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El 13 de marzo de 1781, el astrónomo William Herschel (1738-1822) descubrió el planeta Urano. Aunque en principio pensó que se trataba de un cometa, se confirmó posteriormente que era el séptimo planeta del Sistema Solar.

Urano (23 de enero de 1986, imagen tomada por la sonda Voyager 2 de la NASA). Fuente: Wikimedia Commons.

 

Herschel lo observó a través de un telescopio situado en el jardín de su casa en Bath, Inglaterra. De hecho, Urano fue el primer planeta descubierto con un telescopio. Como suele suceder en algunas ocasiones, parece que este hallazgo fue fruto de la buena suerte que le llevó a mirar en la dirección adecuada en el momento preciso.

Caroline Herschel (1750-1848)

En este acontecimiento, como prácticamente todos los relacionados con los logros del astrónomo, no se suele citar a su hermana Caroline que durante décadas ayudó a William en sus observaciones astronómicas y en la construcción de diferentes instrumentos de observación.

Aunque en algunos foros citan a ambos hermanos como descubridores del planeta, la propia Caroline se pensaba como una simple ayudante que no merecía ninguna atención:

I am nothing, I have done nothing; all I am, all I know, I owe to my brother. I am only the tool which he shaped to his use—a well-trained puppy-dog would have done as much. [No soy nada, no he hecho nada; todo lo que soy, todo lo que sé, se lo debo a mi hermano. Sólo soy la herramienta que él moldeó para su uso; un perrito bien adiestrado habría hecho lo mismo].

Probablemente, en aquel momento, nadie opinaba que la labor de Caroline fue esencial para que su hermano destacara como astrónomo. Por suerte, hoy en día, su trabajo es ampliamente reconocido.

Mary Somerville (1780-1872)

La matemática y astrónoma Mary Somerville frecuentaba el observatorio astronómico familiar de los Herschel. Fue amiga y colaboradora del matemático y astrónomo John Herschel (1792-1871), hijo de William.

En 1852, John propuso los nombres de los cuatro satélites conocidos entonces de Urano: Titania y Oberón (descubiertos por William Herschel en 1787), Ariel y Umbriel (descubiertos en 1851 por el astrónomo aficionado William Lassell). El otro satélite principal del planeta (de los veintiocho conocidos de Urano), Miranda, fue descubierto por el astrónomo Gerard Kuiper (1905-1973) en 1948.

Mary Somerville también estudió el planeta Urano. En 1842, en la sexta edición de su libro On the Connection of the Physical Sciences incluyó su análisis de las perturbaciones de la órbita de este planeta. A través de sus cálculos, ella intuía la presencia de un hipotético planeta que alteraba a Urano; esta observación llevó al astrónomo John Couch Adams (1819-1892) a buscar y descubrir el planeta Neptuno en 1846, usando únicamente cálculos matemáticos. En Francia, un matemático, Urbain Le Verrier (1811-1877), de manera independiente, anunció la situación de este planeta a la Academia Francesa de Ciencias. Era el 31 de agosto de 1846, dos días antes de que Adams informara de sus deducciones al Real Observatorio de Greenwich. Los cálculos matemáticos de Le Verrier fueron más precisos que los del británico. El matemático francés comunicó al astrónomo alemán Johann Gottfried Galle (1812-1910) sus previsiones sobre la posición del planeta, y Galle lo localizó en septiembre de 1846, comprobando la exactitud de los cálculos de Le Verrier.

Volviendo a Mary Somerville, fue mentora de Ada Byron (1815-1852). Además de transmitirle el apego por las matemáticas, Somerville puso en contacto a su pupila con el ingeniero Charles Babbage (1791-1871). Pero esa es otra historia…

Jessica Mink (1951)

Urano es un planeta gélido y ventoso. Es un gigante de hielo que gira en un ángulo de casi 90 grados con respecto al plano de su órbita. Además de sus veintiocho lunas, está rodeado por trece anillos tenues: 1986U2R/ζ, 6, 5, 4, α, β, η, γ, δ, λ, ε, ν y μ.

Los anillos y las lunas de Urano. Fuente: Wikimedia Commons.

 

En 1789, William Herschel ya sospechaba la existencia de un anillo en Urano, aunque ningún otro astrónomo confirmó esta conjetura.

El descubrimiento definitivo de estos anillos tuvo lugar de manera casual el 10 de marzo de 1977 por medio del Observatorio Aerotransportado Kuiper. Los astrónomos James L. Elliot (1943-2011), Edward W. Dunham y Jessica Mink (1951) planeaban usar la ocultación de la estrella SAO 158687 por Urano para estudiar la atmósfera del planeta. Al analizar sus observaciones, descubrieron que la estrella desaparecía brevemente de la vista cinco veces antes y después de ser eclipsada por el planeta. Así, dedujeron que Urano debía presentar un sistema de anillos estrechos.

Jessica Mink es desarrolladora de software, archivista de datos y astrónoma posicional. En el artículo The Rings of Uranus publicado en Nature en 1977 consta con otro nombre. Ella misma explica el motivo en su página personal.

Referencias

• Marijo Deogracias Horrillo, Tras la estela de Caroline Lucretia Herschel, Mujeres con ciencia, Vidas científicas, 8 de febrero de 2017
• Memoir and correspondence of Caroline Herschel (1876), djvu, Wikisource, página 17
• Nieves Zuasti Soravilla, Mary Somerville (1780-1872), Mujeres con ciencia, Vidas científicas, 24 de agosto de 2017
• Urano, Wikipedia

Sobre la autora: Marta Macho Stadler es profesora de Topología en el Departamento de Matemáticas de la UPV/EHU, y colaboradora asidua en ZTFNews, el blog de la Facultad de Ciencia y Tecnología de esta universidad

El artículo Caroline Herschel, Mary Somerville, Jessica Mink y el planeta Urano se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Esther Samper

Paziente bat medikuaren kontsultara joaten den bakoitzean, prozesu diagnostiko konplexu bat hasten da: lehenengo, elkarrizketa klinikoa egiten da, eta gero, miaketa fisikoak eta proba osagarriak eska daitezke (odol analisia, erradiografiak, endoskopiak, elektrokardiogramak…). Pauso horien ostean, kasu gehienetan, sendagileak arazorik gabe identifika dezake gaitza, eta dagokion tratamendua agindu. Alabaina, askotan ez da % 100eko ziurtasunik izaten. Medikuntza ez da zientzia zehatza, gaixo bat diagnostikatzeak ia beti nolabaiteko ziurgabetasun maila izaten baitu. Arrazoi horrengatik eta beste batzuengatik, legez, ezin zaizkie emaitzak eskatu medikuei (medikuntza estetikoan izan ezik), baina bai ezagutza zientifiko gaurkotuenen arabera jarduteko eta jardunbide egokienak aplikatzeko.

1. irudia: Trousseau-ren zeinua da hipokaltzemia egoeretan behatutako tetania zantzuetako bat. (Argazkia: Tmdswan – CC BY-SA 4.0 lizentziapean. Iturria: Wikimedia Commons)

«Ez dago gaixotasunik, gaixoak baizik» atsotitz mediko ezagunak ulertarazten duen moduan, gaitzak oso modu aldakorrean ager daitezke pertsona bakoitzean, eta alde horrek diagnostikoa egiteko zailtasun handia dakar. Eritasun asko oso errazak izan daitezke identifikatzeko aurkezteko modu bereizgarria dutelako, hala nola 1 motako diabetesa. Beste batzuk, ordea, benetako erronka izan daitezke, baita espezialista beteranoentzat ere, agertzen diren zeinuak eta sintomak oso atipikoak direlako edo ez direlako argiak. Gainera, gaixotasuna arraroa bada edo kausa ezagunik ez badu, diagnostiko egoki batera iristea prozesu benetan konplexu eta motela izan daiteke.

Zorionez, zenbait eritasunetan agerpen kliniko batzuk laguntza handia dira medikuarentzat diagnostikoa egiteko; agerpen horiei «zeinu patognomoniko» deitzen zaie. Zeinu patognomoniko bat dagoenean, ez dago zalantzarik: % 100eko probabilitatearekin zeinu horrek gaixotasun jakin bat identifikatzen du, eta ez beste bat. Gaixotasun guztiek beti eta era goiztiarrean agertuko liratekeen zeinu patognomonikoren bat izango balute, diagnostikatzea haur jolasa izango litzateke. Zoritxarrez, arraroak dira zeinu benetan patognomonikoak eta ez dira gaixotasun bat duten paziente guztietan agertzen.

Zeinu patognomoniko oso bisual bat eritema migratzailea da: azaleko erupzio zirkularra bat da, diana forma duena, eta Borrelia generoko bakterioek infektatutako akain batek hozka egin ondorengo egun edo asteetan agertzen da. Erupzio hori agertzeak esan nahi du Lyme-ren gaixotasuna fase goiztiarrean dagoela, eta berehala joan behar da larrialdietara antibiotikoen tratamendu goiztiarra jasotzeko. Infektatutako pertsonen % 70-80k zeinu partikular hori dute, eta egunak pasa ahala, 2-3 zentimetro handituz joaten da azalean (horri zor zaio «migratzaile» deitzea).

2. irudia: Eritema migratzailea. (Argazkia: Hannah Garrison – CC BY-SA 2.5 lizentziapean. Iturria: Wikimedia Commons)

Beste zeinu patognomoniko oso tipiko bat Koplik-en orbanak dira; elgorria baieztatzen dute % 100ean. Orban zurixka txikiak dira, hondar ale itxurakoak, hondo gorri distiratsu baten gainean, eta aho mukosan agertzen dira gaixotasun infekzioso horren hasierako etapetan. Elgorriaren ohiko azaleko lesioak azaldu baino 2-3 egun lehenago agertu ohi dira. Txertaketa orokortuak gaixotasun infekzioso horren kasuak asko murriztu aurretik, lesio horiek oso erabilgarriak ziren gaixotutako banakoak gainerakoengandik isolatzeko fase goiztiarrean. Nolanahi ere, Koplik-en orbanok bi alde txar handi dituzte: elgorria duten pertsonen % 50-70ean soilik detektatzen dira eta agertu eta 24 ordura desagertu ohi dira; hortaz, oso erraza da oharkabean pasatzea.

3. irudia: Koplik-en orbanak. (Argazkia: CDC – domeinu publikoko irudia. Iturria: Wikimedia Commons)

Bereziki deigarria delako gehien nabarmentzen den zeinu patognomonikoetako bat urari beldurra izatea da (hidrofobia). Amorrua fase aurreratuan duten pertsonek izaten dute. Paziente horiek benetako izua sentitzen dute edateko edozein likido duen edalontzi bat ematen zaienean. Zergatik? Amorruaren birusak nerbio sistemari erasotzen dio eta laringearen eta eztarriaren espasmo bortitzak eragiten ditu. Espasmo horiek, halaber, gaixo bat zerbait edaten ahalegintzen denean ere sor daitezke; horren ondorioz, ezin dute likido tantarik ere irentsi, nahiz eta oso egarri izan.

Pazientea laster ohartzen da baso bat ur edo beste likido batez betetako edalontzi bat hurbil izateak soilik irensteko erreflexua sor diezaiokeela, eta, horrekin batera, espasmo biziak jasaten hasi; ondorioz, izu handia sor dakioke. Mekanismo ezin hobea da amorruaren birusa transmititzeko: pertsonak ia ezin duenez likidorik irentsi, ez eta bere listua ere, birusa listu guruinetan meta daiteke, eta, horrela, pazienteak norbaiti hozka egingo balio birusa transmititzeko probabilitateak areagotuko dira (hori gutxitan dokumentatu den arren, zorionez).

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/cc/Hydrophobia_in_rabies.webm Egileaz:

Esther Samper (@Shora) medikua da, Ehunen Ingeniaritza Kardiobaskularrean doktorea eta zientzia-dibulgatzailea.

Jatorrizko artikulua Cuaderno de Cultura Científica blogean argitaratu zen 2023ko azaroaren 20an: Signo patognomónico: el «blanco y en botella» de la medicina.

Itzulpena: UPV/EHUko Euskara Zerbitzua.

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Al mapear las estructuras más grandes del universo, los cosmólogos han descubierto que una anomalía cósmica parece estar desapareciendo.

Un artículo de Liz Kruesi. Historia original reimpresa con permiso de Quanta Magazine, una publicación editorialmente independiente respaldada por la Fundación Simons.

El telescopio de rayos X eRosita detectó miles de cúmulos de galaxias en una vasta franja del cosmos, coloreados en esta imagen según su distancia desde la ubicación del telescopio en el centro. La luz de los cúmulos más lejanos se emitió hace 9 mil millones de años. Fuente: MPE, A. Liu for the eROSITA Consortium

 

Cúmulos de cientos o miles de galaxias se encuentran en las intersecciones de filamentos gigantes de materia que se entrecruzan y que forman el tapiz del cosmos. A medida que la gravedad atrae todo lo que hay en cada cúmulo de galaxias hacia su centro, el gas que llena el espacio entre las galaxias se comprime, lo que hace que se caliente y brille en rayos X.

El telescopio de rayos X eRosita, lanzado al espacio en 2019, pasó más de dos años recopilando rayos de luz de alta energía de todo el cielo. Los datos han permitido a los científicos mapear las ubicaciones y tamaños de miles de cúmulos de galaxias, dos tercios de ellos desconocidos hasta ahora. En una serie de artículos publicados en línea el 14 de febrero que aparecerán en la revista Astronomy & Astrophysics, los científicos usan su catálogo inicial de cúmulos para analizar varias de las grandes cuestiones de la cosmología.

Los resultados incluyen nuevas estimaciones de la heterogeneidad del cosmos –una característica muy discutida últimamente, ya que otras mediciones recientes han descubierto que es inesperadamente homogéneo- y de las masas de esas partículas fantasmales llamadas neutrinos y de una propiedad clave de la energía oscura, la misteriosa energía repulsiva que está acelerando la expansión del universo.

El modelo imperante del universo para los cosmólogos identifica la energía oscura como la energía del espacio mismo y la vincula al 70% del contenido del universo. Otra cuarta parte del universo es materia oscura invisible y el 5% es materia ordinaria y radiación. Todo ello evoluciona bajo la fuerza de la gravedad. Pero algunas observaciones de la última década desafían este “modelo estándar” de la cosmología, planteando la posibilidad de que al modelo le falten ingredientes o efectos que podrían dar paso a una comprensión más profunda.

Las observaciones de eRosita, por el contrario, refuerzan el cuadro existente en todos los aspectos. «Es una confirmación notable del modelo estándar», afirma Dragan Huterer, cosmólogo de la Universidad de Michigan que no ha participado en el trabajo.

Radiografiando el cosmos

Después del Big Bang, las sutiles variaciones de densidad en el universo recién nacido se volvieron gradualmente más pronunciadas a medida que las partículas de materia se pegaban unas a otras. Los grupos más densos atrajeron más material y se hicieron más grandes. Hoy en día, los cúmulos de galaxias son las estructuras unidas gravitacionalmente más grandes del cosmos. Determinar sus tamaños y distribución permite a los cosmólogos probar su modelo de cómo evolucionó el universo.

Para encontrar cúmulos el equipo de eRosita entrenó un algoritmo informático para buscar fuentes de rayos X «realmente esponjosas» en lugar de objetos puntuales, explica Esra Bulbul del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre en Garching, Alemania, quien dirigió las observaciones de cúmulos de eRosita. Redujeron la lista de candidatos a una “muestra extremadamente pura”, continúa, de 5.259 cúmulos de galaxias, a partir de casi 1 millón de fuentes de rayos X detectadas por el telescopio.

Luego tuvieron que determinar lo pesados que eran son estos cúmulos. Los objetos masivos curvan la estructura del espacio-tiempo, cambiando la dirección de la luz que pasa y haciendo que la fuente de luz parezca distorsionada, un fenómeno llamado lente gravitacional. Los científicos de eRosita pudieron calcular las masas de algunos de sus 5.259 cúmulos basándose en el efecto lente sobre galaxias más distantes situadas detrás de ellos. Aunque solo un tercio de sus cúmulos tenían galaxias de fondo conocidas y alineadas de esta manera, los científicos descubrieron que la masa del cúmulo se correlacionaba fuertemente con el brillo de sus rayos X. Debido a esta fuerte correlación, podrían utilizar el brillo para estimar las masas de los cúmulos restantes.

Luego introdujeron la información de la masa en simulaciones por ordenador del cosmos en evolución para inferir los valores de los parámetros cósmicos.

Midiendo la grumosidad

Un número de interés es el “factor de grumosidad” del universo, S8. Un valor S8 de cero representaría una vasta nada cósmica, similar a una llanura sin ninguna roca a la vista. Un valor S8 más cercano a 1 corresponde a montañas escarpadas que se ciernen sobre valles profundos. Los científicos han estimado el S8 basándose en mediciones del fondo cósmico de microondas (FCM), una luz antigua procedente del universo primitivo. Al extrapolar las variaciones de densidad iniciales del cosmos, los investigadores esperan que el valor actual de S8 sea 0,83.

