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El 25 de mayo de 2008 aterrizó sobre la superficie de Marte la sonda Phoenix y, con ella, muchos de los sueños sobre el planeta rojo que habían alimentado, hasta entonces, la imaginación de varias generaciones. No era la primera vez que llegábamos allí, ni fue la última, pero Phoenix sí fue nuestra Cook o nuestra Peary, esto es, nuestra pionera de la exploración polar marciana.

Impresión artística de la sonda Phoenix.
Créditos: NASA/JPL/Corby Waste

El objetivo de la misión Mars Phoenix Lander era ayudar a reconstruir la historia geológica del agua en Marte, así como su pasado climático, y estudiar la química del suelo para dilucidar si en algún momento fue capaz de albergar vida. Desde 2001 se sabía, gracias al orbitador Odyssey, que había grandes cantidades de hielo en el subsuelo marciano a latitudes superiores a 55 º, Phoenix —tras el fracaso de la Mars Polar Lander que, en 1999, trató de aterrizar en el polo sur marciano— fue hasta Green Valley, en las planicies septentrionales de Vastitas Borealis, para comprobarlo, pero no solo iba equipada con instrumentos científicos. También llevaba consigo testimonios, historias, visiones y melodías.

Lugar de aterrizaje de la sonda Phoenix: Green Valley, en las tierras bajas septentrionales de Vastitas Borealis, muy cerca del casquete polar norte.
Créditos: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona/MSSS

En algunas fotos de la sonda se puede observar sobre la cubierta un miniDVD con el título Visiones de Marte; una versión actualizada —y mucho menos mítica, aunque no menos interesante— del disco dorado de las Voyager. Y sí… como era de esperar, el científico y divulgador Carl Sagan tuvo algo que ver en el proyecto.

El miniDVD Visiones de Marte sobre la cubierta de la Mars Phoenix, fotografiado desde la superficie del planeta.
Créditos: NASA/Jet Propulsion Lab-Caltech/University of Arizona

La idea, en esta ocasión, nació en 1991 de la mano del ingeniero Louis Friedman, confundador de la Planetary Society junto con el propio Sagan, que en aquel momento era el presidente, y Bruce Murray. Desde finales del siglo XIX y durante gran parte del siglo XX, Marte había sido el protagonista de innumerables aventuras e historias de ciencia ficción y estas, a su vez, habían inspirado a la generación de científicos que había hecho posible que llegáramos hasta nuestro vecino planetario, así que, ¿por qué no recopilar las más significativas y enviarlas allí? Quince años después de las Voyager, la tecnología había avanzado lo suficiente como para poder hacerlo sin un coste prohibitivo: del vinilo se había pasado a las cintas magnéticas, de las cintas magnéticas, al CD y, del CD, al DVD. Ahora se podía almacenar una cantidad de información mucho mayor en mucho menos espacio.

La primera versión de Visions of Mars, cuyo desarrollo corrió a cargo del artista y divulgador Jon Lomberg —colaborador habitual de Carl Sagan y director artístico de Cosmos—, partió a bordo de la misión soviética Mars 96, que acabó en el fondo del Pacífico poco después del despegue. Sin embargo, el proyecto resurgiría de sus cenizas —y no se me ocurre mejor forma de expresarlo— poco más de una década después, cuando se actualizaron y remasterizaron los contenidos para enviarlos al planeta rojo en la misión Mars Phoenix Lander.

Jon Lomberg y John Robert Colombo, con la inestimable ayuda y asesoramiento de la escritora Judith Merril —así como acceso a su extensa biblioteca—, hicieron una selección de obras de ciencia ficción con la que intentaron representar, de la manera más global posible, la historia de nuestras percepciones de Marte a través del tiempo y su influencia en la cultura popular. Así, volvieron a su hogar clásicos anglosajones como Una princesa de Marte, de Edgar R. Burroughs; La guerra de los mundos, de H. G. Wells, o Crónicas marcianas, de Ray Bradbury. Pero también la soviética Estrella Roja, de Alexander Bogdanov (Rusia); Il tre cosmonauti, de Umberto Eco (Italia); Auf zwei Planeten, de Kurd Lasswitz (Alemania), o El atardecer, 2217 d. C., de Ryu Mitsuse (Japón). Y no solo obras de ficción; también se incluyeron algunos de los ensayos más influyentes de la historia de la investigación marciana, como los escritos por Giovanni Schiaparelli y Percivall Lowell. El propio Jon Lomberg diría:

Esta asociación [entre el programa espacial y la ciencia ficción] es lo que nos ha inspirado a enviar este disco a Marte, para honrar y conmemorar el papel que ha desempeñado la ciencia ficción a la hora de alimentar los sueños de las personas que diseñaron, construyeron, volaron y financiaron las misiones que finalmente cruzaron el espacio. ¿Habríamos llegado tan lejos sin estas visiones que nos inspiraron?

Sin embargo, Visiones de Marte no incluía solo textos, sino que en él podemos encontrar todo tipo de expresiones culturales: ilustraciones y fotografías, emisiones de radio —no podía faltar la famosa retransmisión de Orson Welles de La guerra de los mundos, de 1938—… y una lista con los nombres de las 250 000 personas que quisieron formar parte, de alguna manera, de esta misión, incluidos todos los miembros de la Sociedad Planetaria.

Ilustración de 1906 de la edición belga de La guerra de los mundos de H. G. Wells incluida en Visions of Mars.

Como si una cápsula del tiempo se tratara, Arthur C. Clarke, Louis Friedman y Judith Merrill dejaorn mensajes para los colonos del futuro. También otra persona que, de haber seguido todavía entre nosotros, hubiera cumplido noventa años el pasado 9 de noviembre:

Cualquiera que sea la razón por la que estáis en Marte, me alegro de que sea así. Y desearía estar con vosotros.

Carl Sagan

Bibliografía

NASA (2008). Phoenix Landing. Mission to the Martian Polar North [press kit].

The Planetary Society (s. f.). Visions of Mars.

The Planetary Society (s. f.). Visions of Mars. Then and now.

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

El artículo Mars Phoenix: la primera biblioteca de Marte se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Fernando Plazaola

Artikulu hau Geologia 1-Fisika 0 artikuluaren jarraipena da, bertan William Thomson (Lord Kelvin) fisikari ospetsua partidako «galtzailetzat» jo nuen. Aitzitik, Fisikaren arrakasta hain handia ez zenean Fisikak partida berdintzea lortu zuela azaltzen da artikulu honetan; Luis Alvarezen eskutik bereziki (1968ko Fisikako Nobel Saria jaso zuena).

Alvarez joko dut partidaren «irabazletzat», hein handi batean bera izan zelako Lurrak duela 65 milioi urte meteorito baten inpaktua jaso zuela proposatu zuen ikertzailea. Aipatutako hipotesia Alvarez fisikariak eta lankideek 1980. urtean Science aldizkarian argitaratu zuten. Bertan, gainera, dinosauroen suntsipenaren ardura meteorito horri eman zioten. Izan ere, azken iraungipen/suntsipen masiboak adin hori du eta bera erabiltzen da Kretazeoaren eta Paleogenoaren arteko muga ezartzeko (mugari K/Pg muga deritzo).

Science aldizkariko argitarapen horrek sortu zuen zirraraz, egonezinaz eta diziplina arteko eztabaida zientifiko aberatsaz dihardu artikulua.

Irudia: Alvarez fisikariak eta bere lankideek 1980. urtean Science aldizkarian argitaratu zuten hipotesia: duela 65 milioi urte, Lurrak meteorito baten inpaktua jaso zuen. (Argazkia pixabay lizentziapean. Iturria: Pixabay)

Aurkikuntza bat egiten denean, ahaztu egiten gara horraino heltzeko igaro behar izan den bide malkartsuaz, sortu diren kezkez, zalantzez… Nire uste apalean, aurkikuntza berak baino irakaspen handiagoa hura lortzeko egindako bideak eman diezaguke. Hizpide dugun dinosauroen suntsipenaren adibidea oso adierazgarria da. Horregatik, bide malkartsu horretan gertatutako hainbat gauza kontatzen dira artikuluan, hala nola, ikerketa zientifikoaren munduan maiz gertatzen den «migrantearen efektua» deitu dudana, komunitate zientifikoan gerta daitezkeen jeloskeriak, parekideen berrikuspena prozesuan gerta daitezkeen «subjektibotasunak» eta halaber, ikerketa arloaren adituen ezinegona eta erreakzioak hipotesi iraultzaile bat eremutik kanpoko zientzialariek egina bada.

Hipotesi iraultzailea Science aldizkariko argitarapenean proposatu ostean beste 10 urte pasa ziren oin sendoak zituela ziurtatu arte. Tartean, fisikarien eta geologo/paleontologoen arteko borroka zientifiko eta ez-zientifiko itzela dago. Hainbat arlotatik kritika zorrotzak egin zitzaizkion proposamen ausart horri, baina Chixulub kraterra topatu zenean gehienak isildu ziren. Zoritxarrez, hipotesiaren proposatzaile nagusiak, Luis Alvarezek, ez zuen istorioaren amaiera dastatzeko aukerarik izan.

Benetako istorioa ondo jarraitu ahal izateko, artikuluaren lehen bi ataletan Geologiaren eta Paleontologiaren historiari sartu-atera labur bat egiten zaio eta bertan 1980 arte nagusiak ziren ereduak azaltzen dira.

Istorioaren 3. atala Apeninoen erdialdean hasten da, bertan oso agerian baitago K/Pg muga (Zumaiako Flyschean ere). Gutxi gorabehera 1 cm-ko lodiera duen buztinezko geruza bat dago, fosilik gabea. Mugaren azpian, Kretazeoko goi estratuetan/geruzatan foraminiferoak ugariak eta hondar aleak bezain handiak dira. Mugaren gainean, Paleogenoko lehen estratuetan berriz, oso gutxi ageri dira, eta aurkitzen direnak txikiak dira. Honek hainbat galdera dakar: Zergatik desagertu ziren ia erabat foraminiferoak? Ba al du fosilik gabeko buztinak suntsipenarekin zerikusirik? Galdera horiek erantzuteko, bereziki Luis Alvarez fisikariak, hipotesi desberdinak aztertzen ditu eta 1980n Science aldizkari ospetsuan aipaturiko hipotesi iraultzailea argitaratzen dute.

Aipatutako hipotesiak hamarkada osoan zehar komunitate zientifikoan orro galanta egin zuen, eta lan honetan erreakzio eta eztabaida sutsuen nondik-norakoak sakontasunez aztertzen dira.

Duela 65 milioi urte gertatutako kontingentzia horren ondoriozko eboluzio naturalak, gu, Homo sapiensak, munduko nagusi egin gaitu. Yucatánen jauzitako tamainako meteoritorik ez balitz existitu, dinosauroak mundu honetako nagusiak izaten jarraitu zuketen, ziur aski. Beraz, egun ezagutzen dugun Homo sapiens kontingentzia baten ondorio da, eta nork daki beste kontingentzia batek ez ote duen beste nagusi bat ekarriko mundura.

Artikuluaren fitxa:

• Aldizkaria: Ekaia
• Zenbakia: 44
• Artikuluaren izena: Geologia 1-Fisika 1: duela 65 milioi urte Lurraren aurkako meteorito baten inpaktuaren afera
• Laburpena: Artikulu hau «Geologia 1-Fisika 0» artikuluaren jarraipena da, non xx. mendeko, eta bereziki mendearen lehen erdiko fisikaren nagusitasuna, ez zela arlo guztietara heldu erakutsi zen. Izan ere, Lurraren adinaren ezagutzan Geologiak gol galanta sartu zion Fisikari. Bigarren artikulu honetan, berriz, azalduko dut, xx. mendearen laugarren laurdenean, Fisikaren arrakasta hain handia ez zenean Fisikak partidua berdintzea lortu zuela, 1968ko Fisikako Nobel Saria jaso zuen Luis Walter Alvarezen eskutik bereziki. Hein handi batean bera izan baitzen Lurrak meteorito baten inpaktua duela 65 milioi urte jaso zuela proposatu zuena. Azken iraungipen/suntsipen masiboak adin hori du eta adin hori erabiltzen da Kretazeoaren eta Paleogenoaren arteko muga ezartzeko. Hipotesi hori azken suntsipen masiboaren kausa bezala 1980. urtean Science aldizkarian argitaratu ostean komunitate zientifikoan sortu zuen zirraraz, egonezinaz eta diziplina arteko eztabaida zientifiko aberatsaz arituko da artikulua. Artikuluak bide emango digu, baita ere, ikerketa zientifikoaren munduan maiz gertatzen den «migrantearen efektua» deitu dudana azaleratzeko, arazoei aurre egiteko bide desberdinak erakusteko, kuriositate zabaleko pertsonen garrantzia, komunitate zientifiko desberdinetan, eta baita bakoitzean ere, gerta daitezkeen jeloskeriak, parekideen berrikuspena prozesuan gerta daitezkeen «subjektibotasunak» eta, halaber, ikerketa arloaren adituen ezinegona eta erreakzioak hipotesi iraultzaile baten aurrean, hipotesia eremutik kanpoko zientzialariek egina bada.
• Egilea: Fernando Plazaola
• Argitaletxea: UPV/EHUko argitalpen zerbitzua
• ISSN: 0214-9001
• eISSN: 2444-3255
• Orrialdeak: 153-199
• DOI: 10.1387/ekaia.23754

Egileaz:

Fernando Plazaola UPV/EHUko Zientzia eta Teknologia Fakultateko Elektrizitatea eta Elektronika Saileko ikertzailea da.

Ekaia aldizkariarekin lankidetzan egindako atala.

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Los fractales son unos curiosos objetos matemáticos que gozan de una cierta popularidad fuera de la comunidad matemática, y científica, desde que el matemático polaco, nacionalizado francés y estadounidense, Benoît Mandelbrot (1924-2010), considerado el padre de la geometría fractal, realizara una importante labor divulgativa sobre ellos, primero con el artículo ¿Qué longitud tiene la costa de Gran Bretaña? (Revista Science, 1967) y posteriormente con los libros Los objetos fractales: forma, azar y dimensión (1975) o La geometría fractal de la naturaleza (1982), entre muchos otros.

En la entrada del Cuaderno de Cultura Científica titulada Sucesiones fractales hablábamos de un tipo de sucesiones de números enteros que compartían con los objetos fractales una de sus propiedades definitorias, la autosemejanza (para una explicación divulgativa de las mismas puede leerse la entrada Fractus, arte y matemáticas). Más aún, en una entrada posterior, titulada Sucesiones fractales: del número a la nota musical, explicábamos como el compositor minimalista estadounidense Tom Johnson (1939) las había utilizado en algunas de sus composiciones musicales, por ejemplo, La melodía racional XV y la pieza La vie est si court, las cuales fueron explicadas en dicha entrada.

