuen “moztu eta itsatsi” bat. dsxF polipeptidoak enbrioiaren feminizazioa eragiten du; dsxM formak, berriz, arrak. dsxF forma sortzeko, bi proteina behar dira, Transformer (Tra) eta Transformer2 (Tra2) izenekoak, hurrenez hurren. Bi proteina horiek enbrioiaren garapenean agertzen badira, intsektu eme bat sortuko da, eta bestela ar bat izango dugu.
Esan dugu Wolbachiak infektatutako E. formosa liztorrak soilik emeak sortzen dituela. Bada, liztorrak antibiotikoz (tetraziklinaz) tratatzen badira, bakterioa hil egiten da eta arrak agertzen hasten dira ondorengoetan. Hori bai, arrak ez dira emeak ernaltzeko gai. E. formosak betiko galdu du sexu bidezko ugalketarako gaitasuna, eta hori ez da antibiotikoaren tratamenduarekin berreskuratzen.
Txinako ikertzaileek liztorraren sexu zehaztapenaren sistema aztertu zuten eta Transformer geneak Tra proteina ez funtzional bat sortzen zuela ikusi zuten. Gogora dezagun Tra-ren eta Tra2-ren arteko konbinazioa funtsezkoa dela emeak sortzeko. Orduan, nola gertatzen dira ondorengo emeak infektatutako liztorretan, Tra ez bada funtzionala?
Wolbachiak Piff izeneko proteina sortzen du (izen bitxia, eta hemendik dator: parthenogenesis-induction feminization factor). Piff-ek Tra-k bezala funtzionatzen du, Tra2-rekin bat egiten du eta dsxF sortzea eragiten du faktore feminizatzailea (2. irudia). Harrigarriena da Wolbachiak “adimena” duela Piff faktorea enbrioiaren sexua zehazten den garapen unean bertan jariatzeko. Are harrigarriagoa da Piff ez dela agertzen Wolbachiaren andui guztietan, eta haren sekuentziak intsektu gene bat dela adierazten du, koleoptero bat ziurrenik.
Beste era batera esanda, Wolbachiaren andui batzuek intsektuaren Transformer gene zahar bat hartu dute, “geneen transferentzia horizontala” izenez ezagutzen den fenomenoagatik. Bikaintasun ebolutibo horri esker, liztor enbrioiaren zelulei Piff produktua ematen die Tra2-ren osagarri gisa, eta garapen femeninoa bultatzen du. Hala, partenogenesi bidez bakarrik ugaldu daitekeen heldu bat sortzen da, ez baitago arrik. Garrantzitsua da nabarmentzea kasu hori eta garapena feminizatzeko sistema endokrinoa manipulatzea prozesu desberdinak direla; bigarren hori Wolbachiak egiten du beste espezie batzuetan. Kasu horretan, esku hartzen du sexua zehazten duen sistema genetikoan.
Ez al du merezi Wolbachiak bakterio harrigarrienen elitean egotea?
Erreferentzia bibliografikoa:Li C, Li CQ, Chen ZB, Liu BQ, Sun X, Wei KH, Li CY, Luan JB. (2024). Wolbachia symbionts control sex in a parasitoid wasp using a horizontally acquired gene. Curr Biol. Doi: 10.1016/j.cub.2024.04.035.
Egileaz:Ramón Muñoz-Chápuli Oriol Animalien Biologiako Katedraduna (erretiratua) da Malagako Unibertsitatean.
Jatorrizko artikulua Cuaderno de Cultura Científica blogean argitaratu zen 2024ko ekainaren 3an: La bacteria que feminiza usando un gen robado.
Itzulpena: UPV/EHUko Euskara Zerbitzua.
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La pista número uno sobre la gravedad cuántica se encuentra en las superficies de los agujeros negros
Un artículo de Joseph Howlett. Historia original reimpresa con permiso de Quanta Magazine, una publicación editorialmente independiente respaldada por la Fundación Simons.
Ilustración: Kristina Armitage / Quanta MagazineKarl Schwarzschild descubrió por primera vez los agujeros negros en 1916, pero durante mucho tiempo no fueron realmente algo. “Los agujeros negros se descubrieron como un objeto puramente geométrico, en cierto sentido, solo espacio vacío. Nada”, explica Yuk Ting Albert Law, físico teórico de la Universidad de Stanford.
Un agujero negro es una rareza matemática surgida de la teoría general de la relatividad de Albert Einstein. Es la contorsión más extrema del tejido espacio-temporal, un lugar donde su curvatura y atracción gravitatoria se vuelven infinitas. Todo lo que se acerque demasiado a ese punto nunca podrá escapar, ni siquiera la luz.
Los agujeros negros adquirieron mayor importancia con el trabajo de Stephen Hawking y Jacob Bekenstein en la década de 1970. Sus cálculos transformaron los agujeros negros de espacio retorcido a objetos reales con «posible estructura microscópica», continúa Law. Los hallazgos tuvieron consecuencias de largo alcance que continúan dando forma a nuestra comprensión del espacio-tiempo y agudizando sus misterios.
La serie de descubrimientos comenzó en 1972, cuando Hawking demostró que el tamaño de un agujero negro (en concreto, su superficie esférica) siempre aumenta en proporción a la masa de lo que cae en él. La regla se parecía a la segunda ley de la termodinámica, que dice que la entropía, una medida del desorden en un sistema, nunca disminuye.
La mayoría de los físicos, incluido Hawking, no tomaron la similitud demasiado literalmente. “La gente pensaba que no tenía nada que ver con la termodinámica. Simplemente parecía matemáticamente similar”, explica Elba Alonso-Monsalve, física teórica del Instituto Tecnológico de Massachusetts.
Bekenstein no estuvo de acuerdo. Sostenía que los agujeros negros deben tener entropía. Si no la tuvieran, consideremos el caso en el que una taza de té caliente cae en un agujero negro. La entropía del té parecería desaparecer, lo que violaría la segunda ley de la termodinámica. Esto es, a no ser que la superficie del agujero negro se expanda y signifique que su propia entropía aumenta para compensar la diferencia.
Por lo tanto, el área del agujero negro debe considerarse como un indicador de su entropía, según Bekenstein. “Vio que si se toma en serio el área como entropía, entonces la entropía total del universo aumenta”, como debería ocurrir cuando algo cae en el agujero negro, continúa Alonso-Monsalve.
La relación entropía-área de Bekenstein era sólo una conjetura. Luego Hawking la convirtió en una fórmula cuantitativa precisa. Encontró los coeficientes que faltaban en la fórmula combinando las ecuaciones de la mecánica cuántica con el espacio-tiempo deformado que rodea a un agujero negro. Calculó que los agujeros negros en realidad irradian como cualquier objeto cáliente, lo que significa que tienen una temperatura medible. Trabajando a la inversa, utilizó esta temperatura para calcular la entropía del agujero negro, obteniendo una expresión exacta en términos de su área.
La fórmula tuvo implicaciones radicales.
Las investigaciones realizadas en los años 70 por el físico británico Stephen Hawking (izquierda) y, trabajando de forma independiente, por el físico israelí-estadounidense Jacob Bekenstein demostraron que la entropía de un agujero negro depende de su área. De izquierda a derecha: Santi Visalli/Getty Images; Jakob Bekenstein/Wikimedia CommonsA un nivel fundamental, la entropía significa opciones. Se calcula observando algo desde el exterior y calculando la cantidad de formas diferentes en que se podrían organizar sus partículas para que parezca de esa manera. Cuantas más posibilidades microscópicas existan para el estado de un sistema que no se puedan distinguir desde el exterior, más entropía tendrá el sistema.
La entropía suele aumentar con el volumen de un sistema, porque se distribuye entre todos los átomos que lo componen. Una jarra llena con dos tazas de agua tiene el doble de entropía que una taza.
Los agujeros negros son sorprendentemente diferentes. La fórmula de Bekenstein-Hawking dice que la entropía de un agujero negro aumenta con el área de su superficie, no con la cantidad de espacio que contiene. Si cae suficiente material en un agujero negro como para duplicar su volumen, su entropía solo aumentará aproximadamente la mitad.
La fórmula implica que toda la información microscópica inaccesible desde el exterior de un agujero negro está codificada en su superficie. Es como si el volumen encerrado por ese límite impermeable no contuviera información adicional, como si el límite en sí fuera el objeto más importante y fundamental.
Hasta el día de hoy, la ley de área-entropía es una de las cosas más concretas que conocemos sobre la naturaleza cuántica de la gravedad. “Cualquiera que sea el modelo de gravedad cuántica, tiene que ser capaz de explicar la entropía de los agujeros negros”, afirma Law. Este es uno de los grandes éxitos de la teoría de cuerdas, una candidata a “teoría del todo” que describe el origen cuántico de la gravedad como bucles vibrantes de energía. En 1996, Andrew Strominger y Cumrun Vafa contaron los estados microscópicos subyacentes a un agujero negro en la teoría de cuerdas y llegaron a la fórmula de área-entropía de Bekenstein.
Así pues, la clave de la estructura subyacente de los agujeros negros se encuentra en su superficie. “La gente empezó a pensar”, afirma Law, “que tal vez la teoría microscópica que describe los agujeros negros vive en un espacio-tiempo con una dimensión inferior”. Este concepto, llamado principio holográfico, puede extenderse de los agujeros negros al espacio-tiempo en general. Tal vez el tejido flexible y gravitacional de nuestro universo surja de lo que sea que esté sucediendo en algún límite de dimensión inferior.
El artículo original, The #1 Clue to Quantum Gravity Sits on the Surfaces of Black Holes, se publicó el 25 de septiembre de 2024 en Quanta Magazine.
Traducido por César Tomé López
El artículo La pista número uno sobre la gravedad cuántica se encuentra en las superficies de los agujeros negros se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.
Izotz Aroko ehizan erabilitako teknika berria proposatu dute
Lantzak jaurtiki beharrean, duela 13.000 urteko gizakiek lantzak lurretik altxatu eta erasoan ari ziren mamuten kontra jotzeko erabili zituztelako hipotesia aurkeztu du ikertzaile talde batek.
Dozenaka irudi, film, berreraikipen eta kontakizunetan agertu da eszena: Historiaurreko gizaki talde bat animalia erraldoi bat inguratzen ari da, eskuetan lantza eta zuziak dituztela. Ez da borroka erraza, inondik inora, basapiztiaren tamaina aintzat hartuta; baina gizakiek abantaila garrantzitsu bezain erabakigarria dute: komunean ehizatzen duten beste hainbat animaliak bezala estrategia bat izateaz gain, gizakiek tresnak ere dituzte eskura.
Halere, argi dago garai horretako zuzeneko kontakizunik ez zaigula iritsi —Historiaurrea delako, hain justu—, eta arrasto arkeologikoetan utzitako aztarnak interpretatzea beste erremediorik ez dago.
1. irudia: mamutak eta tamaina handiko beste animaliak ehizatzeko Clovis punten erabilera berria proposatu dute ikertzailek. (Irudia: Flying Puffin – CC BY 2.0 lizentziapean. Iturria: Wikimedia Commons)Logikan eta gaur egungo ehiztari-biltzaileen jardunean oinarritu da ehizatzeko modu horren interpretazioa. Beste aukera bat da, noski, ehiztariak gehienbat animalia zaurituez profitatu izana, eta beren haragia apurtu eta ebakitzeko harrizko tresnak erabili izana. Unearen arabera, noski, izan zitekeen bata edo bestea gertatzea: zenbaitetan modu aktiboan ehizatzea, eta, besteetan, hildako animaliei probetxua ateratzea.
Baina adituak ez dira ados jartzen, eta eztabaida hori bereziki handia izan da Ipar Amerikan aurkitutako Clovis punten inguruan. Horrelako puntak 1920ko hamarkadan aurkitu ziren aurrenekoz, Mexiko Berriko Clovis hirian, eta, arkeologian askotan gertatu ohi den moduan, lehenengo aldiz aurkitu ziren lekuaren izena hartu zuten.
Handik geroztik, halako milaka punta agertu dira Ameriketako aztarnategietan, horietako batzuk mamuten hezurduren barruan. Silex, suharri edo harrinabarrezkoak izaten dira, eta ertz oso bereizgarriak dituzte. Oinarriaren inguruko bi aldeetan arraildura ildaskatuak dituzte, eta, beheko aldean, koska bat. Baina gehienetan lantza osoak ez dira agertzen, horiek osatzen dituzten zatiak —egurrezko makila, pinu brea edo lokarriak— denborak aurrera egin ahala galtzen diren elementuak direlako.
Aipatutako adituen arteko eztabaida horren adibide, 2021ean Journal of Archeological Science aldizkarian argitaratutako artikulu batean ikertzaile batzuek proposatu zuten mamutak ehizatzeko arma modura beharrean, benetan haragia apurtzeko aizto gisa erabili izan zirela Clovis puntak. Bertan argudiatu zutenez, arraroa da puntetan apurketa arrastorik geratu ez izana. Baina, kontrako norabidean, 2022an aldizkari berean argitaratutako beste ikerketa batek zioen mamuten hezurretan aurkitutako markak bat zetozela Clovis punten ezaugarriekin.
Bada, orain, Berkeley Kaliforniako Unibertsitateko (AEB) arkeologoek beste aukera bat jarri dute mahai gainean, PLOS ONE aldizkarian argitaratutako zientzia artikulu baten bidez.
Proposamenaren arabera, duela 13.000 urte inguru, Izotz Aroan, mamutak eta antzeko animalia handiak hiltzeko, garaiko ehiztariek lurrean sartutako zutoinak erabiltzen zituzten, eta, hortaz, ez zituzten erabiltzen lantza gisa, jaurtikita. Hala, horren arabera, garaiko ehiztariek lantzen atzeko aldeak lurraren gainean txertatzen zituzten, eta ihesean edo erasoan ari ziren animalien aurka altxatzen zituzten. Horrek lantzen eragina asko handitu ahal zuela diote, animaliatzarren gorputzean sakonki sartuz.
Egileek errepasatu dute gaiaren bueltan idatzitakoa eta, are, artearen munduan marraztutakoa, jakiteko lurrean iltzatutako lantzen bidezko ehizaren inguruan dagoen ezagutza. Baina, horrez gain, arkeologia esperimentalaz baliatu dira ere, pika bidezko ehiza tekniken erabilgarritasuna egiaztatu aldera.
Egin duten ikerketa historikoan, arkeologoak konturatu dira dezenteko ezagutza dagoela antzeko funtzioa betetzen zuten metalezko gailu militarren inguruan, gerretan zaldien aurka egiteko erabili izan direlako historian zehar. Baina ehizarako egindako erabilera ez da asko jorratu testuetan.
2. irudia: Clovis puntek oso ezaugarri bereizgarriak dituzte; tartean, oinarrian egindako koska bat, berreraikipen hauetan ikus daitekeenez. (Argazkia: Scott Byram / Berkeleyko Unibertsitatea).Baina, esan bezala, horrez gain, esku artean izan duten hipotesia frogatzeko arkeologia esperimentalera ere jo dute, beren beregi prestatutako esperimentu praktikoen bidez. Modu horretan, hurbiltzen den animalia baten aurrean lantza horiek nola erantzuten zuten jakin nahi izan dute. Arkeologoek probetarako plataforma bat eraiki dute. Punta apurtu aurretik lantza batek jaso ahal duen indarra neurtzen ahalegindu dira, animalia baten erasoaren simulazioa eginez. Hainbat lantza mota probatu dituzte modu horretan.
Aurretik egindako esperimentuetan ohiko beste modu batean neurtu dute lantzen indarra, buztinezko edo gelezko egituren aurka tiro eginez. Bederatzi tonako mamut batek jaso ahalko zuen kaltea neurtu nahi izan dute jaurtiketen bidez.
Bi motako esperimentuak alderatuz, ikertzaileek argi dute gizaki batek jaurtikitako lantza baten indarra eta erasoan ari den animalia handi batena oso desberdinak direla. “Magnitude ordena baten aldea dago”, adierazi du Jun Sunseri antropologoak.
Egileen arabera, orain arte zabalduen dagoen irudiak ez du zentzu askorik, gehienetan utziko zituelako animalia erraldoi eta haserre bat —are arriskutsuago izateko aukerarekin, beraz—, eta lantza apurtuta duen ehiztari bat.