Pero estudios recientes que analizan las galaxias actuales han medido valores entre un 8% y un 10% más bajos, lo que implica que el universo es inesperadamente homogéneo. Esa discrepancia ha intrigado a los cosmólogos, señalando potencialmente grietas en el modelo cosmológico estándar.

El catálogo de cúmulos de galaxias de eRosita está representado aquí en un mapa del medio cielo. Los colores indican la distancia de los cúmulos y los tamaños de los círculos indican el brillo aparente de los rayos X de cada fuente. Fuente: MPE, J. Sanders for the eROSITA Consortium

El equipo de eRosita, sin embargo, no encontró esta discrepancia. «Nuestro resultado estuvo básicamente en línea con la predicción del FCM desde el principio», afirma Vittorio Ghirardini, quien dirigió el análisis. Él y sus colegas calcularon un S8 de 0,85.

Algunos miembros del equipo se sintieron decepcionados, dice Ghirardini, ya que apuntar a los ingredientes que faltan era una perspectiva más emocionante que coincidir con la teoría conocida.

El valor de S8, que es un poco más alto que la estimación del FCM, probablemente desencadenará más análisis por parte de otros equipos, comenta Gerrit Schellenberger, un astrofísico que estudia los cúmulos de galaxias en el Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica. «Creo que probablemente no es el último artículo que hemos visto sobre ese tema».

Pesando neutrinos

En el universo primitivo se formaron neutrinos abundantemente, casi tantos como fotones (partículas de luz), explica Marilena Loverde, cosmóloga de la Universidad de Washington. Pero los físicos saben que los neutrinos, a diferencia de los fotones, deben tener masas diminutas debido a cómo oscilan entre tres tipos. Las partículas no adquieren masa mediante el mismo mecanismo que otras partículas elementales, por lo que su masa es un misterio muy estudiado. Y la primera pregunta es qué masa tienen en realidad.

Los cosmólogos pueden estimar la masa de los neutrinos estudiando sus efectos sobre la estructura del cosmos. Los neutrinos se mueven casi a la velocidad de la luz y atraviesan otra materia en lugar de quedarse pegados a ella. De modo que su presencia en el cosmos ha atenuado su grumosidad. «Cuanto más masa se le pone a los neutrinos, más masa es homogénea a esas [grandes] escalas», afirma Loverde.

Combinando sus mediciones de cúmulos de galaxias con mediciones de FCM, el equipo de eRosita estimó que la suma de las masas de los tres tipos de neutrinos no supera los 0,11 electronvoltios (eV), o menos de una millonésima parte de la masa de un electrón. Otros experimentos con neutrinos han establecido un límite inferior, mostrando que las tres masas de neutrinos deben sumar al menos 0,06 eV (para un posible ordenamiento de los tres valores de masa) o 0,1 eV (para el ordenamiento inverso). A medida que la distancia entre los límites superior e inferior se reduce, los científicos se acercan más a determinar el valor de la masa del neutrino. «En realidad, estamos a punto de lograr un gran avance», indica Bulbul. En publicaciones de datos posteriores, el equipo de eRosita podría bajar el límite superior lo suficiente como para descartar los modelos de masa de neutrinos de orden inverso.

Es necesario ser precavido. Cualquier otra partícula rápida y ligera que pueda existir (como los axiones, partículas hipotéticas propuestas como candidatas a la materia oscura) tendría los mismos efectos en la formación de estructuras. E introducirían errores en la medición de la masa de los neutrinos.

Siguiendo la energía oscura

Las mediciones de los cúmulos de galaxias pueden revelar no solo cómo crecieron las estructuras, sino también cómo su crecimiento fue dificultado por la energía oscura: la fina capa de energía repulsiva que impregna el espacio, acelerando la expansión del espacio y separando así la materia.

Si la energía oscura es la energía del espacio mismo, como supone el modelo estándar de la cosmología, entonces tendrá una densidad constante en todo el espacio y el tiempo (por eso a veces se la denomina constante cosmológica). Pero si su densidad disminuye con el tiempo, entonces es algo completamente distinto. «Ésa es la pregunta más importante que plantea la cosmología», afirma Sebastian Grandis, miembro del equipo eRosita de la Universidad de Innsbruck, en Austria.

A partir de su mapa de miles de cúmulos, los investigadores descubrieron que la energía oscura coincide con el perfil de una constante cosmológica, aunque su medición tiene una incertidumbre del 10%, por lo que sigue siendo posible una densidad de energía oscura que varíe ligeramente.

Originalmente, eRosita, que se encuentra a bordo de una nave espacial rusa, debía realizar ocho estudios del cielo completo, pero en febrero de 2022, semanas después de que el telescopio comenzara su quinto estudio, Rusia invadió Ucrania. En respuesta, la parte alemana de la colaboración, que opera y dirige eRosita, puso el telescopio en modo seguro, cesando todas las observaciones científicas.

Estos artículos iniciales se basan únicamente en los datos de los primeros seis meses. El grupo alemán espera encontrar aproximadamente cuatro veces más cúmulos de galaxias en el año y medio adicional de observaciones, lo que permitirá identificar todos estos parámetros cosmológicos con mayor precisión. «La cosmología de cúmulos podría ser la sonda cosmológica más sensible además del FCM», apunta Anja von der Linden, astrofísica de la Universidad Stony Brook.

Sus resultados iniciales demuestran la potencia de una fuente de información relativamente sin explotar. “Somos una especie de chico nuevo en el barrio”, comenta Grandis.

 

El artículo original, Fresh X-Rays Reveal a Universe as Clumpy as Cosmology Predicts, se publicó el 4 de marzo de 2024 en Quanta Magazine.

Traducido por César Tomé López

El artículo Nuevos rayos X revelan un universo tan grumoso como predice la cosmología se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Juanma Gallego

Bizardun baleek bokalizazioak sortzeko duten modua argitu du ikertzaile talde batek. Gizakiak itsasoan eragindako soinu kutsadurarekin baleek lehiatzeko modurik ez dutela ohartarazi dute zientzialariek.

Baleek urpean komunikatzeko duten gaitasunak adituak zein publiko orokorra liluratu ditu azken hamarkadetan. Hein handi batean, ezinezkoa da aldentzea momentuz zientzia-fikzioaren eremuan geratzen den ideia batetik: egunen batean baleekin komunikazio aurreraturen bat garatzeko aukera, hain justu.

Alabaina, espezieen arteko komunikazioaren mugak ez ezik, oso bestelako inguruneen artean aritzeko zailtasunak ere gehitu behar zaizkio erronkari. Gauza bat da sofaren gainean daukagun txakurrak disimulatzen dakiela konturatzeaz, edota seriotasun gehiagorekin egindako esperimentu etologikoak garatzea ere… baina oso bestelakoa da itsasoan bizi diren ugaztun erraldoiei buruz hainbat gauza jakitea.

1. irudia: bizardun baleetan jarri dute arreta, komunikatzeko erabiltzen duten soinua nola sortzen duten argituz. Argazkian: Xibarta bat, Bering uharterik gertu, saltoka. (Argazkia: Olga Filatova / University of Southern Denmark)

Kasurako, orain arte oinarrizko kontzeptu bat ere ez genuen batere argi: ahots kordarik ez izanda, baleek zelan lortzen duten bokalizazioak sortzea. Zientzialari talde batek dio misterioa argitu duela.

Hain modan dauden ordenagailu bidezko simulazioen garaian, horiei muzin egin gabe, benetako balea laringeak erabili dituzte kontua ebazteko. Nature aldizkarian argitaratutako zientzia artikulu batean eman dute ikasitakoaren berri.

Diotenez, baleen lehorreratzeak jarraitzen dituzten taldeen lanari esker hiru balearen laringeak berreskuratzeko moduan egon dira, eta horiek erabili dituzte esperimentuetan. Sinetsita gaude zeregin horretan aurrera egiteko detaile eskatologikoetan ez dela sakondu behar, eta mugatuko gara esatera zenbaitetan zientziaren jendeak eskuak zikindu behar dituela ezagutzaren mundu zailean bide berriak urratzeko.

Emaitzek merezi dutelakoan gaude. Izan ere, zientzia artikulu horretan deskribatu dute bizardun baleek nola sortzen dituzten horren famatu diren beren kantu edo bokalizazioak.

Bizardun baleen fonazio-mekanismo berria

Mistizeto edo bizardun baleen taldeak hamasei espezie biltzen ditu, eta, beren izen arruntak argi uzten duen moduan, hortzak beharrean bizarrak dituzten itsas ugaztunak dira. Egitura horren funtzio nagusia da janaria bahetzea, itsasoari emandako ahokada baten ostean, ura askatu eta ahoan krilla harrapatzeko. Besteak beste, talde horretakoak dira balea urdina (Balaenoptera musculus) eta xibarta (Megaptera novaeangliae).

Laringeari dagokionez, zientzialariek ikusi dute bizardun baleek egitura oso berezia dutela lur idorreko beste ugaztunekin alderatuta. Kasurako, giza laringeetan, aritenoide izeneko kartilago txikiek ahots korden posizioa aldatzen dute. Baina, eboluzioaren ondorioz, bizardun baleetan oso besteko itxura hartu dute kartilago hauek, oinarrian fusionatuta dauden zilindro handi eta luzeak bihurtuta. U itxurako egitura bat osatzen dute, eta ia-ia laringe osoa inguratzen dute, orain ikertzaileek argitu ahal izan dutenez. Uste dute egitura hau oso baliagarria zaiela itsasoaren azalera irtetean arnas sakona hartu behar dutenean.

2. irudia: bizardun baleen laringearen eta bestelako ezaugarrien kokapena, zientzia artikuluan azaldutako irudi batean. (Irudia: Elemans et al. (2024)  – Juanma Gallegok euskaratua. Iturria: Nature)

Hilotzetatik hartutako laginekin zein ordenagailu bidez egindako simulazioekin ikusi dute soinua horrela sortzen dutela: “Aurkitu dugu U itxurako egitura honek laringearen barruan dagoen gantz kuxin handi baten aurka jotzen duela. Baleek birikietako airea kuxin honetatik bultzatzen dutenean, bibratzen hasten da, eta horrek oso frekuentzia baxuko urpeko soinuak sortzen ditu”, azaldu du Coen Elemans Hegoaldeko Danimarkako Unibertsitateko biologoak prentsa ohar batean. Lur ugaztunen ahots kordekin alderatuz, baleetan, horien funtzioa betetzen duten egiturak %90 biratuta daude, trakearekiko paraleloan geratuz.

Egindako hiru esperimentuetan ikusi dute soinua sortzeaz gain, eboluzioaren ondorioz baleetan garatutako egitura hauek birikietako airea berrerabiltzea ahalbidetzen dutela; eta, modu berean, ura sartzea saihesten dutela. Egiaztatu dutenez, itsasora bueltatu zirenean, baleen arbasoek egokitzapen handiak egin behar izan zituzten laringeak urpean erabili ahal izateko.

Besteak beste, laborategiko modelizazioetan neurtu ezin diren parametroak zehazteko moduan egon dira; kasurako, soinu frekuentziaren anplitudea.

Bestetik, ozeanoetan jasotako grabazioek erakutsi dute baleak aldi berean bi soinu egiteko gai direla, baina ikertzaileek oraindik ez dakite ondo hau nola lortzen duten. Proposatu izan da bi gune desberdinetan sortzen direla soinuak, baina oraingo ikerketa honetan erakutsi dute U itxurako egitura horren bi aldeetan sortu daitezkeela bibrazioak.

Horrez gain, inguruko giharrek betetzen duten funtzioa argitu aldera zientzialariek ordenagailu bidezko simulazioak egin dituzte ere. Horrela, beren mugimendua simulatuz, irudikatu dute nola gihar hauek gai diren soinuen frekuentziak modulatzeko. Modu berean, simulazioek erakutsi dute distantzia handietan zabaltzeko moduko komunikazioak sortzen dituztela, gehienez 100 metroko sakoneraino eta 300 Hz arteko gehienezko maiztasunaz.

Aurkikuntzak, ordea, alde ilunagoa du, zientzialariek ohartarazi dutelako egitura hauek sortutako soinuak ez direla gai itsas trafikoak sortutako soinuen aurrean gailentzeko. Izan ere, aurretik ere susmatzen zena erakutsi dute: itsasontziek 30-300 Hz artean zarata sortzen dutela aintzat hartuta, baleen komunikazioari eragiten diote. Horregatik, itsaspean sortzen den soinu bidezko kutsadura arautzeko neurri zorrotzagoak eskatu dituzte ikertzaileek, baleei ezinbestekoa zaielako halako interferentziarik gabe komunikatu ahal izatea.

Erreferentzia bibliografikoa:

Elemans, C.P.H., Jiang, W. eta Jensen, M.H. et al. (2024). Evolutionary novelties underlie sound production in baleen whales. Nature. DOI:10.1038/s41586-024-07080-1

Egileaz:

Juanma Gallego (@juanmagallego) zientzia kazetaria da.

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Foto: JJ Jordan / Unsplash

¿Cuál es el veneno más letal? ¿Hay alguno que no deje huella? El envenenamiento ha sido un arma peligrosa utilizada a lo largo de los siglos para eliminar a enemigos políticos, rivales amorosos, y a veces, incluso a seres queridos. Desde las intrigas en las cortes medievales hasta el asesinato del ex agente ruso Alexander Litvinenko, son muchos los venenos empleados para perpetrar crímenes de manera eficaz y sigilosa. La fascinación por las sustancias tóxicas se extiende también a la ficción: Romeo y Julieta, Hamlet, e incluso la manzana de Blancanieves. A continuación, examinamos algunos de los venenos más peligrosos e indagamos en su dosis letal y su análisis toxicológico.

Crímenes por envenenamiento

Los crímenes por envenenamiento han dejado una marca oscura a lo largo de la historia. La evolución de los venenos es también la crónica de luchas de poder entre las sombras y asesinatos anónimos. En la antigua Roma, el veneno era una herramienta comúnmente utilizada para eliminar rivales políticos. Sócrates fue condenado a muerte con cicuta, un veneno mortal, y Cleopatra, la legendaria reina egipcia, se suicidó con veneno de áspid.

Siglos más tarde, en la Europa del siglo XIX, el envenenamiento pasó a ser una táctica popular en las cortes reales, donde se usaban venenos como arsénico y cianuro para eliminar competidores por el poder. Por ejemplo, se cree que el rey Carlos VI de Francia fue envenenado por su hermano y que Napoleón Bonaparte murió por consumir arsénico.

En tiempos más modernos, también ha sido utilizado en asesinatos políticos y asuntos de espionaje. Por ejemplo, en 2006 fue notorio el envenenamiento con polonio-210 del ex agente ruso Alexander Litvinenko, presuntamente por orden del gobierno de su país. Además, no debemos olvidar su uso como arma militar: desde el gas mostaza usado durante la Primera Guerra Mundial hasta agentes neurotóxicos como el Tabún o el Sarín.

La Mort de Socrate / La muerte de Sócrates (1787), por Jacques-Louis David. Fuente: Google Arts & Culture / Wikimedia CommonsLas sustancias más tóxicas

Determinar las sustancias más tóxicas y sus dosis letales exactas puede ser complejo, ya que la toxicidad de una sustancia puede variar dependiendo de factores como la vía de exposición, la duración de la exposición, la edad y la salud del individuo, entre otros. La Agencia para Sustancias Tóxicas y el Registro de Enfermedades (ASTDR) elabora cada dos años un listado en el que prioriza las sustancias según su frecuencia, toxicidad y potencial de exposición humana.

En toxicología, se denomina dosis letal media (DL50) a la cantidad de una sustancia necesaria para matar a la mitad de una población después de un tiempo determinado. La toxina botulínica, que es la sustancia más tóxica conocida, tiene un valor de DL50 de 1 ng/kg, mientras que el agua, la sustancia menos tóxica, de más de 90 g/kg. Entre las sustancias con una baja DL50 y elevado riesgo de toxicidad encontramos cuatro de los venenos más conocidos: mercurio, arsénico, cianuro y polonio-210.

Escala de veneno en función del logaritmo decimal negativo de los valores de la DL50 estandarizados en kg por kg de peso corporal. Fuente: Wikimedia Commons

 

El arsénico es uno de los venenos más usados en homicidios debido a sus propiedades organolépticas (no tiene sabor, pero presenta un ligero aroma a ajo) y sus efectos son similares a los de una enfermedad gastrointestinal. Además, es fácil de adquirir, ya que está presente de forma natural en el agua. El grado de toxicidad varía según el derivado del arsénico: la arsina es el compuesto más tóxico, letal de forma instantánea a dosis de 250 ppm; le sigue el arsénico trivalente, cuya dosis letal es inferior a 5 mg/kg; por último, el arsénico pentavalente requiere dosis de entre 5 y 50 mg/kg para ser mortal.

La intoxicación por mercurio depende del estado de oxidación: el mercurio inorgánico, como el mercurio metálico y el cloruro de mercurio, es altamente reactivo y puede causar daños en la piel; el metilmercurio, que penetra en el cuerpo humano por el consumo de peces y mariscos contaminados, es bioacumulable y puede provocar daño neurológico, especialmente en el desarrollo fetal y en niños pequeños.