Fotograma del video “Illustrated Music #6, Rational Melody XV” del canal de YouTube del compositor Tom Johnson, al que podemos ver en el mismo

 

La “sucesión del infinito” que, en particular, es una sucesión fractal y de la que vamos a escribir en esta entrada, fue descubierta por el músico danés Per Nørgård, que la utilizó como base matemática de muchas de sus composiciones musicales.

Per Nørgård, descubridor de la sucesión del infinito

El compositor, teórico de la música y profesor danés Per Nørgård (1932) es una figura fundamental en la música danesa contemporánea. Ha escrito alrededor de 400 composiciones, que incluyen seis operas, ocho sinfonías, tres ballets, música para orquesta, conciertos, obras corales y vocales, música de cámara, piezas para instrumentos solistas y también bandas sonoras para películas. Entre sus composiciones más importantes se podrían citar Voyage into the Golden Screen / Viaje a la pantalla dorada (1968), para orquesta, la Sinfonía no. 2 (1970), para orquesta, la ópera Gilgamesh (1972), premiada con el Nordic Music Prize en 1974, la Sinfonía no. 3 (1972), para dos coros y orquesta, la ópera Siddharta (1979), la pieza para un solo instrumento de percusión I Ching (1982) o la ópera Det Guddommelige Tivoli / El circo divino (1982). Además, ha recibido muchos reconocimientos a lo largo de su extensa carrera, como el Premio (internacional) Ernst von Siemens, conocido como el Premio Nobel de la Música, en 2016, o el Premio (internacional) Wihuri Sibelius, en 2006, por mencionar algunos.

Fotografía del compositor danés Per Nørgård (1932)

 

Si consultamos la biografía de Per Nørgård que aparece en la base de datos sobre compositores del Institut de Recherche et Coordination Acoustique/Musique (IRCAM), un instituto francés de investigación sobre música y acústica, asociado al Centro Nacional de Arte y Cultura Georges Pompidou de París (cuya dirección web es brahms.ircam.fr), se mencionan las siguientes cuestiones respecto a su música. “Tras experimentar con collages musicales a finales de la década de 1950, Per Nørgård centró su atención en la música serial en los primeros años de la nueva década, desarrollando su propia técnica conocida como sucesión del infinito”, que es una de las herramientas musicales más importantes del conjunto de su producción musical. Además, no podemos olvidar que esta sucesión del infinito es un objeto matemático, una sucesión de números enteros con una serie de propiedades que la hacían interesante para las composiciones musicales que Per Nørgård quería componer y que utilizó en obras como Viaje a la pantalla dorada (1968), la Sinfonía no. 2 (1970), la Sinfonía no. 3 (1972) o I Ching (1982). Además de la sucesión del infinito, también utilizó el número de oro y la sucesión de Fibonacci, aunque en menor medida.

Por otra parte, “en 1979, durante una exposición en el Museo de Arte Moderno de Luisiana (Dinamarca), el compositor descubrió la obra del pintor suizo, uno de los primeros artistas asociados con el Art Brut (arte marginal), Adolf Wölfli. La interpretación de los criptogramas del artista esquizofrénico atrajo la práctica compositiva de Nørgård hacia el expresionismo. El resultado es un juego de intensidades, cambios bruscos de humor y modificaciones violentas del sonido y, además, un desbordamiento del flujo musical. Esta aparición del conflicto y la irracionalidad en su obra es una respuesta directa a la última década de composiciones matemáticamente regulares”. Entre las obras que pertenecen a este periodo están la Sinfonía no. 4 (1981) y la ópera sobre la vida de Wölfli, El circo divino (1982).

Portada del disco Per Nørgård: Iris/Voyage into the Golden Screen (1973), de la Danish National Symphony Orchestra, dirigida por Herbert Blomstedt y Tamás Vetö, en cuya imagen podemos observar la sucesión del infinito en formato musical y dibujada en espiralLa sucesión del infinito

El compositor Per Nørgård descubrió (utilizamos este término y no “inventó”, ya que es el que utilizaba el propio Nørgård) la sucesión de números enteros que bautizó con el nombre de Uendelighedsrækken (en danés), que he traducido para esta entrada como sucesión del infinito, en 1959, años antes de que los fractales se hicieran conocidos a través de la labor divulgativa del matemático Benoit Mandelbrot, y que utilizó en muchas de sus composiciones, especialmente de las décadas de 1960 y 1970. La primera obra en la que utiliza la sucesión del infinito es su obra Viaje a la pantalla dorada (1968), en la cual utiliza 1.024 elementos de la sucesión en su versión musical. La siguiente obra en la que la utilizaría es la Sinfonía no. 2 (1970), con una utilización más compleja con 4.096 elementos de la sucesión.

Si consultamos la partitura de la obra Viaje a la pantalla dorada podemos ver una versión musical de la sucesión del infinito, cuyas primeras 64 notas (interpretadas en esta obra por las dos flautas) aparecen en la siguiente imagen.

Las primeras 64 notas de la sucesión musical del infinito extraída de la composición Viaje a la pantalla dorada (1968), de Per Nørgård

A partir de la anterior imagen, extraída de la partitura de la obra Viaje a la pantalla dorada, vamos a escribir la sucesión de números enteros, que Nørgård descubrió, realizando el proceso inverso al que realizó el compositor al pasar de la sucesión de números a la sucesión de notas musicales. Para ello empezamos indicando que el punto inicial es la primera nota de la sucesión musical, que en este caso es “Sol” y que se corresponde con el número 0. A partir de ahí los números enteros de la sucesión van a indicar, para cada nota, la cantidad de semi-tonos que esa nota está por encima (positivo) de “Sol”, luego es más aguda, o por debajo (negativo), luego es más grave. Así, el segundo número es un 1 puesto que la siguiente nota es “La bemol” que es un semi-tono más alta (aguda) que “Sol” (de “Sol” a “La” subimos un tono, pero el bemol indica que baja un semi-tono, luego de “Sol” a “La bemol” sube un semi-tono). Como la tercera nota es “Fa sostenido”, que es un semi-tono más baja (grave) que “Sol” (de “Sol” a “Fa” se baja un tono, pero el sostenido indica que la nota sube un semi-tono, entonces el “Fa sostenido” es un semi-tono más bajo que “Sol”), el siguiente número de la sucesión es -1. El cuarto número es 2, ya que la cuarta nota es un “La”, un tono, luego dos semi-tonos, por encima de “Sol”. De esta manera descubrimos que los 64 primeros números de la sucesión del infinito, en correspondencia con las notas musicales de la partitura, son los siguientes.

De hecho, los 86 primeros términos de la sucesión del infinito, que es la sucesión A004718 de la Enciclopedia online de sucesiones de números enteros, son los siguientes.

0, 1, -1, 2, 1, 0, -2, 3, -1, 2, 0, 1, 2, -1, -3, 4, 1, 0, -2, 3, 0, 1, -1, 2, -2, 3, 1, 0, 3, -2, -4, 5, -1, 2, 0, 1, 2, -1, -3, 4, 0, 1, -1, 2, 1, 0, -2, 3, 2, -1, -3, 4, -1, 2, 0, 1, -3, 4, 2, -1, 4, -3, -5, 6, 1, 0, -2, 3, 0, 1, -1, 2, -2, 3, 1, 0, 3, -2, -4, 5, 0, 1, -1, 2, 1, 0, …

Existen varias formas de generar esta sucesión de números enteros. La más simple es mediante una fórmula recursiva.

Fórmula recursiva de la sucesión del infinito

 

En la propia fórmula recursiva ya podemos percibir las propiedades relacionadas con la autosemejanza, de hecho, la sucesión del infinito es una sucesión fractal, que buscaba el compositor y que veremos más adelante.

Un proceso iterativo infinito

Otro método de construcción de esta sucesión es un proceso iterativo infinito proyectando un “segmento” inicial de dos números, o dos notas. El segmento inicial es 0 y 1 (“Sol” y “La bemol”) y la variación entre los dos (segundo menos primero) es + 1, entonces vamos a proyectar los dos primeros términos de la sucesión utilizando esa variación de la siguiente forma. Al segundo término le aplicamos la variación 1 + 1 y se convierte en el cuarto término 2, mientras que al primer término le aplicamos el opuesto 0 – 1 y se convierte en el tercer término – 1, como se muestra en la siguiente imagen. Por lo tanto, tenemos los cuatro primeros términos de la sucesión 0, 1, -1, 2.

A continuación, avanzamos una posición y el segmento que nos va a determinar las dos siguientes notas es el segmento 1 y -1, y la variación entre los dos es -2. Ahora aplicaremos esta variación a los dos últimos términos de la sucesión que vamos construyendo, – 1 y 2. Al segundo de esos dos términos le aplicamos la variación 2 – 2 y se convierte en el sexto término de la sucesión 0, mientras que al primero le aplicamos el opuesto -1 + 2 = 1 y se convierte en el quinto término de la sucesión, como se muestra en la siguiente imagen. De esta forma quedan determinados los seis primeros términos de la sucesión 0, 1, -1, 2, 1, 0

Volvemos a avanzar una posición y el segmento que nos va a determinar ahora las dos siguientes notas es el segmento -1 y 2, por lo que la variación es +3. Aplicando, como en los casos anteriores, esta variación a los dos últimos términos construidos 1 y 0, se obtienen los dos siguientes, séptimo y octavo, -2 y 3, como se puede ver en la siguiente imagen.

Y así se continuaría, podéis observar el siguiente paso en la siguiente imagen, en un proceso iterativo infinito que nos genera la sucesión del infinito.

Existe otro proceso iterativo infinito para generar la sucesión del infinito denominado “desplegado”, pero que no vamos a explicar en esta entrada.

Construcción con números binarios

En la entrada Sucesiones fractales mostrábamos un ejemplo de una sucesión fractal construida a partir de la representación binaria de los números naturales (sobre la representación binaria puede leerse la mencionada entrada Sucesiones fractales, o con una explicación más extensa y detallada la entrada Las bases de numeración o cómo hacer trucos de magia binarios), incluido el 0, en concreto, la sucesión consistía en la cantidad de unos (1s) de la expresión binaria de los números enteros no negativos. Así mismo, en la entrada La sucesión fractal de Thue-Morse y la partida infinita de ajedrez se mostraba un proceso de construcción de la conocida sucesión fractal de Thue-Morse a través de las representaciones binarias de los números, en concreto, sumando los unos (1s) de la representación binaria de los números, empezando en 0, si es una cantidad par se considera el número 0 y si es impar el número 1.

También existe un método de construcción de la sucesión del infinito mediante la representación binaria de los números naturales, empezando en cero. Por lo tanto, empecemos considerando la representación binaria de los números, que mostramos en la siguiente imagen entre el 0 y el 38.

Representación binaria de los números, desde 0 hasta 38

 

Expliquemos, a continuación, cómo se construye la sucesión del infinito a partir de esas representaciones binarias. Para obtener los términos de la sucesión del infinito se realiza la “suma” de los unos (1s), pero teniendo en cuenta “cambios de signo” cuando aparecen ceros (0s) en la representación binaria, leyendo estas de izquierda a derecha. Así, para la representación 1111 (del número 15) se obtiene el término 4 (suma de los cuatro 1s); para la representación 1110 (del número 14) se obtiene -3 (suma de tres 1s, más un 0 que cambia el signo); para la representación 1101 (del número 13) se obtiene -1 (suma de dos 1s, luego 2, con el 0 se cambia el signo a -2 y luego se suma el último 1, luego -2 + 1 = -1); para 1010 (número 10), se obtiene 0 (se empieza sumando 1, que cambia de signo con el 0, a -1, se suma 1, luego 0, y el cambio de signo, del último 0, no modifica nada); o para 1001 (número 9), se obtiene 2 (primero 1, que cambia de signo con el primer 0, luego -1, que vuelve a cambiar de signo con el segundo 0, luego 1, al que se le suma el último 1, finalmente 2). Veamos ahora la tabla de dicha construcción.

Construcción de la sucesión del infinito mediante las representaciones binarias de los números

 

Sucesiones fractales

Vamos a terminar esta entrada viendo las propiedades que hicieron que la sucesión del infinito fuera importante como herramienta de creación musical para el compositor Per Nørgård, propiedades de autosemejanza. Aunque antes recordemos la definición de sucesión fractal o autosemejante.

Doble página del libro Seeing New Music – Contemporary classical music through the eyes of a graphic designer (2015), de Denise Burt, en el que se recoge la explicación del diseño de la portada del álbum Libra (2012) de Per Nørgård

Una sucesión (infinita) de números enteros es una sucesión fractal, también llamada sucesión autosemejante, si una parte de la sucesión es igual a toda la sucesión, es decir, si eliminamos algunos miembros de la sucesión infinita los miembros de la sucesión que quedan constituyen de nuevo toda la sucesión.

Veamos un ejemplo. Consideremos la sucesión finita de números 1, 2, 2, 3, 2, 3, 3 y construyamos la sucesión infinita que consiste en repetir la secuencia anterior de forma infinita, es decir, 1, 2, 2, 3, 2, 3, 3, 1, 2, 2, 3, 2, 3, 3, 1, 2, 2, 3, 2, 3, 3, 1, 2, 2, 3, 2, 3, 3, 1, 2, 2, 3, 2, 3, 3, 1, 2, 2, 3, 2, 3, 3, … Ahora si eliminamos de la sucesión infinita todos los números que están en posiciones pares, los que nos quedan, que son los que están en las posiciones impares, siguen siendo la sucesión original, como queda de manifiesto en la siguiente imagen.

La sucesión del infinito es autosemejante

Volvamos a la sucesión inventada, o descubierta, por el compositor danés Per Nørgård. Empecemos recordando los primeros términos de la sucesión, que ya mostramos antes.

0, 1, -1, 2, 1, 0, -2, 3, -1, 2, 0, 1, 2, -1, -3, 4, 1, 0, -2, 3, 0, 1, -1, 2, -2, 3, 1, 0, 3, -2, -4, 5, -1, 2, 0, 1, 2, -1, -3, 4, 0, 1, -1, 2, 1, 0, -2, 3, 2, -1, -3, 4, -1, 2, 0, 1, -3, 4, 2, -1, 4, -3, -5, 6, 1, 0, -2, 3, 0, 1, -1, 2, -2, 3, 1, 0, 3, -2, -4, 5, 0, 1, -1, 2, 1, 0, …

Visualización de la sucesión del infinito mediante un gráfico de barras

 

Ahora, vamos a eliminar los términos que están en posiciones pares, quedarnos con los que están en posiciones impares y veamos qué ocurre.