“Ameriketako natiboen diseinu zahar hau berrikuntza ikaragarria izan zen ehiza estrategietan”, babestu du Scott Byram arkeologoak prentsa ohar batean. Koskadun beste hainbat puntaren aldean, Clovis puntak “substantzialagoak” direla babestu du Byramek, eta defentsarako erabili izan zirelakoan dago.
Aintzat hartu behar da garai horretan halako lantzak oso baliotsuak izango zirela, ez baitzen erraza horiek eraikitzeko material egokiak lortzea eta lantzea. Horregatik, egileek diote logikoa dela pentsatzea ehiztariek ez zutela nahi izango lantza horiek besterik gabe animalien kontra botatzea, horiek puskatzeko arriskua handia izango zelako, animaliak akabatuko zuten ziurtasuna izan gabe. Gauzak hala, arkeologoek babestu dute tresna iraunkorrak izatea lehentasuna izan behar zela duela 13.000 urte bizi ziren komunitateentzat.
Egileek esan dutenez, gaia ikertzeko ideia su baten inguruko solasaldi batean hasi zen, Afrika Hegoaldean bizi den Venda herriko lagunen artean beren lantzen erabileraz izandako irakaspenak jaso eta gero.
Babestu dute ideia hau ez dela zertan mugatu Ameriketara, eta munduko beste hainbat lekutan erabili ahal zela. Dena dela, aurreratu dute beren hipotesian sakontzeko esperimentu berriak prestatzen ari direla; horietan, mamut baten erreplika egingo dute, eta pendulu batez edo irristatzeko gai den beste tramankuluren batez baliatuko dira animaliaren erasoa simulatzeko.
Erreferentzia bibliografikoak:Eren, Metin I.; Meltzer, David J.; Story, Brett; Buchanan, Briggs; Yeager, Don; Bebber, Michelle R. (2021). On the efficacy of Clovis fluted points for hunting proboscideans. Journal of Archaeological Science: Reports, 39. DOI: 10.1016/j.jasrep.2021.103166
Kilby, J. David; Surovell, Todd A.; Huckell, Bruce B.; Ringstaff, Christopher W.; Hamilton, Marcus J.; Haynes Jr, C. Vance (2022). Evidence supports the efficacy of Clovis points for hunting proboscideans,
Journal of Archaeological Science: Reports, 45. DOI: 10.1016/j.jasrep.2022.103600
Byram, R. Scott; Lightfoot, Kent G.; Jun Sunseri, Ueno (2024). Clovis points and foreshafts under braced weapon compression: Modeling Pleistocene megafauna encounters with a lithic pike. PLOS ONE. DOI: 10.1371/journal.pone.0307996
Egileaz:Juanma Gallego (@juanmagallego) zientzia kazetaria da.
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Bacterias que preparan el invierno midiendo el fotoperiodo
La medición del fotoperiodo, es decir, el número de horas de luz en un día determinado, permite anticipar condiciones ambientales cambiantes con las estaciones y regular así procesos fisiológicos como la migración, la floración, la hibernación o la reproducción estacional. Esto es muy conveniente cuando animales y plantas asisten al desfile de las estaciones a lo largo del año, pero ¿qué ocurre con bacterias que solo viven unas horas antes de dividirse? ¿Les puede interesar saber que se acerca el invierno?
La respuesta es que a algunas sí les interesa, y la historia de este reciente descubrimiento es apasionante. Primero tenemos que recordar qué es el reloj circadiano.
Los ritmos circadianos son cambios fisiológicos que siguen un ciclo aproximado de 24 horas. Por ejemplo, nuestro ciclo vigilia/sueño. El llamado jetlag se produce cuando este ritmo circadiano pierde la sincronía con el ciclo luz/oscuridad debido a un viaje. Después de unos cuantos días ambos ciclos vuelven a sincronizarse. Este y otros muchos cambios son controlados por el llamado reloj circadiano, descubierto en los años setenta y bien caracterizado a nivel molecular.
Figura 1. La cianobacteria fotosintética Synechococcus elongatus. De Masur (dominio público)Resulta sorprendente, pero procariotas como la cianobacteria fotosintética Synechococcus (Figura 1), que viven unas horas antes de dividirse, también tienen un reloj circadiano. Sus mecanismos fueron descubiertos por el grupo de Carl H. Johnson en la Universidad Vanderbilt. Solo tres genes, KaiA, B y C, interactuando de forma compleja (explicado en la Figura 2), permiten que los procesos fisiológicos de Synechococcus se ajusten a un ciclo aproximado de 24 horas, a pesar de que en ese periodo habrá experimentado cuatro ciclos de división.
Figura 2. Control del ritmo circadiano por las proteínas KaiA, B y C. KaiC es un hexámero de proteínas con actividad kinasa (fosforilación). Esta actividad se potencia a lo largo del día por la unión a KaiA. De esta forma se fosforilan residuos de treonina (T) y serina (S) (fosforilación representada en rojo). Al final del día la hiperfosforilación provoca la unión de los factores SaSA y RpaA activando el programa genético “nocturno”. También se une KaiB, que desplaza a SaSA y KaiA, y cambia la configuración de KaiC, adquiriendo actividad desfosforilasa. Al final de la noche los residuos de treonina y serina han sido desfosforilados, vuelve el programa “diurno” de expresión génica y el ciclo vuelve a comenzar. Imagen de ADN de Forluvoft, dominio públicoBuena parte de los genes de Synechococcus siguen un ritmo circadiano. Durante el día (temperatura alta, luz ultravioleta, fotosíntesis activa) se activan mecanismos de respuesta al calor, al estrés oxidativo y a los daños en el ADN. Cuando cae la noche cesa la fotosíntesis y aumenta el metabolismo de carbohidratos para suministrar energía. A diferencia de otros organismos, la sincronización del reloj no se produce captando la luz mediante pigmentos fotorreceptores, sino en función del estado de oxidación-reducción que se establece durante la fotosíntesis diurna.
Una estudiante de Johnson, María Luisa Jabbur, sugirió a su jefe la posibilidad de que el reloj circadiano de Synechococcus pudiese ser utilizado también para anticipar cambios estacionales y prepararse para el frío. Esta idea fue recibida con muchísimo escepticismo. Si ya era difícil imaginar que una bacteria se ajustara a un ritmo diario cuatro veces más largo que su ciclo vital, pensar que podría hacer previsiones a un plazo de meses resultaba inverosímil. No obstante, Luisa recibió autorización para investigarlo. Tuvo éxito y sus resultados acaban de ser publicados en la revista Science.
Los experimentos de Mª Luisa Jabbur consistieron en someter a las bacterias a tres fotoperiodos, día corto (8 horas de luz, 16 de oscuridad), día equinoccial (12 horas de luz y oscuridad) y día largo (16 horas de luz, 8 de oscuridad) (Figura 3). Después de varios días, las bacterias fueron mantenidas durante dos horas en un medio helado. Sorprendentemente, la tasa de supervivencia de las que habían experimentado los días cortos fue 2-3 veces superior al resto. El equipo constató que eran necesarios al menos cuatro ciclos de alternancia luz/oscuridad para obtener esos resultados, y la supervivencia óptima se conseguía después de 6-8 ciclos.
Figura 3. Experimento de Mª Luisa Jabbur. Cultivos de Synechococcus son sometidos a un mínimo de cuatro ciclos diarios con diferentes periodos de luz y oscuridad. Las bacterias sometidas a días cortos y noches largas resistieron mucho más que el resto una bajada drástica de la temperatura. Sin embargo, bacterias mutantes para los genes que regulan el ritmo circadiano perdieron su capacidad de adaptación al frío. Cubo de hielo diseñado por macrovector (Freepik)Otro experimento importante consistió en utilizar bacterias mutantes para los genes KaiA, B y C. De esta forma se comprobó que cuando las bacterias no eran capaces de establecer el ritmo circadiano, tampoco se adaptaban a las temperaturas bajas a pesar de haber experimentado fotoperiodos cortos.
El mecanismo de adaptación a las bajas temperaturas pasa por un aumento de la fluidez de las membranas celulares. Esta fluidez depende del grado de saturación de los lípidos que las componen. Como bien sabemos, el aceite de oliva es fluido a temperatura ambiente, la mantequilla lo es mucho menos, y esto se debe a las grasas insaturadas del aceite. El fotoperiodo corto en Synechococcus provoca la activación de un programa genético que incluye la síntesis de lípidos insaturados y su incorporación a las membranas celulares. Un estudio del transcriptoma de Synechococcus mostró que 708 genes (la cuarta parte del total) cambian sus niveles de expresión al reducirse el fotoperiodo. Sin embargo, en los mutantes KaiABC, incapaces de establecer un ritmo circadiano, solo 384 genes modifican sus niveles de expresión al acortarse los días. Esto muestra que un buen número de genes responde específicamente a la disminución del ritmo circadiano, sincronizado a través de la fotosíntesis como dijimos antes.
La investigación también mostró que el cultivo a bajas temperaturas (20 °C) provoca cambios adaptativos en la fluidez de las membranas, pero dichos cambios son mucho más pronunciados si van acompañados por un acortamiento del fotoperiodo. Es decir, la medición del fotoperiodo realmente anticipa la estación fría que se aproxima y prepara a las bacterias para enfrentarla. Una cuestión que deberá aclararse en el futuro es cómo Synechococcus transmite a los descendientes la previsión de que se acerca el invierno.
Referencia
Jabbur, M.L., Bratton, B.P., Johnson, C.H. (2024) Bacteria can anticipate the seasons: Photoperiodism in cyanobacteria. Science. doi: 10.1126/science.ado8588.
Sobre el autor: Ramón Muñoz-Chápuli Oriol es Catedrático de Biología Animal (jubilado) de la Universidad de Málaga
El artículo Bacterias que preparan el invierno midiendo el fotoperiodo se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.
Paleolitoko labar-artea funtzio anitzekoa izan zen
Euskal Herriko Unibertsitateko eta Kantabriako Unibertsitateko ikertzaileek ikerketa bat argitaratu berri dute Archaeological and Anthropological Sciences aldizkari zientifikoan. Ikerketa horrek alderdi anitzeko izaera proposatzen du lurrazpiko eremu sakonetako arte parietalerako.
Irudia: Santimamiñeko haitzuloko panel nagusia (Bizkaia). (Argazkia: Iñaki Intxaurbe. Iturria: UPV/EHUko prentsa bulegoa)Metodo konputazionalen erabilera konbinatuari esker, hala nola 3D teknologia, informazio geografikoko sistemak eta aldagai anitzeko estatistika, Madeleine aldiko labar-irudiak (duela 18,5 eta 13,5 mila urte bitartekoak) lau klusterretan biltzen direla egiaztatu ahal izan da, ezaugarri espazialen eta ikonografikoen arabera. Lana Iñaki Intxaurbe UPV/EHUko Zientzia eta Teknologia Fakultateko Geologia Sailean egiten ari den doktore tesiaren barruan kokatzen da, Martin Arriolabengoa (Euskal Herriko Unibertsitatea) eta Diego Garate (Kantabriako Unibertsitatea) irakasle eta ikertzaileen zuzendaritzapean.
Lau talde nagusi“Bi taldek antagonikoak dirudite beren funtzioari dagokionez. Batzuetan, eszenaratzea zaindu zen, eta komunikazio-helburu bat iradoki zen (ikusiak izateko egin ziren); beste batzuetan, berriz, guztiz kontrakoa bilatu zen (ezkutuko eta oso ikuspen gutxiko irudiak dira, oso sarbide zaileko zonalde sakonetan kokatuak). Horrek iradokitzen du bigarren taldean irudien marrazketa bakarrik izan zela garrantzitsua, eta ez gizarteak hauek ulertzea”, azaldu dute ikerketaren egileek.
Lehenengo taldean, “azalpen xamaniko batek onargarria dirudi: helduek egindako adierazpen grafikoak dira (mihise altuetan kokatzeagatik), ikusgarritasuna errazten zuten eremuetan egindakoak, ziurrenik kontakizunekin batera, pertsona kopuru ertainak edo handiak har lezaketen espazioetan baitaude. Bigarren taldeak beste arrazoi batzuei erantzuten diela dirudi, hala nola igarotze-erritoei. Ohikoa da irudi horiek (irudi “ezkutuen” klusterra) lurretik gertuago dauden eremuetan aurkitzea, baita beste aukera batzuk zeudenean ere. Horrek gazte edo haurren presentzia iradoki lezake irudien egile bezala, testuinguruko beste elementu batzuetatik ateratako informazioarekin bat eginez (haur eta nerabeen oin biluzien aztarnak, hatzekin egindako marren tamaina, eta abar)”.
Sarbidearen garrantziaIrudiz osatutako beste kluster bat Madeleine aldiko gizarteek buztinean grabatutako elementuek eta egindako eskulturek osatzen dute, haitzuloetako eremu sakon eta ezkutuenetan bakarrik aurkitu ohi direnak. “Sarbide zaileko eremuetan kokatzeak kontserbazio-gaiei erantzun diezaiekeen arren (hain hauskorrak diren elementu grafiko hauen babesa, esaterako, onargarriagoa dirudi sarbide zaileko eremuetan), historiaurreko bisitaren ondoren itxi egin ziren beste kobazulo batzuetan (adibidez, Erberua, La Garma, Fontanet, etab.) patroi hori errepikatzeak iradokitzen du aurrez pentsatutako eta kontzienteki aukeratutako erabaki kultural bat izan zela”, diote ikertzaileek.
Azken taldea zeinu abstraktuek osatzen dute, Paleolitoko labar-arte figuratibotik (animaliak eta/edo gizakiak irudikatzen dituena) desberdin jokatzen dutela diruditenak, eta ausaz agertzen dira apaindutako haitzuloan zehar. Azterlanaren egileek nabarmendu dutenez, mota horretako irudi gehiago sartu behar dira (Armintxe, El Pindal edo Cullalvera bezalako kobazuloetan daudenak) baliozko estatistika-inferentziak ezartzeko.
Laburbilduz, Santimamiñe (Bizkaia), Ekain (Gipuzkoa) eta Etxeberri (Zuberoa) moduko euskal kobazulo apainduetatik ateratako informazioari esker, Paleolitoko irudi multzo ezberdinak identifikatu ahal izan dira. Batzuk ikusiak izateko sortuak izan ziren, hainbat teknika erabiliz eta ikusgarritasun, irisgarritasun edo pertsonak hartzeko gaitasun oneko kokapenak hautatuz; beste batzuk, berriz, kontrakoa bilatzen zuten. “Erabilitako tekniken eta kobetan duten kokapenaren arteko korrelazioa ere badago, agian baliabideak aurrezteko. Sarreretatik hurbilen zeuden eremuetan irudiak egiteko denbora gehiago hartu zuten bitartean, eremu sakonetan, berriz, irudiak azkar egitea nahiago izan zuten, agian lurrazalera onik itzultzeko erregaia ziurtatzeko. Datu horiek Madeleine garaian haitzuloetako sektore sakonetarako erabilera desberdinak egon zirela babesten dute”, ikerketaren ikertzaileek ondorioztatu dute.
Iturria:UPV/EHU prentsa bulegoa: Euskal kobazuloetan egindako ikerketa batek iradokitzen du Paleolitoko labar-artea funtzio anitzekoa izan zela.
Erreferentzia bibliografikoa:Intxaurbe, I.; Garate, D. eta Arriolabengoa, M. (2024). Drawing in the depths: spatial organization patterns related to Magdalenian cave. Archaeological and Anthropological Sciences, 16, 104. DOI: 10.1007/s12520-024-02007-3
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La corriente en chorro polar y la meteorología extrema en Europa en los últimos 700 años
La corriente en chorro polar ha influido de manera determinante en el clima europeo durante más de 700 años provocando eventos extremos como incendios, epidemias o inundaciones.
Las corrientes en chorro o jetstream son bandas concentradas de vientos en la parte superior de la atmósfera que fluye alrededor de la Tierra en ambos hemisferios. Su localización no es fija, sino que varía en función de los cambios en la posición y la intensidad de sistemas de altas y bajas presiones. Estas corrientes pueden cambiar su curso, desplazarse hacia el norte o hacia el sur así como aumentar su sinuosidad, asemejándose en algunas ocasiones a una corriente que fluye rápidamente y a un río lento y serpenteante en otras.