“La toxicidad de una sustancia puede variar dependiendo de factores como la vía de exposición, la duración, la edad y la salud del individuo”

A nivel celular, el cianuro es un tóxico que produce inhibición enzimática de numerosos sistemas. Por ejemplo, el cianuro de potasio es un potente inhibidor de la respiración celular, y el cianuro de hidrógeno, un gas incoloro con leve olor amargo, fue la sustancia que se usó en las cámaras de gas. El polonio-210, en cambio, es uno de los compuestos radiactivos más letales que se conocen por ingestión, dado que las partículas alfa que emite dañan el ADN y bastan algunos miligramos para causar la muerte en unas semanas.

La huella del crimen

¿Qué rastro dejan los venenos en el cuerpo del delito? Más allá de lo que las series policiacas nos han hecho creer, lo cierto es que el avance de las técnicas de análisis actuales permiten la detección de muchas de estas sustancias. El mercurio, por ejemplo, puede ser detectado en muestras biológicas como la sangre, la orina o el cabello mediante la espectrometría de masas. Aunque tiene una vida media corta en la sangre (3 días), una concentración en orina superior a 500 µg/L se relaciona con temblores y trastornos del sistema nervioso central.

El cianuro, que produce efectos tóxicos a niveles de 0.05 miligramos de cianuro por decilitro de sangre (mg/dL), también puede ser identificado a través de análisis toxicológicos que buscan sus metabolitos en muestras biológicas. Del mismo modo, el arsénico puede ser detectado y cuantificado utilizando métodos analíticos como la cromatografía de gases y la espectrometría de masas. Además, para concentraciones por encima de 3 μg por decilitro en sangre y/o 200 μg por litro de orina, se observarán también alteraciones en el electrocardiograma, el hemograma y pruebas de las funciones hepática y renal.

“El arsénico es uno de los venenos más usados en homicidios debido a sus propiedades organolépticas (no tiene sabor, pero presenta un ligero aroma a ajo)”

En cuanto al polonio-210, su detección puede requerir técnicas de espectrometría gamma para identificar su presencia en muestras biológicas o ambientales. Su tiempo de vida media biológico es de 50 días, ya que a la desintegración radiactiva hay que sumarle la cantidad del elemento que se pierde por excreción en heces y orina. En resumen, si estás pensando en recurrir al envenenamiento para quitarte de en medio a ese jefe que te amarga a diario, quizá te disuada tener en cuenta que las posibilidades de ser descubierto son significativamente altas gracias a las novedosas técnicas de detección toxicológica.

Referencias:

Organización Mundial de la Salud (2017) El mercurio y la salud
Lumitos / Química.es (2024) Categoría Toxicología
Agencia para Sustancias Tóxicas y el Registro de Enfermedades (2016) Resumen de Salud Pública: Cianuro (Cyanide)
López Nicolás, J.M. (2018) Querido Paracelso: el veneno no solo reside en la dosis Cuaderno de Cultura Científica

Sobre la autora: Raquel Gómez Molina es química especialista en laboratorio clínico y comunicación científica

El artículo El veneno más tóxico se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

UPV/EHUko matematikarien eta Galdakao-Usansolo Ospitaleko medikuen lankidetzari esker, SARS-CoV-2 bidezko infekzioaren zenbait arrisku-eskala proposatu dituzte. Hauek oso erraz kalkulatzeko modukoak, gaitasun prediktibo handikoak eta Omikron aldaerarekin ere balio dute. Horretarako SARS-CoV-2 bidezko infekzioa izan duten EAEko 380.081 pazienteren oinarrizko informazioa erabili dute. Eskala horiek erabilgarriak izan daitezke lehen mailako, larrialdietako eta ospitaleratzeetako arretarako.

COVID-19aren alderdi asko ezezagunak dira oraindik ere, bereziki infekzioa bera eta aldaera bakoitzaren ezaugarriak aldakorrak baitira. Ez da espero epe labur edo ertainean gaitza desagertzea; hala, etengabe aztertu behar dira harekin lotutako ezaugarriak eta bilakaera txarrarekin lotutako faktoreak, tratamenduak azkar aldatu eta, hala badagokio, osasun-sistema berrantolatu ahal izateko. Horrenbestez, osasun-arretako zerbitzuetarako funtsezkoa da eredu prediktiboak garatzea, pazienteen osasun-egoerari buruzko informazio gehiago izateko, eta pazienteen osasuna narriatzeko edo ZIUaren beharra izateko arriskua aurreikusteko.

Irudia: osasun-arretako zerbitzuetarako funtsezkoa da eredu prediktiboak garatzea. (Argazkia: Edward Jenner – Domeinu publikoko irudia. Iturria: pexels.com)

UPV/EHUko Matematika Saileko ikertzaileek eta Galdakao-Usansolo Ospitaleko mediku ta ikertzaileek, lankidetzan, 2020ko martxoaren 1etik 2022ko urtarrilaren 9ra bitartean EAEn SARS-CoV-2arekin kutsatutako 380.081 pazienteren datuak erabili dituzte eredu prediktibo bat lortzeko. UPV/EHUko irakasle Irantzu Barriok azaldu duenez, “infekzio horrekin lotutako ospitaleratzeekin, bilakaera txarrarekin (ZIUan artatu behar izatea edo hiltzea) eta hilkortasunarekin lotutako faktoreak identifikatu ditugu. Ikusi dugu EAEko populazio orokorraren zer faktorerekin aurresan daitekeen aipatutako hiru egoeretako bat, eta, hala garatutako eredutik, pazienteen larritasuna neurtzeko eskalak sortu ditugu”.

Eredua Omikron aldaera agertu aurretik garatu zuten, eta, horrenbestez, “eredua Omikron aldaerarekin gertatutako infekzioen datuekin baliozkotu dugu”. Ikertzaileak pozik daude emaitza onak lortu dituztelako: “Eredu on bat lortu dugu, aldaera berriekin ere erabil daitekeena”. Bestalde, ikertzaileak adierazi duenez, populazio mailan egindako ikerketa bat da, alegia, “datu-kopuru handia erabili dugu eta, estatistikan, zenbat eta datu gehiago erabili ereduak sortzeko, orduan eta emaitza hobeak eta zorrotzagoak lortzen dira”.

Oinarrizko informazioan oinarritzen diren zenbait arrisku-eskala proposatu dituzte, oso erraz kalkula daitezkeenak eta gaitasun prediktibo handikoak. “Ez ditugu aldagai asko erabili, aldagai basalak bakarrik: pazienteen beste gaixotasunak, tratamenduak, adina, sexua… Izan ere, populazio mailan datuak jasotzean oso datu-base konplexua bihurtzen da”, dio Barriok. Eskala horiek lehen mailako, larrialdietako eta ospitaleko arretako profesionalentzat erabilgarri izan daitezke. “Ez hainbeste erabaki medikoak hartzeko, baizik eta jakiteko SARS-CoV-2az infektatutako paziente batek, dituen ezaugarri eta beste gaitzen arabera, zenbateko arriskua duen epe laburrean bilakaera txarra izateko”, azaldu du irakasleak.

Urte askotako ibilbidea

UPV/EHUko Mathmode ikerketa-taldea, zeinen kide baita Irantzu Barrio, aditua da eredu prediktiboak garatzen, baliozkotzen eta, gero, tresna informatikoen bidez, profesionalek erabiltzeko moduan prestatzen. Hau ez da izan Galdakao-Usansoloko Ospitalearekin batera egin duten lan bakarra. Urte asko daramatzate zenbait gaixotasunen inguruko ikerketa estatistikoak elkarrekin egiten: “minbizia izan duten pazienteen bilakaera ikertu dugu; biriketako gaixotasun buxatzaile kronikoa, bihotz-gutxiegitasuna edo minbizia duten pazienteen bizi-kalitatea, eta abar”. Garrantzi handia ematen dio Barriok talde-lanari: “oso garrantzitsua da arlo desberdinetako profesionalak lankidetzan aritzea eta elkarren osagarri izatea. Haiek helburuak planteatzen dituzte, eta guk gai izan behar dugu ikusteko ea hori ikertzeko metodologikoki zer alternatiba diren egokienak”. Gaur egun, ikerketa hau egiteko sortutako datu-basearekin lanean jarraitzen dute, beste alderdi batzuk aztertzen.

Iturria:

UPV/EHU prentsa bulegoa: COVID-19a duten pazienteen bilakaera txarra klinikoki aurresateko ereduak garatu dituzte.

Erreferentzia bibliografikoa:

Portuondo Jiménez, Janire; Barrio, Irantzu; España, Pedro P.; García, Julia; Villanueva, Ane; Gascón, María; Rodríguez, Lander; Larrea, Nere; García Gutierrez, Susana; Quintana, José M. (2023). Clinical prediction rules for adverse evolution in patients with COVID-19 by the Omicron variant. International Journal of Medical Informatics, 173. DOI: 10.1016/j.ijmedinf.2023.105039

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La memoria no tiene buena prensa; me refiero a la memoria con minúscula, o sea, a la capacidad para recordar ideas, informaciones, situaciones, experiencias, lecturas, etc. Por eso, el calificativo “memorístico”, en realidad, más que calificar, descalifica.

Ya cuando era estudiante a caballo entre COU y los primeros cursos universitarios la organización estudiantil en la que militaba se oponía, al menos de palabra, a la enseñanza memorística. Reivindicaba en su lugar una formación que nos enseñase a pensar. Es curioso cómo, con apenas 17 o 18 años de edad, éramos capaces de decir y defender asertos que hoy no sería capaz ni de enunciar. Es más, ahora ni tan siquiera sabría explicar qué se entiende por pensar en ese contexto, y quizás en ningún otro.

Ha pasado casi medio siglo y la mala prensa de lo memorístico perdura. Aunque ahora sus adversarias son otras y la tecnología nos ha brindado nuevos motivos, reales o ficticios, para menospreciarla. Se pretende devaluar hoy la capacidad memorística porque ese es un rasgo que, supuestamente, ha perdido toda utilidad. En ese argumento está implícita la idea de que antes hacía falta buena memoria para poder recordar muchas cosas, ya que no había dispositivos que permitieran acceder con facilidad al conocimiento acumulado. Pero ahora, con las enormes facilidades de almacenamiento de información y de acceso a ella –volúmenes gigantes al alcance de uno o dos clics–, se supone que ya no es preciso que utilicemos el cerebro propio como almacén.

Hoy se valora la creatividad. En nuestro mundo y, sobre todo, en el mundo hacia el que parecemos dirigirnos –se nos dice– la creatividad es fundamental, pues solo personas creativas son capaces de idear las nuevas soluciones, los nuevos productos, las nuevas obras artísticas o culturales, o de generar el nuevo conocimiento que servirá para alimentar la actividad económica que permita crear riqueza y bienestar.

John von Neumann, una de las mentes científicas más creativas del siglo XX, poseía una memoria portentosa.

La creatividad se considera hoy uno de los rasgos cognitivos más valiosos, si no el más valioso. Y se insiste en la idea de que hay que estimularla o cultivarla. Tal es así que en el ciclo 2022 de PISA (OCDE) se ha incluido la competencia “creatividad” para ser evaluada como competencia innovadora en estudiantes de 15 años. Sin embargo, no parece que en su cultivo o estímulo juegue la memoria papel alguno. Nada se dice de ella en el artículo cuya lectura me permitió saber de la inclusión en las pruebas PISA de la creatividad como competencia innovadora. Deduzco que ello no obedece al olvido de la autora ni a la casualidad. Sencillamente no se la ha dado ninguna importancia.

No sé si en otros campos ocurre algo parecido pero, al menos en el terreno científico, la capacidad memorística es un ingrediente muy valioso de la creatividad. Las nuevas ideas surgen en muchas ocasiones de las relaciones espontáneas, y a veces fugaces, que establece nuestra mente entre piezas de conocimiento o informaciones diferentes y, a veces, sin relación aparente entre sí.

Las nuevas ideas no surgen porque uno vaya en su búsqueda de forma activa y consciente como cuando acudimos a un buscador en la internet. Si así fuera, casi cualquiera podría dar con ellas. Si supiésemos en qué van a consistir, sabríamos en qué archivo, qué documento, qué base de datos deberíamos buscar las piezas de información, los pedazos de conocimiento con los que construir la novedad.

No, la internet o cualquier otro repositorio de información o conocimiento no son sustitutos adecuados de la memoria si de lo que se trata es de crear. Conozco a centenares de personas en el mundo de la ciencia, de la literatura, de las artes plásticas, de la ingeniería y de la empresa. De entre todas esas personas unas son más creativas que otras. Las más creativas tienen una memoria envidiable.

En ciencia muchas ideas nuevas surgen cuando, dando vueltas a elementos aparentemente inconexos, encontramos o establecemos de repente una relación inesperada donde nadie antes lo había hecho. Es posible que eso ocurra mientras leemos un artículo o un libro, pero entonces el conocimiento codificado en forma impresa no suele ser suficiente, ha de cruzarse en su camino algún pasaje que habíamos leído en otra ocasión, o un fragmento de conversación que tuvimos hace un mes con un colega. O, incluso, puede surgir al contemplar una obra de arte o leer una novela. Es del todo azaroso el modo en que surge la idea nueva. En ocasiones lo hace durante el sueño o en estado de duermevela. Pero rara vez surge de confrontar dos o más elementos a los que accedemos directamente en el soporte en que se encuentran almacenados. Sospecho que en campos del saber otros que las ciencias naturales ocurre algo parecido.

Para que esa chispa, ese momento “eureka”, ese “¡ahá!”, ese “¡qué curioso!” o “¡qué raro!” se produzca, hemos debido confrontar alguna observación o idea con elementos almacenados en la memoria. Por eso, estoy convencido de que es necesario cultivar la memoria para promover la creatividad. Es una de sus mejores amigas.

 

Sobre el autor: Juan Ignacio Pérez (@Uhandrea) es catedrático de Fisiología y coordinador de la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU. Una versión anterior de este texto apareció en Lecturas y Conjeturas (Substack).

El artículo Memoria y creatividad se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Irati Diez Virto

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.

Meteorologia

Joan den otsaila munduan inoiz neurtu den beroena izan da, Copernicus zerbitzuak bildutako datuen arabera. Industriaurreko tenperaturekin alderatuta, joan den hilabetea 1,77 gradu beroagoa izan da. Bederatzigarren hilabetea da jada jarraian tenperatura globalek markak gainditu dituztela. Copernicuseko zuzendari Carlo Buontempok berotegi gasen kontzentrazioa murrizteko beharra nabarmendu du, joera horrek okerrera egin ez dezan. Informazio gehiago Berrian.

Adimen artifiziala

Adimen artifizialaren datu-multzoen alborapen demografikoak kuantifikatzeko metrika bat proposatu dute NUPeko Smart Cities Institutuko ikertzaileek. Ikertzaileek azaldu dutenez, talde demografiko jakin batzuk gutxi edo gaizki ordezkatuak egoten dira adimen artifizialak erabiltzen dituen datuetan. Horregatik, posible da populazio talde jakin batzuk diskriminatuta egotea. Hori ikertzeko, hainbat datu-multzo aztertu dituzte, eta ikusi dutenez, litekeena da adimen artifizialeko ereduek 70 urtetik gorakoak eta emakume arrazializatuak diskriminatzea, besteak beste. Datu guztiak Elhuyar aldizkarian.

Biologia

Ikerketa batek ondorioztatu du ehun desberdinetako mitokondriak elkarrekin komunikatzen direla, eta zahartzearekin erlazioa duela. Ikertzaileak harrak aztertzen ari zirela, ikusi zuten mitokondriei garuneko zeluletan eragindako kalteak konponketa erantzun bat eragiten zuela. Erantzun hori gero anplifikatu egiten zen, eta harraren gorputz osoko mitokondrietan erreakzio bera gertatzen zen. Gainera, ikertzaileak ohartu ziren prozesu horrek organismoaren bizi itxaropena handitu zuela. Prozesu hori hobeto ulertzeko ikerketak aurrera eraman dituzte. Azalpenak Zientzia Kaieran.

Fisika

Beñat Monfort Urkizu zientziaren filosofiaren alorrean doktorego-tesia egiten ari da EHUn, eta kosmologiaren historian garrantzi handia izan zuen eztabaida baten oinarria eta bilakaera ari da aztertzen. Zehazki, inflazio kosmikoaren bideragarritasuna zalantzan jartzen duen eztabaida ikertzen du. Monfortek azaldu duenez, teoriaren eta esperimentuen arteko urruntzeak sortu du krisia, eta azaleratu da eztabaidaren jatorria ez dagoela fisikaren esparruan, kosmologiaren metodologian baizik. Informazio gehiago Zientzia Kaieran.

Geologia

Erroma klasikoko eraikin handi askok zutik iraun dute 2.000 urtez baino gehiagoz, eta ingeniaritzarako gaitasun horrek geologiaz zuten ezagutzarekin du zerikusia. Erromatarrak izan ziren lehen hormigoia sortu zutenak. Harearen tamainako arrokak eta zementua nahastu eta ondoren ura gehituta, kare bizia sortzen zela ikusi zuten, gogortu egiten den materiala. Gainera, beste asmakuntza baten erantzuleak ere badira erromatarrak; pitzadura bati bere kabuz betetzeko gaitasuna ematen dion asmakuntza, hain zuzen. Datuak Zientzia Kaieran.