0, 1, -1, 2, 1, 0, -2, 3, -1, 2, 0, 1, 2, -1, -3, 4, 1, 0, -2, 3, 0, 1, -1, 2, -2, 3, 1, 0, 3, -2, -4, 5, -1, 2, 0, 1, 2, -1, -3, 4, 0, 1, -1, 2, 1, 0, -2, 3, 2, -1, -3, 4, -1, 2, 0, 1, -3, 4, 2, -1, 4, -3, -5, 6, 1, 0, -2, 3, 0, 1, -1, 2, -2, 3, 1, 0, 3, -2, -4, 5, 0, 1, -1, 2, 1, 0, …

Si nos fijamos bien en el resultado, lo que nos ha quedado es la sucesión del infinito original (0, 1, -1, 2, 1, 0, -2, 3, …) pero invertida, es decir, con el signo opuesto (0, -1, 1, -2, -1, 0, 2, -3, …). Por lo tanto, la sucesión del infinito tiene una cierta propiedad de autosemejanza, pero con inversión del signo. Esta propiedad está reflejada en la fórmula recursiva, a(2n + 1) = – a(n + 1).

Por otra parte, si eliminamos los términos que están en posiciones impares y nos quedamos con los términos de las posiciones pares, ocurre lo siguiente.

0, 1, -1, 2, 1, 0, -2, 3, -1, 2, 0, 1, 2, -1, -3, 4, 1, 0, -2, 3, 0, 1, -1, 2, -2, 3, 1, 0, 3, -2, -4, 5, -1, 2, 0, 1, 2, -1, -3, 4, 0, 1, -1, 2, 1, 0, -2, 3, 2, -1, -3, 4, -1, 2, 0, 1, -3, 4, 2, -1, 4, -3, -5, 6, 1, 0, -2, 3, 0, 1, -1, 2, -2, 3, 1, 0, 3, -2, -4, 5, 0, 1, -1, 2, 1, 0, …

De nuevo, si nos fijamos en el resultado, lo que queda es la sucesión del infinito original (0, 1, -1, 2, 1, 0, -2, 3, …) pero desplazada en una unidad, es decir, se suma 1 a cada término de la sucesión del infinito (1, 2, 0, 3, 2, 1, -1, 4, …). Otra propiedad del tipo de autosemejanza, pero con traslación de una unidad. También esta propiedad está reflejada en la fórmula recursiva, a(2n) = a(n) + 1.

Visualización de los términos pares (naranja) e impares (ciruela) de la sucesión del infinito mediante un gráfico de barras

 

Podemos cuestionarnos si la sucesión del infinito es una sucesión fractal en sentido estricto y la respuesta es, claramente, afirmativa. De hecho, es lo que se llama una sucesión fractal de razón d = 4, es decir, el subconjunto de la sucesión que no eliminamos son el primer número de la sucesión y los que van apareciendo cada d posiciones, es decir, los números que están en las posiciones que son múltiplos de d más 1 y de esta forma obtenemos de nuevo la sucesión original. Veamos si es así para la sucesión del infinito.

0, 1, -1, 2, 1, 0, -2, 3, -1, 2, 0, 1, 2, -1, -3, 4, 1, 0, -2, 3, 0, 1, -1, 2, -2, 3, 1, 0, 3, -2, -4, 5, -1, 2, 0, 1, 2, -1, -3, 4, 0, 1, -1, 2, 1, 0, -2, 3, 2, -1, -3, 4, -1, 2, 0, 1, -3, 4, 2, -1, 4, -3, -5, 6, 1, 0, -2, 3, 0, 1, -1, 2, -2, 3, 1, 0, 3, -2, -4, 5, 0, 1, -1, 2, 1, 0, …

Visualización mediante un gráfico de barras de la propiedad de que la sucesión del infinito es una sucesión fractal de razón 4

 

La propiedad de ser una sucesión fractal de razón 4 también se podía observar en la fórmula recursiva, ya que a(4n + 1) = – a(2n + 1) = a(n + 1).

La sucesión del infinito es una sucesión con muchas más propiedades matemáticas, pero en las que no vamos a entrar ahora. Simplemente terminaremos esta entrada viendo la relación que tiene con la sucesión de Thue-Morse.

La sucesión de Thue-Morse

En la entrada del Cuaderno de Cultura Científica titulada La sucesión fractal de Thue-Morse y la partida infinita de ajedrez [https://culturacientifica.com/2023/04/05/la-sucesion-fractal-de-thue-morse-y-la-partida-infinita-de-ajedrez/] presentamos la sucesión de Thue-Morse, o sucesión de Prouhet-Thue-Morse, que es una curiosa sucesión de números enteros que aparece en diferentes ramas de las matemáticas, desde la combinatoria de palabras a problemas de ajedrez, pasando por la geometría diferencial, la teoría de números, el análisis matemático de funciones, la física matemática, los cuasi-cristales o la teoría de grupos.

Los primeros términos de la sucesión de Thue-Morse (que es la sucesión A010060 en la Enciclopedia On-line de Sucesiones de Números Enteros – OEIS) son los siguientes.

0, 1, 1, 0, 1, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 1, 0, 1, 1, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 1, 1, 0, 0, 1, 1, 0, 1, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 1, 0, 1, 1, 0, 0, 1, 1, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 1, 1, 0, 1, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 1, 0, 1, 1, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 1, 1, 0, 0, 1, 1, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 1, 1, 0, 1, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 1, 0, 1, 1, 0, 0, 1, 1, 0, 1, 0, 0, 1, 1, …

Resulta que si consideramos la sucesión del infinito módulo 2, es decir, los números pares serán 0 y los números impares 1, entonces se obtiene la sucesión de Thue-Morse. A continuación, volvemos a mostrar los primeros términos de la sucesión del infinito, para que podáis comprobar que los números pares coinciden con los 0s de la sucesión de Thue-Morse y los impares con los 1s.

0, 1, -1, 2, 1, 0, -2, 3, -1, 2, 0, 1, 2, -1, -3, 4, 1, 0, -2, 3, 0, 1, -1, 2, -2, 3, 1, 0, 3, -2, -4, 5, -1, 2, 0, 1, 2, -1, -3, 4, 0, 1, -1, 2, 1, 0, -2, 3, 2, -1, -3, 4, -1, 2, 0, 1, -3, 4, 2, -1, 4, -3, -5, 6, 1, 0, -2, 3, 0, 1, -1, 2, -2, 3, 1, 0, 3, -2, -4, 5, 0, 1, -1, 2, 1, 0, …

Portada, con una obra del artista Adolf Wölfli, del álbum Per Nørgård, Symphony no. 2 & Symphony no. 4, de la Aarhus Symphony Orchestra, dirigida por Jorma Panula

Bibliografía

1.- Benoît Mandelbrot, Los objetos fractales: forma, azar y dimensión, colección Metatemas, Tusquets, 1984.

2.- Benoît Mandelbrot, La geometría fractal de la naturaleza, colección Metatemas, Tusquets, 1982.

3.- Clifford A. Pickover, La maravilla de los números, MA NON TROPPO, 2002.

4.- Tom Johnson, Self-similar Melodies, Editions 75, 2014.

5.- Tom Johnson, Rational Melodies, Editions 75, 1982.

6.- Página web del compositor Per Nørgård [http://www.pernoergaard.dk/] (enlace roto)

7.- Jørgen Mortensen, Uendelighedsrækken / La serie del infinito

8.- Yu Hin (Gary) Au, Christopher Drexler-Lemire, Jeffrey Shallit, Notes and note pairs in Nørgård’s infinity series, Journal of Mathematics and Music, vol. 11, no. 1, pp. 1-19, 2017.

 

Sobre el autor: Raúl Ibáñez es profesor del Departamento de Matemáticas de la UPV/EHU y colaborador de la Cátedra de Cultura Científica

El artículo La sucesión del infinito del compositor Per Nørgård se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Gisela Baños

Zientzialariei galdetuko bagenie zein izan zitekeen zientziaren historiaren berririk eraldatzaileena, baliteke ehuneko handi batek honako hau erantzutea: beste planeta batzuetan bizitza badagoela frogatzea. Eta, nahiz eta bizitza hori adimenduna izateko aukerak gure pretentsioetatik nahiko urrun dauden, askotan, kuriositatez, gure buruari galdetzen diogu: «Eta… hala balitz?».

Horixe bera egin zuen Uppsalako (Suedia) Unibertsitateko astronomoen talde batek, eta aurten artikulu bat argitaratu dute Monthly Notices of the Royal Astronomical Society aldizkarian. Artikuluan, gure galaxiaren barruan megaegitura estralurtarrak izan ditzaketen zazpi izar izangai izendatu dituzte; eta egunen batean hori konfirmatuko balitz, gure zibilizazioa baino askoz aurreratuagoa den beste zibilizazioren bat badagoela esan nahi ahalko luke: Dysonen esferak. Ikerketa (Hephaistos II Proiektua izenekoa) bost milioi objektu ingururen argi ikusgaiaren eta infragorrien emisioen analisian oinarritzen da, Gaia eta WISE teleskopio espazialen behaketa datuetatik eta zerua kartografiatzeko 2MASS proiektutik abiatuta. Baina, zer esan nahi du aurkikuntza horrek?

Hasteko, defini dezagun zer diren Dysonen esferak, dibulgazio zientifikoan zein zientzia fikzioan hain ezagunak direnak. Objektu horien izendapena Freeman Dyson fisikariaren eta 1960. urtean Science aldizkarian argitaratu zuen Search for artificial stellar sources of infrared radiation artikuluaren ondoriozkoa da. Dyson SETI institutuaren jarraitzaile sutsua izan zen optimismo zientifikoko garai batean, eta, ondorioz, itxaropena zuen egunen batean gizakia gai izango zela beste zibilizazio batzuekin kontaktatzeko. Hori dela eta, beren garaian beste zientzialari askok egin zuten moduan —Frank Drake eta Carl Sagan dira horietatik ezagunenak—, harreman hori ezartzeko moduak bilatu zituen.

1. irudia Freeman Dyson fisikaria izan zen, baina baliteke zientziaren esparruko azken ameslari handienetako bat ere izatea. (Argazkia: Monroem – CC BY-SA 3.0 lizentziapean. Iturria: Wikimedia Commons)

Freeman Dysonek bere artikuluan planteatzen du guk detektatu ahal izateko moduko edozein zibilizazio milioika urtetan existitu behar izan dela, eta, beraz, denbora izan duela gurea baino askoz aurreratuagoa den teknologia garatzeko. Eta teknologia horren laguntzarekin, zibilizazio horrek bere planetaz harago joateko aukera izan duela, eta arrastoren bat utziko zuela, batez ere energetikoa, bere izarraren inguruan. Hortaz, arrasto horiek une honetan gizakiok dauzkagun bitarteko teknologikoekin detekta litezke.

Arrastoak radio igorpenak izan litezke (hori izan da SETIren hurbilketa «klasikoa»), baina Freeman Dysoni bururatu zitzaion izar baten inguruan erradiazio infragorriaren espektroan anomalia jakin batzuk detektatzeko gai izango bagina, datu interesgarriak lortuko genituzkeela:

Erradiazio hori izar ikusgai baten inguruan ikus liteke bi egoera hauetakoren batean: Baliteke izaki adimendunen espezie bat gai ez izatea beren izarrak erradiatutako energia guztia aprobetxatzeko materia erabilgarri nahikorik ez duelako, edo baliteke sistema anizkoitz bateko izarretako bat inguratzen duen biosfera artifizial batean bizitzea, eta sistema horretako izar bat edo batzuk ustiatzeko desegokiak izatea eta, beraz, guretzat ikusgai izaten jarraitzea. […] Horiek horrela, zentzuzkoa da jatorri artifizialeko erradiazio infragorria bilatzen hastea hurbileko izar ikusgaien inguruan eta, bereziki, binarioak direla eta kide ikusezinak badituztela dakigun izarretan.

Eta horixe egin du, hain zuzen, eta ez behin baizik eta bitan —2022an eta 2024an—, Uppsalako Unibertsitateko Behaketazko Astrofisikako taldeak. Eta, horretarako, Dysonek bere artikulua idatzi zuenean zeuzkanak baino askoz ere doiagoak diren izar mapak eta bitartekoak erabili dituzte. Baina, Dysonen esferarik detektatu dute? Tamalez, ez; baina ondorioztatu dute aztertutako datuak objektu horiekin bateragarriak izan litezkeela. Hala ere, ez dira gai izan iturri horien izaera zehatza zehazteko. Are gehiago, egileek beraiek diote artikuluan bertan informazioa tentuz hartzeko, eta ohartarazten dute datu gehiago beharko liratekeela megaegitura estralurtarrak direla onartzeko.

2. irudia: Dysonen esfera bat izar baten inguruan eraikitako megaegitura bat da, izarrak emititzen duen energia aprobetxatzeko xedez. Solidoa izan daiteke, satelite multzo baten itxurakoa, eraztunak izan ditzake —kasu honetan bezalaxe—, edo beste edozein konfigurazio izan. (Argazkia: Kevin Gill – CC BY 2.0 lizentziapean. Iturria: Popular Astronomi)

Orain artekoa azken asteetako berrien laburpen txikia da, baina gehiago dago. Nola bururatu zitzaion Freeman Dysoni izar bat inguratzen duen eta haren energia guztia aprobetxatzen duen «biosfera artifizialaren» ideia? Kontuan izan behar dugu Nikolái Kardashevek ez zuela zibilizazio baten garapen teknologikoaren maila neurtzeko bere eskala planteatu lau urte beranduago arte. Hortaz, Dysonek II. mailako zibilizazio bat aipatu zuenean, maila hori ez zegoen oraindik «ofizialki» ezarrita. Beste behin ere, zientzia fikzioak inspiratu zuen zientzia:

Eguzki sistema bakoitza argi tranpen errezel batek inguratzen zuen, eta tranpa horiek eguzki energia barreiatua kontzentratzen zuten xede praktikoren baterako, eta ondorioz, galaxiako argia errezel batez estalita zegoela zirudien. Baina, horrez gain, beste astro asko ere, eguzki izateko oso egokiak ez zirenak, desintegratzen zituzten energia subatomikoa gordetzeko biltegi gisa erabiltzeko.