Pero, ¿qué relación tiene esto con el clima y por qué son tan importantes estas corrientes? La respuesta está en un trabajo liderado por investigadores de la Universidad de Arizona (EE. UU.) y que ha demostrado que una de ellas, concretamente la corriente en chorro polar del hemisferio norte, ha estado relacionada con la ocurrencia de fenómenos extremos en Europa durante más de 700 años.
“Durante los meses de verano, algunas configuraciones dominantes de la corriente en chorro polar dan lugar a un clima extremo y opuesto entre el noroeste y el sudeste de Europa, generando un patrón espacial que recibe el nombre de ‘dipolo climático’”, explica Isabel Dorado Liñán, investigadora de la Universidad Politécnica de Madrid y una de las coautoras de este trabajo.
“Estos dipolos climáticos afectan de forma directa a sistemas naturales como los bosques, que crecen más de lo normal en un lado del dipolo mientras reducen su crecimiento en el otro”, explica en referencia a los resultados de un artículo que publicaron en 2022.
Fuente: Xu, G., Broadman, E., Dorado-Liñán, I. et al. (2024)«Cuando la corriente en chorro está en una posición más norte, tenemos condiciones más frías y húmedas en las Islas Británicas y condiciones más cálidas y secas en el Mediterráneo y los Balcanes», explica Ellie Broadman, ex investigadora postdoctoral en el Laboratorio de Tree-Ring Research de la Universidad de Arizona y coautora de este trabajo. «Un ejemplo del impacto la hemos presenciado recientemente, con las inundaciones catastróficas en Europa central», añade.
Por el contrario, cuando la corriente en chorro polar migra más al sur, da lugar a veranos menos cálidos y más húmedos en el sureste de Europa, mientras que el noroeste experimenta condiciones más cálidas y secas.
Anillos de crecimiento de los árbolesPero, ¿hasta qué punto las corrientes en chorro han sido históricamente responsables de fenómenos extremos climáticos, económicos y sociales en Europa? ¿El impacto es diferente ahora debido al cambio climático antropogénico o ha sido así durante siglos? Esa fue la pregunta que se hicieron los investigadores y, para dar respuesta, realizaron una estimación indirecta empleando muestras de anillos de crecimiento de árboles centenarios y milenarios de diferentes regiones de Europa.
“La posición de la corriente en chorro puede estimarse con datos climáticos existentes, pero estos se extienden, en el mejor caso, hasta principios del siglo XX. Para poder evaluar la influencia que ha tenido la variación en la posición de la corriente en chorro en el clima a largo plazo primero tuvimos que reconstruir los desplazamientos de la corriente en chorro polar sobre Europa”, explica Dorado.
Ello es posible porque cada año, los árboles añaden un anillo que registra las condiciones ambientales, y por tanto las climáticas, durante su formación. Al analizar los anillos de crecimiento de los árboles, los dendrocronólogos pueden compilar un archivo del clima pasado. Así, los investigadores vincularon los anillos de crecimiento de tres regiones de Europa con los desplazamientos de la banda de vientos atmosféricos a muchos kilómetros de altura a través de los cambios que esos desplazamientos producen en la temperatura a nivel de superficie.
“Descubrimos que los desplazamientos de la corriente en chorro muy al norte o muy al sur de su posición habitual durante el verano han estado históricamente asociados con una serie de impactos ecológicos, económicos y sociales como los incendios forestales, el rendimiento y la calidad de los cultivos y sus productos derivados como el vino y las epidemias”, explica Dorado. “Dado que estos impactos están relacionados con las condiciones climáticas de la superficie, esto demuestra como la corriente en chorro polar ha influido en el clima estival en la superficie terrestre los últimos 700 años y, en consecuencia, en la sociedad”.
Por poner ejemplos concretos, “las epidemias ocurrieron con mayor frecuencia en las Islas Británicas cuando la corriente en chorro estaba más al norte, ya que, dado que los veranos eran húmedos y fríos, la gente permanecía en casa y las condiciones eran más propicias para la propagación de enfermedades” explica Valerie Trouet, coautora del artículo y profesora en la Universidad de Arizona. “Otro ejemplo destacado es el de la peste negra, que asoló Irlanda entre 1348 y 1350, cuando la corriente en chorro se encontraba en una posición extrema, en el extremo norte de Europa”.
Los investigadores también constataron que, históricamente, los incendios forestales en los Balcanes fueron más frecuentes cuando la corriente de chorro estaba en esa posición norte que crea condiciones secas y cálidas, algo que también se ha visto este pasado verano.
¿Qué pasará en el futuro?Y es que, parte de la relevancia de este trabajo radica en que sus resultados se pueden aplicar también a los posibles impactos futuros del cambio climático si se conoce la evolución de la posición de la corriente en chorro.
“La relación a largo plazo entre la posición latitudinal de la corriente en chorro polar y los fenómenos extremos en Europa también proporciona un contexto para las condiciones actuales y define los tipos de extremos que podríamos experimentar bajo un calentamiento global continuo. Por ejemplo, nuestros resultados sugieren que, si como describen algunos estudios, la posición promedio de la corriente en chorro se desplaza hacia el norte como resultado del calentamiento global, los rendimientos de los cultivos probablemente se reducirían en ambos lados del dipolo”, asegura Trouet.
Referencias:
Xu, G., Broadman, E., Dorado-Liñán, I. et al. (2024) Jet stream controls on European climate and agriculture since 1300 ce. Nature doi: 10.1038/s41586-024-07985-x
Dorado-Liñán, I., Ayarzagüena, B., Babst, F. et al. (2022) Jet stream position explains regional anomalies in European beech forest productivity and tree growth. Nat Commun doi: 10.1038/s41467-022-29615-8
Edición realizada por César Tomé López a partir de materiales suministrados por la Universidad Politécnica de Madrid
El artículo La corriente en chorro polar y la meteorología extrema en Europa en los últimos 700 años se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.
Asteon zientzia begi-bistan #501
Asteon zientzia begi-bistan igandeetako gehigarria da. Astean zehar sarean zientzia euskaraz jorratu duten artikuluak biltzen ditugu. Begi-bistan duguna jaso eta laburbiltzea da gure helburua.
Egin berri den ikerketa batek Big Bangetik harago ikustea posible ote den ikertzen du, Einsteinen erlatibitatearen teoria aplikatuz. Unibertsoaren hasiera markatzen duen singularitatea kurbadura-singularitatea (infinitua) edo koordenatu-singularitatea (erauzgarria) den aztertu dute. Bere lanak inflazio aurreko berezitasunak sailkatzen ditu eskala faktorea izeneko parametroa erabiliz. Emaitzek iradokitzen dute, baldintza espezifikoetan, Big Banga ez dela oztopo gaindiezina izango. Informazio gehiago Zientzia Kaieran.
Javier Fernandez de Bobadilla matematikariak Tomasz Pelkarekin batera ebatzi du Oscar Zariski bielorrusiarrak duela 54 urte planteatutako arazo bat, geometria algebraikoko aniztasunarekin zerikusia duena. Elkarlanaren garrantzia nabarmendu du Fernandez de Bobadillak, Matematikak beste diziplina batzuekin etengabeko elkarrizketan ari direla adierazi du ikertzaileak, eta, aurrera egiteko, funtsezkoa dela ideiak lankideekin eztabaidatzea. Lorpen honek geometria sinplektikoan eta mekanika klasikoan aplikatzeko teknika berriak irekitzen ditu. Azalpenak Berrian.
IngurumenaIkertzaile talde batek, “mikroplastiko” terminoaren 20. urteurrenean, 7.000 azterketa baino gehiago berrikusi ditu. Ekosistema eta organismo guztietan (gizakietan barne) mikroplastikoek eragindako kutsaduraren larritasuna nabarmendu dute Science aldizkarian. Plastiko horiek elikagaietan, organoetan eta ehunetan daude, eta 1.300 animalia espezie baino gehiagori eragiten diete. 2040rako kutsadura bikoiztea espero dute. Adituek azpimarratu dute premiazkoa dela arazo global horri aurre egitea. Datuak Elhuyar aldizkarian.
OsasunaTxinan, obesitatearekin lotutako minbiziek % 3,6 egin dute gora urtero 2007tik 2021era, eta datorren hamarkadan bikoiztu egingo diren beldur dira adituak. Igoera hori bizimodu sedentarioagoarekin eta dieta ez-osasungarriarekin lotzen da, Mendebaldekoaren antzekoa. Koloneko, bularreko eta tiroideko minbiziak dira obesitateari lotuenak. Zientzialariek premiazko neurriak eskatu dituzte gehiegizko pisuaren epidemia gero eta handiagoari aurre egiteko, bereziki gazteen artean, minbizia izateko arriskua nabarmen handitu baita. Azalpen guztiak Zientzia Kaieran.
Maren Martinez de Rituertok, Jarduera Fisikoaren eta Kirolaren Zientzietan graduatuak, osasun arloan egiten du lan gaixo onkologikoekin. Jarduera fisikoaren onuretan sinesten du, ez bakarrik onura fisikoetan, baita psikologiko eta sozialetan ere. Minbizia duten pazienteekin lan egitea erronka handia bada ere, ariketa fisikoa egiteak haien ongizatean duen eragin positiboa nabarmentzen da. Beste herrialde batzuetan bezala, kirol arloko profesionalak osasun sisteman integratzea defendatzen du, eta kirol-errezeta sustatzen du sedentarismoari aurre egiteko funtsezko tresna gisa. Zientzialari honen inguruko informazio gehiago Zientzia Kaieran.
AstronomiaAstronomoek exoplaneta bat aurkitu dute Barnarden izarra orbitatzen, Eguzkitik gertuen dagoen izar indibiduala, 6 argi-urtera. Exoplanetak, Barnard b deitu dutena, Artizarraren masaren erdia du eta bere orbita lurreko hiru egun eta zertxobait gehiagotan osatzen du. Bere izarra Eguzkia baino nano gorri eta hotzagoa den arren, exoplanetaren azaleko tenperatura 125 °C-ra iristen da, eta horrek ur likidoaren presentzia eragozten du. ESPRESSO tresnarekin egindako aurkikuntza hau bost urteko lanaren emaitza da. Informazioa Elhuyar aldizkarian.
GeologiaBlanca Martínez geologoak mitologiaren eta geologiaren arteko harremana aztertzen du Zientzia Kaieran, antzinako kondairak fenomeno geologikoak azaltzeko nola sortu ziren nabarmenduz. Fosilek, batez ere itsas ornogabeenak, istorio fantastikoak inspiratu dituzte. Horren adibide da Santa Hilda Santa Hilda Whitbykoaren kondaira, sugeak harri bihurtu zituena, amoniteen fosilei lotuta.
BiomedikuntzaJanire Alonso Puyok Biologiako Gradua eta Ikerketa Biomedikoa Masterra ikasi zituen. Doktore-tesia egiten ari da orain sarkopenia ikertzen, adineko pertsonetan ohikoa den muskulu-masa eta -funtzionaltasuna galtzea eragiten duen sindromea. Detekzio goiztiarra ezinbestekoa da, baina oraingo diagnostikoa konplikatua eta garestia da, eta sindromea aurreratuta dagoenean egiten da. Bere ikerketak biomarkatzaile molekularrak identifikatu nahi ditu diagnostiko goiztiarra egiteko, eta horrek sarkopenia ariketa eta dietarekin tratatzea ahalbidetuko luke. Zientzialari honen inguruko informazio gehiago UEU webgunean.
EkologiaEkaia aldizkarian argitaratutako ikerketa batek sei larre espezie atlantikok lehorteari nola erantzuten dioten ikertzen du, sustraien atributuetan eta lurreko mikroorganismoen eraginean arreta jarriz. Mikroorganismoek sustraiak espezie guztietan haztea sustatu zuten, baina % 30 eko ur-edukia ez da nahikoa izan lehorte-estresa simulatzeko. Etorkizunean lehorte-baldintza gogorragoekin esperimentuak egitea proposatzen da, emaitza argiagoak lortzeko. Datuak Zientzia Kaieran.
ArkeologiaIrailean, ikertzaileek Cell Genomics aldizkarian argitaratu zuten Rodano haranean aurkitutako Thorin neandertala 50.000 urte baino gehiagoz komunitate isolatu batean bizi izan zela. Azterketa horrek analisi genomikoak eta arkeologikoak konbinatu zituen, eta agerian utzi zuen Thorin beste neandertal berantiar batzuk ez bezalako populazio batekoa zela. Ikerketak gezurtatu egin zuen neandertalen populazio genetiko homogeneo bakarraren ideia, eta gutxienez bi talde bakartu erakutsi zituen. Bakartze luzea giltzarri izan zitekeen hura iraungitzeko orduan, iradokiz taldeen arteko kontaktu faltak eragin handiagoa izan zutela Homo sapiensekiko gurutzatze hutsak baino. Azalpen guztiak Berrian.
Egileaz:Enara Calvo Gil kazetaria da eta UPV/EHUko Kultura Zientifikoko Katedrako komunikazio digitaleko teknikaria.
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¿Y si los dinosaurios no se hubiesen extinguido?
¿Qué habría pasado si los dinosaurios no se hubieran extinguido hace unos 66 millones de años? Quizá algunos fuesen capaces de diseñar y utilizar herramientas.
Los vídeos ‘¿Y sí…?´ se plantean cuestiones ficticias pero que nos permiten aprender mucho sobre el mundo en el que vivimos. Se han emitido en el programa de divulgación científica de Televisión Española Órbita Laika, y producido en colaboración con la Cátedra de Cultura Científica de la Universidad del País Vasco.
Ficha técnica: Idea: José Antonio Pérez Ledo
Producción ejecutiva: Blanca Baena
Dirección: Aitor Gutierrez
Guion: Manuel Martinez March
Grafismo: Cristina Serrano
Música: Israel Santamaría
Producción: Olatz Vitorica
Locución: José Antonio Pérez Ledo
El artículo ¿Y si los dinosaurios no se hubiesen extinguido? se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.
Ezjakintasunaren kartografia #508
ESO/L. Calçada/M. KornmesserDiodo termoionikoen ondoren, diodo erdieroaleak iritsi ziren. Orain diodo supereroaleak ditugu zelatan. DIPCko jendeak A superconducting diode free of esoteric electronic effects
Leuzemia mieloide akutuaren kasuen % 3an erregulazio-faktore epigenetiko baten mutazioa dago. Horrek diana terapeutiko bat eman lezake. PHF6 maintains acute myeloid leukemia via regulating NF-κB signaling pathway, Marta Irigoyen.
Aktibatzen denean, MIPS proteinak bere zentro desordenatua aldatzen du eta egitura ordenatu bat bilakatu. Fenomeno hori nola gertatzen den ikusi da lehen aldiz. From chaos to order: the case of MIPS.
Eredu zientifikoak eta teoria zientifikoak «egiatik errotik urruntzen diren» idealizazioz beteta egotea ez da inolako arrazoia zientziak aztertzen dituen sistemei buruzko egiatik gero eta hurbilago dagoen ezagutza lortzeko duen gaitasuna zalantzan jartzeko, idealizazio horietako asko ez baitira «faltsukeria hutsak». Jesús Zamora Bonilla Pototchniken ideien inguruan Misunderstanding idealization, truth, and understanding (& 2)
Mapping Ignorance bloga lanean diharduten ikertzaileek eta hainbat arlotako profesionalek lantzen dute. Zientziaren edozein arlotako ikerketen azken emaitzen berri ematen duen gunea da. UPV/EHUko Kultura Zientifikoko Katedraren eta Nazioarteko Bikaintasun Campusaren ekimena da eta bertan parte hartu nahi izanez gero, idatzi iezaguzu.
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Un pueblo hispano en Pompeya: ¿quiénes fueron los autrigones?
Fotografía de Pompeya, Italia, en octubre de 2023. Fuente: Ivo Antonie de Rooij/Shutterstock
Las excavaciones arqueológicas de Pompeya nos han sorprendido, una vez más, con un hallazgo extraordinario. Esta vez se trata de una tumba monumental que ha sido hallada durante las obras de mejora del edificio San Paolino, sede de la biblioteca del Parque Arqueológico de Pompeya.