Osasuna

Menopausia medikalitzatzeko arriskuaz ohartarazi du The Lancet aldizkariak. Horren adibide dira ordezko hormona-tratamenduak. Egileek azaldu dute ez dela beharrezkoa ez egokia emakume guztientzat, eta gainera, bizipen negatiboak izatera eta neurriz gain medikalitzatzera bultzatzeko arriskua dagoela adierazi dute. Hala, emakumeak informatu eta ahalundu nahi ditu artikulu-sorta baten bidez. Azalpen guztiak Elhuyar aldizkarian.

Antsietatea tratatzeko erabilgarria izan daitekeen nt3 molekula aurkitu dute. Garikoitz Azkona EHUko Psikologia irakasle eta neurozientzialariak azaldu duenez, nt3 baliagarria da beldurrak sortzen dituen estimuluak kontrolatzeko. Molekula horrek beldurra sentitzen dugunean gertatzen den amigdalaren erantzuna ez aktibatzea eragiten du, edo behintzat motelagoa izatea. Azkonak espero du etorkizunean antsietatea pairatzen dutenentzat tratamendu bat izatea. Datuak Berrian.

Egileaz:

Irati Diez Virto (@Iraadivii) Biologian graduatua da, Biodibertsitate, Funtzionamendu eta Ekosistemen Gestioa Masterra egin zuen UPV/EHUn eta Kultura Zientifikoko Katedrako kolaboratzailea da.

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El gran evento de divulgación organizado por Naukas y la Cátedra de Cultura Científica volvió a Bilbao para celebrar su decimotercera edición en el gran Palacio Euskalduna los pasados 15 y 16 de septiembre de 2023.

 

 

Una de las preguntas más inquietantes que pueden hacerse y que pocas veces verás por ahí es: ¿Puede la inteligencia artificial (las IAs) influir en las decisiones humanas? La respuesta, en caso de ser positiva, tiene implicaciones éticas y sociológicas terribles. Los resultados experimentales de su equipo de investigación de la Universidad de Deusto que narra Helena Matute en esta charla son, como mínimo, inquietantes.

Helena Matute es catedrática de Psicología Experimental de la Universidad de Deusto y directora del Laboratorio de Psicología Experimental. Ha sido investigadora visitante en distintas universidades del mundo como la de Gante en Bélgica, las de Sídney y Queensland en Australia o Minnesota en Estados Unidos. Miembro asesor del consejo científico de FECYT, Matute es presidenta de la Sociedad Española de Psicología Experimental y académica de número de Jakiunde – Academia de las Ciencias, las Artes y las Letras del País Vasco. Tiene el premio Prisma y el premio DIPC-Jot Down de divulgación científica.



Si no ve correctamente el vídeo, use este enlace.

Edición realizada por César Tomé López a partir de materiales suministrados por eitb.eus

El artículo Naukas Bilbao 2023 – Experimentos con humanos e IAs se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Baliteke zahartze prozesua handik hona saltoka dabiltzan gene batzuk baino ez izatea. Stopping jumping genes could increase lifespan, at least in worms, Rosa García-Verdugok.

Baliteke nukleo atomikoetan intentsitate handiko eremu magnetiko bat egotea. Hori ondorioztatzen da desintegrazio baten ondoren karga desberdineko partikulak nola mugitzen diren aztertuta. Super strong magnetic field detected in nuclear matter

Tardigradoak zeramatzan ontzi bat Ilargian erori zen 2019an, eta, gaur egun, esan dezakegu tardigrado ez-aktiboak daudela ilargiaren azalean. Lehen tardigrado inperio selenitarraren aurrean egoteko baldintzak eman al daitezke? Could tardigrades have colonized the Moon?, Laurent Palkaren eskutik.

Sistema plasmonikoek erantzun optiko ez-linealak izan ditzakete. Eta hori oso baliagarria izan daiteke. DIPCko jendea: New paradigm for the design of nonlinear nanoscale optical devices

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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El primer dinosaurio descrito en La Rioja es un espinosáurido de unos 7-8 metros de longitud y una masa corporal estimada en 1,5 toneladas. Se trata de una forma bípeda, de hábitos principalmente piscívoros, aunque –como buen predador– también sería capaz de perseguir y alimentarse de presas terrestres. La nueva especie de espinosáurido, bautizada como Riojavenatrix lacustris, vivió hace 120 millones de años.

Los espinosáuridos son un grupo de dinosaurios carnívoros (terópodos) de tamaño medio a grande con unos caracteres anatómicos muy particulares: tienen un cráneo bajo y alargado con mandíbulas provistas de dientes cónicos, similar al de los cocodrilos modernos, y unos brazos largos y robustos con manos de tres dedos terminadas en poderosas garras, destacando por su gran tamaño la del dedo uno, el equivalente a nuestro dedo pulgar. Algunos espinosáuridos poseían una vela dorsal. Los primeros restos fósiles de espinosáurido hallados en Igea fueron un fragmento de maxilar encontrado en 1983 y dientes aislados. Esos restos, junto con un esqueleto parcial recuperado en 2005, se asignaron al icónico dinosaurio inglés Baryonyx. Sin embargo, la revisión de este material indica la presencia de un nuevo género y especie de espinosáurido, al que se le ha dado el nombre científico de Riojavenatrix lacustris, convirtiéndose en el primer dinosaurio descrito en La Rioja.

“El nuevo género y especie, al que coloquialmente llamamos Britney, está basado en un esqueleto parcial, que consiste en restos de los miembros posteriores (fémur, tibia, fíbula, huesos del tobillo y falanges del pie) y de la pelvis (pubis e isquion), así como un resto vertebral”, señala el investigador de la UPV/EHU Erik Isasmendi. “Presenta una combinación de caracteres anatómicos que lo hacen único y permite diferenciarlo de otros espinosáuridos, añade.

Con Riojavenatrix son cinco los espinosáuridos descritos en el Cretácico Inferior de la Península Ibérica. Los otros espinosáuridos ibéricos son Camarillasaurus en Aragón, Vallibonavenatrix y Protathlitis en la Comunidad Valenciana, e Iberospinus en Portugal. El estudio pone de manifiesto que no es posible confirmar la presencia de Baryonyx en el registro ibérico. Los restos fósiles atestiguan que la península ibérica albergó un conjunto amplio y diverso de estos dinosaurios carnívoros.

Tamaño de algunas especies de espinosáuridos. Fuente: Wikimedia Commons

Para Elena Cuesta, investigadora postdoctoral en el Museo Paleontológico Egidio Feruglio de Argentina y la Universidad de Ludwig Maximilian en Alemania, los numerosos descubrimientos dentro de este icónico grupo “plantean muchísimas nuevas preguntas” sobre la ecología de estos animales. “¿Cómo convivieron estas especies entre sí? Preguntas como esas nos llevan a replantearnos futuros estudios más detallados sobre los espinosáuridos, de los que seguro se obtendrán resultados importantes”, comenta.

La nueva especie riojana será clave para esto y para entender más sobre el origen y evolución de estos terópodos. Xabier Pereda Suberbiola, profesor e investigador del departamento de Geología de la Facultad de Ciencia y Tecnología de la UPV/EHU, es uno de los directores de la tesis doctoral de Erik Isasmendi y director de excavación en Igea. “Los fósiles descubiertos son de gran interés paleontológico y nos permiten poner a Igea en el mapa mundial de los espinosáuridos y de los dinosaurios carnívoros, en general”, declara Pereda.

Garras

Igea es actualmente una de las zonas con mayor cantidad de yacimientos y restos fósiles de espinosáuridos del mundo. Esta situación es el fruto de las actividades desarrolladas por el equipo “Garras”, que reúne un colectivo de paleontólogos y aficionados trabajando al unísono con el objetivo de dar a conocer el rico patrimonio paleontológico de Igea y La Rioja.

El siguiente paso del equipo es publicar otros fósiles de espinosáuridos hallados en Igea, como el esqueleto parcial denominado “Garras” de Peña Cárcena y el excavado en los últimos años en “Virgen del Villar 2” (muy cerca de “Virgen del Villar 1”), al que se le ha dado el nombre coloquial de “Villar”. Este último es “uno de los esqueletos más completos que se conocen en el registro europeo y mundial”. El material de “Garras” está en fase final de estudio antes de su publicación y el de “Villar” está siendo preparado por los integrantes del equipo de laboratorio.

Los dinosaurios carnívoros más comunes

En la Península Ibérica, los espinosáuridos son los dinosaurios carnívoros más comunes en las formaciones del Cretácico Inferior, y son especialmente dominantes en rocas formadas en ambientes lacustres. Es habitual encontrar sus fósiles (principalmente dientes) en diferentes cuencas sedimentarias, como en Cameros (Burgos y La Rioja), el Maestrazgo (Teruel y Castellón) y la cuenca lusitánica en Portugal. Los orígenes de este grupo estarían en el Jurásico Superior de Europa occidental, ya que sus restos han aparecido principalmente en España, Portugal y Reino Unido, con varios intercambios de faunas durante el Cretácico Inferior entre Europa y el norte de África.

Referencia:

Erik Isasmendi, Elena Cuesta, Ignacio Díaz-Martínez, Julio Company, Patxi Sáez-Benito, Luis I. Viera, Angelica Torices, Xabier Pereda-Suberbiola (2024) Increasing the theropod record of Europe: a new basal spinosaurid from the Enciso Group of the Cameros Basin (La Rioja, Spain). Evolutionary implications and palaeobiodiversity Zoological Journal of the Linnean Society doi: 10.1093/zoolinnean/zlad193

Edición realizada por César Tomé López a partir de materiales suministrados por UPV/EHU Komunikazioa

El artículo Un espinosáurido riojano se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Rocío Benavente

Bigarren Mundu Gerrak, garai horretara arteko gerra gatazka suntsitzaileenak, alderdi ikusezin bat izan zuen, telekomunikazio, mezu enkriptatu eta kode deszifratze gisa gertatu zena. Eta gudu frontean ekintza ia-ia gizonen esku soilik bazegoen ere, deskodetze zentroetan emakumeek egiten zuten lanaren zati handiena. Bando aliatuko adibide handia Bletchley Park instalazio militarra izan zen. Bertako langileen % 75 emakumeak ziren, eta mezu kodifikatuak deszifratzeko lan egin zuten Enigma makina alemaniar ospetsuarekin.

“Laguntzeko edozer egin badezaket, egingo dut”

Emakume horietako bat Margaret Betts izan zen, 1923ko abenduan Erresuma Batuko Ipswich hirian jaio zena. Bere anaia itsas armadako kidea zen, eta, ezkondu eta aste gutxira, haren ontzia urpeko ontzi alemaniar batek hondoratu zuen. Gertakari horrek min handia eragin zion familiari. Horregatik, 19 urte zituela gobernu britainiarreko kideak deskodetze lanetarako errekrutatzera etorri zirenean, institutuan matematikan nota oso onak lortu ondoren, zalantzarik egin gabe sartu zen.

1. irudia: Margaret Betts kriptoanalista. ( Iturria: Mujeres con Ciencia)

Une hartan ez zioten kontatu zer egin behar zuen, soilik sekretupeko lana izango zela eta, esaten zioten bitartean, maletak egin eta Londreseko etxe seguru batera joan behar zuela. “Guztiz ados, laguntzeko edozer egin badezaket, egingo dut”, izan zen haren erantzuna, urte batzuk geroago semeak esango zuenez. 1943ko udan ekin zion lanari, eta 1945eko Japoniaren porrotarekin gerra amaitu arte jarraitu zuen.

Inori ez kontatzeko esan zioten, eta halaxe egin zuen

Gerrak iraun zuen bitartean, eta handik urte askotara, Bettsek eta bere lankide gehienek ez zuten kodeak deszifratzen egindako lanari buruz hitz egin. Gatazka amaitu ondoren, munduko agertokiak bi bloke etsai utzi zituen aurrez aurre, eta inork ez zuen nahi gerran kodifikazioari eta deskodetzeari buruz ikasitakoa etsaien esku eror zedin. Hori dela eta, Bletchley Parkeko kriptoanalisten lana ezezaguna izan zen denbora luzez publiko handiarentzat.

“Inori ez kontatzeko esan zioten, eta halaxe egin zuen”, azaldu zuen semeak. Bere bertsioa zen armadaren bulego batean lan egin zuela. Zenbait hamarkada geroago balentria matematiko hori liburu eta dokumentaletan kontatzen hasi zirenean bakarrik esan zuen ozenki berak horretan parte hartu zuela. Eta, hala ere, ez zuen zegokion sona eskuratu nahi izan: “Gehienak bezala, garrantzia kendu zion beti bere zereginari. Zera esaten zuen: ‘Bai, badakit lortu genuena oso garrantzitsua izan zela, eta zein izan zen gure zeregina horretan, eta badakit sekretu handia zela, baina ez pentsa denok Alan Turing ginenik, ez baikinen’”.

Bere kontakizunaren arabera, beraiek makinak maneiatzen zituzten eta aginduak betetzen zituzten soilik, hori gauzatzeko logika matematikoa aplikatuz. “Modu eraginkor eta adimentsuan egiten genuen, baina guk ez genituen deskodetze makinak diseinatu”. Zehatz-mehatz, makinak programatu eta martxan jartzen zituzten kode enkriptatua identifikatzeko. Makinak gelditzen zirenean, zerbait interesgarria aurkitu zutela esan nahi zuen.

Gero, kode horren erreplika bat sartzen zuten Alemaniako armadari konfiskatzea lortu zuten Enigma makinetan, eta balizko kodifikazioa lehengoratzeko erabiltzen zituzten. Hortik mezu interesgarriren bat ateratzen bazen, unitateko goi mailako estantzietara bidaltzen zen, haiek aztertu eta horren arabera joka zezaten.

“Denbora gehienean, lan benetan aspergarria zen”

Gerraren bilakaeran bere lanaren eta Bletchley Parken egindako lanaren ondoren herri kulturak egindako irudikapenen garrantzi erabakigarria aitortu arren, Bettsek ukatu egiten zuen praktikan jarduera zirraragarria izan zenik. “Makinak maneiatzen genituen gau eta egun, eta denbora gehienean lan aspergarria izaten zen. Makinen ondoan egon behar zenuen, besterik ez. Programatzean kontzentratu egin behar zinen ondo funtzionatzen zuela ziurtatzeko, baina denboraren gainerakoan begiratu besterik ez zenuen egin behar, zerbait aurkitzen zuen zain”.

2. irudia: Bletchley Parkeko balentria matematikoa liburu eta dokumentaletan kontatzen hasi zirenean bakarrik esan zuen ozenki berak horretan parte hartu zuela (Iturria: Mujeres con Ciencia)

Bettsek eta bere lankideek egiteko erabakigarria bete zuten eta sekretua gorde zuten une hartan eta hainbat hamarkada geroago. Horrek erakusten du gaitasun intelektuala eta lan gaitasuna zutela, baina baita haiengan izan zuten konfiantza merezi zutela ere.

Eta hori, gainera, hasieratik horretaz harrotzeko aukera eta arrazoiak izan arren. Lantoki zuten base militarra Bletchley Park izeneko finka handi batean zegoen; finka koroatzen zuen jauregiari zor zion izena. Hurbilen zegoen herrian ez zekiten zer zegoen han, ezta zer lan egiten zen ere, eta sekretismoa bultzatzen zen segurtasun nazionaleko arrazoiengatik. Kriptoanalistak, emakume gazteak, herrira paseatzera edo erosketak egitera joaten zirenean, herrian zeuden zurrumurruak entzuten zituzten. Esamesa nagusia zen etxea haurdun geratu ziren neska gazte eta ezkongabeentzat zela, eta beren herri eta hirietatik desagertu behar zutela, familiei eskandalua saihesteko. Zurrumurru hori dibertigarria iruditzen zitzaien, eta ez zuten gezurtatzen, hain zuzen ere, beren benetako jardunaren berri ez emateko.

1947an, Betts japoniar kontzentrazio esparru batean preso egon zen soldadu ohi britainiar batekin ezkondu zen. Bere seme-alabek kontatu zuten bera izan zela beti familia aurrera atera zuena (ezohikoa garai hartan), senarrak inoiz ez zituelako gainditu gatibutasunean egotearen traumak eta sarri egoten zelako gaixo. Bost seme-alaba izan zituzten.

Zenbait urte geroago senarra hil ondoren, mundua ikusteko bere unea zela erabaki zuen, eta Europan zehar bidaiatu zuen, baita beste herrialde batzuetara ere, hala nola Txina, Egipto, Errusia edo Mexikora. Bakarrik egin zituen bidaiak. Italiera ikasi zuen 70 urte pasatxo zituela, eta Scrabble jolasean aritzea gustatzen zitzaion hizkuntza horretan, desafio gisa. 2023ko abuztuan hil zen, 100 urte bete baino lau hilabete lehenago soilik.