Pasarte hori 1937ko Star Maker (Izargilea) eleberrikoa da, Olaf Stapledon filosofo eta idazlearena. Freeman Dysonek idazlea eta eleberria ezagutzen zituen, eta bere iritziz, «bere burua kultutzat jotzen duen orok liburu hori irakurri behar luke». Stapledonek hazia jarri zuen, eta Dysonek hazi hori erne zuen:

Zientzia fikzioko idazle batzuek niri eman didate, modu okerrean, biosfera artifizialaren ideia asmatzearen kreditua, baina ideia Olaf Stapledonengandik hartu nuen, hau da, zientzia fikzioko beste idazle batengandik.

3. irudia: Minotauro argitaletxeak Izargile eleberria berrargitaratuko du, urte askoren ondoren. 1985eko edizioak Jorge Luis Borgesen hitzaurre zoragarria dauka. (Iturria: Planeta de Libros)

Askotan ahaztu egiten zaigu zientzialariak ez direla soilik zientzialari, eta gehienak haur ameslari izan zirela hasiera batean. Freeman Dysonek, beharbada, ez zion inoiz haur ameslari izateari utzi. Zientziaren esparruko lanaz gain utzi zizkigun idazki kontaezinak irakurri besterik ez dago. Horrexegatik saiatzen zen, hain zuzen ere, gutxi batzuen imajinazioan soilik existitzen ziren kontzeptuak ideien mundutik gure mundura ekartzen; eta, zenbaitetan, kasu honetan bezalaxe, lortu egin zuen. Baliteke oraindik Dysonen esferarik aurkitu ez izana, baina zientzia egitura horien atzetik ibiltzeak asko dio ametsen botereari buruz.

Erreferentzia bibliografikoak:

• Dyson, Freeman (1960). Search for artificial stellar sources of infrared radiation. Science, 131 (3414), 1667-1668. DOI: 10.1126/science.131.3414.1667
• Dyson, Freeman (1979). Disturbing the universe. Basic Books.
• Dyson, Freeman (2008 [2006]). El científico rebelde. Debate.
• Stapledon, Olaf (1985 [1937]). Hacedor de estrellas. Minotauro.
• Suazo, Matías; Zackrisson, Erik; Wright, Jason T.; Korn, Andreas J.; Huston, Macy (2022). Project Hephaistos – I. Upper limits on partial Dyson spheres in the Milky Way. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 512(2), 2988–3000. DOI: 10.1093/mnras/stac280
• Suazo, Matías; Zackrisson, Erik; Mahto, Priyatam K.; Lundell, Fabian; Nettelblad, Carl; Korn, Andreas J.; Wright, Jason T.; Majumdar, Suman (2024). Project Hephaistos – II. Dyson sphere candidates from Gaia DR3, 2MASS, and WISE. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 531(1), 695–707. DOI: 10.1093/mnras/stae1186

Egileaz:

Gisela Baños zientzia, teknologia eta zientzia fikzioaren dibulgatzailea da.

Jatorrizko artikulua Cuaderno de Cultura Científica blogean argitaratu zen 2024ko maiatzaren 30ean: Esferas de Dyson, cendales de trampas de luz.

Itzulpena: UPV/EHUko Euskara Zerbitzua.

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Los bebés de la cultura íbera (VIII-I a. C.) que aparecen inhumados en contextos domésticos habrían muerto por causas naturales, como complicaciones en el parto o prematuridad, y no por prácticas rituales.

Entierro de un individuo con muerte perinatal del yacimiento de la Fortaleza de Els Vilars (Arbeca, Lleida). Fuente: ARQHISTEC-GIP, UdL

La cultura ibérica habitó las regiones costeras orientales y meridionales de la península Ibérica durante la Edad del Hierro (siglos VIII-I a. C.). El ritual funerario más común de los íberos era la cremación de los difuntos y posterior depósito de los restos en urnas que se enterraban en necrópolis. Pero los arqueólogos han descubierto también entierros con restos de recién nacidos, que no habían sido quemados, en áreas destinadas a vivienda o producción. Tres tipos de hipótesis podían explicar este hecho: que fuesen muertes por causas naturales, infanticidio o sacrificios rituales.

Un nuevo estudio aporta ahora evidencias muy precisas a favor de la hipótesis de que estos recién nacidos enterrados en contextos domésticos murieron principalmente por causas naturales y que, por lo tanto, son un reflejo de la elevada mortalidad infantil durante el primer año de vida en el mundo íbero.

Los autores han llegado a esta conclusión después de estudiar 45 esqueletos de bebés de cinco yacimientos arqueológicos de época íbera en Cataluña: Camp de les Lloses (Osona), Olèrdola (Alt Penedès), Puig de San Andreu e Illa d’en Reixac (Baix Empordà) y la Fortaleza de Els Vilars d’ Arbeca (Lleida).

Reconstrucción digital del aspecto de la Fortaleza de Els Vilars d’ Arbeca (Lleida). Fuente: Universitat de Lleida.

El equipo de investigación ha aplicado una metodología innovadora, basada en el análisis histológico y elemental (tejido y composición química) de los dientes deciduos o temporales (dientes de leche) presentes en los esqueletos de los bebés. El estudio ha permitido visualizar mediante microscopia óptica las líneas de crecimiento de la corona dental que se generan al formarse los dientes durante la vida intrauterina y hasta poco después del nacimiento, e identificar así la presencia de la línea neonatal que se produce en el momento de nacer. De esta manera los investigadores han podido identificar el momento del nacimiento de los individuos y su supervivencia, así como determinar con mucha precisión la edad cronológica en el momento de la muerte. La edad cronológica se refiere al tiempo transcurrido desde el nacimiento y no el desarrollo biológico del esqueleto.

Muertes perinatales naturales

Casi la mitad de los bebés murieron durante el periodo perinatal, concretamente entre la semana 27 de gestación y la primera semana de vida. La gran mayoría de las muertes perinatales no sobrevivieron al momento del nacimiento, y muchos de estos bebés murieron a causa de nacimientos prematuros. «Estos datos refuerzan la hipótesis de que la mayoría de muertes perinatales fueron causadas por factores naturales, como complicaciones en el parto o problemas de salud asociados a la prematuridad, y no por prácticas culturales como infanticidios o sacrificios rituales, tal como algunas hipótesis habían sugerido», señala Xavier Jordana, profesor de la Unidad de Antropología Biológica del Departamento de Biología Animal, de Biología Vegetal y de Ecología de la UAB.

Los investigadores han observado también que de la veintena de bebés que sobrevivieron más allá de la primera semana de vida, el más longevo solo llegó a los 67 días. «En los yacimientos estudiados no se ha identificado ningún entierro de un bebé más allá de los dos meses de vida. Esto nos hace pensar que probablemente podría obedecer a una práctica cultural, que sería la de enterrar en los espacios domésticos a los bebés que morían en las etapas más tempranas», apunta Assumpció Malgosa, investigadora de la UAB y coautora del estudio.

Una técnica única para precisar el nacimiento y la muerte

El análisis histológico que han aplicado los investigadores es una innovación importante para calcular con mucha precisión la edad a la muerte de los individuos a partir del estudio de la corona de los dientes. Los dientes temporales se empiezan a formar durante la vida intrauterina y acaban de formarse en la etapa postnatal, alrededor del nacimiento, un periodo en el que graban su crecimiento debido a la propiedad singular de formar líneas de crecimiento. Estas líneas pueden formarse diariamente, pero también se pueden formar líneas más gruesas por un hecho puntual y estresante. Una de las líneas puntuales que se pueden visualizar con microscopia óptica en los dientes de los niños que han sobrevivido al nacimiento es la línea neonatal, que se forma por el estrés fisiológico resultante del cambio brusco de la vida intrauterina a la extrauterina.

Línea neonatal en el diente incisivo central de un bebé del yacimiento de Olèrdola (Alt Penedès). Fuente: Unidad de Antropología Biológica, UAB.

«La técnica que hemos empleado es única, porque permite identificar el momento del nacimiento y calcular la edad cronológica en restos esqueléticos. Las técnicas convencionales estiman la edad biológica del individuo a partir del crecimiento y desarrollo esquelético, por lo que tienen una gran variabilidad en la determinación de la edad, y no permiten identificar el momento del nacimiento», señala Ani Martirosyan, investigadora predoctoral de la UAB y primera autora del artículo.

La innovación metodológica les ha permitido diferenciar los individuos que murieron en el nacimiento de los que sobrevivieron. De los que murieron al nacer, han identificado los que fueron a término (entre la semana 37 y 42 de gestación) y los que fueron prematuros (antes de la semana 37). También han podido determinar la edad cronológica de los bebés que sobrevivieron.

El papel del zinc y la luz sincrotrón

Los investigadores han confirmado la precisión de su técnica en dientes actuales en los que se conoce la edad cronológica de muerte del individuo. Además, han empleado también microfluorescencia de rayos X a partir de luz sincrotrón en el Sincrotrón ALBA (Cerdanyola del Vallès), concretamente en la línea de luz Xaloc, para analizar la composición elemental a la línea neonatal, y en particular la cuantificación de zinc en los casos en los que la visualización histológica de la línea era incierta.

«El zinc es un elemento importante en el momento del nacimiento, relacionado particularmente con el inicio de la lactancia materna, pero por su bajo contenido no se pueden detectar por microscopia electrónica variaciones de concentración en el esmalte y la dentina. La luz sincrotrón nos permite aplicar un haz de rayos X de solo diez micras para analizar diferentes elementos en el esmalte y la dentina en concentraciones extremamente bajas», señala Judit Molera, investigadora de la UVic-UCC y también coautora de la investigación. Los resultados del experimento han mostrado un aumento de la cantidad de zinc y una disminución del calcio, un elemento principal del esmalte dental, coincidiendo con la presencia de la línea neonatal, lo que ha servido a los investigadores para corroborar los resultados histológicos.

«Los datos de nuestro estudio aportan información mucho más detallada y concreta que la que teníamos hasta ahora para establecer el patrón de mortalidad infantil en las poblaciones íberas y contribuyen a descifrar aspectos importantes de su historia de vida y prácticas culturales. Confiamos en que la metodología que hemos aplicado sirva para continuar desvelando otros misterios que todavía quedan por conocer en poblaciones antiguas», concluye Xavier Jordana.

Referencia:

Ani Martirosyan, Carolina Sandoval-Ávila, Javier Irurita, Judith Juanhuix, Nuria Molist, Immaculada Mestres, Montserrat Durán, Natàlia Alonso, Cristina Santos, Assumpció Malgosa, Judit Molera, Xavier Jordana (2024) Reconstructing infant mortality in Iberian Iron Age populations from tooth histology Journal of Archaeological Science doi: 10.1016/j.jas.2024.106088

Edición realizada por César Tomé López a partir de materiales suministrados por la Universitat Autònoma de Barcelona

El artículo El infanticidio íbero que no fue se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Marta Bueno Saz

Zergatik gaude emakumeok zeharo nekatuta, etxeko lanak gutxi gorabehera berdintasunez banatzen baditugu? Lucia Ciciolla eta Suniya S. Luthar ikertzaileek galdera bera egin zioten beren buruari, eta aztertu zuten nola banatzen zen benetan etxe bat eramateko eta seme-alabak zaintzeko lana, eta nola eragiten zion horrek emakumeen ongizateari (Ciciolla eta Luthar, 2019). Ikerketaren arabera, zereginen eta zainketa lanen banaketan beren bikotekideek baino erantzukizun handiagoa sentitzen duten emakumeek –baita lan horien arduradun bakarrak direnek ere– ondorio kaltegarriak jasaten dituzte beren osasunean, eta ez daude hain pozik beren bizitzekin.

Etxe eta familia bat mantentzeko izan behar den inplikazio psikologikoa jarduera mental gogor, ikusezin eta gutxi aitortua da eta, gehienetan, rol femeninotzat hartzen da. Lan horiek plangintza, koordinazioa, eta etorkizuneko gertakari eta zereginei aurrea hartzea eskatzen dute eta, azken batean, etengabeko arreta egoeran egon behar da etxe bateko egunerokotasuna maneiatzeko. Horren egitura ez da ikusten; izan ere, sarritan, zer egin behar den, noiz egin behar den eta zereginak nola gauzatu behar diren biltzen dituen prozesu kognitibo bat da, eta ez da hitzez adierazten. Hori gutxi balitz, pentsamenduen eta ekintzen engranaje horrez gain, guztia ahalik eta modu eraginkor eta onuragarrienean egiteko asmoa egoten da.

1. irudia: emakume askok egunero etxe eta familia bat mantentzeko egiten dituzten malabarismo mentalak ez dira aintzat hartzen. (Argazkia: azubcic – Pixabay lizentziapean. Iturria: pixabay.com)

Gainera, emakume askok egunero egiten dituzten malabarismo mentalak ez dira aintzat hartzen, eta zeregin fisikoa egiten duenak eramaten du meritua, hau da, enkargatutako lanak egiten dituenak: «Ez da azukrerik geratzen. Haurraren lagunak galletak egitera datoz gaur arratsaldean. Erosi beharko genuke, eta irin gehiago izatea ere komeniko litzateke. F.-ri esango diot pakete bat hartzeko lanetik itzultzean. Mezu baten bidez gogoratuko diot, irten baino hamabost minutu lehenago, ahaztu ez dezan». Bada, agerian dagoena laguntza hori da, aitak egiten duen erosketa, zeina pozik heltzen den etxera, haurren dibertimendurako funtsezkoa dena ekarrita.

Karga mentala

Halako pentsamendu kateen multzoari karga mentala esaten zaio. Baina, zer da zehazki lan emozional hori? Emakume askorentzat, oso argigarria izan daiteke kontzeptu hori ezagutzea. Adibide asko ditugu deskribatzeko: bikote batek zeregin fisikoak banatzen ditu (arropa nork garbitzen duen, nork prestatzen duen janaria, zer egunetan, etab.). Banaketa zati berdinetan egin daiteke, baina, oraindik ere, gehienetan, emakumeak arduratzen dira xaboia amaitu ez dadin, arropa zikin guztia garaiz garbitu dadin edo zaborrontzia (edo txigorgailuaren barrualdea) garbi egon dadin ziurtatzeaz.