Este nuevo monumento funerario tiene forma de banco hemicíclico, un modelo popular en la ciudad, que invitaba a los transeúntes a sentarse y recordar al difunto. En su respaldo destaca una gran inscripción funeraria dedicada a Numerio Agrestino, un hombre que hizo carrera militar y cívica durante el reinado del emperador Augusto (27 a. e. c.– 14).
Imagen de la tumba descubierta en julio en Pompeya.Ministero della CulturaUna inscripción monumental
El texto latino, tallado en grandes letras, dice lo siguiente:
N(umerio) Agrestino N(umerii) f(ilio) Equitio Pulchro trib(uno) mil(itum) praef(ecto) autrygon(um) praef(ecto) fabr(um) II d(uum) v(iro) i(ure) d(icundo) iter(um) / locus sepulturae datus d(ecreto) d(ecurionum)
Y se traduce como:
A Numerio Agrestino Equitio Pulcro, hijo de Numerio, tribuno militar, prefecto de los Autrygones, prefecto del genio militar, «duoviro iure dicundo» dos veces. El lugar de sepultura fue dado por decreto de los decuriones.
Inscripción en el respaldo de la tumba de Numerio Agrestino. Fuente: Ministero della CulturaComo puede observarse, además de su nombre completo, se mencionan los cargos militares y cívicos que Numerio Agrestino cumplió durante su vida. Entre ellos destaca el cargo político más alto de la ciudad (duoviro iure dicundo) que ejerció en dos ocasiones. Tal vez por ello –como puede leerse en la última parte de la inscripción– el ordo decurional –una especie de consejo de la ciudad– le concedió un espacio público de enterramiento, un honor únicamente reservado para personas altamente valoradas por su comunidad.
La inscripción ofrece mucha más información y posibilidades de análisis, pero en esta ocasión nos centraremos en un elemento concreto: la mención al cargo de praefectus autrygon(um).
¿Quiénes fueron los autrigones?Los autrigones fueron un grupo de población de la Península ibérica que conocemos gracias a unas pocas menciones de autores clásicos. A partir de esa información los podemos situar al norte junto a otros grupos de población: los cántabros a su oeste, los caristios al este y turmogos y berones al sur.
Norte peninsular en la Antigüedad.Fernández Corral, M. (2020). _La epigrafía funeraria de época romana del área autrigona. Conmemoración, relaciones familiares y sociedad._ Anejos de Archivo Español de Arqueología. CSIC
Además, debemos especificar que, aunque algunos medios han señalado erróneamente a los autrigones como parte de otros grupos de población antiguos y modernos, las fuentes clásicas nos indican que fueron un grupo de población independiente de sus vecinos.
Primeros contactos con RomaNo sabemos en qué momento concreto fueron dominados por el Imperio romano, ni cómo fue su proceso de conquista. Los textos antiguos los sitúan directamente en la órbita romana formando parte de conflictos en Hispania.
Según el historiador romano Tito Livio, durante las guerras Sertorianas (83-72 a. e. c.) estuvieron en el bando de Pompeyo. Dice:
“El propio Sertorio decidió avanzar con su ejército contra los berones y los autrigones; había tenido conocimiento de que estos, mientras él asediaba las ciudades de Celtiberia, habían implorado la ayuda de Pompeyo, habían enviado guías para indicar las rutas al ejército romano, y sus jinetes habían hostigado a menudo a los soldados suyos en cualquier punto…”
Y en las guerras astur-cántabras (29-19 a. e. c.) Floro –también historiador romano– los sitúa en oposición a los cántabros en este texto:
“El primero en iniciar la rebelión, el más enérgico y pertinaz fue el de los cántabros, que, no contentos con defender su libertad, pretendían incluso imponer su dominio a sus vecinos y hostigaban con frecuentes incursiones a los vacceos, turmogos y autrigones”.
Integración en el Imperio romanoLos primeros contactos son poco conocidos, pero sí sabemos cómo encajaron dentro de la estructura administrativa romana. Las fuentes nos indican que fueron parte del territorio de la provincia de Hispania Citerior y, tal y como nos dice Plinio el Viejo, sus ciudades formaron parte del Conventus Cluniensis. Es decir, les correspondía acudir a la ciudad de Clunia (en la actual provincia Burgos) cuando el gobernador –o un legado enviado por él– la visitaba anualmente para impartir justicia.
“Al convento jurídico de Clunia los várdulos llevan catorce pueblos de los que solo hay que nombrar a los alabanenses. […] Entre los nueve pueblos de los cántabros solo hay que nombrar a Iuliobriga y entre las diez ciudades de los autrigones a Tricio y Virovesca”.
Hispania Citerior, por M. Fernández Corral.Además, como la mayor parte de los territorios conquistados, también fueron receptores de los modelos culturales y sociales romanos que incluían, entre otros, la cultura epigráfica latina. Es decir, adquirieron la costumbre de realizar inscripciones en piedra, principalmente funerarias y religiosas, que se han conservado en gran número hasta la actualidad.
El análisis de estas inscripciones ha permitido constatar cambios en la población local. Entre otras cuestiones, se ve cómo pasaron a utilizar cada vez más nombres latinos o a interactuar con deidades (locales y clásicas) al modo romano. Además, encontramos personas que escalaron políticamente participando en las nuevas estructuras de poder del Imperio cumpliendo con cargos civiles y militares (igual que lo hizo el protagonista de la inscripción pompeyana, Numerio Agrestino).
Nuevas oportunidades de estudioVolviendo a Pompeya, la presencia de un praefectus autrygon(um) hace de esta inscripción un hallazgo muy importante para el estudio del norte de Hispania. Conocemos otros prefectos que se ocuparon del control de otras zonas, pero este es el primero documentado para los autrigones.
Aunque aún es pronto para ofrecer respuestas, este texto nos sugiere muchas nuevas preguntas: si había un praefectus autrygon(um), ¿desde cuándo y hasta cuándo lo hubo?, ¿qué funciones tenía?, ¿cómo encajaba con el resto de los territorios circundantes?, ¿qué tipo de persona ostentaba este cargo?, etc.
Confiamos en que un periodo de estudio y –ójala– nuevos hallazgos como este nos permitan ir contestando a estas preguntas y así podamos conocer mejor las primeras formas de control romano de la zona.
Sobre la autora: Marta Fernández Corral, Profesora Adjunta del Departamento de Estudios Clásicos, Universidad del País Vasco / Euskal Herriko Unibertsitatea
Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Artículo original.
El artículo Un pueblo hispano en Pompeya: ¿quiénes fueron los autrigones? se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.
Maren Martinez de Rituerto, kirol-hezitzailea: “Kirol-errezeta pertsona guztientzat da ona”
Maren Martinez de Rituerto Zeberiok (Tolosa, 1998) Jarduera Fisikoaren eta Kirolaren Zientzien gradua —JFKZ— egin bazuen ere, osasun-arloan dabil lanean. Ez du, beraz, gradu hori egiten dutenen ohiko bidea hartu. “Egia da oraintxe hasi garela osasun-munduan sartzen; beti soinketako irakasleak izan garelako, eta, gradua hasi nuenean ere, uste nuen horretan arituko nintzela. Gero, gradua egitean, beste arlo batzuk bazeudela ere jakin nuen, adibidez, kudeaketa. Baina ni ospitale batean nago, eta guztira, Euskal Herrian, bizpahiru izango gara”, azaldu du.
Irudia: Maren Martinez de Rituerto kirol-hezitzailea da. (Argazkia: Nagore Iraola – UPV/EHUko Komunikazio Bulegoa)Dioenez, beste leku batzuetan, AEBn kasurako, jarduera fisikoko profesionalak osasun-sisteman integratuta daude. Hemen, ordea, oraindik ez, nahiz eta hasiak diren kontuan hartzen, psikologoekin, nutrizionistekin eta fisioterapeutekin gertatzen ari den bezala. “Hor muga administratibo bat dago. Gu entrenatzaileak gara, eta, orain dela gutxi arte, medikuak, erizainak eta horrelakoak bakarrik hartu dira osasun-langiletzat”.
Gradua ikasten hasterako garbi zeukan pertsonekin lan egin nahi zuela. Aitak ere JFKZ ikasi zuen, eta ama sendagilea da, “beraz, betitik izan ditut presente bi arlo horiek, eta jabetu naiz zer lotura estua dagoen osasunaren eta mugimenduaren artean. Jakin nuen ikerketa bat zegoela onkologikoan, eta hor hasi nintzen praktiketan“.
Aitortu du hasieran ez zuela uste hainbeste gustatuko zitzaionik, erreparo pixka bat ematen baitzion, minbiziak gizartean duen estigma edo tabuarengatik. Gero, ordea, oso lan polita dela ikusi du: “Alderdi gogorrak ditu, oso gaixotasun gogorra delako, baino asko betetzen nau”.
Martinez de Rituertoren esanean, paziente guztiei egiten die mesede jarduera fisikoak, eta ez bakarrik alderdi fisikoan, baita psikologikoki eta sozialki ere: “Batzuek indarraren aldetik hainbesteko hobekuntza antzematen ez badute ere, paziente guztiek esan digute on egiten diela. Bularreko minbizia eta prostatarena dira gehien ikertu direnak, eta horietan hobeto ezagutzen dira onurak, baina ikertu behar da, objektiboki jakiteko zer ariketa-mota egin behar duten, zer pisurekin, zenbat denboraz… Botikekin egiten den bezala“.
Horrenbestez, zer parametro hobetzen diren (giharretakoak, odolekoak…) eta haiek kuantifikatzen dabiltza orain. “Alderdi psikologikoa funtsezkoa da, eta, askotan, fisikoaren aurretik doa. Izan ere, horrelako berri bat jasotzen dutenean, bizitza gelditzen zaie, ez bakarrik beraiengatik, baizik eta ingurukoengatik ere. Hortaz, haientzat oso garrantzitsua da talde baten parte sentitzea, beldurrak eta bizipenak elkarren artean partekatzea… Batzuk, etxetik ez ateratzetik eta inguru soziala galtzetik, gimnasio batera joatera eta lagunak egitera igarotzen dira. Eta horrek dena beste modu batera ikusten laguntzen du”.
Estigma gainditzenIldo horretatik, psikologoen lana oso garrantzitsua dela azpimarratu du. “Diziplinarteko lana funtsezkoa da, nire ustez”. Denen artean, pazientearen ongizatea hobetzearekin batera, estigma gainditzen laguntzen dute: “Gogoan dut irakasle batek adineko pertsonen bi irudi erakutsi zizkigula: bat makuluarekin, makurtuta… eta bestea atletismoko pista batean. Eta galdetu zigun zer den normala eta ohikoa. Eta egia da minbizidun paziente bat irudikatzen dugunean, pertsona oso ahul bat etortzen zaigula burura, eta guk hemen gimnasioan ikusten ditugu pazienteak sentadillak egiten 100 kg-ko gainkargarekin”.
Orain dabilen lanean jarraitu nahiko luke, baina, tamalez, ikerketek epe-mugak dituzte. Hori dela eta, ez daki noiz arte arituko den horretan: “Kasu honetan, hiru urteko proiektu bat da, eta, bukatutakoan, jarraitzeko finantziazioa lortzen saiatuko gara. Baina zaila da. Gainera, niri gustatuko litzaidake hau egitea ikerketatik kanpo; ez izatea paziente jakin batzuentzat bakarrik. Egia da ikerketa beharrezkoa dela, oraindik asko geratzen baitzaigu jakiteko, baina nire nahia da gu osasun-langiletzat hartzea eta ospitale barruan egotea kirol-errezeta hau eskaini ahal izateko“.
Berez, kirol-errezeta pertsona guztientzat da ona, eta, Martinez de Rituertok gogorarazi duenez, osasun-zentro batzuetan hasi dira errezeta horiek eskaintzen: “Nire ustez, funtsezkoak dira, geroz eta sedentarioagoa den gizarte honetan jendea mugitu dadin”. Proiektua bukatutakoan, osasun-munduan jarraitu nahiko luke. Ziur dago, gainera, etorkizunean gero eta lan gehiago egongo dela arlo horretan, eta, inor zalantzan balego horretan sartu ala ez, animatu nahiko luke, oso lan polita eta beharrezkoa iruditzen baitzaio.
Fitxa biografikoa:Maren Martinez de Rituerto Zeberio Tolosan jaio zen, 1998an. Jarduera Fisikoaren eta Kirolaren Zientzien gradua ikasi zuen EHUn. Osasunean eta minbizian espezializatu zen ondoren, eta aukera izan zuen Donostiako Institutu Onkologikoan praktikak egiteko, minbizidun pazienteekin. Geroztik, han jarraitzen du, ariketa fisikoaren bidez minbiziaren tratamendua jasotzen duten pazienteen ongizatea hobetzeko proiektu batean ikertzen.
Egileaz:Ana Galarraga Aiestaran (@Anagalarraga1) zientzia-komunikatzailea da eta Elhuyar aldizkariko zuzendarikidea.
Elhuyar aldizkariarekin lankidetzan egindako atala.
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Agujeros de gusano: puentes entre ciencia y ficción
No sé de ninguna explicación excepto la que ha lanzado el profesor Wade. Pero su teoría implica la cuarta dimensión, y una disertación sobre tipos teóricos de espacio. Hablar de una torsión en el espacio me parece una tontería, quizá se deba a que no soy matemático. Cuando dije que nada alteraría el hecho de que el lugar está a ocho mil millas, respondió que dos puntos pueden estar a una yarda de distancia en una hoja de papel y, sin embargo, se los puede juntar doblando el papel. El lector quizá comprenda este argumento, yo ciertamente no.
En este fragmento de texto muchos habrán detectado una de las imágenes que más han aparecido en el ámbito de la divulgación científica para explicar el funcionamiento de un agujero de gusano: la del papel que se dobla sobre sí mismo para aproximar dos puntos alejados entre sí. Encontramos un ejemplo perfecto de esto en la película Interstellar. Nada nuevo, en principio, si no fuera porque estamos ante un relato que H. G. Wells publicó en 1894 ―un año antes que La máquina del tiempo―: «El extraordinario caso de los ojos de Davidson».
En el ámbito de la divulgación científica se suele utilizar la imagen de un plano que se dobla sobre sí mismo para ilustrar el concepto de agujero de gusano. En la película Interstellar, por ejemplo, el doctor Romilly utiliza un trozo de papel y un lápiz para explicárselo a Cooper. Fuente: Panzi / Wikimedia Commons
En este caso, H. G. Wells no hizo su planteamiento en el contexto de un viaje espacial, sino en el de un científico quien, tras un accidente de laboratorio durante una tormenta ―uno de los clichés más manidos de la ciencia ficción― adquiere la capacidad, de forma transitoria, de observar lugares remotos de la tierra. Aun así, el escritor inglés no fue nada desencaminado al especular, más de una década antes del desarrollo de la teoría de la relatividad especial y dos décadas antes del desarrollo de la relatividad general, con la posibilidad de la existencia de dimensiones adicionales en el espacio y, después, en el tiempo.
El escritor británico H. G. Wells no solo especuló con la posibilidad de una cuarta dimensión en el tiempo, sino que también se planteó qué significaría contar con una dimensión adicional en el espacio. Fuente: Dominio Público / George Charles Beresford
Es difícil saber si alguno de los popes de la física relativista leyó en algún momento «El extraordinario caso de los ojos de Davidson» y, de haber sido así, si le pudo servir de inspiración a alguno de ellos en un momento dado. No existe ninguna prueba ni testimonio, pero eso, probablemente, haga a este relato más especial si cabe.
La primera solución de la teoría de la relatividad general que apuntó en la dirección de los agujeros de gusano ―la primera solución de cualquier tipo, en realidad― apareció un año después de la publicación de la teoría, en 1916. Aquel año Karl Schwarzschild calculó el primer «modelo relativista» de una estrella, y descubrió que el tiempo, tal y como predecía Einstein, transcurría más lento cuanto mayor fuera el campo gravitatorio en las proximidades del astro. También predijo que, a partir de cierta densidad crítica, el tiempo, directamente, se detendría, lo que provocaba una singularidad matemática. Estaba describiendo de forma teórica y por primera vez, un agujero negro estático. Pero había algo más, y es que la métrica de Schwarzschild llevaba implícita una solución de signo contrario: un agujero blanco. Aquel mismo año, el físico austríaco Ludwig Flamm advirtió que se podía interpretar geométricamente la solución de Schwarzschild como una conexión, o puente, entre dos puntos del espacio-tiempo o, lo que es lo mismo, un agujero de gusano.