Iturriak:

• Sean Moran kanala (21 oct 2020ko urriaren 21a). Margaret Betts – Code Breaker at Bletchley Park 1942-45 [bideo artxiboa]. YouTube.
• Abygail Fossett. Bletchley Park’s Margaret Betts, from Ipswich, dies aged 99. East Anglian Daily Times. 2023ko irailaren 5a
• Louis Goss. One of the last surviving female codebreakers dies aged 99: Tributes are paid to Margaret Betts who was headhunted by Bletchley Park during WWII and agreed to help after her brother was killed by German U-boat. MailOnline. 2023ko irailaren 6a
• PA Media. ‘She played it down’: Bletchley Park codebreaker dies aged 99, The Guardian. 2023ko irailaren 6

Egileaz:

Rocío Benavente (@galatea128) zientzia kazetaria da.

Jatorrizko artikulua Mujeres con Ciencia blogean argitaratu zen 2024ko urtarrilaren 4ean: Margaret Betts, la criptoanalista que se ofreció a hacer cualquier cosa para vencer a los nazis.

Itzulpena: UPV/EHUko Euskara Zerbitzua.

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En 1877, había canales en Marte. O, más concretamente, canali, como llamó el astrónomo italiano Giovanni Schiaparelli (1835-1910) a esa especie de formaciones geográficas o geológicas rectilíneas que le pareció observar a través del telescopio cuando enfocó a nuestro planeta vecino. En ningún momento sugirió que estas pudieran ser de origen artificial, pero un error de traducción, no se sabe si intencionado o no, de su colega estadounidense William Henry Pickering (1858-1935) acabó encendiendo la imaginación de toda una época. Incluso de toda la disciplina. Este tradujo canali por canals, que sugiere artificialidad, en lugar de channels, que se refiere a formaciones naturales, y otros astrónomos, como Percival Lowell (1855-1916), adoptaron el término con entusiasmo:

Schiaparelli detectó la existencia de los canales cuando estaba comprometido en la triangulación de la superficie del planeta con un fin topográfico. Y lo que encontró fue que la triangulación ya estaba hecha. Con sus propias palabras, aquello «parecía haber sido trazado con regla y compás».

Mapa de Marte de Giovanni Schiaparelli, del año 1888, en el que se puede ver la famosa red de canales. Fuente: Dominio público

Tras una pequeña decepción lunar, a medida que íbamos sabiendo más de nuestro satélite y la posibilidad de encontrar algo «interesante» en él se desvanecía, los canales de Marte abrieron una nueva puerta a la posibilidad de no estar solos en el universo y de que esas posibles formas de vida no estuvieran tampoco tan lejos. Así que empezamos a imaginarlas.

Sobre esa fina línea que separa lo conocido de lo que nos gustaría conocer, escritores como Edgar Rice Burroughs ―que lo bautizó como Barsoom― o Leigh Brackett ―cuyas versiones de Marte, como Shandakor, inspirarían a su gran amigo Ray Bradbury― edificaron sus civilizaciones.

En el Barsoom de Burroughs, que en un pasado remoto había contado hasta con cinco océanos ―ya secos― la intrincada red de canales de Schiaparelli y Lowell bombeaba agua desde los casquetes polares para regar las franjas de vegetación que se extendían a lo largo de latitudes más templadas. La atmósfera, demasiado tenue, contaba con un sistema de soporte para hacer la vida posible. Y los nativos del planeta habían bautizado a los dos satélites de este ―Phobos y Deimos― como Thuria y Cluros. ¿Demasiado increíble hoy en día? Sí, y afortunadamente. Lo suficiente como para sembrar la duda e inspirar a un niño que creció leyendo esas historias y cuyo nombre era Carl Sagan.

Fue emocionante leer estas novelas. Al principio, pero poco a poco empezaron a corroerme las dudas. El giro argumental de la primera historia de John Carter que leí dependía de que este olvidara que el año es más largo en Marte que en la Tierra. Pero a mí me pareció que, si uno va a otro planeta, una de las primeras cosas que comprueba es la duración del día y el año. También había algunos comentarios incidentales que al principio me parecieron sorprendentes pero que, tras una reflexión seria, resultaron una decepción. Por ejemplo, Burroughs comenta casualmente que en Marte hay dos colores primarios más que en la Tierra. Pasé muchos y largos minutos con los ojos cerrados, tratando de contemplar ferozmente un nuevo color primario, pero siempre percibía algo familiar, como un marrón oscuro o ciruela. ¿Cómo podría haber otro color primario en Marte y mucho menos dos? ¿Qué era un color primario? ¿Tenía algo que ver con la física o con la fisiología? Decidí que, quizás, Burroughs no sabía de qué estaba hablando, pero sí hizo pensar a sus lectores. Y en esos muchos capítulos en los que no había mucho en qué pensar, había enemigos satisfactoriamente malignos y un manejo de la espada apasionante, más que suficiente para mantener el interés de un niño de ciudad de diez años en el largo verano de Brooklyn.1

Dicen que, junto a la puerta de su despacho en Cornell, en el pasillo, Carl Sagan tenía colgado un mapa de Barsoom. Cabría preguntarse si todo aquello tuvo que ver con acabar, entre los años sesenta y setenta, participando en el Programa Mariner, cuya Mariner 4 realizó las primeras fotografías desde la órbita de Marte. O con que el 20 de julio de 1976, la Viking I consiguiera hacer lo mismo desde su superficie.

Cráteres en Marte fotografiados por la Mariner 4. Fuente: NASA Primera imagen desde la superficie marciana tomada por la Viking I. Fuente: NASACarl Sagan junto a un prototipo del aterrizador de las Viking. Fuente: NASA/JPL

Sin embargo, es curioso cómo uno de los responsables de materializar, de alguna manera, uno de los grandes sueños de la ciencia ficción de alcanzar Marte fue también responsable de hacernos despertar. Porque el ambiente que encontramos allí fue mucho más hostil de lo que esperábamos: Marte estaba igual o más muerto que la Luna. Así que durante diecisiete años se congelaron tanto los sueños como las misiones… hasta septiembre de 1992. Fue aquel mes cuando se lanzó la sonda Mars Observer, que apenas había llegado a la órbita del planeta rojo alrededor de un año después cuando perdimos el contacto con ella. Pero también fue aquel mes en el que se publicó Marte rojo, de Kim Stanley Robinson, la primera parte de una trilogía de colonización y terraformación marciana que se convertiría, de manera consciente o no, en una suerte de hoja de ruta de lo que podría aguardarnos un día, si intentábamos volver, a 230 millones de kilómetros.

Todo había empezado con la ciencia inspirando a la ficción, luego la ficción inspiró a la ciencia. Y vuelta a empezar. En el punto más bajo de la historia de la exploración marciana, Robinson demostró que, al igual que lo fue el de Schiaparelli, ese Marte inhóspito que nos habían mostrado las primeras sondas también podía ser bello. Y, sorprendentemente, nuevas misiones empezaron a ponerse en marcha. Pathfinder, Spirit, Opportunity, Curiosity… trajeron nuevos datos y de ellos, otra vez, nacieron nuevas historias, como la conocidísima El marciano, de Andy Weir. La ciencia ficción, en lo que se refiere a la inspiración, hizo, y hace, que Marte vuelva a ser posible. Es lo que nos devolvió, en parte y cuando ya nadie daba nada por ello, la ilusión por regresar.

Y sí… tal vez en Marte no haya canales construidos por una antigua civilización, pero se piensa, como también imaginó Burroughs, que existieron océanos, lagos y ríos en él hace unos 3500 millones de años, lo que reaviva en nosotros la esperanza de que, al menos, podamos llegar a encontrar algún día restos de vida microbiana. Tal vez ningún John Carter vaya a salvar a ninguna princesa marciana llamada Dejah Toris, pero es posible que la persona que vaya a poner por primera vez un pie en Marte ya haya nacido y su aventura será, sin duda alguna, una de las más emocionantes ―por no decir la que más― que vaya a vivir la humanidad en su conjunto.

Composición de la ESA con los colores de la superficie de Marte, realizada con motivo del vigésimo aniversario de la misión Mars Express. Fuente: ESA/DLR/FU Berlin/G. Michael

A veces se acusa a la ciencia de arrebatarnos nuestros sueños. De constreñir tanto la imaginación que nos corta las alas, cuando puede que sea, más bien, al contrario. Ciencia y relatos se han retroalimentado constantemente en casi todos los campos de conocimiento a lo largo de nuestra existencia en un bucle infinito que nos ha ido convirtiendo en lo que somos como especie. Por eso las historias son importantes, y por eso no debemos dejar de contarlas, por inverosímiles que puedan parecer. Porque no importa que luego la realidad las pruebe falsas; al hacerlo, estará abriendo una puerta a otras completamente distintas, solo hay que atreverse a cruzar ese nuevo umbral de hacer posible lo imposible.

Así que, como dijo Percy mientras aterrizaba en Marte y como, en realidad, siempre ha hecho la humanidad…

El paracaídas que desplegó el rover Perseverance en su aterrizaje escondía un mensaje: «Dare mighty things». Fuente: NASA/JPL-Caltech

Aunque esas cosas sean buscar marcianos.

Referencias:

NASA Science. MARS exploration. 

Sagan, Carl (28 de mayo de 1978). Growing up with science fiction. The New York Times.

Schiaparelli, Giovanni (2009). La vida en Marte. Interfolio Libros.

Nota:

1 Traducción de la autora.

Sobre la autora: Gisela Baños es divulgadora de ciencia, tecnología y ciencia ficción.

El artículo El Marte con el que soñamos se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Albert Einstein, Niels Bohr eta beste zenbaiten nortasunen berri ematen du liburuak, drama, tragedia, irrika, ustekabeko gertaerak, ekintza heroikoak eta abar uztartuz. Ez da eduki zientifikoko edo dibulgazio zientifiko hutseko liburua, publiko zabal batentzako modukoa baizik, mekanika kuantikoari buruz informazio asko eman arren.

Berria – 2012ko apirilaren 29a

Irudia: “Quantun. Einstein, Bohr eta errealitatearen izaerari buruzko eztabaida handia” liburuaren azala. (Iturria: Elhuyar)

Albert Einstein eta Niels Bohr fisikariek eztabaida luzeak izaten zituzten. Besteak beste, mekanika kuantikoaren inguruko ikuspuntuak ziren solasaldien muina. Horiek baliatu zituen Manjit Kumar fisikari eta filosofoak Quantun. Einstein, Bohr eta errealitatearen izaerari buruzko eztabaida handia argitalpena gauzatzeko. Liburuan zientzialarien izaera eta haien testuinguruak plazaratzen ditu, Bohr eta Einsteinen adiskidetasuna eta baita etsaitasuna ere agertu ditu idazleak, hainbat urtez izandako joan-etorrien harremana islatuz.

Askorentzat fisika kuantikoaren gidaliburu ulergarri bat da Quantum, hogeigarren mendeko fisikaren historia ulertzeko idatzia, non biografia, filosofia, zientzia eta historia nahasten dira dotore. Zientzia modernoaren teoria garrantzitsuenetarikoa zelan mamitu zen erakusten du egileak eta thriller baten antzerako irakurgaia aurkezten du, hainbat pertsonaiekin osatutako matazari tiraka: Shrödinger, Boltzmann, Rutherford, Bell, Heinsenberg,…

Beraz, nahiz eta mekanika kuantikoari buruzko informazio asko egon, Quantum ez da eduki zientifikoko edo zientzia-dibulgazio hutsezko liburua, zientzialariak ez direnentzat moduko argitalpena baita, zientzia jendartean zabaltzeko kontakizun zirraragarria.

Argitalpenaren fitxa:

• Izenburua: Quantum. Einstein, Bohr eta errealitatearen izaerari buruzko eztabaida handia
• Egilea: Manjti Kumar
• Itzultzailea: Iñaki Iñurrieta Labaien
• ISBNa: 978-84-92457-66-3
• Argitaletxea: Elhuyar
• Hizkuntza: euskara
• Orrialdeak: 423
• Urtea: 2011

Iturria:

Elhuyar: Quantum. Einstein, Bohr eta errealitatearen izaerari buruzko eztabaida handia

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Cualquier persona que haya leído mi último libro Las matemáticas como herramienta de creación artística (2023), se habrá dado cuenta de la admiración que siento por el trabajo artístico del diseñador, artista polifacético y educador suizo Max Bill (1908-1994), figura central de arte concreto y, en mi opinión, uno de los artistas claves en el arte del siglo xx. Las matemáticas fueron fundamentales para este artista, como dejó recogido en su ensayo El pensamiento matemático del arte de nuestro tiempo (1949) y en el que se pueden leer reflexiones como la siguiente:

Creo que es posible desarrollar ampliamente un arte basado en el pensamiento matemático. Contra esta opinión se plantearon enseguida fuertes objeciones. Se afirma que el arte nada tiene que ver con las matemáticas, y que éstas son una materia árida, no artística, una cuestión puramente intelectual, que es contraria al arte. Para el arte, sólo el sentimiento es importante y el pensamiento es perjudicial. Ninguno de los dos puntos de vista es correcto, porque el arte necesita por igual del sentimiento y del pensamiento.

En el mencionado texto, Las matemáticas como herramienta de creación artística, se puede descubrir la importancia que tuvo el teorema de Pitágoras en su obra, herramienta matemática que utilizó desde, al menos, 1937, año de creación de su obra Construcción con la fórmula a2 +b2 = c2, y que no abandonaría nunca (véase también la entrada El teorema de Pitágoras en el arte); o la profunda relación que tuvo con la banda de Moebius, desde que la redescubriera y bautizara como la cinta sin fin en 1935 (véase también la entrada Arte Moebius (I)). Pero nos podemos encontrar muchas más matemáticas en su trabajo: figuras geométricas planas –polígonos, círculos y otras curvas- y espaciales –esferas y poliedros-, el hipercubo, diferentes sucesiones de números o la combinatoria, entre otras.

En esta entrada quiero que disfrutemos, y analicemos juntos, mirando con ojos matemáticos, una hermosa serie de obras relacionada con la geometría, la combinatoria y el álgebra, su serie 11 x 4 : 4 (1963/1970).

Las once serigrafías de la serie 11 x 4 : 4 (1970), del artista concreto suizo Max Bill

 

¿Qué vemos cuando miramos?

Antes de nada, analicemos esta serie de obras. Si tomamos una cualquiera de ellas, por ejemplo, la última, de la cual he realizado la siguiente reconstrucción, descubriremos algunas cosas interesantes. Para empezar, algo básico, la obra está compuesta por una retícula cuadrada de tamaño 4 x 4, es decir, con 16 pequeños cuadrados. Además, cada uno de los 16 cuadrados están coloreados con uno de los cuatro colores que se han utilizado en cada pieza, en la serigrafía de la siguiente imagen azul, rojo, amarillo y verde.

Reconstrucción de una de las serigrafías de la serie 11 x 4 : 4 (1970), de Max Bill

 

Si la descomponemos por colores, observaremos que está formada (como se muestra en la siguiente imagen) por cuatro estructuras básicas, que son la misma, salvo rotaciones de 90, 180 y 270 grados. Es decir, si tomamos la primera (la azul) podemos obtener las demás girando, en el sentido contrario a las agujas del reloj, 90 grados (verde), 180 grados (amarilla) y 270 grados (roja).

Descomposición, por colores, de la serigrafía anterior de la serie 11 x 4 : 4 (1970), de Max Bill

 

Consideremos otra de las once serigrafías que componen esta serie y veamos que ocurre lo mismo que en la anterior.

Reconstrucción, y descomposición por colores, de una de las serigrafías de la serie 11 x 4 : 4 (1970), de Max Bill

 

Si llamamos “patrón básico” a la estructura formada por las cuatro casillas que llevan un mismo color y de manera que una de ellas sea el vértice superior izquierdo, que en el primer ejemplo son las cuatro casillas azules y en el segundo las cuatro casillas violetas, está claro que estas obras se forman tomando el patrón básico de un color y cada rotación del patrón básico, de 90, 180 y 270 grados, con otro color distinto cada una.

Pero cuidado, no vale cualquier elección de cuatro casillas de la retícula 4 x 4, puesto que puede ocurrir que la girar, 90, 180 y 270 grados, la estructura básica haya casillas que se superponen o casillas que no estarían ocupadas, que no tendrían color, como ocurre en el siguiente ejemplo (para el que hemos elegido los mismos colores que la primera serigrafía).

Candidato a patrón básico (azul) y las rotaciones de 90, 180 y 270 grados, en el sentido contrario de las agujas del reloj (verde, amarillo y rojo)

 

Si observamos el candidato a patrón básico (azul) y sus giros en el sentido contrario a las agujas del reloj (verde, amarillo y rojo), podemos observar que hay cuatro casillas de los lados de la retícula que no quedarían cubiertas, no podríamos asignarles color según lo establecido, en concreto la tercera de la primera fila, la primera de la segunda fila, la cuarta de la tercera y la segunda de la cuarta. Y, además, las cuatro casillas del centro tendrían dos colores asignados cada una de ellas, las dos casillas centrales de la diagonal descendente tendrían asignados los colores azul y amarillo, mientras que las dos casillas centrales de la diagonal ascendente tendrían asignados los colores verde y rojo. En consecuencia, este candidato a patrón básico no sirve para generar una obra del estilo de las serigrafías de la serie de Max Bill.

Pero volvamos de nuevo a la serie 11 x 4 : 4 y representemos los once patrones básicos asociados a las once serigrafías de la misma.