Gemma Hartleyren kontakizuna ere irakur dezakegu: «Amaren Egunerako gauza bat eskatu nuen: etxearen garbiketa orokor bat egitea, prezioa arrazoizkoa bazen. Oparia, niretzat, ez zen hainbeste garbiketa bera, behingoagatik kontratatu nahi nuen zerbitzu horren bilaketa eta optimizazioa nik neuk kudeatu behar ez izatea baizik. Ez zen nire ardura izango deiak egitea, aurrekontu batzuk eskatzea, aipamenak begiratzea, ordainketa antolatzea eta hitzordua programatzea. Benetako oparia lan nekagarri horren lan emozionala nire ordez egitea zen. Etxea garbia egotea estra bat besterik ez zen. Nire bikotekidea zain egon zen, iritzia aldatu eta opari errazago bat aukeratu nezan, Amazonen klik bakar batekin eros zezakeen zerbait. Nire nahia tinkoa zela ikusirik, etsita, Amaren Egunaren bezperan enpresa bakar batera deitu zuen, garestiegia zela pentsatu eta bainugelak berak garbituko zituela agindu zuen. Proposamen horiekin beste zerbait lortu nahi nuen: lagunei gomendioak eskatzea, beste lauzpabost zerbitzutara deitzea, nire lana izanez gero nik egingo nukeen lan mentala egitea. Horregatik eskatu nuen opari hori». (Hartley, 2017).

Badakigu, hainbat arrazoi estruktural eta sozioekonomiko direla medio, eguneroko zereginak genero ildoen arabera esleitzen direla. Lanaren banaketa ekitatibo bat lortu dutela uste duten bikoteen kasuan ere, zainketa lanik ezkutukoenak emakumeak egin ohi ditu. Hain zuzen ere, gero eta ikerketa gehiagok adierazten dutenez, etxeko erantzukizunetarako, emakumeek askoz ere lan kognitibo eta emozional handiagoa egiten dute gizonek baino. Errealitate horretaz jabetzea lagungarria izan liteke genero berdintasuna zergatik eten den eta zergatik ari den atzera egiten ulertzeko (England et al., 2020).

2. irudia: lanaren banaketa ekitatibo bat lortu dutela uste duten bikoteen kasuan ere, zainketa lanik ezkutukoenak emakumeak egin ohi ditu. (Argazkia: Pexels – Pixabay lizentziapean. Iturria: pixabay.com)

Hiru kategoria bereiz ditzakegu karga mental horretan. Batetik, lan kognitiboa dago, hau da, etxeko erantzukizunen elementu praktiko guztietan pentsatzea, besteak beste, ekitaldi sozialak antolatzea, erosketak aurreikustea, hitzorduak planifikatzea, etab. Bestetik, familiaren gogoari eusteko egiten den ahalegin emozionala dago: egoera lasaitzea haurrak borrokatzen badira edo urduri edo kezkatuta badaude, eskolan nola doazen zaintzea, azken batean, familia giro on bat lortzen saiatzea. Azkenik, aurreko bien arteko elkargunea da karga mentala deitzen duguna: guztia, alderdi emozionala eta praktikoa, prestatu, antolatu eta aurreratzea, ahal den neurrian bizitza zailtasun handirik gabe eta modu atseginean igaro dadin beharrezkoa dena egitea.

Zaila da halako lana neurtzea, zaila da non hasi eta amaitzen den jakitea. 2019an, Harvardeko Unibertsitateko soziologiako eta gizarte politikako doktore Allison Damingerrek ikusi zuen etxeko lan kognitiboari buruzko ikerketan parte hartu zutenen ehuneko handi batek jakin bazekiela emakumeek egiten zutela zatirik handiena, baina oraindik ez zuten barneratzen irizpide ekitatiboen arabera alda daitekeen zerbait denik (Daminger, 2019).

Damingerrek karga mentalaren lau etapa argi bereizi zituen etxeko ardurekin lotuta: premiak aurreikustea, aukerak identifikatzea, horien artean erabakitzea eta, ondoren, zereginen eta emaitzen jarraipena egitea. Amek puntuazio handiagoa izan zuten etapa guztietan; aitek, aldiz, partekatutako erabaki batzuk hartzen lagundu zuten, baina amak arduratzen ziren gehien aurrea hartzeaz, planifikatzeaz eta zeregin bakoitzerako aukerak eta irtenbideak bilatzeaz.

Lan mentalak hainbat ondorio ditu; jakin badakigu, adibidez, emakumeak haurren zainketaz kezkatzen direla, baita haiekin ez daudenean ere. Horrek estres gehigarria eragiten du, seme-alaben ongizatearekiko kezkak bere horretan jarraitzen baitu, baita amek beste gauza batzuetan kontzentratuta egon beharko luketenean ere. Sakoneko zurrumurru bat balitz bezala, zalantzan jartzen du, une oro, familiaren alde nahikoa egiten ari diren eta seme-alabei emandako edo eman gabeko minutu bakoitzak haiengan nola eragingo duen.

Gauza batek harritu zuen Daminger: lan mentalaren banaketa despareko horrek ez zuen gatazka handirik sortzen parte-hartzaileen artean. Horren zergatia ulertzeko, jarraipeneko ikerketa bat egin zuen urtebete geroago, eta genero portaera horietako batzuk egiaztatu zituen; hala gizonek nola emakumeek ondorioztatu zuten bikotekideetako batek besteak baino ordu gehiago lan egiten zuelako zirela desparekoak lan mentalaren banaketak. Era berean, adierazi zuten emakumeek beren kabuz antolatzeko interesa dutela, eta aldez aurretik planifikatzeko eta ondorioak ateratzeko onak direla; hau da, gizonak baino hobeak direla karga mentalaren gai horretan. Ondorio horrek estereotipo bat utzi zuen agerian: parte-hartzaileek uste zuten emakumeak berez hobeak direla hainbat zeregin planifikatzeko, antolatzeko edo egiteko. Kontzeptu hori faltsua da, praktikak berak bihurtzen ditu azkarragoak eta eraginkorragoak (Hirsch et al., 2019).

Eskatu izan bazenit…

Hala ere, beste arrazoi estruktural batzuengatik, emakumeek oraindik ere karga kognitibo handiagoa hartzen dute beren gain etxean; emakumeek, askotan, lan egiteko modu malguagoak aurkitzen dituzte, eta gizonen plangintza eta kudeaketa erantzunak, berriz, zurrunagoak eta linealagoak dira. Jaiotzatik datozen genero espektatibek garrantzi handia dute; agian horregatik jarraitzen dute zeregin eta zainketen antolamenduaz gehien arduratzen direnei buruzko ideiak estereotipatuak izaten. Amatasunaren kontzeptu idealizatua ere ekuazioan sartzen da: adibidez, etxea emakumearen eremu gisa ikusten da askotan; hala, emakumeen txukuntasuna gizonena baino gogorrago epaitzen da. Oraindik ere, emakume baten etxearen egoera pertsona gisa duen balioari lotuta dago.

Aurreiritzi horiek beren burua betikotu dezakete. Emakumeak beren etxearen funtzionamenduaren arabera balioesten direnez, «amatasun kontrol» bat eskatzen zaie. Hau da, bere gain hartu behar dituzte haurrak zaintzeko jarduerak, hala nola otorduak planifikatzea edo arropa aukeratzea. Benetan uste dugu zeregin horiek ezin direla partekatu? Pentsa dezagun txantxa honetan: irribarre atsegin eta adeitsu batekin, «Badirudi gaur aitak jantzi duela neskatoa» esaten denean. Baina goiz horretan neskatoak daraman txirikorda ez bada perfektua eta amak egin badu, txantxa ez da hain barregarria.

3. irudia: karga mentalak ondorio larriak izan ditzake: nekea eta estresa ez ezik, amak ez dira aitak bezain zoriontsu sentitzen haurrekin igarotzen duten denboran. (Argazkia: ID 652234 – Pixabay lizentziapean. Iturria: pixabay.com)

Egia da aurrerapauso handiak eman direla gizonek seme-alabak zaintzea normalizatzeko bidean, baina «oraindik ere, jendeak pentsatzen du emakumeak direla, azken batean, familiaren emaitzen erantzuleak», adierazi du Damingerrek. Karga mental horrek ondorio larriak izan ditzake: nekea eta estresa ez ezik, amak ez dira aitak bezain zoriontsu sentitzen haurrekin igarotzen duten denboran; neurri batean, gizonek dibertimenduzko eta olgetazko jarduerak maizago egiten dituztelako gertatzen da (McDonnell et al., 2019). Ikerketa batean (Haas eta Hwang, 2008) jasotako datuek beste ondorio bat ere iradokitzen dute: emakumeek uste zutenean agerikoenak diren etxeko lanen banaketa bidegabea zela eta bikotekide bakoitzaren ekarpenaren pertzepzioak desberdinak zirela, arazoak sortzen ziren senar-emazteen artean eta banantzeko probabilitatea handitzen zen.

Nekeagatik kexu diren emakumeek arrisku sotil bati egin behar diote aurre, hau da: «eskatu izan bazenit, egingo nukeen» (Clit, 2018). Emma Clitek karga mentalari buruz egindako komikian, tranpa hori modu zehatzean adierazten da. Etxean laguntzeko iradokizun epelak, edo jarrera zintzoa, gogaikarriak izan daitezke egin beharreko gauzak behin eta berriz errepikatu behar badira.

Gainkarga kognitiboaren ondorioak

Emakume askoren gainkarga mentalaren beste ondorio bat da denera iristen ez direla sentitzea eta enplegu askok eskatzen dituzten aparteko lanorduak egiteko fisikoki edo mentalki gai ez direla pentsatzea; beraz, generoari lotutako soldata arrakalak handitzen jarraitzen du.

Hori dela eta, konponbideak bilatu behar dira. Karga mentalari buruz argiago hitz egiten bada, karga hori banatzea errazagoa da. Onuragarria da familian etxeko edozein lanen atzean dauden aurretiko urratsak ezagutzea. Gizartean ere gizonei eta emakumeei esleitutako rolei buruz oso errotuta dauden zenbait uste birpentsatu behar ditugu. Garrantzitsua da ulertzea «lantokian malgutasuna eragozten duten egiturazko faktoreak» gizonak etxetik kanpo mantentzen dituen «laneko kultura» bat direla. Politika batzuk lagungarriak izan litezke, baina erabaki eraginkorrik hartu ezean, emakumeek karga mentala murrizteko modurik onena etxean lan gutxiago egitea izango litzateke, agian. Amak zer egin behar den pentsatzeari uzten badio, eta aitak ez badie aurrea hartzen premiei, hasieran nolabaiteko estresa edo kalteak ager daitezke, baina horrek aukera eman dezake denek hurrengorako ikasteko. Jarrera hori ia pentsaezina da emakume askorentzat eta, hala ere, dirudienez, abiapuntu egokia da karga mentala arintzeko, zeina batzuetan kezkagarria, desparekoa eta, batez ere, onartezina den familiako pertsona bakoitzaren ongizatea helburu duen bizikidetzan.

Erreferentzia bibliografikoak:

• Ciciolla, Lucia; Luthar, Suniya S. (2019). Invisible Household Labor and Ramifications for Adjustment: Mothers as Captains of Households. Sex Roles 81, 467-486. DOI: 10.1007/s11199-018-1001-x
• Clit, Emma (2018). La carga mental. Lumen
• Daminger, Allison (2019). The Cognitive Dimension of Household Labor. American Sociological Review 84 (4) 609-633. DOI: 10.1177/0003122419859007
• England, Paula; Levine, Andrew; Mishel, Emma (2020). Progress toward gender equality in the United States has slowed or stalled. PNAS 117 (13) 6990-6997. DOI: 10.1073/pnas.1918891117
• Hartley, Gemma (2017). Women Aren’t Nags—We’re Just Fed Up. Harper’s Bazaar
• Haas, Linda; Hwang, C. Philip (2008). The Impact of Taking Parental Leave on Fathers’ Participation In Childcare And Relationships With Children: Lessons from Sweden. Community, Work & Family 11 (1) 85–104. DOI: 10.1080/13668800701785346
• Hirsch, Patricia; Koch, Iring; Karbach, Julia (2019). Putting a stereotype to the test: The case of gender differences in multitasking costs in task-switching and dual-task situations. PLOS ONE. DOI: 10.1371/journal.pone.0220150
• McDonnell, Cadhla; Luke, Nancy; Short, Susan E. (2019). Happy Moms, Happier Dads: Gendered Caregiving and Parents’ Affect. Journal of Family Issues 40 (17) 2553–2581. DOI: 10.1177/0192513X19860179

Egileaz:

Marta Bueno Saz (@MartaBueno86G) Salamancako Unibertsitatean lizentziatu zen Fisikan eta Pedagogian graduatu. Gaur egun, neurozientzien arloan ari da ikertzen.

Jatorrizko artikulua Mujeres con Ciencia blogean argitaratu zen 2022ko apirilaren 26an: Si me lo hubieras pedido, lo habría hecho.

Itzulpena: UPV/EHUko Euskara Zerbitzua.

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Miranda es uno de los satélites más misteriosos de nuestro sistema solar, quizás porque todavía sabemos muy poco sobre este -solo ha sido visitado por la Voyager 2- y su aspecto nos evoca una tortuosa historia en la que su superficie nos recuerda al cascarón de un huevo agrietado y reconstruido a partir de remiendos de su propia cáscara. Y sin una misión en el horizonte que nos permita volver a visitarlo y tomar datos más detallados, nuestra única alternativa para conocerlo un poco mejor es la reinterpretación de los datos de nuestra única visita y la confección de modelos numéricos cada vez más avanzados para explicar a lo que vemos.

Este satélite de Urano ostenta el título de ser el más pequeño de los satélites “esféricos” del planeta y uno de los más pequeños -tiene tan solo un radio de 236 kilómetros- de todo el Sistema Solar que probablemente haya alcanzado el equilibrio hidrostático. Algo a lo que probablemente haya ayudado su composición, que se estima podría superar el 60% de hielo de agua.

Figura 1. mosaico de imágenes de Miranda en la que podemos apreciar perfectamente la presencia de zonas más antiguas -y cubiertas de cráteres- y otras más recientes, con muchos menos cráteres, indicando procesos de rejuvenecimiento de la superficie del satélite. Cortesía de NASA/JPL/USGS.

Con toda esta cantidad de hielo de agua cabría preguntarse si Miranda podría albergar -o albergó en el pasado- un océano subterráneo, al igual que otros cuerpos de nuestro Sistema Solar exterior, a pesar de que su tamaño hace muy difícil, al menos en principio, albergar un océano capaz de aguantar sin congelarse una gran cantidad de tiempo. La primera pista de que esta puede ser una posibilidad real es que, si hacemos un esfuerzo y miramos con detalle su superficie, observaremos que hay zonas de su superficie más antiguas y más modernas, algo que reconocemos por el número y tamaño de sus cráteres, entre otras cosas de las que ahora hablaremos.