La interpretación de Flamm no tuvo demasiada repercusión en su momento. Tendrían que pasar dos décadas para que Albert Einstein y Nathan Rosen exploraran el mismo camino y plantearan lo que a la postre se bautizó como puente de Einstein-Rosen. El nombre «agujero de gusano» no lo acuñaría John Wheeler hasta el año 1957.
Pese a que durante la primera mitad del siglo XX los viajes espaciales fueron un tema recurrente en la ciencia ficción, el uso de agujeros de gusano, en un sentido moderno, como red de transporte interestelar, no se popularizó hasta alrededor de los años setenta con obras como La guerra interminable, de Joe Haldeman. En esta novela, el agujero de gusano tiene el exótico nombre de colapsar ―collapsar, en el inglés original―, y su descripción es bastante vaga:
Hace doce años, cuando yo tenía diez [no es un error, la novela también tiene en cuenta la dilatación del tiempo relativista], descubrieron el salto por colapsar. Bastaba con arrojar un objeto contra un colapsar a velocidad suficiente para que apareciera en otra parte de la galaxia.
Probablemente, la primera aparición de un agujero de gusano, en su sentido más riguroso, en la literatura de ciencia ficción, fue la de Contact, de Carl Sagan. Y no hubiera sido así si el divulgador no le hubiera pasado el manuscrito de la novela a un colega del Caltech especializado en física relativista: Kip Thorne. En un principio, el viaje galáctico de Ellie Arroway, Devi Sujavati, Vaygay Lunacharsky, Xi Qiaomu y Abonneba Eda en la Máquina iba a consistir en una serie de saltos a través de agujeros negros, pero Thorne surgirió a Sagan que los cambiara por agujeros de gusano. Y este en realidad, es una de los recursos que muchas veces utiliza la ciencia ficción para no pillarse los dedos con la ciencia: siempre es mejor utilizar ideas teóricas con ciertas zonas grises en las que se puede especular, que jugársela con algo, en este caso, como un agujero negro, cuya existencia no se había demostrado, pero estaba ya muy aceptada entre los físicos. Moviéndonos en esa delgada línea que separa la ciencia real de la especulación, se pueden aprovechar las posibilidades que nuestra ignorancia deja abiertas, pero sin tirar abajo todos los cimientos de una disciplina. Lo que estaba bastante claro en aquel momento es que nadie podría sobrevivir al caer en un agujero negro, pero en uno de gusano, ¿quién sabe?
Tanto las soluciones de Schwarzchild como las de Flamm y Einstein-Rosen eran impracticables ―colapsaban sobre sí mismas si se intentaban atravesar―, pero Kip Thorne y uno de sus estudiantes, Mike Morris, encontraron una que no lo era en 1988. Aunque solo se trataba de un constructo teórico, demostraron que, al menos matemáticamente, las ecuaciones de Einstein aceptaban soluciones de agujero de gusano transitables. En este caso, parece que la ciencia y la ciencia ficción se retroalimentaron en un bucle perfecto.
La novela Contact, de Carl Sagan, y el modelo de Kip Thorne y Mike Morris de agujero de gusano atravesable están íntimamente relacionados. Fuentes: Editorial Nova / American Journal of Physics
Y un bucle similar nos lleva, de nuevo, al comienzo de este artículo, ya que precisamente Kip Thorne fue también consultor científico en Interstellar, estrenada en 2014.1
No siempre es fácil solucionar la problemática de los viajes espaciales en ciencia ficción, sobre todo cuando se intenta ser lo más fiel posible a la ciencia. La duración de una vida humana es muy corta en relación al tiempo que se necesitaría para llegar, siquiera, a nuestra estrella más cercana con la tecnología actual, pero la física, en este caso, sigue poniendo muchos recursos a nuestra disposición si no queremos recurrir al pensamiento mágico. Los agujeros de gusano, así como otras muchas ideas modernas, son alguno de esos recursos. Al fin y cabo, y como diría el poeta:
Mientras la ciencia a descubrir no alcance
las fuentes de la vida
y en el mar o en el cielo haya un abismo
que al cálculo resista…
¡Habrá ciencia ficción!
Bueno, tal vez no dijo exactamente eso…
Bibliografía
Einstein, A. y Rosen, N. (1935). The particle problem in the general theory of relativity. Physical Review 48, 73.
Flamm, L. (1916). Beiträge zur Einsteinschen Gravitationstheorie. Physikalische Zeitschrift, 17, 448.
Haldeman, J. (1978) [1974]. La guerra interminable. EDHASA.
Morris, M. S. y Thorne, K. S. (1988). Wormholes in spacetime and their use for interstellar travel: A tool for teaching general relativity. American Journal of Physics, 56, 395-412.
Poundstone, W. (1999). Carl Sagan. A life in the cosmos. Henry Holt.
Sagan, C. (2018) [1985]. Contacto. Nova.
Schwarzschild, K. (1916). Über das Gravitationsfeld eines Massenpunktes nach der Einsteinschen Theorie. Sitzungsberichte der Königlich Preussischen Akademie der Wissenschaften: 189-196.
Wells, H. G. (2019) [1894]. El extraordinario caso de los ojos de Davidson. En Cuentos completos. Valdemar.
Wells, H. G. (1985). La máquina del tiempo.
Nota
1 Kip Thorne sería galardonado en 2017 con el Premio Nobel de Física, junto con Rainer Weiss y Barry C. Barish, pero por otro motivo: «por sus contribuciones decisivas al detector LIGO y por la observación de ondas gravitatorias».
.
Sobre la autora: Gisela Baños es divulgadora de ciencia, tecnología y ciencia ficción.
El artículo Agujeros de gusano: puentes entre ciencia y ficción se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.
Larre atlantiarretako landareen sustraien atributuak
Zalantzarik gabe, etorkizunean lehorteak intentsitatean eta iraupenean areagotu egingo dira klima-aldaketa ospetsuaren eta kezkagarriaren ondorioz. Izan ere, azken urteotan prezipitazioak behera egiten ari dira, baita tenperaturak igotzen ere. Horrek, noski, mundu osoko laborantzen ekoizpenean eta produktibitatean galera handiak ekar ditzake.
Irudia: Trifolium repens espezieak (hirusta zuriak) mikroorganismoen presentzia altua du sustraietan. Espezie honek sinbiosi-noduluak eratzen ditu Rhizobium bakterio nitrogeno-finkatzaileekin. (Irudia: Andrey Larionov – Unsplash lizentziapean. Iturria: Unsplash)Hori nolabait aurreikusteko asmotan, premiazkoa da landare-espezieen lehortearekiko erantzuna ikertzea, eta horretarako, esperimentu honetan larre atlantiarreko sei landare-espeziek lehortearen aurrean duten erantzuna aztertu da, bai mikroorganismoekin batera bai mikroorganismorik gabe, sustraien atributu morfologikoei erreparatuz. Izan ere, sustraiak dira lurrera ainguratzeaz gain lurzorutik mantenugaiak eta ura xurgatzen dituzten organoak, eta ondorioz, lehortea nabaritu dezaketen landarearen lehengoko atalak.
Egindako ikerketa honetan, baldintza kontrolatuko negutegian landare batzuk lehorte-baldintzetan mantendu ziren (ur-edukiaren % 30eko kapazitatean) eta beste batzuk, aldiz, ur-baldintza normaletan (ur-edukiaren % 70eko kapazitatean). Horretaz gain, horietako batzuk mikroorganismoak izan zituzten lurrean, eta beste batzuek ez. Izan ere, naturan sustraiak inguratzen dituen lurzoruak materia organikoa, ura eta mantenugaiak izateaz gain, mikroorganismoak ere baditu, eta euren efektua zein den behatzea interesgarria izan daiteke euren garrantziaz ohartarazteko. Izan ere, lurzoruko mikroorganismoek, batik bat, efektu positiboa izan dezakete lehorte-estresaren aurrean, ekoizten dituzten konposatuek lurzoruko hezetasuna mantentzen lagundu ahal dutelako, eta ondorioz lehortearen efektuak arindu. Hala ere, lehortea bortitza bada, mikroorganismoen aktibitatea murriztu egin daiteke eta eskaintzen dituzten onurak murriztu.
Esperimentuak aurrera egin ahala, lehorte-estresaren aurrean euren biziraupena bermatzeko landareek lurzoruko baliabideak (ura, mantenugaiak…) kontserbatzeko ala eskuratzeko estrategiak garatzea espero genuen, sustrai-atributuak aldatzearen bidez. Horretaz gain, lehorte-estresaren aurrean ere mikroorganismoen jarduera aldatzea espero zen. Hori egiaztatzeko, negutegian hazitako landare horien sustraiak aztertu ziren WinRhizo© Pro 2007 softwarea erabiliz.
Sustraien bi estrategiaEmaitzek aditzera eman duten bezala, eta nahiz eta landareek ez dituzten sustrai-atributu guztiak lehortera moldatu, landare bakoitzak lehortearen aurrean hartu duen estrategia identifikatu da aldatu dituzten sustrai-atributuak aztertuta. Gauzak horrela, Festuca nigrescens, Lotus corniculatus, Trifolium repens eta Jasione laevis espeziek, lurzoruko baliabideak eskuratzeko estrategia garatu dute, eta Deschampsia flexuosa eta Bellis perennis-ek, aldiz, landarearen baliabideak kontserbatzearen estrategia, lehortera moldatzeko eta bizitzen jarraitu ahal izateko.
Beste aldetik, lurzoruko ur-eskuragarritasun murriztuak ez du mikroorganismoen aktibitatean eraginik izan. Izan ere, emaitzetan argi ikusi da mikroorganismoen eragina berdina izan dela bai lehorte-baldintzetan bai ur-edukiaren baldintza normaletan, sustrai-atributu guztietarako. Hori ikusita, onar dezakegu mikroorganismoek % 30eko ur-edukia ez dutela lehorte-estres bezala hauteman.
Dena den, aztertu nahi izan da mikroorganismoek oro har eduki duten eragina positiboa (sustraien hazkundea bultzatuz) edo negatiboa (sustraien hazkundea murriztuz) izan den landare-espezie bakoitzean, sustrai-atributuen aldaketei erreparatuz mikroorganismoen presentzian eta ausentzian. Ez zaitu harrituko mikroorganismoek eragin onuragarria izan dutela landare espezie guztietan, hau da, landare guztiak hobeto hazi direla lurzoruan mikroorganismoak izan dituztenean.
Hurrengo esperimentuei begira, proposatzen da lehorte bortitzagoa eragitea, sustrai-atributu guztien aldaketa bultzatzeko lehortearen aurrean, bai eta mikroorganismoek lehortea somatzeko ere. Alde batetik, lehorte-baldintzak simulatzeko lurzoruan ur-eduki murritzagoa ezartzea proposatzen da (% 10-20koa, adibidez), eta beste alde batetik, ureztatu gabe egun gehiago igarotzea. Gainera, negutegiko baldintzak aldatu ahalko lirateke, hezetasuna murriztuz eta tenperatura igoz, benetako lehortea simulatzeko helburuarekin. Horretaz gain, etorkizunera begira interesgarria litzateke lurzoruko mikroorganismoen identifikazioa ere.
Artikuluaren fitxa:- Aldizkaria: Ekaia
- Zenbakia: 45
- Artikuluaren izena: Larre atlantiarretako landareen sustraien atributuak (traits): lurzoruko ur-edukiaren eta mikrobiotaren eragina
- Laburpena: Etorkizunean lehorteak intentsitatean eta iraupenean emendatzea espero da, prezipitazioen murrizpenaren eta tenperaturen igoeraren ondorioz. Horrek galera handiak ekar ditzake mundu osoko laborantzen ekoizpen eta produktibitatean. Horregatik, premiazkoa da landare-espezieek lehortearen aurrean duten erantzuna ikertzea. Esperimentu honetan larre atlantiarreko sei landare-espezieren lehortearen aurreko erantzuna aztertu da, mikroorganismoen presentzian eta ausentzian, sustraien atributu (traits) morfologikoei erreparatuz. Esperimentuaren hipotesi nagusietako bat izan da lehorte-estresaren aurrean landareek lurzoruko baliabideak (ura, mantenugaiak…) kontserbatzeko edo eskuratzeko estrategiak gara ditzaketela, sustrai-atributuak aldatzearen bidez. Bigarren hipotesia, berriz, izan da elkarren mendekoak direla lurzoruko ur-edukia eta mikroorganismoen efektua zein erantzuna. Emaitzek adierazitakoaren arabera, esperimentu honetan ez dira hipotesiak bete. Alde batetik, lurzoruko ur-eduki murriztuaren eragina sustrai-atributuen eta espezieen mendekoa izan da, eta horiek kontuan hartuta, landareek jarraitu duten estrategia identifikatu da. Beste aldetik, lurzoruko ur-eskuragarritasun murriztuak ez du eraginik izan mikroorganismoen aktibitatean. Horretaz gainera, aztertu egin da positiboa edo negatiboa izan den landare-espezie bakoitzean mikroorganismoek eduki duten efektua. Horregatik guztiagatik, ondorioztatu da %30eko ur-edukia ez dela nahikoa izan lehorte-estresa simulatzeko.
- Egileak: Izaro Zelaia eta Arantza Aldezabal
- Argitaletxea: UPV/EHUko argitalpen zerbitzua
- ISSN: 0214-9001
- eISSN: 2444-3255
- Orrialdeak: 345-364
- DOI: 10.1387/ekaia.24497
Izaro Zelaia eta Arantza Aldezabal UPV/EHUko Landareen Biologia eta Ekologia Saileko ikertzaileak dira.
Ekaia aldizkariarekin lankidetzan egindako atala.
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Fibonacci está en todas partes (I)
La sucesión de Fibonacci, es una sucesión de números (naturales) que ha superado la frontera de las matemáticas, de la ciencia, para colarse en el mundo de las artes y la cultura. Que una familia de números como esta haya despertado el interés no solo dentro de la comunidad matemática, sino de toda la sociedad, se debe, en gran medida, a que juega un papel fundamental en el estudio de la morfología de las plantas, en concreto, en la filotaxis, siendo el número de espirales de las cabezas de los girasoles, las piñas o el romanescu, números de dicha sucesión, así como por su relación con el número de oro.
Fotografía de una piña recogida en la isla de Arousa (Pontevedra), en la cual puede observarse su conexión con los números de Fibonacci al contar el número de espirales a izquierda y derecha, 8 y 13Por supuesto, este interés por la sucesión de Fibonacci se ha trasladado al Cuaderno de Cultura Científica, en el que hemos dedicado una cierta cantidad de entradas a la misma: Póngame media docena de fibonaccis; Una de mates: la sucesión de Fibonacci; Los números (y los inversos) de Fibonacci; Nos encanta Fibonacci; El origen poético de los números de Fibonacci; Poemas Fibonacci; La sucesión de Fibonacci, el teorema de Zeckendorf y un poemario magistral o El árbol de Fibonacci.
En esta entrada vamos a mostrar que los números de Fibonacci pueden aparecer en lugares de lo más curiosos e inesperados, además de los ya mencionados en las entradas anteriores, como solución al desafío matemático de los conejos del Liber Abaci / Libro del Ábaco (1202), del matemático italiano Leonardo de Pisa (1170-1241), conocido como Fibonacci, relacionados con la poesía en la lengua sánscrita en la India, o en la botánica, por ejemplo, en las espirales de los girasoles y piñas, o en la disposición helicoidal de las hojas en el tallo.
Los números de FibonacciAntes de adentrarnos en este paseo por diferentes manifestaciones de la sucesión de Fibonacci, recordemos brevemente esta sucesión, de forma directa a través de su propiedad numérica, sin entrar en el problema de los conejos, ni en la poesía en sanscrito. La sucesión de Fibonacci es una sucesión de números Fn que tiene la particularidad de que cada término es igual a la suma de los dos anteriores, Fn = Fn – 1 + Fn – 2, siendo los dos primeros términos F1 = F2 = 1.