Los once patrones básicos correspondientes a las once serigrafías de la serie 11 x 4 : 4 de Max Bill

Entonces, podemos observar más cosas, además del análisis anterior de que los cuatro cuadrados del patrón básico, junto a los cuadrados de cada una de las estructuras (4 cuadrados por estructura) que consisten en girar 90, 180 y 270 grados el patrón básico, llenan la retícula 4 x 4, como que los cuadrados del patrón básico (luego los cuadrados de un mismo color en cada serigrafía de la serie) o no se tocan o se tocan solo en un vértice, nunca comparten un lado entero.

Por ejemplo, ninguno de las dos creaciones siguientes que verifica la condición de ser cuatro estructuras de cuatro cuadrados, tal que cada una se relaciona con las otras mediante giros de 90, 180 y 270 grados, y que las cuatro juntas rellenan la retícula 4 x 4, podrían formar parte de la serie de Max Bill, ya que hay cuadrados del mismo color que se tocan en un lado.

¿Y si pensamos matemáticamente?

Entre las notas de Max Bill puede encontrarse una explicación (siguiente imagen) de cómo ha generado cada una de las once estructuras básicas (patrones básicos). En este apartado intentaremos explicar el motivo por el cual considera exactamente esos once patrones básicos para generar las obras de la serie. En su explicación gráfica, empieza con una estructura básica y desplaza uno de los cuatro cuadrados de la misma para obtener una nueva estructura básica, y así hasta el final. Por ejemplo, en su primera estructura básica (que es la primera de la segunda fila de la anterior imagen de las once estructuras básicas) desplaza el cuadrado de la tercera fila y cuarta columna, al cuadrado de la primera fila y tercera columna. Debemos percatarnos que al mover ese cuadrado solo tiene tres opciones para moverlo, ya que al girar tiene que cubrir los mismos cuatro huecos (casillas) que cubría el cuadrado que ha movido. Esto nos lleva a una pequeña reflexión matemática relacionada con este proceso creativo, lo que en matemáticas se denomina la “acción de un grupo sobre un conjunto”.

Nota explicativa, de puño y letra de Max Bill, sobre el proceso creativo de la obra 11 x 4 : 4 (1970)

 

En este proceso creativo de Max Bill interviene un grupo algebraico, el grupo G de las rotaciones de un cuadrado que lo dejan invariante, que está formado por los giros de 0 grados (este giro es la identidad, no mover el cuadrado), 90 grados, 180 grados y 270 grados. En las entradas Cuadrados latinos, matemáticas y arte abstracto y La teoría de grupos en el arte contemporáneo: John Ernest se puede leer sobre la estructura algebraica de grupo, pero realmente no es necesario para entender esta entrada, cuya lectura podéis continuar sin necesidad de saber nada más que estamos trabajando con el grupo de rotaciones de un cuadrado, es decir, rotaciones de 0, 90, 180 y 270 grados. Además, se está considerando, de forma implícita, lo que se denomina la acción de un grupo sobre un conjunto. En este caso, el conjunto X estaría formado por las 16 casillas de la retícula, que en la siguiente imagen hemos nombrado con letras, de la a a la p, para entender mejor la acción del grupo.

Una acción de un grupo G sobre un conjunto X consiste en una aplicación que a cada elemento del grupo g (de G) y cada elemento del conjunto x (de X) se les asocia otro elemento del conjunto X, que denotamos gx, o g(x), que consiste en aplicar g sobre x. Por ejemplo, si g es el giro de 90 grados y x es la casilla a, entonces g(x) es la casilla d, o si g es el giro de 270 grados y x es la casilla j, entonces g(x) es la casilla f (la que se obtiene al girar 270 grados en el sentido contrario a las agujas del reloj). Más aún, si tomamos g = giro de 90 grados, podemos ver en la siguiente imagen cómo se moverían todas las casillas.

El proceso creativo de Max Bill está relacionado con lo que en matemáticas se llama las órbitas de una acción de un grupo sobre un conjunto. Dado un punto cualquiera x del conjunto X, se llama “órbita de x”, a todos los elementos del conjunto que se obtienen al aplicar los elementos del grupo G sobre ese elemento x. Escrito de forma matemática, la órbita de un elemento x sería el subconjunto {g(x): para todo g de G}. Por ejemplo, en nuestro caso, si tomamos la casilla a, resulta que al aplicarle los elementos del grupo (rotaciones de 0, 90, 180 y 270 grados) se obtienen las casillas {a, d, p, m} (las casillas de las esquinas). En total, en la acción que hemos descrito, relacionada con la serie artística de Max Bill, existen cuatro órbitas, la descrita antes y otras tres, todas ellas descritas en la siguiente imagen, en la que cada color describe los elementos de una misma órbita: {a, d, p, m} (rosa), {b, h, o, i} (azul claro), {c, l, n, e} (verde claro) y {f, g, j, k} (amarillo).

Las cuatro órbitas, cada una de un color, de la acción del grupo de las rotaciones de 0, 90, 180 y 270 grados sobre el conjunto de las 16 casillas de la retícula 4 x 4

 

¿Cómo se relaciona esto con el proceso creativo de Max Bill? Cada uno de los patrones básicos está formado por un cuadrado de cada una de las cuatro órbitas, como podéis comprobar en los once patrones básicos que hemos descrito más arriba. Por lo tanto, para crear los patrones básicos para obras de la serie de Max Bill hay que coger, para cada patrón básico, un cuadrado de cada órbita, pero con algunas condiciones que iremos explicando paso a paso.

Para empezar, de cada órbita tenemos 4 posibles cuadrados, luego existen 4 x 4 x 4 x 4 = 256 formas distintas de elegir un cuadrado de cada órbita, que son muchas formas para empezar. Como cada patrón básico, girado 90, 180 y 270 grados forma una obra de la serie de Max Bill, hay candidatos a patrones básicos de los 256 anteriores que darían lugar a la misma obra. Por ejemplo, en la siguiente imagen vemos cuatro de estos posibles patrones básicos, pero que dan lugar a la misma obra, ya que son iguales, salvo una rotación, de 90, 180 o 270 grados.

Estos cuatro candidatos a patrones básicos darían lugar a la misma obra de Max Bill, elegidos los colores convenientemente, ya que son iguales salvo una rotación de 90, 180 o 270 grados

 

Luego de esos cuatro elegiríamos solo uno, por ejemplo, el que tiene el cuadrado de la esquina superior izquierda. Este es el motivo por el cual más arriba pusimos la condición de que un patrón básico tenga el cuadrado de la esquina superior izquierda. En consecuencia, de los 256 candidatos a patrones básicos, nos quedaremos con 256 / 4 = 64, los que tienen el cuadrado de la esquina superior izquierda, los demás son iguales a estos salvo rotación.

Es decir, de la órbita de las casillas de las esquinas, tenemos fijada la asignación de la esquina superior izquierda, y es la elección de un cuadrado en cada una de las otras tres órbitas lo que nos genera los 64 candidatos a patrones básicos. Pero no todos estos candidatos son válidos. Como comentamos más arriba, los cuadrados elegidos no se pueden tocar lado con lado, luego hay que eliminar los candidatos a patrones básicos que, como los de la siguiente imagen, tengan cuadrados que comparten un lado.

Estos dos candidatos a patrones básicos no son válidos ya que en cada uno hay cuadrados, al menos un par, que comparten un lado

 

Ya tenemos documentadas las dos condiciones sobre los patrones básicos que habíamos observado en el apartado anterior, que la estructura básica rellene la retícula 4 x 4, mediante los giros de 90, 180 y 270 grados, y que no haya dos cuadrados que se toquen a través de un lado. Llegados hasta aquí, tenemos un problema de combinatoria:

¿cuántos patrones básicos existen?

Vamos a computar la cantidad de patrones, y describirlos, viendo las opciones que existen para los cuadrados de las otras tres órbitas. El primer cuadrado del patrón ya está fijado, en la esquina superior izquierda y el segundo cuadrado lo vamos a elegir de la órbita de los cuatro cuadrados centrales. Hay cuatro opciones para ese segundo cuadrado, puesto que no hay opción a que en alguna de las cuatro opciones tenga un lado en común con el cuadrado de la esquina, que son las que aparecen en la siguiente imagen.

Ahora, para cada una de esas cuatro opciones, vamos a ver dónde pueden colocarse los dos cuadrados que se corresponden con las otras dos órbitas. La primera de las cuatro opciones anteriores, la de la izquierda, que tiene los dos cuadrados que se tocan por un vértice, es diferente a las otras tres, por lo que vamos a analizarla primero. Para esa primera opción cada uno de los otros dos cuadrados tienen tres opciones cada uno, solo la opción en la que comparten lado con los otros dos cuadrados no es válida. Por lo tanto, de aquí se deducen 3 x 3 = 9 patrones básicos distintos, aunque hay que eliminar dos de ellos, puesto que coinciden los cuadrados en un mismo lateral de la retícula y se tocan en un lado, quedando solo 7 patrones básicos, que se muestran a continuación (los 7 negros, ya que hemos eliminado los dos rojos).

Para cada una de las otras tres opciones, cada uno de los otros dos cuadrados tienen dos opciones cada uno, luego cuatro patrones básicos para cada opción. Sin embargo, en dos de ellas dos de los cuadrados coinciden en uno de los lados, luego comparten lado, por lo tanto, en total son 10 estructuras más.

Para la primera opción …

Para la segunda opción …

Y para la tercera opción …

Por lo tanto, en total son 17 patrones básicos distintos. A continuación, los mostramos todos juntos, marcando en azul los correspondientes patrones de las 11 serigrafías de la serie 11 x 4 : 4 de Max Bill. Por lo tanto, existen 6 patrones básicos que no estarían, a priori, considerados por Max Bill, aunque veremos que esto no es así.

En la explicación de Max Bill sobre el proceso creativo, que hemos incluido más arriba, el artista concreto comenta “se han excluido cinco variantes por la inversión de los grupos II, III, IV, V y XI”. Lo que ocurre es que Max Bill ha añadido, además, otra forma, intuitiva y geométrica, de establecer que dos patrones básicos son el mismo. Expliquémosla.

Tomemos el primero de los patrones básicos de la clasificación anterior, que no está en la lista de las 11 estructuras básicas de Max Bill, el patrón que está en la segunda fila, primera columna. Imaginemos que es una estructura tridimensional, formada por pequeños cuadrados que tienen el mismo color, blanco o negro, en la cara superior y en la cara inferior, si diésemos la vuelta (por eso Max Bill habla de “inversión”) a nuestra retícula 4 x 4 tridimensional (cuyo resultado es el mismo que tomar la imagen especular respecto a la diagonal principal descendente) nos quedaría un patrón básico, imagen especular / inversión del anterior, como se muestra en la siguiente imagen, y podríamos considerar que son la misma estructura esencialmente (ya que una es simétrica de la otra). Y ese patrón básico al que es simétrico (el de la derecha de la imagen), sí está en el listado de los patrones básicos de Max Bill, véase más arriba, es el patrón II del documento del propio artista.

Veamos que los demás patrones básicos que, a priori, no estaban en la clasificación de Max Bill, son simétricos a alguno de los que sí está en la clasificación. Tomemos el patrón que está en la segunda fila y quinta columna, resulta que es simétrico (es como voltearlo) al patrón XI de Max Bill (véase la siguiente imagen).

Ahora vamos a considerar otro patrón básico que no estaba, el que está en la tercera fila y cuarta columna. Resulta ser simétrico, como se observa en la siguiente imagen, al patrón V de la clasificación de Max Bill.

El siguiente patrón básico a considerar es el que está es el primero de la cuarta fila, que resulta ser, como se muestra en la siguiente imagen, simétrico al patrón básico III de Max Bill.

Mientras que el segundo patrón básico de la cuarta fila es simétrico, como se muestra en la siguiente imagen, al patrón IV de Max Bill.

Y ahí tenemos las “inversiones de los grupos II, III, IV, V y XI” a las que alude el artista suizo y que aquí hemos denominado patrones simétricos respecto a los patrones (II, III, IV, V y XI) de la clasificación de Max Bill. Pero resulta que nos falta una estructura básica que no tuvo en cuenta Max Bill, la que está en la segunda fila y segunda columna. Aunque está también es simétrica a uno de los patrones de las de la clasificación de Max Bill, el patrón X.

En consecuencia, Max Bill realizó una clasificación completa de todas las estructuras básicas posibles para su serie de obras 11 x 4 : 4, sin dejarse ninguna fuera, como hemos comprobado mediante esta pequeña reflexión matemática sobre su proceso creativo. Dicho de otra forma, el proceso creativo de Max Bill utiliza elementos de la geometría, el álgebra y la combinatoria.

System mit Funf Vierfarbigen Zentren / Sistema con cinco centros de cuatro colores (1970), del artista concreto suizo Max Bill

 

Bibliografía

1.- R. Ibáñez, Las matemáticas como herramienta de creación artística, Libros de la Catarata – FESPM, 2023.

2.- Max Bill, El pensamiento matemático del arte de nuestro tiempo, 1949.

3.- Valentina Anker, Max Bill ou la recherche d´un art logique, Editions l´Age d´Homme, 1979

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 Once cuatro cuatro, mirar el arte con ojos matemáticos se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Blanca Martínez

Zertxobait aldatu dut Obelixek Uderzo y Goscinnyren komiki guztietan behin eta berriro errepikatzen zuen esaldi ospetsu bat; izan ere, ezin hobeto laburbiltzen du gaurkoan jorratuko dudan gaia: Errepublikako eta Erromatar Inperioko eraikuntza tekniken atzean ezkutatzen diren sekretu geologikoak.

Erroma klasikoko zerbaitek benetan harritzen gaitu: eraikin handi askok zutik iraun dute 2.000 urtez baino gehiagoz. Eta ingeniaritza dohain izugarri horiek geologiaz zuten ezagutzarekin dute zerikusia; nahigabeko aurkikuntzen, baina funtzionalen, ondoriozko ezagutza. Baina ez naiz ari fatxadetan, harmailadietan edo estatuetan apaingarri gisa erabiltzen diren jatorri, osaera eta kolore natural ederreko arrokei buruz, baizik eta zimenduak ainguratzeko eta eraikuntzen hormak jasotzeko erabiltzen den osagaiari buruz: hormigoia.

1. irudia: gure aroko I. mendeko hormigoizko lekuko erromatarra (ezkerraldean), 100 kg/cm2 baino gehiagoko konpresioari eusten diona, eta XXI. mendeko hormigoizko lekukoa (eskuinaldean), teknika modernoekin egindakoa, 200 eta 300 kg/cm2 bitarteko konpresioei eusten diena. Caesaraugustako (Zaragoza) Antzoki Erromatarren Museoan ikusgai dauden ereduak. (Argazkia: Blanca María Martínez.)

Ziurrenik testu hau irakurtzen ari diren guztiek inoiz edo behin obra batera hurbildu eta ikusiko zituzten langileak, normalean palakadaka, hormigoi makinara elementu pare bat botatzen eta ura gaineratzen, makinak osagai guztiak ondo nahasteko bueltak emateko, eta, horrela, hormigoi deitzen dugun ore grisaxka sortzeko zain. Nahasketari gehitzen zaizkion material horietako bat agregakinak dira, hau da, hartxintxarren edo harearen tamaina lortu arte hautsi edo txikitzen diren arrokak. Eta bestea zementua da: 1.200ºC-tan baino gehiagotan berotu ondoren deshidratatutako buztin eta kareharri nahasketa. Hala, ura eransten zaionean gogortu egiten den kare bizia (kaltzio oxidoa) lortzen da.

2. irudia: Caesaraugustako (Zaragoza) Antzoki Erromatarreko murru bateko zimenduen xehetasuna. Antzoki hori gure aroko I. mendean eraiki zen, kare bizi, harea, Ebro ibaiko terrazetatik ateratako harri koskorren eta ibai horretako ur gezaren nahasketatik abiatuta. Irudiko harri koskorrek 5 cm-tik gorako luzera dute. (Argazkia: Blanca María Martínez)

Hormigoia, eraikuntzaren munduko bilakaera teknikoa dela eta, duela gutxi aurkitu den produktu konplexu tipikoa dela dirudi, baina hori ez da horrela. Gutxienez gure aroko II. mendeaz geroztik, erromatarrek teknika hori erabiltzen zuten beren hormigoia egiteko, opus caementicium izenekoa. Kareharrizko arroka kiskali egiten zuten egosketa labeetan edo karobietan, 500-600ºC-tan, kare bizia lortzeko. Kare hori zementu gisa erabiltzen zuten, harea eta urarekin nahastu eta, ondoren, harri koskorrak eta arroka zatiak gehituta, eraikuntzetan karga murruen zimendu edo euskarri ziren kofratuak betetzeko.

Are gehiago, oso denbora laburrean errezeta hobetzea lortu zuten. Napoleseko badiaren eremuan, puzolana izeneko sumendi errautsa (aluminio oxidoz eta silizioz osatua) erabiltzen hasi ziren gainerako harearekin nahasteko. Eta ikusi zuten nahasketa berri hori ur inguruneetan (itsas kostaldean, besteak beste) erabil zitekeela eta hormigoiaren erresistentzia areagotzen zuela; izan ere, itsasoko uraren eta puzolanaren artean erreakzio kimiko bat sortzen zen eta horrek materialak sendotzen dituzten mineral berriak eratzea zekarren (besteak beste, aluminio ugariko tobermorita).