Este hecho nos indica que Miranda habría sufrido un proceso, o quizás procesos, de rejuvenecimiento activo de su superficie con la capacidad suficiente de cambiar su aspecto desde dentro y borrar o transformar los cráteres y otras formas del relieve, indicándonos la existencia de una cierta dinámica que a su vez apuntaría a la posibilidad de la presencia de un océano subterráneo como correa de transmisión de la energía interna del satélite hacia el exterior.

Aunque vamos a centrarnos en las pistas más puramente geológicas, este año, Hemingway et al. (2024) han propuesto usar las libraciones para comprobar si los satélites de Urano albergan un océano subterráneo. Las libraciones son un movimiento de oscilación y bamboleo que muestran algunos cuerpos celestes, como nuestra Luna, cuando los observamos desde un punto “fijo” como puede ser la superficie de nuestro planeta. Este fenómeno es el que nos permite, desde la Tierra, ver parte de la “cara oculta” de nuestra Luna.

Pues bien, analizando la amplitud de estas oscilaciones, podríamos conocer mejor la distribución de masas en el interior de los satélites de Urano, de tal manera que podríamos inferir detalles como, por ejemplo, si el núcleo está en estado sólido o líquido o si hay un océano subterráneo, entre otros.

Figura 2. Detalle de la superficie de Miranda en el entorno de Verona Rupes, uno de los acantilados más altos de todo el Sistema Solar. Cortesía de NASA/JPL.

En el caso de Miranda (también en el de Ariel y Umbriel), si la capa de hielo que hay por encima del océano subterráneo tiene unos 30 kilómetros de espesor o potencia, la amplitud de las libraciones en el ecuador superarían los 100 metros y cuanto más fina fuese la capa de hielo que sirve como corteza, más precisa podrá ser la detección de un posible océano.

Y cuanto menos “profundo” sea el océano, más difícil será de detectar mediante las libraciones, por lo que habría que usar también datos como las medidas del campo gravitatorio, que permitan complementar los modelos y dar una respuesta fiable a la pregunta de si hay un océano bajo el hielo de la superficie o no. Este caso sería aplicable a los satélites que tengan ya un océano en proceso de congelación. Cabe decir que tanto las libraciones como las medidas del campo gravitatorio habría que hacerlas in situ, desde el propio sistema de Urano.

Pero volvamos a las pruebas geológicas que apuntarían a la existencia de un océano subterráneo: En Miranda se han observado unas formas circulares u ovaladas sobre su superficie que conocemos como coronas -también observadas en planetas como Venus- y que son unas regiones que muestran una intensa actividad geológica marcada por sistemas de fracturas concéntricos.

En Miranda hay al menos tres de estos sistemas: Arden Corona, Inverness Corona y Elsinore Corona, identificados gracias a las imágenes tomadas en 1989 por la Voyager 2 y que muestran algunas diferencias morfológicas entre sí, aunque en el fondo podrían representar un mismo mecanismo de formación.

¿Y qué tienen que ver las coronas con los océanos subterráneos? Los científicos proponen dos posibles orígenes para estas. Por un lado, procesos diapíricos en los cuales materiales más calientes y menos densos -como un hielo a mayor temperatura que el que compone la corteza- asciende a través de la corteza, deformándola y provocando la formación de los sistemas de fracturas. La convección de las aguas dentro del océano podría facilitar este tipo de fenómenos.

Por otro lado, si el océano se congeló -o está en proceso de congelación actualmente- el aumento de volumen que sufriría tendría la capacidad de generar unos importantes esfuerzos en la corteza helada de Miranda y, de nuevo, dando lugar a los sistemas de fracturas que vemos.

Figura 3. Detalle de la superficie de Miranda donde podemos apreciar tipos de terreno diferentes: Uno más rugoso y antiguo con cráteres en distintos grados de preseveración y otro más reciente y con menos cráteres. Cortesía de NASA/JPL.

Si echamos un vistazo al artículo publicado por Strom et al. (2024), los resultados de los modelos de estos autores sugieren que la corteza es bastante delgada, de 30 kilómetros o menos de espesor y que ha existido un océano de unos 100 kilómetros -una barbaridad, ya que supondría ocupar casi la mitad del radio del satélite- de potencia en los últimos 100 a 500 millones de años.

Y, si es un cuerpo con esta elevada proporción de hielo en su composición, ¿Cómo es posible que haya estado a una temperatura suficiente para sostener un océano de agua líquida a lo largo del tiempo geológico? Pues esto podría explicarse por las interacciones gravitatorias entre Miranda y el resto de grandes satélites, que podrían generar suficiente fricción en su interior como para elevar la temperatura y fundir parte del hielo de Miranda. Y este proceso podría haberse repetido varias veces desde la formación del Sistema Solar.

Es posible que hoy día ese mecanismo haya dejado de funcionar y el interior de Miranda esté casi totalmente congelado, aunque todavía podría quedar un pequeño océano atrapado entre la corteza y su núcleo algo que, como ocurre en estos casos, eleva mucho el interés astrobiológico de este satélite.

Pero de momento, y hasta que nuevas misiones sean capaces de llegar al sistema de Urano, tendremos que seguir esperando para conocer si Miranda – y quizás alguno de los otros satélites- alberga un océano subterráneo incluso hoy en día.

Referencias:

Hemingway, D. J., & Nimmo, F. (2024). Looking for Subsurface Oceans Within the Moons of Uranus Using Librations and Gravity. Geophysical Research Letters, 51(18), e2024GL110409. doi: 10.1029/2024GL110409

Leonard, E. J., Beddingfield, C. B., Elder, C. M., & Nordheim, T. A. (2023). Unraveling the Geologic History of Miranda’s Inverness Corona. The Planetary Science Journal, 4(12), 235. doi: 10.3847/PSJ/ad0552

Strom, C., Nordheim, T. A., Patthoff, D. A., & Fieber-Beyer, S. K. (2024). Constraining Ocean and Ice Shell Thickness on Miranda from Surface Geological Structures and Stress Modeling. The Planetary Science Journal, 5(10), 226. doi: 10.3847/PSJ/ad77d7

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

El artículo Miranda, ¿otro mundo océano? se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Neurona-sareen eta ikasketa automatikoko beste forma batzuek, besterik ezean, proba eta errore bidez ikasten dute, pixkanaka hobetuz.

Egun, askok uste dute badakitela zer den ikasketa automatikoa: ordenagailuak “elikatzen” dira “entrenamendu datu” pila batekin, gauzak nola egin “ikas dezaten”, hori nola egin behar duten guk zehazki zehaztu behar izan gabe. Baina ordenagailuak ez dira txakurrak, datuak ez dira gozokiak, eta aurreko esaldian kakotx gehiegi daude. Zer esan nahi du, benetan, horrek guztiak?

Irudia: ikasketa automatikoa adimen artifizialaren azpieremu bat da, eta giza adimena konputazionalki nola simulatu (edo gainditu) aztertzen du. (Ilustrazioa: Son of Alan – Copyright lizentziapean. Iturria: Quanta Magazine)

Ikasketa automatikoa adimen artifizialaren (AA) azpieremu bat da, eta giza adimena konputazionalki nola simulatu (edo gainditu) aztertzen du. AAko teknika batzuetan (hala nola sistema adituak) beste ikuspegi batzuk erabiltzen dira, baina ikasketa automatikoak eremuko egungo aurrerapenaren zatirik handiena sustatzen du gauza bakar batean zentratzen delako: algoritmoak erabiltzen ditu beste algoritmo batzuen errendimendua automatikoki hobetzeko.

Ikus dezagun horrek nola funtziona dezakeen praktikan, ikasketa gainbegiratua izeneko ikasketa automatiko mota komun batean. Prozesua zeregin batekin hasten da; adibidez, «argazkietan katuak identifikatzea». Helburua da zeregin hori egin dezakeen funtzio matematiko bat aurkitzea. Funtzio horrek, eredu izenekoak, zenbakien mota bat hartuko du sarrera gisa (kasu honetan, argazki digitalizatuak), eta horiek zenbaki gehiagotan bihurtuko ditu irteera gisa, «katua» edo «katua ez» dioten etiketak irudikatu ahalko dituztenak. Ereduak oinarrizko adierazpen matematiko bat du, edo forma bat, eta horrek nolabaiteko egitura ematen dio zeregina betetzeko. Hala ere, ezin dugu espero hasieratik emaitza zehatzak eman diezazkigula.

Orduan, eredua entrenatzeko unea da. Eta, horretarako, beste algoritmo mota bat hasiko da lanean. Hasteko, funtzio matematiko ezberdin batek (helburuko funtzioa) ereduaren emaitzen eta lortu nahi den emaitzaren arteko benetako «distantzia» irudikatzen duen zenbaki bat kalkulatzen du. Ondoren, entrenamendu algoritmoak helbururako distantziaren neurketa erabiltzen du jatorrizko ereduaren forma doitzeko. Ez da beharrezkoa ezer “jakitea” ereduak irudikatzen duenari buruz; besterik gabe, ereduaren zatiak (parametro izenekoak) bultzatzen ditu benetako irteeraren eta lortu nahi denaren arteko distantzia hori murrizten duten norabide matematikoetarantz.

Doikuntza horiek egin ondoren, prozesua berrabiarazten da. Eredu eguneratuak entrenamendu adibideetako sarrerak emaitza bihurtzen ditu (pixka bat hobeak); ondoren, helburuko funtzioak ereduaren beste doikuntza bat (pixka bat hobea) adierazten du. Eta horrela behin eta berriro; aurrera eta atzera, aurrera eta atzera. Interakzio nahikoak egin ondoren, entrenatutako ereduak emaitza zehatzak eman behar lituzke entrenamendu adibide gehienentzat. Hona hemen benetako trikimailua: jarduera hori mantendu behar du ere zereginaren adibide berrietan, horiek entrenamendukoetatik oso ezberdinak ez direnean.

Funtzio bat erabiltzea beste funtzio bat behin eta berriro aldatzeko lan neketsua dirudi “ikasketa automatikoa” baino. Baina hori da gakoa. Prozesu mekaniko hori abian jartzean, zereginaren hurbilketa matematiko bat sortzen da automatikoki, gizakiok xehetasun garrantzitsuak zein diren zehaztu behar izan gabe. Algoritmo efizienteekin, ondo hautatutako funtzioekin eta adibide nahikoarekin, ikasketa automatikoak programatzen jakingo ez genituzkeen gauzak egiten dituzten eredu konputazional indartsuak sor ditzakete.

Sailkapen eta aurreikuspen zereginak, hala nola argazkietan katuak identifikatzea edo mezu elektronikoen artean spama identifikatzea, oro har, ikasketa automatiko gainbegiratuaren araberakoak izaten dira. Horrek esan nahi du entrenamendu datuak aurretik ordenatuta daudela: katuak dituzten argazkiek, adibidez, «katua» etiketa daukate. Entrenamendu prozesuak dagozkion irteerentzako (ezagunak) sarreren kopuru posiblerik handiena eslei dezakeen funtzio bati ematen dio forma. Ondoren, entrenatutako ereduak ezezagunak diren adibideak etiketa ditzake.

Bestetik, ikasketa ez-gainbegiratuak egitura aurkitzen du etiketatu gabeko adibideen artean, eta aurretik zehaztuta ez dauden taldeetan multzokatzen ditu. Ikasketa ez-gainbegiratuaren menpekoak izan daitezke erabiltzaile baten aurreko portaera oinarri hartuta ikasten duten edukia gomendatzeko sistemak, bai eta ordenagailu bidezko ikuskatzean objektuak ezagutzeko zeregin batzuk ere. Zenbait zereginek, hala nola GPT-4 bezalako sistemek egiten duten hizkuntza modelatzeak, teknika gainbegiratuen eta ez-gainbegiratuen konbinazio adimendunak erabiltzen dituzte. Teknika konbinatu horiei teknika autogainbegiratu eta erdigainbegiratu deritze.

Azkenik, errefortzu bidezko ikasketak funtzio bati ematen dio forma, baina lortu nahi diren emaitzen adibideak erabili beharrean, sari seinale bat erabiltzen du. Sari hori maximizatzean proba eta errorearen bidez, eredu batek bere jarduera hobetu dezake zeregin dinamiko eta sekuentzialetan, hala nola jokatzea (xakea eta Go) edo benetako agenteen edo agente birtualen (gidaririk gabeko autoak edo elkarrizketa bot-ak, adibidez) portaera kontrolatzea.

Ikuspegi horiek praktikan jartzeko, ikertzaileek izen exotikoak dituzten algoritmoen sorta zabala erabiltzen dute, kernel makinetatik hasi eta Q-learning delakoraino. Baina 2010eko hamarkadatik, neurona-sare artifizialek leku nagusia hartu dute. Algoritmo horiek izen hori hartzen dute beren oinarrizko forma garuneko zelulen arteko konexioetan inspiratuta dagoelako, eta algoritmo oso baliagarriak izan dira ordura arte oso praktikotzat jotzen ez ziren zeregin konplexuetan arrakasta izan dutelako. Hizkuntza zabaleko ereduak, testu kate batean hurrengo hitza (edo hitz zatia) asmatzeko ikasketa automatikoa erabiltzen dutenak, mila milioika edo bilioika parametro dituzten neurona-sare «sakonekin» eraikitzen dira.

Baina baita erraldoi horiek ere, ikasketa automatikoko eredu guztiak bezalaxe, funtzioak besterik ez dira: forma matematikoak. Testuinguru egokian, tresna benetan boteretsuak izan daitezke, baina ahultasun ezagunak ere badituzte. Eredu «gaindoituak» hain doituta daude beren entrenamendu adibideetara, non ezin diren modu fidagarrian zabaldu. Horren adibidea izan daiteke katuak identifikatzeko sistema batek huts egin dezakeela argazki bat alderantziz dagoenean. Datuen alborapenak hedatu egin daitezke gaikuntza prozesuan, eta horrek emaitza distortsionatuak edo baita doitu gabeak ere eman ditzake. Eta eredu batek funtzionatzen duenean ere, ez dago beti argi zergatik funtzionatzen duen. («Interpretagarritasun» arazo horrek partikularki eragiten die ikasketa sakoneko algoritmoei.)

Hala ere, prozesua bera erraz identifikatzen da. Funtsean, makina horiek guztiek modu berean ikasten dute: aurrera eta atzera, aurrera eta atzera.

Jatorrizko artikulua:

John Pavlus (2024). What Is Machine Learning?, Quanta Magazine, 2024ko uztailaren 8a. Quanta Magazine aldizkariaren baimenarekin berrinprimatua.

Itzulpena:

UPV/EHUko Euskara Zerbitzua.