Podemos calcular los primeros términos de la sucesión de forma sencilla, ya que cada número es la suma de los dos anteriores. De manera que los 40 primeros números de esta sucesión son:
1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, 144, 233, 377, 610, 987, 1.597, 2.584, 4.181, 6.765, 10.946, 17.711, 28.657, 46.368, 75.025, 121.393, 196.418, 317.811, 514.229, 832.040, 1.346.269, 2.178.309, 3.524.578, 5.702.887, 9.227.465, 14.930.352, 24.157.817, 39.088.169, 63.245.986, 102.334.155, …
Esta sucesión aparece bajo la denominación A000045 dentro de La enciclopedia on-line de las sucesiones de números enteros.
Existe una organización matemática internacional, The Fibonacci Association / La asociación Fibonacci, formada por personas del ámbito de las matemáticas y de la ciencia, pero también personas amateurs interesadas en esta curiosa sucesión de números, así como en otras sucesiones relacionadas (por ejemplo, la sucesión de Lucas, con la misma propiedad recurrente, pero con los dos primeros términos L1 = 1 y L2 = 3, por lo tanto, se continua con los números 4, 7, 11, 18, 29, etcétera). Esta sociedad publica una revista, The Fibonacci Quarterly, y organiza un congreso internacional cada dos años.
Logotipo de La Asociación FibonacciTanto la organización como la revista fueron fundadas en 1963 por el matemático estadounidense Verner E. Hoggatt (1921-1980), profesor de la San Jose State University, que era conocido como el “Profesor Fibonacci” por sus amigos y colegas, y el educador, fotógrafo y matemático estadounidense Alfred Brousseau (1907-1988), profesor en el College Saint Mary de California, a quienes unía una gran amistad y que se reunían frecuentemente para discutir sobre los números de Fibonacci, así como para cantar canciones inventadas por ellos.
El árbol genealógico de un zánganoPara empezar, vamos a mostrar dos ejemplos relacionados con las abejas en los que aparecen los números de Fibonacci. En el primero surgen estos números como las diferentes generaciones del árbol genealógico de las abejas macho, los zánganos.
Las abejas, al menos las de la especie más conocida, la abeja melífera o doméstica, son animales sociales que viven todas juntas en colmenas. Hay tres tipos de abejas en una colmena, una abeja reina, los zánganos, que son abejas macho, y las abejas trabajadoras, que son abejas hembra.
Ilustración de una abeja trabajadora, de una abeja reina y un zángano, del libro The ABC and XYZ of bee culture (1910), de A. I. Root y E. R. RootNormalmente solo hay una abeja reina en una colmena, que se encarga de las tareas reproductivas de la colonia, poniendo del orden de 1.500 huevos al día. Las abejas reina viven entre dos y tres años, aunque pueden llegar a vivir hasta cinco años. El número de zánganos de una colmena está entre unos cientos y mil, y su trabajo es también reproductivo, ya que se dedican a copular con la reina durante el vuelo de apareamiento de esta, con el fin de que los huevos sean fecundados. Los zánganos mueren cuando depositan su semen en el aparato reproductor de la abeja reina. Solamente son útiles durante la época de apareamiento, que se produce cuando hace buen tiempo (primavera y verano), no pueden picar ya que no tienen aguijón y no ayudan con ninguna otra labor de la colmena. Por este motivo, cuando llega el mal tiempo, las abejas trabajadoras expulsan a los zánganos de la colmena, que mueren de hambre y frío. Mientras que son las abejas trabajadoras, de las cuales hay unos miles en cada colmena, las que se dedican a realizar todas las tareas de la misma. La vida de las abejas obreras es de entre 5 y 6 semanas en época de buen tiempo, mientras que es de entre 5 y 6 meses si viven cuando hace mal tiempo, mientras que la de los zánganos es de entre 4 y 8 semanas.
Una de las curiosidades de la reproducción de las abejas es que las abejas macho, los zánganos, nacen de huevos no fecundados, luego solamente tienen madre, la abeja reina, mientras que las abejas trabajadoras nacen de huevos fecundados, luego tienen padre y madre. Además, la reina puede controlar si un huevo es, o no, fecundado. Las abejas trabajadoras suelen ser estériles, la mayoría de los ovarios de las trabajadoras están poco desarrollados y no producen huevos. En el caso de que una obrera tenga ovarios desarrollados, solo pondrá huevos no fecundados, luego nacerán zánganos, aunque las demás abejas trabajadoras pueden reconocer que el huevo no es de la reina y se lo comerán, salvo que la reina haya muerto y no se pueda criar otra reina, aunque eso llevará al final de la colmena, ya que no nacerán abejas trabajadoras, solo zánganos.
Este sistema de determinación del sexo del animal se llama haplodiploidía y es un sistema que no solamente se da en las abejas, sino también en otros animales, entre ellos, hormigas, avispas y algunos escarabajos.
Fotografía de un zángano, una abeja macho. Fotografía del profesor de biología Laurence Packer
Pero vayamos con el árbol genealógico de un zángano (1), como el que aparece en la anterior imagen. Como se ha comentado, esta abeja macho tendrá solo madre, por lo que la primera generación hacia atrás del zángano consistirá en una abeja (1), normalmente la abeja reina. Como esta abeja es hembra tendrá madre y padre (la abuela y el abuelo del zángano), luego la segunda generación del zángano serán dos abejas (2). En la tercera generación estarán la madre y el padre de la abeja abuela, así como la madre de la abeja abuelo, en total tres abejas (3). Y así se puede continuar, como se muestra en el siguiente esquema.
Árbol genealógico de un zángano
En la siguiente tabla se recogen la cantidad de abejas de cada generación hacia atrás de una abeja macho, un zángano, añadiendo además cuántas de ellas son abejas macho y cuántas abejas hembra.
Como se observa la cantidad de abejas del árbol genealógico de un zángano, por generaciones hacia atrás, es 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, etcétera, es decir, la sucesión de Fibonacci. Más aún, si dividimos la cantidad de abejas de cada generación, en abejas hembra y abejas macho, seguimos obteniendo esta sucesión en los dos casos.
Una paseo hexagonalEl siguiente ejemplo en el que se puede encontrar a los números de Fibonacci relacionados con las abejas se debe al matemático estadounidense Leonard Carlitz (1907-1999), de la Duke University, que fue miembro de La asociación Fibonacci y del comité editorial de la revista The Fibonacci Quarterly, en la que publicó 72 artículos, dentro de una extensa obra matemática compuesta de 771 artículos.
Imaginemos un panal de abejas, que recordemos que está formado con celdas prismáticas hexagonales pegadas unas a otras por sus caras laterales, pero con la particularidad de que está formado por tan solo dos filas de celdas, como se muestra en la siguiente imagen. En la primera celda, de uno de los extremos del panal (en la imagen en la izquierda), hay una abeja e imaginemos también que el panal es tan largo (hacia la derecha en la imagen) como queramos, de hecho, imaginemos que es infinito. Nos gustaría calcular la cantidad de caminos que puede recorrer la abeja para ir de su posición inicial a otra celda cualquiera que fijemos, desde la primera al lado de la abeja en adelante, teniendo en cuenta que de cada celda puede pasar a una contigua, pero siempre hacia delante, por ejemplo, de su celda inicial puede pasar a las celdas C1 o C2, mientras que de la celda C3 puede pasar a las celdas C4 y C5, pero no ir para atrás a las celdas C1 y C2.
Panal de abejas, formado por dos filas de celdas, infinito, que tiene principio, pero no tiene fin, con una abeja en la celda de su extremo izquierdo
Pero vayamos contando los diferentes caminos que puede recorrer la abeja, en función de cuál sea la celda final, empezando por la celda C1 y siguiendo en orden. Solo existe una forma (1) de llegar a la celda C1, sin retroceder, que es directamente. Para llegar a la celda C2 puede hacerse directamente o a través de la celda C1, luego de dos formas (2) distintas. Y hay tres caminos posibles para alcanzar la celda C3, como se muestra en la siguiente imagen.
Los posibles caminos para que la abeja llegue a las celdas C1, C2 y C3, sin retroceder
Para llegar a la celda C4 hay 5 recorridos posibles, que se muestran en la siguiente imagen.
Recorridos posibles para que la abeja llegue a la celda C4, sin retroceder
La cantidad de caminos posibles para cada una de las celdas mencionadas es 1, 2, 3 y 5, que son los primeros números de la sucesión de Fibonacci. Si seguimos con las celdas C5, C6, C7, etcétera, se irán obteniendo los demás números de la sucesión, 8, 13, 21, etcétera.
Jugando con las fichas de dominóPara la siguiente situación vamos a considerar fichas de dominó, como la de la siguiente imagen.
Fichas de dominó. Fotografía: Dietmar Rabich / Wikimedia Commons / “Domino – 2021 – 6766” / CC BY-SA 4.0
Las fichas de dominó son el doble de largo que de ancho, como si juntáramos dos cuadrados. La cuestión que nos ocupa es la siguiente.
Problema: ¿de cuántas formas distintas se puede crear un embaldosado rectangular de dos filas y n columnas (es decir, una cuadrícula rectangular de tamaño n x 2), para n = 1, 2, 3, etc?
Empecemos con los casos más sencillos, para 1, 2 y 3 columnas, que se obtienen las siguientes 1, 2 y 3 formas de embaldosar, respectivamente, como se muestra en la imagen.
Para 4 filas empezamos a tener más maneras diferentes de colocar las fichas de dominó, en concreto 5.
Si la cuadrícula rectangular es de tamaño 5 x 2, existen 8 formas distintas de embaldosar esta cuadrícula con fichas de dominó, como aparece en la siguiente imagen.
Podéis continuar con 6, 7, 8, … filas y, como se observa, se van obteniendo los números de la sucesión de Fibonacci, de nuevo.
¿Por qué aparece la sucesión de Fibonacci? La respuesta es muy sencilla. Simplemente porque es un problema cuya solución tiene la misma propiedad recursiva que la sucesión de Fibonacci y los dos primeros términos son 1 y 2. Esto es así porque para conocer los embaldosados con fichas de dominó de una cuadrícula rectangular n x 2, basta con tomar los embaldosados de la cuadrícula (n – 1) x 2 y añadirles una ficha de dominó vertical, y los embaldosados de la cuadrícula (n – 2) x 2 y añadirles dos fichas de dominó horizontales.
Veamos un ejemplo. Miremos a los embaldosados de la cuadrícula rectangular 5 x 2, que como acabamos de ver son 8. En la siguiente imagen, he tomado esos ocho embaldosados de la cuadrícula 5 x 2, he coloreado de morado los embaldosados de la cuadrícula 4 x 2, a los que se les añade una ficha de dominó vertical y he coloreado de verde los embaldosados de la cuadrícula 4 x 2, a los que se les añaden dos fichas de dominó horizontales.
Algo similar ocurre con la cantidad de caminos posibles que recorre la abeja en su paseo hexagonal, como podéis observar.
En mi siguiente entrada de la sección Matemoción del Cuaderno de Cultura Científica volveré con más curiosos e inesperados ejemplos de apariciones de la sucesión de Fibonacci.
Fibonacci 1-10 (2010), de la artista conceptual estadounidense Jennifer Bartlett (1941-2022)
Bibliografía
1.- Alfred S. Posamentier, Ingmar Lehmann, The Fabulous Fibonacci Numbers, Prometheus Books, 2007.
2.- Thomas Koshy, Fibonacci and Lucas Numbers with Applications, John Wiley & Sons, 2001.
3.- Martin Gardner, Circo matemático, Alianza editorial, 1988.
4.- Fredric T. Howard, The Fibonacci Association, Math Horizons, vol. 12, n. 3,
pp. 31, 2005.
5.- Fred Whitford; Christian H Krupke, Cindy Gerber, Greg Hunt, John L. Obermeyer, Krispn Given, Max Feken, Reed Johnson, Thomas Steeger, The Complex Life of the Honey Bee: Environmental, Biological, and Chemical Challenges to Colony Health, Purdue University, 2017.
Sobre el autor: Raúl Ibáñez es profesor del Departamento de Matemáticas de la UPV/EHU y colaborador de la Cátedra de Cultura Científica
El artículo Fibonacci está en todas partes (I) se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.
Kondairetako fosilak
Askotan aipatu dut Mitologiaren eta Geologiaren arteko harreman estua. Izan ere, gizakiok askotan fantasia eta errealitatea nahasten dituzten kondaira edo asmatutako istorioetara jotzen dugu gure inguruko prozesu naturalei azalpen koherente bat, edo, behintzat, ulergarria emateko.
Munduko sinesmen guztietan jainkoak/jainkosak eta erdijainkoak/erdijainkosak daude gertaera geologiko suntsitzaileen atzean (sumendiak, lurrikarak edo tsunamiak, besteak beste), batez ere haserretzen direnean; sekulako mendiak altxatzen dituzte gizakien herritik urrun etxea eraikitzeko; edo ozeanoaren hondotik uharteak altxatzen dituzte euren berebiziko boterea erabilita, bai eta uharte horiek urperatu ere, berriro haserretzen badira.
Hala ere, adibide gehienak desagertutako ornodun handien fosiletan aurki ditzakegu; izan ere, piztia mitologiko ikusgarriak sortzeko erabili izan dira, epopeia klasikoetako etsaiak, eta gure ametsak elikatzen dituzte oraindik ere (zinemako hamaika gidoi elikatzeaz gain). Testuinguru horretan, dinosauroen, beste narrasti hegalarien, itsas narrasti mesozoikoen edo makrougaztun zenozoikoen arrastoak mota askotako erraldoi, dragoi edo kimera bihurtu ziren. Baina ziur nago orain arte ez dizuedala ezer berririk kontatu. Hortaz, aho zabalik utzi nahi zaituztedanez eta, batez ere, geologiaren kuriositateen berri ematea gustuko dudanez, jarraian itsas ornogabeen fosilen agerpenetatik sortutako zenbait istorio azalduko dizkizuet.
1. irudia: A) Santa Hilda Whitbykoaren irudia duen beiratea; ezkutuan hiru fosil amonite ditu. (Argazkia: Dixe Wills – Copyright lizentziapean. Iturria: The Guardian). B) Benetako amonite fosila; atzeko zatia manipulatuta dago harrian suge baten burua zizelkatu zutelako. (Iturria: Whitby Museum – copyright lizentziapean)Hasteko, benetako pertsona bat eta bizitzan zehar gertatu ez den gertakari fantastiko baten existentzia nahasten duten mitoetako bat kontatuko dizuet. Kondairaren arabera, VII. mendean, Ingalaterrako ipar-ekialdeko Whitby herrian sugeen inbasio bat gertatu zen. Herritarrak ofidioen erasoaren beldur zirenez, gertuen zegoen abadiara joan ziren bertan zegoen Hilda izeneko emakume ausart eta azkar bati laguntza eskatzera. Abadesak, botere jainkotiarraz blai eginda, sugeei aurre egin zien eta animaliak bildu eta harri bihurtzea lortu zuen. Aurrerago, abadesa kanonizatu egin zuten. Istorio polit horren bidez, herritarrek herriaren inguruan zeuden fosil amoniten presentzia azaldu nahi zuten.
Amoniteak dagoeneko desagertu diren zefalopodoen talde bat dira, eta Devoniarraren eta Kretazeoaren artean dauden ur epeletan bizi ziren, sakonera txikiko eremuetan. Zefalopodo talde horren ezaugarri nagusia maskor biribildua zen, askotan lerroekin apainduta. Ahuntzen adarra ekar dezake gogora, eta ezaugarri horretatik datorkie izena; izan ere, Amon jainko egiptoarretik dator, ahariaren buruarekin identifikatzen baitzen. Hala ere, ingelesei morfologia hori biribildutako suge baten antzekoagoa iruditzen zitzaien, baina gauza garrantzitsu bat falta zitzaien: burua. Hortaz, Hildaren eta ofidioen arteko gudu epikoa indartzeko, bertako herritarrek, elizgizonek barne, ahalik eta amonite gehien bildu zituzten eta fosiletan sugeen burua lantzen zuten.