3. irudia: Caesaraugustako (Zaragoza) Antzoki Erromatarraren harmailen bista orokorra; gogortutako hormigoi erromatarrarekin marruskatzean eraikuntzaren aztarnak agerian utzi zituen hondeamakinaren hortz metalikoek egindako markak ikus daitezke. (Argazkia: Blanca María Martínez)

Baina nahasketan sumendi errautsa erabiltzea ez da hormigoi erromatarraren iraunkortasunaren sekretu bakarra. Duela gutxi, ikertzaileen nazioarteko talde batek deskubritu du erromatarrek kare bizia (kaltzio oxidoa) kare itzali edo hidratatuaren (kaltzio karbonatoa sortzeko gai den konposatu oso erreaktiboa) partikula txikiekin nahasten zutela. Horrek hormigoi erromatarrari Terminator 2 filmeko T-1000 pertsonaiak autobirsortzeko zuen gaitasunaren antzekoa ematen dio, honako prozesu honen bidez: materiala apurtu egiten zenean, pitzaduretatik ura sar zitekeen eta kare itzaliko partikulekin erreakzionatu. Hala, kaltzio kopuru handiko jariakin bat sortzen zen, kaltzio karbonato gisa forma kristalinoan hauspeatzen zena eta pitzadura ixteko adabaki gisa jokatzen zuena. Gainera, hormigoiak puzolana bazuen, urarekiko erreakzio kimikoak are gehiago gogortzen zuen. Eta, hala, eraikuntza erromatarrak 2.000 urtez baino gehiagoz iraun ahal izan dute.

Hormigoi hain zoragarri horren errezeta ez zen inoiz idatziz utzi, ez xehetasunez behintzat; izan ere, idatzi erromatarretan eraikuntza teknikari buruz egiten ziren aipamenak lausoak eta, are gehiago, anbiguoak ziren. Hori dela eta, Erromatar Inperioa erori ondoren, erabiltzeari utzi zitzaion eta ezin izan da berriro erreplikatu duela bi mende arte, aldeak alde.

Jakina, nori berea aitortu behar zaio, eta ukaezina da erromatarrak maisu handiak izan zirela teknologiaren eta ingeniaritzaren arloan; horrez gain, bazekiten nola baliatu erabiltzen zituzten materialen ezaugarri geologikoak, nahiz eta ez zuten zehatz-mehatz ezagutzen beren arrakasten zientzia oinarria. Hala ere, jakina da aurretiko zibilizazio mediterraneo handitik ikasi zutena beti kopiatzen zutela eta hobetzen saiatzen zirela. Nolanahi ere, historiako lehen hormigoia lau mende lehenago aurkitu zen Grezian; kare bizia, harea, arroka ehoak eta ura nahastuz prestatzen zen. Eta, bai, kareore horretan sumendi arroken zatiak ere erabiltzen zituzten. Grekoek ezin izan zituzten aurkitu erromatarrek aurkitu zituzten iraunkortasun eta autobirsorkuntza horren sekretutxoak, nahiz eta erromatarrek kasualitate hutsez aurkitu zituzten.

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 urtarrilaren 18an: No estaban tan locos estos romanon.

Itzulpena: UPV/EHUko Euskara Zerbitzua.

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Se han caracterizado las propiedades termodinámicas del modelo de Fermi-Hubbard, que utiliza átomos fríos para simular distintos fenómenos en física de la materia condensada.

Cuando un determinado sistema cuántico resulta difícil de investigar, una opción es estudiar otro que sea físicamente equivalente pero más accesible. Por ejemplo, para comprender cómo se comportan los electrones en un sistema de electrones fuertemente correlacionados (un problema experimental y teóricamente no trivial), los investigadores pueden estudiar una red de átomos fríos (un sistema controlable que obedece las mismas reglas estadísticas que el sistema electrónico más complejo).

Ahora, un equipo de investigadores ha caracterizado exhaustivamente la ecuación de estado para la versión general de un modelo que se emplea para traducir el comportamiento de los átomos fríos en una red al de los electrones correlacionados. Sus resultados confirman la fiabilidad de los tratamientos numéricos de vanguardia de este modelo, lo que lo hace aún más atractivo para estudiar nuevos fenómenos en física de la materia condensada.

El modelo en cuestión es el de Fermi-Hubbard, que tiene en cuenta las interacciones entre átomos fermiónicos en una red. Los átomos preparados con dos estados posibles se utilizan para explorar problemas que involucran las dos direcciones de espín de un electrón, como el transporte de electrones, mientras que los átomos con más estados se utilizan para explorar fenómenos más complejos, como los nuevos tipos de magnetismo. La ecuación de estado para el modelo de dos estados de Fermi-Hubbard se había caracterizado previamente numérica y experimentalmente. Pero los modelos multiestado, que son más difíciles de manejar numéricamente, siguen siendo mucho menos comprendidos.

Los investigadores utilizaron átomos de iterbio-173, que pueden adoptar seis estados posibles. Midieron las propiedades termodinámicas del modelo multiestado de Fermi-Hubbard utilizando una red de estos átomos y compararon los resultados con las predicciones utilizando los últimos cálculos numéricos disponibles. Las mediciones también accedieron a regímenes que a día de hoy son numéricamente intratables y proporcionaron los datos para derivar una ecuación de estado general para el modelo de Fermi-Hubbard.

Referencias:

G. Pasqualetti, O. Bettermann, N. Darkwah Oppong, E. Ibarra-García-Padilla, S. Dasgupta, R. T. Scalettar, K. R. A. Hazzard, I. Bloch, and S. Fölling (2024) Equation of State and Thermometry of the 2D SU(N) Fermi-Hubbard Model Phys. Rev. Lett. doi: 10.1103/PhysRevLett.132.083401

M. Stephens (2024) A General Equation of State for a Quantum Simulator Physics 17, s27

Edición realizada por César Tomé López a partir de materiales suministrados por la Universidad Politécnica de Madrid

El artículo Una ecuación de estado general para el simulador cuántico de Fermi-Hubbard se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Beñat Monfort

Duela zazpi urte, 2017ko otsailean, artikulu bat argitaratu zuten Anna Ijjas, Paul J. Steinhardt eta Abraham Loeb (aurrerantzean, ISL) kosmologoek Scientific American aldizkarian. Hasiera batean argitara “Pop goes the Universe” (Pop, badoa Unibertsoa) izenburupean eman bazuten ere, izena aldatzea erabaki zuten argitaratu eta bi astera. Jatorrizko izenburuak Andrew McMahon kantautoreak idatzitako izen bereko abestiari egiten zion erreferentzia, zeinak aldaketei buruz, nortasunari buruz eta status quo zalantzan jartzeari buruz hitz egiten duen. Azalean, berriz, orratz batekin lehertzeko zorian dagoen unibertso itxurako puxika baten irudia ipini zuten.

Ilustrazio desnaturalizatu honek Big Bang-aren modeloa desafiatzen zuen, unibertsoaren hasierako iruditegiari dagokionez kosmologoen artean onarpen handiena duen eredua gaur. Eta hori gutxi balitz bezala, umore puntua erabili zuten hasieran, “pop” hitzak duen esanahi bikoitzaz baliatuz: leherketa baten onomatopeia bezala edo popular hitzaren laburdura moduan erabil daiteke ingelesez. Tonu ironikoa kentzeaz gain, esaldi deskribatzaileago bat hautatu zuten azkenean: “Cosmic Inflation Theory Faces Challenges” (Inflazio Kosmikoaren Teoriak Erronkak Ditu).

Irudia: Ijjas, Steinhardt eta Loeb kosmologoek 2017ko otsailean argitaratutako artikuluaren azala. (Iturria: Scientific American)

Eta ez zen gutxiagorako izan; izan ere, izenburua izenburu, artikuluaren edukiak hamaika fisikariren barruak mugitu zituen. Urte bereko hurrengo zenbakian iritsi zen erantzun ofiziala, goi mailako 33 zientzialarik sinatua. Deigarria gerta daiteke 33 zientzialarik sinaturiko artikuluaren tonua, baina lehenagotik berotzen ari zen eztabaida baten leherketa bezala ulertu behar da hau, hurrengo lerroetan azalduko den modura.

Eztabaida honen oinarria eta bilakaera ari naiz aztertzen nire doktorego tesian. Inflazio kosmikoaren teoria zein testuingurutan garatu zen ikertzen dut bertan, eta ondorioztatu lagungarria dela inflazioaren teoria oinarrizko fisikaren egungo krisiaren esparruan kokatzea eztabaidaren jatorria hobeto ulertzeko: eztabaidaren oinarrian desadostasun metodologiko bat dago. Dibulgazio artikulu honetan, nire ikerlana zertan datzan azaltzeko, inflazio kosmikoaren teoria zein testuingurutan garatu zen aipatuko da lehenik, eta eztabaida zerk sortu zuen ikusiko da ondoren.

Unibertsoa (eta eztabaida) leherrarazi z(it)uen orratzaren bila

XX. mendean zehar loratu zen fisika modernoa. Lehenago aurrerapen esanguratsu ugari aurki badaitezke ere, garai honetan aldaketa nabarmen bat gertatu zen objektu mikrofisikoak ulertzeko moduan: oinarrizko partikulen eta haiek jarraitzen dituzten legeen iruditerian urrats handia egin zen iraultza kuantikoari eta erlatibitate bereziaren teoriei esker. Ikerketa programa honen une gorena 70. hamarkadan gertatu zen, Partikulen Fisikaren Eredu Estandarra garatu baitzen. Modelo estandar honek arrakastaz bete ditu orain arteko egiaztapen esperimentalak.

Eta aurrerapenak ez ziren “mikro” noranzkoan bakarrik lortu, kosmologiaren alorrean ere lortu ziren. Erlatibitate orokorraren teoriaz baliatuz eta printzipio kosmologikoarengan fidatuz, hedatzen ari zen unibertso baten lehen ereduak garatu zituzten 20ko hamarkadan. Eta handik gutxira aurkitu zen unibertsoaren espantsioaren aldeko lehen ebidentzia esperimentala. Mende amaiera baino lehen eman ziren materia iluna eta energia ilunaren aldeko aurrerapauso teoriko zein esperimental nagusienak ere. ΛCDM izenez ezagutzen da hau guztia kontuan hartzen duen kosmologiako modelo estandarra.

Nola Partikulen Fisikaren Eredu Estandarrak hala ΛCDM modeloak teoria arrakastatsuen baieztapenaren paradigma klasikoa jarraitzen dute, zeinak datu esperimentalak erabiltzen dituen (nagusiki) teoria baieztatzeko. Zoritxarrez, egoera aldatu egin da azken hamarkadetan: fisika esperimentala eredu estandarrean ainguratuta geratu da, hark eginiko iragarpenak baieztatzen, baina fisika teorikoa haratago joan da. Teoriaren eta esperimentuen arteko etengabeko urruntze honek krisi larria sortu du oinarrizko fisikaren alorrean. Gaur egun sortzen ari diren zenbait teoriak ez dute oinarri esperimentalik, eta zenbait kasutan nahiko txikia da teoria hauek egiten dituzten iragarpenak etorkizunean gauzatzeko itxaropena. Horren lekuko da kosmologia inflazionarioa.

 Zergatik inflazioa?

ΛCDM ereduan, inflazio kosmikoaren teoria erabiltzen da unibertsoaren eboluzioa azaltzeko. Onartu ohi da Big Bang-aren ostean unibertsoa ikaragarri hazi zela oso denbora tarte laburrean: espazio-denboraren hedapen esponentzialean oinarritzen da teoria. Kosmologia inflazionarioa unibertsoaren Big Bang Beroaren eredu estandarra ordezkatzeko garatu zen 80ko hamarkadan. Eredu zahar honek ongi azaltzen ditu neur daitezkeen hainbat fenomeno, baina hasierako baldintza oso berezietan oinarritzen da. Inflaziorik gabe, Big Bangaren eredu estandarrean, unibertsoa uniformea eta laua da hasieratik bertatik, eta ez da erraza hasierako baldintza berezi hauen zergatia azaltzea. Unibertsoaren hasieran inflazioak hedapen esponentzialeko aldi labur bat txertatzen du eta unibertsoa uniformizatzen eta lautzen du, homogeneotasun ezak leunduz eta hasierako baldintza posibleak malgutuz.

Baina paradigma berri honen barruan, eredu inflazionario ezberdinak garatu dira teorikoki, eta ez da erraza etorkizuneko emaitza esperimentaletara ondoen egokituko d(ir)en modeloa(k) aukeratzea. Batzuek goretsi egiten dute eta beste batzuek kritikatu inflazio kosmikoaren teoriak duen gaitasuna etorkizuneko behaketetara egokitzeko.

 Zergatik eztabaida?

Funtsezko fisikaren krisiaren testuinguruan, inflazio kosmikoaren teoriaren garapenak berak eztabaidara eraman zituen kosmologoak. Izan ere, inflazioaren teoria babesten duten datu esperimentalak oso malguak dira oraingoz, eta datu hauekin bat datozen eredu teoriko asko daude. Eredu posible hauen artean, ez dituzte denek iragarpen berdinak egiten, eta gaur egungo ikuspuntutik nahiko urriak dira behin betiko eredua esperimentalki baieztatzeko aukerak. Egoera honen aurrean kosmologiako teoria berriak nola garatu beharko liratekeen dioen aurrejuzgu metodologikotik sortu zen, hain zuzen ere, desadostasuna.

Eztabaidak goia jo zuen 2013. urtean, Europako Espazio Agentziak Planck satelitearen emaitza esperimentalak argitaratu zituenean. Emaitza hauek kaleratu aurretik teoria inflazionarioaren kritika batzuk aurki badaitezke ere, eztabaidak indarra hartu zuen lehen aipatutako hiru fisikari ezagunek artikulu bat argitaratu zutenean Physics Letters B aldizkarian (Ijjas, Steinhardt & Loeb, 2013): “Inflationary paradigm in trouble after Planck 2013” (Paradigma inflazionarioa estu hartu dute Planck 2013aren ostean). Hirukoteak ondorioztatu zuen satelite honen bitartez lortutako datu esperimentalek kalte egiten zietela eredu inflazionario sinpleenei. Baina 2013an argitaratutako artikulu honek erantzun azkarra sortu zuen beste kosmologo batzuen aldetik (Guth, Kaiser & Nomura, 2014): haiek argudiatzen zuten ISLren ondorioak hipotesi problematikoetan oinarritzen zirela eta inflazio kosmikoa inoiz baino sendoago zegoela Planck satelitearen emaitzei esker.

Sarreran ikusi dugun modura, hiru urteren buruan talde bakoitzeko kideek beren argudioak garatu zituzten eta jarrera finkatu. Baina 2017an argitaratutako artikuluetan ardatz metodologiko argia zeukaten haien ikuspuntua babesteko erabili zituzten argudioek. Alde batetik, ISL kosmologoek defendatzen zuten inflazio kosmikoaren teoria ezin zela metodo zientifikoaren bidez ebaluatu, eta inflazioa onartzen zuten zientzialari batzuek baieztapen enpirikoa baztertzea proposatzen zutela, horrela zientzia ez-enpiriko baten ideia sustatuz. Eta bestetik, 33 zientzialariek  defendatzen zuten inflazioa frogagarria dela, eta, izan ere, proba ezberdin asko egin zaizkiola dagoeneko, eta orain arteko azterketa guztiak gainditu dituela.

Laburbilduz

Artikulu honetan kosmologiaren esparruan ari den eztabaida bat aztertu da, inflazio kosmikoaren bideragarritasuna zalantzan jartzen duena. Kosmologia inflazionarioa oinarrizko fisikaren krisiaren testuinguruan jarriz, azaleratu da eztabaidaren jatorria ez dagoela fisikaren esparruan, kosmologiaren metodologian baizik. ISLren kritika ez zen teoriaren koherentzia faltan edo behaketen aplikagarritasunik ezean oinarritzen. Desadostasuna dator kosmologiako teoriak garatzeko modu legitimoa zein den dioen ideia metodologikotik. Eta aurrejuzgu metodologiko honek erabat ondorio ezberdinak (kontraesankorrak) defendatzera eraman zituen bi taldeak.

Erreferentzia bibliografikoak:

• Guth, A. H., Kaiser, D. I. eta Nomura, Y. (2014). Inflationary Paradigm after Planck 2013. Physics Letters B, 733, 112–119. DOI:10.1016/j.physletb.2014.03.020
• Ijjas, A., Steinhardt, P. J. eta Loeb, A. (2013). Inflationary Paradigm in Trouble after Planck 2013. Physics Letters B, 723 (3-4), 261–266. DOI:10.1016/j.physletb.2013.05.023

Egileaz:

Beñat Monfort Urkizu Fisikan graduatu zen UPV/EHU eta gaur egun zientziaren filosofiaren alorrean doktorego-tesia egiten ari da EHUko Zientziaren Historia eta Filosofia integratua ikerketa-taldean (iHPS)

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Hace apenas dos semanas hablábamos en planeta B sobre como, en ocasiones, las apariencias engañan y un cuerpo planetario que a simple vista parece no tener ningún tipo de actividad geológica, como es el caso de Mimas, podría estar más vivo -en el sentido geológico de la palabra- de lo que pensamos. Y es que los últimos estudios apuntan a que la actividad geológica no solo es algo con lo que nazcan los planetas, satélites y otros cuerpos menores, sino que, a lo largo de toda su evolución, pueden sufrir procesos capaces de aportar una energía a su interior que los mantenga activos durante más tiempo… o incluso volver a ponerlos en marcha por completo.