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Colonizar nuestro satélite será el primer paso para llegar a Marte y más allá. Cultivar sus propias verduras allí arriba será una de las cosas que harán los astronautas gracias a proyectos como el español Green Moon. Pero ese no será el único reto al que tendrán que enfrentarse.

Ilustración artística de una posible colonización futura de la Luna. / ESA

“Queremos convertir a la especie humana en una especie interplanetaria”, dice Jorge Pla García, investigador en el Centro de Astrobiología (CAB-INTA-CSIC). “El próximo paso es explorar Marte. La idea es usar antes la Luna como entrenamiento y aprendizaje para dar el salto a otros planetas”.

En eso está la misión Artemis, una colaboración de la NASA con la Agencia Espacia Europea (ESA), la japonesa JAXA, la canadiense CSA, la israelita ISA y la australiana ASA, que en su tercera fase propone llevar al polo sur de nuestro satélite a la primera mujer y al próximo hombre en septiembre de 2026. Su objetivo, sentar la bases para que las empresas privadas afiancen una economía lunar y hacer lo mismo en Marte a partir de 2033.

Es un objetivo arraigado en la comunidad astrocientífica, que desde hace un década acaricia el sueño de una aldea lunar global. El concepto de Moon Village, introducido en 2015 por Jan Woerner, director general de la ESA, se centra en la cooperación entre países y actores privados. “No es un único proyecto, ni un plan fijado con un calendario definido. Es una visión para una iniciativa comunitaria internacional. Su naturaleza abierta permitirá que muchas nacionalidades vayan a la luna, dejando atrás, en Tierra, sus diferencias de opiniones”, dijo Woerner.

Irresistible instinto colonizador

Pero si tenemos la Tierra, que es cómoda y tiene todo lo que necesitamos, ¿por qué tanto ímpetu –y tantos recursos– en colonizar el espacio? “Queremos seguir expandiendo nuestras fronteras”, recalca Pla. Y las razones son muchas.

Por una parte, en el campo de la exploración y la investigación, “cuanto más conocemos los planetas rocosos del sistema solar, mejor conocemos el nuestro. Por ejemplo, las atmósferas de Venus o Marte parece que son similares a la de la Tierra primitiva, pero los tres se han transformado de formas muy diferentes. Entender esto nos ayuda a comprender cómo evolucionará la Tierra”, apunta Pla. En este sentido, “nuestros robots están muy limitados y no pueden hacer el mismo trabajo que hace un astronauta”, añade.

Primera pisada del hombre en la Luna, con la misión Apolo. / NASA

En opinión de este experto, “dentro de dos o tres décadas, las sondas que ahora enviamos al espacio más allá de Marte podrán ir tripuladas por humanos. La experiencia nos dice que la ciencia ficción termina convirtiéndose en realidad”.

Por otro lado, está el poderoso tema económico, que mueve montañas y cohetes: “la Luna, Marte, los asteroides y los cometas son fuente de recursos muy valiosos para nuestro avance como sociedad. Poseen metales preciosos, minerales de tierras raras que son escasos en la Tierra”, indica Pla. Nuestro satélite, sin ir más lejos, es rico en helio-3, un isótopo de este elemento que se forma cuando el Sol interacciona con el suelo lunar –algo que no pasa en la Tierra porque nuestra atmósfera actúa como escudo–. Y resulta que el helio 3 que campa por toneladas sobre la superficie de la Luna, promete ser un supercombustible: su reacción en centrales de fusión produciría grandes cantidades de energía; encima, sin emitir radiaciones peligrosas.

“Estos elementos críticos se podrían extraer y traer a la Tierra o empezar a emplearse in situ, en el espacio”, observa este investigador, a quien no le cuesta visualizar asentamientos humanos fuera de nuestro planeta, con sus propias necesidades energéticas y tecnológicas.

Otra necesidad básica de los intrépidos colonos espaciales será comer. No solo los alimentos disecados y empaquetados que vemos en las películas, sino también una ensalada de lechuga recién cortada y cultivada en un huerto extraterrestre. Es la idea que inspira el proyecto español Green Moon, formado en 2016 por tres estudiantes malagueños y hoy integrado por científicos de los campos de la ingeniería espacial, la geología planetaria y la biología vegetal. Algunos de ellos, como Pla, su coordinador técnico y científico, ya han participado en varias misiones de la NASA.

Invernaderos extraterrestres

Por el momento, la única planta que ha conseguido crecer en un cuerpo celeste distinto al nuestro es una especie de algodón que germinó en la Luna, como parte de la misión china Chang´e 4, en 2019. “Estaba dentro de una microsfera, pero el instrumento no realizó bien el control térmico y el brote murió en 24 horas. La idea era buena, pero pretenciosa. Proponían que la planta generara el oxígeno que consumían unas larvas de mosca y, a cambio, los desechos producidos por estas proveerían del CO2 a la planta”, nos comenta Pla.

En la cápsula-huerto diseñada por los investigadores de Green Moon, las plantitas estarían a salvo de las inclemencias del tiempo. Han probado diferentes productos hortofrutícolas, “de porte pequeño y ciclos cortos, que germinan en 24-72 horas desde que se humedece la semilla, para ver cuáles pueden germinar en esas condiciones extraterrestres”, explica a SINC Eva Sánchez, coordinadora biológica del proyecto. Entre ellas, distintas variedades de lechugas, pimiento, tomate, rábano o zanahoria.

Experimento con plantas sobre un simulante del suelo lunar, con condiciones ambientales controladas en la cápsula Green Moon. / Green Moon Project

Salvando las distancias, será como un invernadero. Tendrá regulada la luz que recibe, el suministro de agua y el rango de temperatura (constante entre 15ºC y 28ºC) y estará protegida de las radiaciones solares y cósmicas. La electricidad para mantener en funcionamiento todos esos procesos la lleva incorporada. “Nuestra cápsula es muy adaptable. Se puede incluir en cualquier tipo de misión y, aunque es autosuficiente porque incluye sus propios paneles solares, puede aprovechar cualquier tipo de de fuente de energía”, apunta Pla.

Una cuestión de suelo

Por si el reto fuera pequeño, las plantas de Green Moon también tendrán que sobrevivir en el suelo de la Luna, cuya tierra arenosa y estéril recibe el nombre de regolito. Para ensayar, el equipo buscó un suelo parecido a la muestra que trajo a la misión Apolo 14. Lo encontraron en Lanzarote: procesando restos volcánicos, han elaborado un ‘simulante lunar’, que coincide en un 99,5% con el suelo de nuestro satélite.

“Por su composición, tiene unas características muy complicadas para que crezca cualquier planta. Posee gran cantidad de metales pesados y apenas nada de nitrógeno y fósforo, indispensables para la vegetación”, nos explica Eva Sánchez, que también es directora y fundadora, desde hace nueve años, de la empresa granadina de investigación agrícola Innoplant.

Es aquí donde entran en juego ciertas bacterias de suelo extremófilas, capacitadas para sobrevivir en condiciones muy hostiles. Algunas, por ejemplo, fueron aisladas del suelo de las minas de Riotinto, en Huelva. “Colaboramos para eso con la empresa española de fertilizantes Herogra, que nos ha suministrado los microorganismos. Los hemos probado de forma individual y combinados, para ver cómo podían fertilizar la tierra. De la batería inicial de 20 cepas candidatas, hemos detectado tres que, cuando se ponen juntas, tienen un efecto positivo. A través de su metabolismo, digieren esos metales pesados y generan nitrógeno y fósforo”, explica Sánchez.

La siguiente fase sería aportar materia orgánica al suelo, que funcione como una especie de estiércol. “Queremos usar algo que esté presente en las bases lunares. Para eso, tenemos que hacer un estudio sobre las características de los residuos que encontraremos allí”, observa. Además, partiendo de la misma idea de los chinos con sus brotes de algodón, se podría lograr, por qué no, un aprovechamiento circular de los gases vitales para las plantas y los humanos, de forma que el oxígeno que desprenden las primeras en la fotosíntesis fuera desviado a la microatmósfera donde vivan las personas y, al revés, el CO2 que exhalan los astronautas sirviera de sustento a las plantas.

¿Y de dónde van a sacar el agua para regarlas? El proyecto plantea un sistema de hidroponía para necesitar cantidades mínimas. Además, “la propia planta, por su transpiración, permite hacer un mecanismo cerrado de agua, que se puede reaprovechar. Del agua que se aporta a un vegetal, el 95 % lo pierde o lo transpira a la atmósfera”, afirma esta científica.

Otro detalle con el que tendrán que enfrentarse las lechugas y las zanahorias será la microgravedad de la Luna, que es un sexto de la que tenemos en la Tierra. ¿Cómo alterará su metabolismo? Para dar una respuesta, los científicos tienen que simular esas mismas condiciones, algo que puede hacerse con los vuelos parabólicos, cuando sobrepasan las capas altas de la atmósfera. “Lo malo es que es en un tiempo muy corto y son muy caros: uno puede costar 40.000”, nos dice Sánchez. Luego están los ciclostatos, unos aparatos que reproducen la microgravedad. “Necesitamos llegar a un acuerdo con alguno de los centros privados que los tienen para meter ahí dentro las plantitas y ver cómo crecen”.

Por lo pronto, los investigadores tienen sus propias hipótesis y ya hay algo de literatura científica al respecto, con algunos experimentos que se han hecho con una especie no hortícola muy versátil, la Arabidiopsis thaliana. “Creemos que van a crecer más alto, porque no hay gravedad que las retenga. Y más rápido, porque es lo que pasa en situaciones de estrés. Si la lechuga tiene un ciclo de 45 días, igual crece en 28. A nivel metabolico, en cuanto a su sabor color, nutrientes… también cambiarán, aunque no sabemos cómo. Eso es lo que queremos estudiar”, señala.

También aprovechable en la Tierra

Para Eva Sánchez, los beneficios de implementar cápsulas como la que están desarrollando en Green Moon van más allá del cultivo de hortalizas en la Luna o en Marte. Su invento se podría utilizar para cultivar en zonas extremas donde apenas hay agua, como los desiertos. De igual manera, la misma combinación de bacterias fertilizantes sería una opción interesante para tratar suelos que han sufrido una erupción volcánica, como La Palma. “Se acortaría mucho el tiempo de regeneración”, apunta.

Para pasar de ser un modelo digital en 3D a una realidad, por el momento, lo único que le falta a la cápsula de Green Moon es financiación. En concreto, nada menos que un millón de euros. “La construcción sería por parte de empresas privadas especializadas en instrumentación espacial”.

Buen viaje a Marte

Cuando el ser humano esté preparado para la aventura de pisar el planeta rojo, tendrá que aprovechar una ventana óptima de lanzamiento que, según Pla, ocurre cada dos años. Será, además, una travesía de casi dos años, si contamos la ida y la vuelta. Los retos más acuciantes serán la radiación procedente del Sol –“habrá que apantallar bien y protegerse con escudos, como el agua o la vegetación”, dice Pla– y la radiación cósmica que proviene de protones cargados energéticamente, expelidos por la muerte de estrellas. “La probabilidad de contraer cáncer debido a esta radiación obliga a reducir el tiempo de las misiones. La solución que tenemos por ahora es la protección pasiva”, añade. Sin embargo, la ciencia no deja de investigar. Por ejemplo, “hemos descubierto que, cuanto mayor es la edad del astronauta, menos es su posibilidad de desarrollar tumores”.

Esquema del proyecto Green Moon para cultivar plantas en la Luna y planetas fuera de la Tierra. / J.M. Ortega et al / Resources, Environment and Sustainability

Son escollos que afectarán a las personas, pero también a las plantas. En este sentido, en el invernadero del Centro de Astrobiología (CAB-CSIC), un equipo liderado por el biólogo molecular Eduardo González Pastor está estudiando cómo modificar genéticamente la Arabidiopsis thaliana con genes de microorganismos resistentes a las radiaciones. Por el momento, se está probando su efectividad en simuladores de radiación espacial y de microgravedad, con resultados muy prometedores. Es algo que, en opinión de Pla, quizá podría algún día hacerse con los astronautas.

Mientras, lo que ya se está haciendo es la medición y evaluación del clima marciano, una fase previa importante porque, cuanto mejor conozcamos el entorno al que pensamos enviar humanos en el futuro, mejor podrán minimizarse los riesgos. “El Centro de Astrobiología es líder en meteorología planetaria”, recalca Pla. Y es que, en la actualidad, las únicas estaciones meteorológicas que hay en suelo del planeta rojo, REMS y MEDA, son españolas.

“Nos sirven para entender las temperaturas de Marte, la presión, la humedad atmosférica, la radiación que llega al suelo… Y, sobre todo, para estudiar el actor principal de su atmósfera, el polvo, que tiene un papel clave en los cambios de sus condiciones meteorológicas. Además, es un polvo fino y tóxico, que puede penetrar en los instrumentos y estropearlos, o enfermar a los astronautas”, apunta.

Llegar hasta allí será, sin duda, una epopeya con lucha contra los elementos incluida. Aunque Pla insiste en que, tal vez, la prueba más difícil será la psicológica. “Al final, de una forma u otra puedes generar oxígeno, alimentarte, protegerte de la radiación… pero pasar tanto tiempo en soledad en el espacio es algo a lo que los astronautas les cuesta acostumbrarse”.

El espacio no es un plan B

En opinión de este astrobiólogo, el motivo que subyace a todas estas aventuras conquistadoras del espacio no es encontrar un nuevo hogar para salvarnos de un cataclismo inevitable en el nuestro. “Marte no es un plan B”, recalca. “Hay que proteger lo que tenemos y, al mismo tiempo, seguir explorando”.

No seremos nosotros quienes terminemos con la Tierra, dice, que “estará aquí hasta que el Sol se inflé y acabe engulléndola, dentro de por lo menos 5.000 millones de años. Lo que sí puede pasar si seguimos así, aumentando la temperatura, es que muchas especies desaparezcan. Pero la edad de nuestro planeta será más larga que la de nuestra especie, a no ser que nos convirtamos en una especie interplanetaria”.

¿Y después de Marte? El próximo escalón son las lunas heladas de Júpiter y Saturno: Europa, Encelado, Titán. “Desde el punto de vista biológico, las probabilidades de encontrar actividad biológica allí son mucho más altas que en Marte, que es una roca estéril flotando en el sistema solar en comparación”, apunta. Y es que los satélites de Júpiter tienen agua líquida en sus océanos internos, bajo una gruesa capa de hielo. Además, es agua en movimiento, que tiene actividad, como demuestran los géiseres que fueron captados por primera vez en Europa, en 2013, por el telescopio espacial Hubble.