2. irudia: Gryphaea arcuata fosila Ingalaterrako jurasikoko ostreido mota bat da, “deabruaren apoa” izenez ezaguna dena. (Argazkia: James St. John – CC BY 2.0 lizentziapean. Iturria: Wikimedia Commons)_1_(15206675956).jpg#/media/Archivo:Gryphaea_arcuata_fossil_oyster_(Blue_Lias,_Lower_Jurassic;_coastal_cliffs_near_Lyme_Regis,_far-western_Dorset_County,_southwestern_England)_1_(15206675956).jpg){kind=link}
Ongia eta gaizkiaren arteko borroka eta akerra aipatu ditudanez, deabrua edo demonio guztien burua aipatzeko unea iritsi da. Kuskubiko espezie fosil asko daude, batez ere ostreidoen edo ostren taldearen barruan. Hauek organismoa dagoen tokia osatzen duen kusku handiago bat dute, eta estalki gisa beste kusku txikiago bat. Kusku handienak forma luzanga eta kurbatua izaten du, eta maskorra zeharkatzen duten protuberantzia oso markatuek apaintzen dute. Protuberantzia horiek animaliaren hazkuntza erakusten duten ildoak besterik ez dira. Fosil horien morfologia oso berezia da, eta animalia baten petrifikatutako apatx baten antza dute. Erdi Aroan deabrua edonon zegoenez, azkar asko deabruaren galdutako apatxak zirela esaten hasi ziren.
3. irudia: Micraster generoko fosil bat, Kantabrian topatutako Kretazeoko ekinodemartu bat. Bertan, bost puntako izarraren forma duen aparatu anbulakrala ikus daiteke. (Iturria: Cuaderno de Cultura Científica)Hala ere, fosil guztiek ez zituzten gauza txarrak irudikatzen, eta batzuk kutun babesle gisa erabiltzen ziren. Kantabriako ekialdean, Euskadi osoan eta Nafarroako iparraldean oso ohikoa da Kretazeoko itsaso subtropikal zaharrak ordezkatzen dituzten eta Micraster generoko fosil ekinodermatu ugari dituzten arroka sedimentarioak agertzea. Dagoeneko desagertu diren itsas trikuek bihotz formako oskola zuten (emotikono erromantikoetan agertzen den bihotzarena, ez zirkulazio aparatuaren organoarena), eta bertan oso argi ikus daiteke aparatu anbulakral bat (animalien oinak daude bertan, sinplifikazio biologikoa alde batera utzita), bost puntako izar bat irudikatzen duena. Lehen fosil hauek “tximista edo inar harriak” zirela uste zen; hots, jainko-jainkosak haserretu eta Lurraren kontra ekaitz elektrikoak bidaltzen zituztenean zerutik erortzen ziren harriak. Kondairaren arabera, zeruko harri horietakoren bat aurkitu eta zurekin eraman edo etxeko atean jartzen bazenuen, tximisten aurkako babesa bermatuta zegoen izarraren markari esker, eta, aldi berean, tximista leku berean bitan erortzen ez den sinesmen okerrari esker.
Eta horiek dira ornogabeen fosilei lotutako mitoetako batzuk. Egia da ez dituztela desagertu diren ornodun handiek bezainbeste istorio ikusgarri elikatu, baina gure kultuaren ondarearen parte dira, eta herrien folklorearen oinarria dira. Halaber, azken kondaira Euskadiko eta Nafarroako herri askotan bizirik dirau, eta, nire ustez, zaindu beharreko ondarea da. Sinesmen zaharrekin konektatzen gaituzten istorio mitikoak baliatzea baliabide bikaina izan daiteke azalpen zientifikoak zabaltzeko. Kasu honetan azalpena geologikoa da, eta, zorionez, orain horren berri dugu.
Egileaz:Blanca María Martínez (@BlancaMG4) Geologian doktorea da, Aranzadi Zientzia Elkarteko ikertzailea eta UPV/EHUko Zientzia eta Teknologia Fakultateko Geologia Saileko laguntzailea.
Jatorrizko artikulua Cuaderno de Cultura Científica blogean argitaratu zen 2024ko maiatzaren 23an: Fósiles de leyenda.
Itzulpena: UPV/EHUko Euskara Zerbitzua.
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El Sistema Solar como detector de agujeros negros primordiales
Imagen: WikiImages / PixabayDurante la expansión temprana del Universo, las regiones hiperdensas podrían haber colapsado gravitacionalmente para producir agujeros negros primordiales. Dependiendo de lo que provocase el colapso, los agujeros negros primordiales resultantes podrían tener casi cualquier masa. Pero si, como sostienen algunos teóricos, podrían explicar toda la materia oscura del Universo, no pueden ser tan ligeros como para evaporarse y desaparecer, ni tan pesados como para contradecir las observaciones del efecto de lente gravitacional.
Dentro de ese amplio rango se encuentra otro más estrecho, que abarca las masas de los asteroides. Este rango de masas ha permanecido en gran parte inexplorado. Ahora, Tung Tran, del Instituto Tecnológico de Massachusetts, y sus colaboradores han determinado que los agujeros negros primordiales con masas de asteroides podrían detectarse de manera plausible gracias a su influencia gravitatoria en el Sistema Solar.
La materia oscura gobierna la estructura a gran escala del Universo. En las teorías de la materia oscura, cuanto menor sea la masa de las partículas de materia oscura, más partículas se necesitan para explicar esa estructura. Además, las partículas de materia oscura deben moverse a través del cosmos lo suficientemente despacio como para que la gravedad las atraiga. Si la materia oscura consiste exclusivamente en agujeros negros primordiales con masa de asteroide, esas dos restricciones implicarían que varios agujeros negros primordiales estarían presentes en el Sistema Solar en cualquier momento dado y que las velocidades de esos agujeros negros primordiales serían de aproximadamente 200 km/s.
Un agujero negro primordial (PBH) con masa de asteroide que pase cerca de un planeta podría perturbar la órbita del planeta en una cantidad detectable. Fuente: Tran et al (2024)La presencia de esos agujeros negros primordiales apenas perturbarían el Sistema Solar. Sin embargo, las distancias entre la Tierra y los planetas se conocen con una precisión extraordinaria (hasta 10 cm en el caso de Marte). A partir de sus cálculos y simulaciones, Tran y sus colaboradores concluyen que el paso de al menos un agujero negro primordial con la masa de un asteroide a través del Sistema Solar podría dejar un rastro detectable en los datos de distancia existentes o inminentes una vez por década.
Una no detección, afirman los investigadores, impondría unas restricciones muy estrictas a un candidato a materia oscura bien motivado.
Referencia:
Tung X. Tran, Sarah R. Geller, Benjamin V. Lehmann, and David I. Kaiser (2024) Close encounters of the primordial kind: A new observable for primordial black holes as dark matter Phys. Rev. D doi: 10.1103/PhysRevD.110.063533
Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance
El artículo El Sistema Solar como detector de agujeros negros primordiales se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.
Gizentasunari lotutako minbizia azkar handitzen ari da Txinan
Azken urteetan, gehiegizko pisuari lotutako minbizi motak urteko %3,6 hazi dira herrialdean. Datorren hamarkadan mota horretako minbiziak bikoiztuko diren beldur dira ikertzaileak.
Askotariko faktoreak daude gizentasunaren atzean, baina gorantz ari den gaitza da, bereziki gero eta elikadura ohitura txarragoak eta sedentarismo handiagoa dituen gizarteetan. Dena dela, funtsean, aritmetika sinple baten emaitza da kontua: janariarekin hartutako kalorien eta, gehienetan, ariketa fisikoarekin gastatutakoen artean dagoen aldean dago gakoa. Egunean bi faktore horien arteko alde positibo txikia izan arren, denborarekin horiek pilatuko dira, pisua irabazita. Muga hori oso lausoa dela esan zion 2004an National Geographic aldizkariari Columbiako Unibertsitateko (AEB) mediku Rudolph Leibelek, sagar zuku baten adibidean abiatuta. Zuku txiki horrek eragiten badu egunaren amaieran beharrezkoak diren kaloriak baino %5 izatea, ezinbestean nabarituko da eragina. “100 kaloria baino ez dira, baso bat sagar zuku. Baina gehiegizko kaloria gutxi horiek ekar dezakete pisua nabarmenki handitzea”, ohartarazi zuen. Alde txiki horrek ekar lezake, beraz, pertsona batzuek urtebetean bost kilo irabaztea.
1. irudia: Txinan gizentasunaren eta horri lotutako minbizi moten gorakaden atzean Mendebaldeko bizi estiloa dagoela uste dute ikertzaileek. (Argazkia: Christian Lue – Unplash lizentziapean. Iturria: Unplash)Gizentasuna bera gaitz kronikotzat jotzen du OME Osasunaren Mundu Erakundeak, eta gaur egun oso zabalduta dago munduan. Zenbaki handitara joanda, OMEk berak kalkulatzen du munduan diren zortzi gizakitatik batek gizentasuna duela. Ez da, inondik inora, arazo txikia. Izan ere, soberan ezaguna da gizentasuna beste gaitz askotan arrisku faktore garrantzitsua dela. Hori gertatzen da, esaterako, gaitz kardiobaskularrekin, 2 motako diabetesarekin, artrosiarekin edota hainbat minbizi motarekin.
Bereziki minbiziarekiko lotura hau aspaldiko kezka izan da AEBetan edo Europan. Kasurako, AEBetako CDC Gaixotasunak Kontrolatzeko Zentroaren arabera, 2000an estatubatuarren %30,5ek gizentasuna zuten. Hogei urte geroago, 2020an, kopurua %41,9 zen. Mendebaldeko gizarte askotan zabalduta dagoen dietak gantzak, haragi gorria, jaki ultraprozesatuak eta azukre asko izan ohi dituzte, eta horiek gizentasuna erraz bultzatzen duten elikagaiak dira.
Munduak gero eta gehiago antzeko eskemetara jotzen duen heinean, arazoa jada ez da soilik Mendebaldeko gizarteena: Txinan ere hasiak dira kezkatzen. Asiako erraldoiaren kopuruak beti harrigarriak izan ohi dira arlo guztietan, eta, tamalez, badirudi gai honetan ere herrialdea indartsu datorrela. Cell Press talde entzutetsuko Med aldizkarian argitaratutako azterketa batek argi erakusten du hori. Bertan, ikertzaile talde batek egiaztatu du gizentasunari lotutako minbizi tasa azkar handitzen ari dela Txinako biztanleen artean: 2007 eta 2021 urte tartean urteko %3,6 hazi da gaitza, gizentasunari lotuta ez dauden minbizi motak bere horretan mantendu izan diren bitartean. Tarte horretan, herrialdean 651.000 kasu inguru erregistratu dira; horietatik %48 OMEk gizentasunarekin lotzen dituen hamabi minbizi motakoak izan dira.
Zientzialariek azaldu dute ume eta nerabeen artean gainpisu eta gizentasun tasak hurbiltzen ari direla AEBetan dituztenetara. Eta hori lotu dute halako minbizien hazkundearekin. 60 eta 65 urte bitartekoen artean, mota hauetako minbiziak urtean %1,6 hazi dira. 25-29 bitartekoen artean, berriz, tasa hori %15 baino gehiago handitu da.
Gizentasunari lotzen dira kolon eta ondesteko, bularreko eta tiroideko minbiziak, eta horiek asko handitu dira, ikertzaileek esku artean izan dituzten datuen arabera. Kontrara, gizentasunarekin lotzen ez diren minbizi motak, hala nola birikietako edo maskuriko minbizia, egonkor mantendu dira herrialdean urte hauetan guztietan.
Egoeraren larritasuna agerian uzten duen beste datu esanguratsu bat nabarmendu dute ikertzaileek. 1962 eta 1966 urteen artean jaiotakoen aldean, 1997 eta 2001 urteen artean jaiotakoek mota honetako minbiziaz diagnostikatzeko zuten aukera halako 25 da. Gazteen artean, kolon eta ondestekoa, bularrekoa, tiroidekoa, giltzurrunekoa eta uterokoa dira gizentasunari lotuta gehien hazi diren minbizi motak.
2. irudia: 2019ko datuetan oinarrituta, txinatar helduen %34k gainpisua zuten, eta %16 gizentzat hartzen ziren. (Argazkia: Isaac Chou – Unplash lizentziapean. Iturria: Unplash)Egileek zabaldutako prentsa ohar baten arabera, emaitzek agerian utzi dute “osasun publikoko politika hobeak ezartzea urgentziazkoa dela Txinan gero eta gehiago handitzen ari diren gainpisu eta gizentasun tasei” aurre egin aldera.
“Gizentasunaren epidemia errotik aldatzen ez badugu, ezinbestean gizentasunari lotutako minbizi tasek handitzen jarraituko dute”, azaldu du Pekingo (Txina) Unibertsitate Medikoko endokrinologo Jin-Kui Yang-ek. Medikuak erantsi du egoerak “zama handia” ekarriko diela Txinako ekonomiari eta osasun sistemari.
Txinan heriotza zio handienetakoa da minbizia, biriketakoa zabalduena delarik. Zentzu honetan, aurreko ikerketek iradoki dute laster gizentasuna izango dela partez ekidin daitezkeen minbizien artean zabalduena, tabakoak eragindakoaren gainetik.
Diotenez, bereziki kontzientziazio kanpainetan oinarritutako estrategiak egin dira gaiaren bueltan, baina hori “nahikoa izan” ez delakoan daude. Hori dela eta, estrategia “eraginkorragoak eta indartsuagoak” ezartzeko eskatu dute. Botikak erabiltzea eta etiketetan kalorien zenbatekoa jartzea aipatu dituzte.
Ikertzaileak sinetsita daude Mendebaldeko bizi estiloa hartu izanagatik hazi dela gizentasuna Txinan. Hau argudiatzeko ere datuetara jo dute, eta aipatu dute 2019an txinatar helduen %34k gainpisua zutela, eta %16 gizentzat hartzen zirela. Ohartarazi dutenez, egoera are larriagoa da haur eta nerabeen artean, tasa horietan azkarrago ari direlako aurrea hartzen.
Zientzia artikulua sinatu duten ikertzaileak ezkor azaldu dira etorkizunari dagokionez, uste dutelako, gaiaren bueltan neurri indartsuak hartu ezean, minbizi mota hauek bikoiztu daitezkeela datorren hamarkadan.
Erreferentzia bibliografikoa:Liu, Chang; Yuan, Ying-Chao; Guo, Mo-Ning; Xin, Zhong; Chen, Guan-Jie; Ding, Nan; Zheng, Jian-Peng; Zang, Bai; Yang, Jin-Kui (2024). Rising incidence of obesity-related cancers among younger adults in China: A population-based analysis (2007-2021). Med. DOI: 10.1016/j.medj.2024.07.012
Egileaz:Juanma Gallego (@juanmagallego) zientzia kazetaria da.
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Unos anillos para el planeta Tierra
La imagen de unos anillos rodeando los gigantes de hielo y gaseosos de nuestro sistema solar, como formando una especie de hula hop cósmico, son una imagen que hoy en día, gracias a los telescopios y a las misiones espaciales, nos resulta habitual, diría que incluso casi ordinaria. Pero si hacemos un ejercicio de imaginación y pensamos en la idea de que nuestro planeta también pudo tener un sistema de anillos, probablemente pensemos que esta idea es mucho más exótica e incluso, quizás, un poco fantasiosa.
Pero un estudio reciente publicado por Tomkins et al. (2024) ha dibujado este escenario como una posibilidad real durante el Ordovícico, uno de los periodos en los que está dividida la historia de nuestro planeta y que va desde el final del Cámbrico, hace unos 485 millones de años, hasta el inicio del Silúrico, hace unos 444 millones de años… no hace tanto tiempo si tenemos en cuenta que la historia de nuestro planeta estaría en el entorno de los 4.500 millones de años.
¿En qué pistas o pruebas se basa este estudio? Pues los científicos ha detectado un aumento anómalo del número de impactos de meteoritos contra nuestro planeta, que además coincide con una mayor proporción de materia caída del espacio y que se puede detectar en las capas de sedimentos que se formaron entonces. En particular, buena parte de esta materia procedería de un tipo de meteoritos que conocemos como condritas de tipo L que, por cierto, son el segundo grupo más abundante de todos los meteoritos de los que han caído sobre nuestro planeta.