Esta etapa de actividad tardía probablemente solo ocurra en los satélites de los gigantes gaseosos, ya que esa “nueva” fuente de energía puede ser simplemente otorgada por una interacción gravitatoria con otros satélites del sistema o con el planeta al que orbita, generando unas mareas que al estirar y encoger su interior como un acordeón transformen su fricción en calor, el responsable último de esta renovada actividad geológica.

Eris y su satélite Disnomia vistos con el Telescopio Espacial Hubble. Tiene un diámetro de 615 kilómetros, convirtiéndolo en el segundo satélite más grande de un planeta enano tras Caronte. Cortesía de NASA/ESA y Mike Brown.

Pero hoy nos vamos a marchar mucho más lejos: Dejaremos el reino de los gigantes gaseosos y nos dirigimos hasta el reino de los objetos transneptunianos, aquellos objetos que giran alrededor del Sol más allá de la órbita de Neptuno y donde se esconden nuestros dos protagonistas de hoy: los planetas enanos Eris y Makemake.

Debido a la enorme distancia que nos separa de estos objetos, Makemake tarda en completar una órbita algo más de 306 años y Eris unos 560, sabemos muy pocos detalles sobre ellos porque, además, no son objetos muy grandes, por lo que observar detalles de su superficie es, ahora mismo, una quimera hasta con los mejores telescopios.

Pero no todo está perdido y gracias a la buena “vista” del JWST en longitudes de onda infrarrojas parece que estos cuerpos que pensaríamos que son bastante anodinos, fríos y sin ninguna actividad… igual también se guardan un as debajo de la manga, aumentando el interés de los científicos por explorarlos un poco más de cerca.

Y es que un nuevo estudio publicado en Icarus por Glein et al. (2024) usa los datos de este telescopio espacial para intentar responder al origen del metano que observamos en la superficie de estos planetas enanos, puesto que este puede provenir al menos de tres fuentes: un origen primordial, heredado de la nebulosa protoplanetaria que dio origen del Sistema Solar, un origen abiótico a partir del monóxido o dióxido de carbono o, por último, el origen termogénico a partir de la descomposición de compuestos orgánicos.

Para resolver esta cuestión, los científicos han estudiado la proporción isotópica entre el deuterio y el hidrógeno. El deuterio es un isótopo pesado del hidrógeno, con un protón y un neutrón en su núcleo, mientras que el hidrógeno más abundante solo tiene un protón.

Makemake y su satélite MK2 vistos también por el Hubble en abril de 2015. El diámetro de este pequeño satélite es de unos 175 kilómetros. Cortesía de NASA, ESA, A. Parker y M. Buie

Esta proporción -o ratio, como les sonará a algunos de ustedes- entre ambos es muy importante en las ciencias planetarias, ya que nos permite estudiar el origen del agua, por ejemplo, y también de otros compuestos que llevan hidrógeno, como en este caso es el metano, así como las condiciones en las que se ha formado o incluso las distintas rutas geoquímicas por las que puede haber circulado.

Pero esto no es suficiente… ¿Cómo adscribimos esta proporción observada a un origen u otro? Los investigadores no solo han tomado los datos del JWST que nos permiten conocer esta proporción, sino que han trabajado en complejos modelos geoquímicos que simulan la evolución de la proporción isotópica D/H en el metano a partir de distintos orígenes para ver cual se aproxima más a los datos reales.

El resultado: El ratio D/H observado en Eris y Makemake no tiene un origen primordial, sino que debería haberse formado a partir de procesos abióticos o termogénicos. Y no solo eso, sino que necesitaría una temperatura superior a los 150 °C para formarse, lo que requiere de una gran cantidad de energía interna que permita alcanzar esta temperatura.

¿Qué fuentes de energía pueden tener estos planetas enanos? Pues la única explicación plausible para la presencia de una fuente de energía activa en la actualidad y que permita altas temperaturas en su interior sería la desintegración de los elementos radioactivos en su núcleo rocoso. Este calor podría facilitar la producción de metano a través de procesos hidrotermales o metamórficos, de tal manera que compuestos inorgánicos u orgánicos -orgánicos no en el sentido de con origen biológico- puedan transformarse en este metano a través de reacciones químicas.

Y esto tiene una importante derivada: si hay actividad hidrotermal, podría también existir un océano subterráneo gracias a un calor que podría fundir el hielo y mantener el agua en estado líquido durante largos periodos de tiempo -largos a nivel geológico- bajo la capa de hielo y donde, por supuesto, dando lugar a los fenómenos hidrotermales que, por un lado, general el metano que posteriormente llega a la superficie a través de fracturas así como generar posibles ambientes habitables en las profundidades de estos océanos, donde haya un intercambio de energía, pero también de sustancias disueltas que proceden del núcleo rocoso.

Por lo tanto, este estudio abre también una puerta a que ambos planetas enanos sean también de un gran interés astrobiológico y no solo geológico, lo que podría ayudar a que en el futuro -esperamos que no dentro de muchas décadas- podamos ver una misión que nos permita, por primera vez, visitar estos lejanos mundos.

Referencias:

Glein, C. R., Grundy, W. M., Lunine, J. I., Wong, I., Protopapa, S., Pinilla-Alonso, N., Stansberry, J., Holler, B. J., Cook, J. C., & Souza-Feliciano, A. C. (2024). Moderate D/H ratios in methane ice on Eris and Makemake as evidence of hydrothermal or metamorphic processes in their interiors: Geochemical analysis Icarus doi: doi: 10.1016/j.icarus.2024.115999

Sobre el autor: Nahúm Méndez Chazarra es geólogo planetario y divulgador científico.

El artículo Eris y Makemake… ¿dos planetas enanos “vivos”? se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Biologoek aurkitu dute ehun desberdinetako mitokondriek elkarrekin hitz egiten dutela, kaltetutako zelulak konpontzeko. Seinaleak huts egiten duenean, ordulari biologikoa gelditzen hasten da.

Zahartzea araurik gabeko prozesutzat har daiteke. Denborak aurrera egin ahala gure zeluletan eta gorputzetan kolpeak eta makadurak biltzen dira, eta horren ondorioz disfuntzioak, akatsak, eta, besterik ezean, heriotza aurki ditzakegu. Hala ere, 1993an egindako aurkikuntza baten ondorioz, interpretazio hori aldatu zen. Ikertzaileek gene bakar batean harren bizi-itxaropena bikoizten duen mutazio bat aurkitu zuten. Aurrerago egindako lanek erakutsi zuten erlazionatutako gene batzuk, guztiak intsulinarekiko erantzunean inplikatuta, animalia askoren zahartzearen funtsezko erregulatzaileak direla, hala nola harrak, euliak edo gizakiak. Aurkikuntzak iradokitzen zuen zahartzea ez dela ausazko prozesu bat, gene espezifikoen menpe baitago, eta zahartze molekularra nola gertatzen den jakiteko ikerketa gehiagori atea irekitzen zien.

1. irudia: mitokondriek askatzen dituzten seinale kimikoen bidez, beste ehun batzuetako mitokondriekin komunikatzen dira, eta horrek organoek zahartzeko duten abiaduran eragiten du. Ilustrazioa: Kristina Armitage. Iturria: Quanta Magazine)

Duela gutxi, zahartzea arautzeko bide biokimiko berri bat aztertzen duten hainbat artikulu kaleratu ziren. Bide biokimiko horretan, oinarria mitokondrien artean transmititutako seinaleak dira; hots, zelularen energiaren erdigunea diren organuluen arteko seinaleak. Harrak aztertzen ari zirela, ikertzaileek ikusi zuten mitokondriei garuneko zeluletan eragindako kalteak konponketa erantzun bat eragiten zuela, gero anplifikatu egiten zena, eta antzeko erreakzioak eragiten zituela harraren gorputz osoko mitokondrietan. Konponketa jarduera honen ondorioz organismoaren bizi itxaropena hedatu zen; mitokondrietako kaltea konponduta zuten harrak % 50 gehiago bizi izan ziren.

Are gehiago, hozi-lerroko zelulak (obuluak eta espermatozoideak produzitzen dituzten zelulak) oinarrizkoak dira zahartzearen aurkako komunikazio sistema horretarako. Aurkikuntza horrek dimentsio berriak gehitzen dizkie ugalkortasunari buruzko kezka inplizituei, zahartzeari eta erloju biologikoari buruz ari garela. Aurkikuntza batzuk Science Advances aldizkarian argitaratu dira eta beste batzuk, berriz, biorxiv.org aurreinprimaketa zientifikoko zerbitzarian, iazko udazkenean.

Ikerketak mitokondriak organulu sozialak direla iradokitzen duten lan berriak ditu oinarri, eta elkarren artean komunika daitezkeela iradokitzen dute, baita ehun desberdinetan daudenean ere. Beraz, mitokondriak zelulen esparruko walkie-talkien antzekoak direla esan dezakegu; izan ere, gorputz osoan zehar mezuak bidaltzen dituzte, eta mezu horiek eragina dute organismo osoaren iraupenean.

“Programa genetikoak izateaz gain, zahartzea erregulatzeko faktore garrantzitsu bat dago: ehunen arteko komunikazioa” azaldu du David Vílchezek. David Vílchez adituak zahartzea ikertzen du Koloniako Unibertsitatean eta ez du ikerketan parte hartu.

Andrew Dillin biologo zelularrak bizitzaren iraupena arautzen duen bide berri horren seinaleak duela hamar urte inguru aurkitu zituen. Caenorhabditis elegans harren bizitza luzatuko zuten geneen bila zebilela, mitokondriak genetikoki kaltetzea harren bizitza % 50 luzatzen zuela aurkitu zuen.

Ez zuen espero. Dillinek uste zuen mitokondria akatsdunek heriotza eragingo zutela, bizitza luzatu beharrean; izan ere, mitokondriak oinarrizkoak dira zelulen funtzionamendurako. Hala ere, mitokondrien funtzionamendu egokiak okerrera egiten zuenean, harrak luze bizitzera behartzen zituen.

Oso interesgarria izan zen harren nerbio sisteman kaltetuta zeuden mitokondriek efektua bultzatzen ari zirela. “Horrek esan nahi du mitokondria batzuk beste batzuk baino garrantzitsuagoak direla” esan du Dillinek, Kaliforniako Unibertsitatea Berkeleyko irakaslea. “Neuronek hori esaten dute gainerako organismoari buruz, eta hori harrigarria da”.

2. irudia: azken hamar urteotan Andrew Dillin biologo zelularrak zahartzea erregulatzen duen bide berri baten xehetasun biokimikoak aurkitu ditu. Bertan, gorputz osoko zelulen mitokondriak zelulen osasunaren harira komunikatzen dira. (Argazkia: Andrew Dillinek eskainia. Iturria: Quanta Magazine)

Orain Dillinek eta bere taldeak aurkikuntza hori hedatu dute; izan ere, harren garuneko mitokondriak gorputz osoko zelulekin bizitza luzatzeko komunikatzeko moduari buruzko xehetasun berriak aurkitu dituzte.

Lehenik eta behin, ulertu behar genuen zergatik burmuineko mitokondriei kalte egiteak eragin onuragarria izan zezakeen organismoan. Mitokondriek energia sortzeko prozesuak makineria molekular oso konplexua eskatzen du, dozenaka zati proteiko desberdin dituena. Gauzak gaizki doazenean, adibidez, osagai batzuk falta direnean edo gaizki tolestuta daudenean, mitokondriek estres erantzun bat aktibatzen dute, proteina hedatuaren erantzun gisa ezaguna dena, eta entzima konpontzaileak ematen ditu konplexuak behar bezala mihiztatzen laguntzeko eta funtzio mitokondriala berrezartzeko. Horrela, proteina hedatuaren erantzunak zelulak osasuntsu mantentzen ditu.

Dillinek espero zuen prozesu hori neuronen barruan bakarrik garatzea, kaltetutako mitokondriekin. Hala ere, ikusi zuen harraren gorputzeko beste ehun batzuetako zelulek ere konponketa erantzunak aktibatzen zituztela, nahiz eta mitokondriak bere horretan egon.

Jarduera konpontzaile horrek lagundu zien harrei denbora gehiago bizitzen. Auto bat mekanikariarengana erregulartasunez eramatea bezala, proteina hedatuaren erantzunak zelulak zerbitzu egoera onean mantentzen zituela zirudien, eta zahartzearen aurkako garbiketa gisa funtzionatzen zuten. Baina, misterioa izaten jarraitzen zuen nola komunikatzen zen proteina hedatuaren erantzun hori gainerako organismora.

Ikerketa batzuk egin ondoren, Dillinen taldeak aurkitu zuen neurona estresatuen mitokondriek besikulak (zelulatik edo zelulen artean materialak mugitzen dituzten burbuila formako ontziak) erabiltzen zituztela Wnt izeneko seinale bat nerbio zeluletatik gorputzeko beste zelula batzuetara garraiatzeko. Biologoek bazekiten Wntek rol jakin bat betetzen duela enbrioiaren garapen goiztiarrean gorputz patroiaren konfigurazioari dagokionez, eta horretan ere konponketa prozesuak eragiten ditu, hala nola proteina hedatuaren erantzuna. Hala ere, nola saihestu dezake Wnt seinaleak enbrioi programa aktibatzea heldu batengan aktibatzen denean?

Dillinek susmatzen zuen beste seinale bat egon behar zela eta Wntek horrekin elkarreragiten zuela. Lanean jarraitu ondoren, ikertzaileek aurkitu zuten hozi-lerroko mitokondrietan (eta ez beste mitokondrietan) adierazitako gene batek Wnten garapen prozesuak eten ditzakeela. Emaitza horrek iradokitzen zuen hozi-lerroko zelulek funtzio kritikoak betetzen dituztela nerbio sistemaren eta gorputzeko gainerako ehunen artean Wnt seinalea transmititzeko.

«Hozi-lerroa funtsezkoa da horretarako», adierazi du Dillinek. Hala ere, ez dago argi hozi-lerroko mitokondriek anplifikadore gisa jarduten duten, garuneko mitokondrien seinalea jaso eta beste ehun batzuetara transmitituz, edo ehun hartzaileak bi iturrien seinaleak «entzuten» ari diren.

Edonola ere, hozi-lerroko seinalearen indarrak organismoaren bizi itxaropena erregulatzen du, dio Dillinek. Harra zahartu ahala, bere obulu edo espermatozoideen kalitateak behera egiten du; hots, erloju biologikoaren tik-tak deritzona. Burmuineko mitokondrietatik seinaleak transmititzeko hozi-zelulek duten gaitasun aldakorrean ere islatzen da gainbehera, iradokitzen duenez. Harra zahartu ahala, haren hozi-lerroak efizientzia txikiagoarekin transmititzen du konponketa seinalea, eta, beraz, haren gorputzak ere okerrera egiten du.

Zientzialariek oraindik ez dakite aurkikuntza horiek gizakiei eta zahartzeko dugun moduari aplikatzen zaizkien. Hala ere, hipotesiak zentzua du eboluzioaren ikuspegi zabalago batetik, Dillinek dioenez. Hozi-zelulak osasuntsu dauden bitartean, iraupen-seinaleak bidaltzen dituzte, beren organismo apopiloa ugaltzeko bizirik aterako dela bermatzeko. Baina hozi-zelulen kalitateak behera egin ahala, ez dago bizitza hedatzen jarraitzeko inolako arrazoi ebolutiborik; eboluzioaren ikuspegitik, bizitza ugaltzeko existitzen da.

Mitokondriek elkarren artean hitz egin ahal izatea kezkagarria izan daiteke, baina azalpen bat du. Duela denbora asko, mitokondriak bizitza libreko bakterioak ziren, beste zelula primitibo mota batekin indarrak batzen zituztenak, gure zelula konplexu modernoetan elkarrekin lan egiteko. Beraz, komunikatzeko duten gaitasuna mitokondrietatik aske bizi den bakterio arbasoaren erlikia bat da ziurrenik.

«Zelulen barruan milaka milioi urtetan funtzionatu duen gauza txiki horrek oraindik bere bakterioen jatorria gordetzen du», azaldu du Dillinek. Eta harrekin egiten duen ikerketa organismo konplexuagoetan mantentzen bada, esaterako, gizakien kasuan, litekeena da zure mitokondriak une honetan zure adinari buruz hitz egiten aritzea.

Jatorrizko artikulua:

Viviane Callier (2024). Cells Across the Body Talk to Each Other About Aging, Quanta Magazine, 2024ko urtarrilaren 8a. Quanta Magazine aldizkariaren baimenarekin berrinprimatua.

Itzulpena:

UPV/EHUko Euskara Zerbitzua.

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