Los anillos de Saturno son uno de los “ornamentos” planetarios más espectaculares de todo nuestro Sistema Solar. Y, a pesar de su espectacularidad, somos unos afortunados al poder contemplarlos, ya que son un fenómeno probablemente efímero en cuanto a escala geológica nos referimos. Cortesía de NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute.Durante el Ordovícico y a lo largo de millones de años, parece como si hubiese ocurrido un continuo bombardeo por parte de meteoritos de este tipo sobre nuestro planeta, como si un gran cuerpo se hubiese desintegrado y lentamente sus fragmentos hubiesen ido chocando con nuestro planeta.
Aunque la cantidad de materia que pudo caer sobre nuestro planeta pudo ser mucha como atestiguan los sedimentos, no es lo que más llamó la atención de los científicos, sino que en realidad fue la distribución de los cráteres de impacto sobre la superficie lo que hizo saltar las alarmas. Y es que nuestro planeta ha sufrido el impacto de cuerpos a lo largo de toda su historia, algunos de los cuales han dejado cicatrices que todavía son visibles y otros, en cambio, han sucumbido al paso del tiempo.
Pero muchos de los que ocurrieron durante el Ordovícico parecen agruparse en una estrecha franja que estaría situada aproximadamente en lo que antaño sería el ecuador de la Tierra, aunque hoy estén a diferentes latitudes debido a la tectónica de placas. Si fuesen impactos más o menos aleatorios -como pasa habitualmente- la distribución de los cráteres sobre nuestro planeta también sería aleatoria, no siguiendo ningún patrón.
¿Y a que podría deberse esta distribución de cráteres tan característica? Pues pudo ocurrir que un asteroide, cuya composición fuese la de las condritas de tipo L, pasase cerca de nuestro planeta, superando lo que conocemos como el límite de Roche -un umbral de distancia a partir del cual las fuerzas de marea son suficientes para “desintegrar” los cuerpos que pasen por el interior de esta línea- y como consecuencia fragmentándose en una nube de pequeños cuerpos que quedaría temporalmente atrapada en la órbita de la Tierra, formando un anillo… temporal. Porque ojo, no podemos olvidar que incluso los anillos de los gigantes gaseosos podrían ser un adorno efímero, eso sí, efímero en el sentido geológico de la palabra, en escalas de millones de años.
Con el tiempo, parte de la materia que formaba este anillo iría cayendo sobre la superficie de la Tierra, causando esa concentración de cráteres tan característica que hoy todavía se puede distinguir en el registro geológico y también al aumento en la presencia de materiales de procedencia extraterrestre en los sedimentos y, por supuesto, de una mayor tasa de impactos.
Pero este tipo de fenómenos nunca vienen solos, sino que suelen coincidir en el tiempo con otros eventos: En el Ordovícico ocurre lo que denominamos como gran evento de biodiversidad del Ordovícico (o GOBE, por sus siglas en inglés) o radiación del Ordovícico, una importante radiación evolutiva de la vida animal. ¿Pudo tener algo que ver este periodo de un mayor número de impactos con la generación de una mayor diversidad biológica? Es una especulación, pero los cambios ambientales provocados por los impactos, así como nutrientes aportados por la materia que caería desde los anillos, podrían haber desempeñado un papel importante en la generación de nuevos ecosistemas y favorecer la evolución.
Otro efecto que pudieron provocar los anillos sería la alteración en la cantidad de luz del Sol que llegaba a la Tierra, contribuyendo a un enfriamiento global. Y es que, de hecho, a finales del del Ordovícico ocurre la que denominamos como glaciación Hirnantiana o fini-Ordovícica, una de las más importantes de la historia de la Tierra… ¿Podría la sombra de los anillos haber contribuido a un enfriamiento repentino de nuestro planeta? No parece muy descabellado pensarlo tampoco, aunque, de nuevo, se necesitan más pruebas y modelos predictivos avanzados.
Pero si es cierto que los anillos planetarios son capaces de condicionar de algún modo el clima de los planetas. Por ejemplo, los anillos de Saturno son capaces de jugar un papel en la dinámica atmosférica del planeta, dato que sabemos gracias a la misión Cassini. Así que, si la Tierra tuvo un sistema de anillos, aunque fuese de manera temporal, podría haber tenido efecto no solo en la insolación que recibía la Tierra, sino también alterar los patrones meteorológicos y climáticos.
Pero quizás uno de los detalles más interesantes del artículo es como esta fuente de impactos cuestiona de algún modo los modelos más convencionales de los impactos de asteroides en la formación planetaria. Y es que la mayoría de los impactos proceden de asteroides del cinturón de asteroides o de los asteroides cercanos a la Tierra (NEAs, por sus siglas en inglés).
Estadísticamente parece imposible que estos impactos “aleatorios” puedan causar alineaciones como las que se han detectado, puesto que las distintas trayectorias que seguirían hasta chocar contra nosotros harían de formar patrones algo muy complicado. Pero si en el Ordovícico hubiésemos tenido un anillo, la formación de alineaciones en los cráteres de impacto no sería tan difícil de lograr porque esta materia caería desde una zona muy concreta alrededor de la Tierra.
Aun así, todavía queda mucho por desgranar de esta nueva teoría que, desde luego, pone de manifiesto que nos quedan muchos capítulos de la historia de la Tierra por conocer y, quien sabe, cuantas páginas podremos escribir gracias a la ayuda de la geología planetaria.
Referencias:
Tomkins, Andrew G., Erin L. Martin, y Peter A. Cawood. «Evidence Suggesting That Earth Had a Ring in the Ordovician». Earth and Planetary Science Letters 646 (noviembre de 2024): 118991. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2024.118991.
Sobre el autor: Nahúm Méndez Chazarra es geólogo planetario y divulgador científico.
El artículo Unos anillos para el planeta Tierra se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.
Matematiken bidez Big Bangaz harago arakatzea
Duela 13.800 urte inguru, kosmos osoa energia bola txiki, trinko eta bero batek osatzen zuen, eta, bat-batean, bolak eztanda egin zuen.
1. irudia: espazio-denbora ereduen geometria aztertzerakoan, ikertzaileek unibertsoaren lehen uneen ikuspegi alternatiboak eskaintzen dituzte. (Ilustrazioa: Nico Roper – Copyright lizentziapean. Iturria: Quanta Magazine)Eta horrelaxe hasi zen dena, Big Bangari buruzko historia zientifiko estandarraren arabera. Teoria hori 1920. urtean plazaratu zen lehen aldiz, eta denborak aurrera egin ahala, xehetasunak gehitzen joan dira, batez ere 1980ko hamarkadan. Izan ere, garai hartan, zientzialariak konbentzituta zeuden unibertsoa, bere lehen uneetan, inflazio izeneko hedapen bereziki azkarreko aldi labur batetik igaro zela, eta gero martxa moteldu zuela.
Uste da aldi labur hori grabitatea inbertitzen duen energia handiko materia berezi batek eragin zuela, unibertsoaren egitura esponentzialki hedatuta, eta segundo milamilioiren baten milamilioiren baten milamilioiren bat baino gutxiagoan koatrilioi baten faktore batean haz zedila eraginda. Inflazioak azalduko luke zergatik dirudien unibertsoak hain lau eta homogeneo astronomoek eskala handian aztertzen dutenean.
Baina inflazioa baldin bada egun ikus dezakegun guztiaren erantzule, galdera hau egin behar diogu gure buruari: zer zegoen aurretik, baldin eta zerbait bazegoen?
Oraindik ez da esperimenturik asmatu inflazioaren aurretik gertatu zen guztia aztertu ahal izateko. Hala ere, matematikariek zenbait aukera plantea ditzakete. Estrategia honetan datza: Einsteinen erlatibitatearen teoria orokorra aplikatzea (grabitatea espazio-denboraren kurbadurarekin parekatzen duen teoria) ahalik eta atzerago denboran.
Hori da hiru ikertzaile hauek itxaropena: Perimeter Instituteko Ghazal Geshnizjani, Kopenhageko Unibertsitateko Eric Ling eta Waterlooko Unibertsitateko Jerome Quintin. Hirukoteak artikulu bat argitaratu du duela gutxi Journal of High Energy Physics aldizkarian, eta bertan Lingek honako hau azaltzen du: «matematiken bidez frogatzen dugu gure unibertsoaz harago ikusteko modu bat egon litekeela».
Jerome Quintin eta Eric Lingekin lankidetzan, Perimeter Instituteko Ghazal Geshnizjanik espazio-denbora Big Big Bangaz harago heda zitekeen formak aztertu ditu. (Argazkia: Evan Pappas/Perimeter Institute. – Copyright lizentziapean. Iturria: Quanta Magazine)McGill Unibertsitateko fisikari Robert Brandenbergerrek, ikerketan parte hartu ez duenak, komentatu du artikulu berriak denboraren hasierako matematiken «analisirako estandar berri eta zehatz bat ezartzen duela». Zenbait kasutan, hasiera batean singularitatea dirudien hori (matematika deskribapenek esanahia galtzen duten espazio-denboraren puntu bat) baliteke benetan ilusio bat izatea.
Singularitateen taxonomia batGeshnizjani, Ling eta Quintinen galdera nagusia izan da ea inflazioaren aurretik puntu bat ote dagoen non grabitatearen legeak singularitate batean deskonposatzen diren. Singularitate matematiko baten adibiderik sinpleena da 1/x funtzioari gertatzen zaiona x-k zerora hurbiltzen denean. Funtzioak x zenbaki bat hartzen du sarrera gisa, eta beste zenbaki bat sortzen du. x harik eta txikiagoa egiten den neurrian, 1/x gero eta handiagoa da, infinitura hurbilduz. x zero bada, funtzioa ez dago ondo definituta: ez du errealitatea deskribatuko.
3. irudia: «Matematiken bidez frogatu dugu gure unibertsoaz harago ikusteko modu bat egon litekeela», adierazi du Kopenhageko Unibertsitateko Eric Lingek. (Argazkia: Annachiara Piubello – Copyright lizentziapean. Iturria: Quanta Magazine)Zenbaitetan, alabaina, matematikariek singularitate bat saihets dezakete. Adibidez, har dezagun lehen meridianoa, Greenwichetik (Ingalaterra) igarotzen dena, zero longitudean. 1/longitudea funtzio bat bagenu, Greenwichen erotuko litzateke. Baina, benetan, ez dago fisikoki berezia den ezer Londresko aldirietan: zero longitudea erraz birdefini genitzake Lurreko beste lekuren batekin igarotzeko, eta orduan aipatu dugun funtzio horrek normaltasun osoz jokatuko luke Greenwicheko Errege Behatokira hurbiltzean.
Bada, antzeko zerbait gertatzen da zulo beltzen eredu matematikoen mugetan. Zulo beltz esferiko ez-birakariak deskribatzen dituzten ekuazioek (Karl Schwarzschild fisikariak egin zituen 1916an) muga bat dute, non beren izendatzailea zerora iristen den zulo beltzaren gertaeren horizontean: zulo beltza inguratzen duen azalera, zeinetatik harago ezerk ezin duen ihes egin. Hori dela eta, fisikariek uste zuten gertaeren horizontea singularitate fisiko bat zela. Baina zortzi urte geroago, Arthur Eddington astronomoak frogatu zuen koordenatuen multzo ezberdin bat erabiltzean singularitatea desagertzen dela. Meridiano nagusia bezalaxe, gertaeren horizontea ilusio bat da: koordenatuen singularitate izeneko tresna matematikoa, hautatutako koordenatuak direla-eta besterik sortzen dena.
Zulo beltzen erdigunean, berriz, dentsitatea eta kurbadura infinitura iristen diren modua ezin da koordenatuen sistema ezberdin bat erabiliz ezabatu. Erlatibitate orokorraren legeek nahaste-borrastea eraikitzen hasiak dira. Horri kurbaduraren singularitate deritzo; eta esan nahi du egungo teoria fisiko eta matematikoen deskribapen gaitasunetik harago doan zerbait gertatzen ari dela.
Geshnizjani, Ling eta Quintinek aztertu zuten ea Big Bangaren hasierak zulo beltz baten erdigunearen edo gertaeren horizonte baten antza handiagoa duen. Ikerketa 2003an Arvind Bordek, Alan Guthek (inflazioaren ideia proposatzen lehen ikertzaileetako bat) eta Alexander Vilenkinek frogatutako teorema batean oinarritzen da. Teorema horrek BGV du izena, egileen inizialengatik, eta adierazten du inflazioak hasiera bat izan behar zuela: ezin da iraganerantz amaierarik gabe luzatu. Singularitate bat egon behar zuen gauzak abiarazteko. BGV teoremak ezartzen du singularitate hori gertatu izan zela, baina ez du azaltzen zer singularitate mota izan zen.
Quintinek azaldutako moduan, bere kideekin batera lanean aritu da deskubritzeko ea singularitate hori adreilu horma bat den (kurbadura singularitate bat) edo ireki daitekeen gortina bat (koordenatuen singularitate bat). Albertako Unibertsitateko matematikari Eric Woolgarrek, ikerketan parte hartu ez duenak, komentatu du lanak Big Bangaren singularitateari buruzko gure irudia argitzen duela. «Zehaztu dezakete ea kurbadura infinitua den hasierako singularitatean, edo singularitatea suabeagoa den, eta horrek ahalbidetuko luke unibertsoaren gure eredua zabaltzea Big Bangetik aurretiko garaietara».
4. irudia: «Argi izpiek muga gaindi dezakete», adierazi du Waterlooko Unibertsitateko Jerome Quintinek. (Argazkia: Gabriela Secara – Copyright lizentziapean. Iturria: Quanta Magazine)Inflazioaren aurreko egoera posibleak sailkatzeko, hiru ikertzaileek eskala faktore izeneko parametro bat erabili zuten. Parametro horrek deskribatzen du nola objektuen arteko tartea aldatu egin den denborarekin unibertsoa hedatu ahala. Definizioz, Big Banga eskala faktorea zero zen unea da: den-dena geratu zen konprimituta puntu adimentsional batean.
Inflazioan zehar, eskala faktorea abiadura esponentzialean areagotu zen. Inflazioaren aurretik, eskala faktorea hainbat modutan alda izan zitekeen. Artikulu berriak singularitateen taxonomia bat ematen du zenbait egoeretarako, eskala faktoreen arabera. «Frogatu dugu baldintza zehatz batzuetan eskala faktoreak kurbadura singularitate bat eragingo duela, eta beste baldintza batzuetan, aldiz, ez», azaldu du Lingek.
Ikertzaileek bazekiten energia iluna duen baina materiarik gabeko unibertso batean, BGV teoreman identifikatutako inflazioaren hasiera bazter daitekeen koordenatuen singularitate bat dela. Baina benetako unibertsoak badu materia, jakina. Trikimailu matematikoen bidez haren singularitatea ere saihets genezake? Ikertzaileek frogatu dute materia kantitatea oso txikia baldin bada energia ilunaren kantitatearekin alderatuta, orduan singularitatea bazter daitekeela. «Argi izpiek muga gaindi dezakete», argitu du Quintinek. “Eta, ildo horretan, mugaz harago ikus daiteke; ez da adreilu horma bat”. Unibertsoaren historia, beraz, Big Bangaz harago hedatuko da.
Hala ere, kosmologoek uste dute unibertso primitiboan materia kantitatea energia kantitatea baino handiagoa zela. Kasu horretan, lan berriak erakusten du BGV singularitatea kurbadura fisiko errealeko singularitatea litzatekeela, non grabitatearen legeek ez duten zentzurik.
Singularitateak iradokitzen du erlatibitate orokorrak ezin duela fisikaren oinarrizko legeen deskribapen osoa izan. Ahaleginetan ari dira deskribapen hori formulatzeko, baina horretarako erlatibitate orokorra eta mekanika kuantikoa uztartu beharko dira. Lingen iritziz, artikulu berria teoria horretara bideratzeko pauso bat da. Unibertsoari zentzua emateko energia mailarik handienean, esan du «lehendabizi fisika klasikoa ahalik eta hobekien ulertu behar dugula».
Jatorrizko artikulua:Steve Nadis (2024). Mathematicians Attempt to Glimpse Past the Big Bang, Quanta Magazine, 2024ko maiatzaren 31a. Quanta Magazine aldizkariaren baimenarekin berrinprimatua.
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