Y el agua, como sabemos, es un ingrediente fundamental para la vida –aunque no el único–. Por el momento, están a punto de despegar varias misiones no tripuladas: Europa Clipper de la NASA este mes de octubre, Dragon Fly, también de la NASA, partirá hacia Titán en julio de 2028 y la misión Juice de la ESA planea llegar a Júpiter en 2031 para explorar Ganímedes, Calisto y Europa…

Según Pla, es solo el inicio. “Conociendo su capacidad de progreso, el ser humano también llegará hasta allí en persona, seguro. Hemos conseguido explorar todos los rincones del planeta, desde el Polo Norte al Polo Sur, pasando por las Américas y todas las islas de los océanos. No solo se trata de crear nuevas vías comerciales, sino de conocer nuestro entorno mejor”.

Por ahora, como señala Eva Sánchez, antes de soñar con Marte y más allá, “tenemos que pisar bien la Luna, que ya es mucho”.

Sobre la autora: Laura G. De Rivera es periodista especializada en ciencia

Una versión de este artículo apreció originalmente en SINC el 1 de noviembre de 2024

El artículo Una aldea global en Marte, con escala en la Luna se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Enara Calvo Gil

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.

Biologia

UPV/EHUk gidatutako talde batek aurkitu du zelularen mugimendua prozesu autoantolatu batek kontrolatzen duela, eta prozesu horrek zelularen prozesu fisiologiko guztiak barneratzen dituela. 700 zelulen desplazamendua aztertuta, taldeak frogatu zuen haien mugimendua mekanismo molekular sistemikoek zuzentzen dutela, doministikuen edo inurrien portaera kolektiboaren parekoak. Aurkikuntza honek kontrol zelularrari buruzko ikuspegi berri bat eskaintzen du, eta migrazio zelular akastun batekin lotutako gaixotasunentzako terapien garapenean lagun lezake. Ikerketak datu esperimentalak eta fisikako eta matematikako metodo aurreratuak konbinatu zituen. Informazioa Zientzia Kaieran.

Ikertzaileek Arthrobotrys oligospora onddoak, onddo “haragijaleak”, zizare nematodoak nola detektatu eta harrapatzen dituen aurkitu dute. Onddoek nerbio-sistemarik ez duten arren, giza usaimenaren antzeko mekanismoa erabiltzen dute. Nematodoak askarosido izeneko molekulak ezkutatzen dituenean, onddoak G proteinetara (GPCR) akoplatutako hartzaileak aktibatzen ditu, eta horrek erantzun molekular bat eragiten du, harra eta hura digeritzen duten entzimak harrapatzeko filamentu itsaskorrak sortzen dituena. Aurkikuntza horrek onddoen detekzio-prozesuen eta animalien sistema sentsorialen arteko paralelismoa nabarmentzen du. Azalpen guztiak Zientzia Kaieran.

Mikrobiologia

Andrew Fire buru duen nazioarteko talde batek “obelisko” izeneko RNA-kate zirkular berriak aurkitu ditu gizakien ahoan eta hesteetan dauden bakterioetan. 1.000 nukleotido inguruko egitura sinpleak dira, birusak baino sinpleagoak eta kapsiderik gabeak, baina geneak kodetzeko gaitasuna dute. Giza gorozkietatik eta beste ekosistema batzuetatik ateratako sekuentzia genetikoak aztertuz, ikertzaileek ia 30.000 obelisko-mota identifikatu dituzte. Aurkikuntzak mikrobiologiaren bilakaera eta jatorria ulertzeko galdera berriak sortu ditu. Datuak Elhuyar aldizkarian.

Natalia Baranova CIC Biomaguneko biologia zelularreko Bottom-up Cell Biology and Bioengineering ikerketa taldeko zuzendaria da. Baranovak bakterioen mekanismo molekularrak aztertzen ari da, bakterioak laborategian berreraikitzen dituelarik. Bere ikerketa bakterioen horma zelularrak, zatiketa eta komunikazioa ulertzen saiatzen da, alderantzizko ingeniaritza erabiliz. Helburua, bakterioen funtzionamendua ulertu eta antibiotikoen garapenean eragitea da. Baranovak zientzia diziplinen arteko lankidetza defendatzen du, biologia, kimika eta fisika elkarrekin uztartuz aurrerapenak egiteko. Zientzialari honen inguruko informazio gehiago Berrian.

Kimika

UPV/EHUko Katalisi metalikoa eta Organokatalisia Ikerketa Taldeak eta Rovira i Virgili Unibertsitateak metodo bat garatu dute ziklobutano-taldearen molekula enantiomerikoetako bat selektiboki sortzeko. Kobretik eratorritako katalizatzaile baten bidez, farmako gisa erabil daitezkeen egitura berriak lortzeko aukera zabaltzen du. Aurkikuntza hau Angewandte Chemie aldizkarian argitaratu dute, eta bizia eragin zuten molekulen sorrerari buruzko teoria batekin bat dator: molekulen simetriaren desimetrizazio espontaneoaren bidez biomolekula asimetriko bakarrak sortzea. Azalpenak Elhuyar aldizkarian.

Neurozientzia

Haurdunaldiak aldaketa esanguratsuak eragiten ditu amaren garunean, hala nola masa grisa eta kortexaren lodiera txikitzea, garuneko konektibitatea handitzen den bitartean, amaren eta haurraren arteko lotura indartuz. Kalifornia Irvine Unibertsitateko ikerketa batek aldaketa horiek zehaztu zituen erresonantzien eta odol analisien bidez, sortzetik erditu eta bi urtera arte. Aldaketa hormonalek eragindako garuneko asaldurek animaliengan ikusitakoen antza dute, eta urteak iraun dezakete. Antzeko aurkikuntzen berri eman dute beste zentro batzuetan, iradokiz haurdunaldiak ondorio iraunkorrak uzten dituela amaren burmuinean, eta, neurri txikiagoan, aitaren burmuinean. Informazio guztia Zientzia Kaieran.

Hezkuntza

Amaia Alberdi Ruiz de Alegria, ingeniaritza ikasketak izan arren, hezkuntzaren eraldaketan aurkitu du bere benetako interes profesionala. Peru-n boluntario moduan aritzean, energia-sistema justuago baten aldeko lana eta pedagogia kritikoaren beharraz ohartu zen. Gaur egun, doktoregoko ikerketa bat egiten ari da irakasleen posizionamendu sozial eta politikoak hezkuntzan duen eraginari buruz. Alberdiren ikerketak hezkuntza neoliberal, patriarkal eta kolonialaren kritika egiten du, eta hezkuntza justizia sozialaren aldeko ondasun kolektibo gisa ulertzea proposatzen du. Gainera, irakasleen arteko elkarlana eta kontrabando-espazioak sustatzea defendatzen du, ikuspegi kritikoak indartzeko eta sistema hegemonikoari aurre egiteko. Zientzialari honen inguruko informazio gehiago UEUko webgunean.

Argitalpena

Jonatan Miranda eta Bittor Rodriguez-en Zaporeen abentura (2021) liburuak komikiak erabiltzen ditu dieta osasungarri baten eta elikagai tradizionalen garrantzia nabarmentzeko. Kontakizun grafiko bakoitzak sukaldaritzako zapore aniztasuna eta sormena nabarmentzen ditu. Berrikuntza garrantzitsua bada ere, tradizionalari eustearen garrantzia azpimarratzen dute egileek. Datuak Zientzia Kaieran.

Fisika

Nature aldizkarian argitaratutako ikerketa batek metodo berri bat aurkezten du atomoen nukleoen forma zehatzak aztertzeko, haien arteko energia handiko talkak erabiliz. Brookhaven-eko (New York) RHIC talkagailuan uranio-238 eta urre-atomoen nukleoak talka eginarazi zituzten; talka horien ondorioz, nukleoak “zopa” moduko plasma batean disolbatu ziren. Plasmaren hedapen-moduak nukleoen hasierako formaren berri ematen du, eta teknika berri honek nukleoen forma unean bertan zehaztasunez neurtzeko aukera ematen du. Urre nukleoak ia esferikoak direla erakutsi du, eta uranio nukleoek, aldiz, kiwi-forma dutela. Azalpenak Elhuyar aldizkarian.

Mikologia

Onddo espezie berri bat deskribatu dute, Hymenochaete ametzii, ametzetan hazten dena, eta euskarazko izena jarri diote. Onddoek funtzio ekologiko garrantzitsuak betetzen dituzte, hala nola mikorrizak osatzea eta materia organikoa deskonposatzea. Klima aldaketak onddo espezieen banaketan eragina duela azpimarratu dute ikertzaileek, eta espezie asko desagertzeko arriskuan daude, hala nola belardietako perretxikoak eta zuhaitz zaharrei lotutako onddoak. Aurkikuntzak baso zaharren kontserbazioaren garrantzia azpimarratzen du, bioaniztasunaren adierazle diren espezieak babesteko. Informazioa Berrian.

Klima-aldaketa

Parisko Hitzarmenean adostutako tenperatura-igoeraren muga gainditu da 2024ko urriko tenperaturaren arabera, 1,65 ºC altuagoa izan delarik industrializazio-aurreko tenperaturarekin alderatuta. Hori 16 hilabeteetako epean 15. hilabetea izan zen, 1,5 ºC-ko igoera gaindituz. Copernicus klima-aldaketarako zerbitzuak baieztatu du 2024a izan daitekeela inoiz izandako urterik beroena. Hori ekiditeko, urtea amaitu bitartean tenperatura-anomaliak ia zerora jaitsi beharko lirateke. Datuak Elhuyar aldizkarian.

Egileaz:

Enara Calvo Gil kazetaria da eta UPV/EHUko Kultura Zientifikoko Katedraren komunikazio digitaleko teknikaria.

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Los últimos avances en el ámbito de las energías renovables marinas o la proliferación de los microplásticos fueron algunos de los temas que componen la última edición de NAUKAS PRO. Una cita en la que el personal investigador se sube al escenario del Euskalduna Bilbao para hablar de las investigaciones más destacadas del momento en un ámbito concreto.

En esta ocasión el personal investigador de la Universidad del País Vasco, de la Estación Marina de Plentzia (PiE-UPV/EHU), AZTI, Tecnalia o el CSIC acercaron las últimas investigaciones relacionadas en el ámbito marítimo.

La conferencia PLASTeMER: microplásticos en compartimentos ambientales incluyendo la biota corre a cargo de Nerea-García Velasco, investigadora de la Estación Marina de Plentzia-Plentziako Itsas Estazioa.



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 Pro 2024: PLASTeMER: microplásticos en compartimentos ambientales incluyendo la biota se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Irudia: Txilen Europako Behatoki Australa (ESO) eraikitzen dabilen Teleskopio Izugarri Handiaren irudikapena. (Ilustrazioa: Telescope Systems Division – CC BY 3.0 lizentziapean. Iturria: Wikimedia Commons)

CASZ1 onkogene bat da, eta minbizi motaren arabera haren papera aldatu egiten da. T zelulen leuzemia linfoblastiko akutua da horietako bat. Azalpenak Marta Irigoyenen artikuluan: CASZ1 promotes T-cell acute lymphoblastic leukemia.

Mediterraneoko ekialdean hasi genuen gizakiok hildakoak lurperatzeko ohitura. Antza Sapiensak eta Neandertalak sinkronizatu egin ziren ohitura honetan, baina bakoitza berezko ezaugarriekin. Xehetasun guztiak Burial practices of Neanderthals and early humans in the Levant artikuluan.

Txilen Europako Behatoki Australa (ESO) eraikitzen dabilen teleskopio berriak ez dakiguna ere aurkituko duela iragarri dute: Probing unknown unknowns: A new generation of telescopes por Richard Massey.

Apokalipsi kuantikoa gertatuko omen da ordenagailu kuantikoek ohiko kriptografia apurtzeko gai direnean, eta munduko azpiegitura kritiko guztiak   terrorista, despota edo soziopaten eskuetan erotzen direnean. Baina DIPCko ikertzaileak lanean dihardute holako gertaera bat apur bat zailago bihurtzeko: Post-quantum cryptography to avoid the Quantum Apocalypse.

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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Foto: Ling App on Unsplash

¿Alguna vez se ha preguntado cómo influye el idioma que hablamos en nuestras emociones y en la forma en que percibimos la realidad? Según diversos estudios en psicolingüística, psicología cognitiva y antropología lingüística, las lenguas que utilizamos no solo nos permiten comunicarnos, sino que también moldean nuestra percepción del mundo y de nosotros mismos.

En la actualidad, más de la mitad de la población mundial utiliza dos o más lenguas en su vida cotidiana. Ya sea por motivos de educación, inmigración o antecedentes familiares, el bilingüismo y el multilingüismo son fenómenos cada vez más comunes en nuestra sociedad globalizada.

¿Cómo afecta conocer dos o más lenguas a la manera en que procesamos las emociones? Investigaciones recientes apuntan a que cada lengua puede hacer a los hablantes percibir la realidad de maneras diferentes. Incluso, estos pueden sentir que ellos mismos cambian al alternar la lengua que emplean.

Otros estudios han demostrado que los individuos bilingües pueden comportarse de manera diferente dependiendo de qué lengua estén usando; también son percibidos de manera diferente por sus interlocutores según la lengua que utilicen.

El peso de las emociones en las lenguas

Los hablantes bilingües procesan las palabras que definen o describen emociones de forma diferente en su lengua materna (o aquella que aprende el ser humano desde la infancia y que funciona como su instrumento de pensamiento y comunicación) y en su segunda lengua o meta (lengua que ha sido objetivo de un aprendizaje, en un contexto formal o natural). La lengua materna suele tener una ventaja emocional sobre la segunda lengua: los hablantes bilingües sienten una mayor intensidad emocional cuando usan la lengua materna, especialmente al recordar experiencias vividas en ese idioma.

Por ejemplo, algunos estudios han demostrado que, al revivir recuerdos de la infancia, las personas los describen con más detalle y emoción si lo hacen en su lengua materna, ya que fue la lengua en la que etiquetaron esas experiencias. En contraste, la segunda lengua puede facilitar cierta distancia emocional, lo que permite a los hablantes reducir la ansiedad o el pudor al comunicarse en situaciones complejas, como pueden ser aquellas que impliquen la expresión de enojo o de disculpa.
Dicho de otro modo, perciben la lengua materna como una lengua más rica emocionalmente, mientras que ven la segunda lengua como más práctica, pero menos expresiva. Como consecuencia de ello, la expresión emocional en lengua materna se percibe más intensamente independientemente de que la emoción sea positiva o negativa.

¿Soy la misma persona?

La elección de la lengua en la que se comunican los bilingües no solo afecta a la intensidad emocional, sino también a la forma en que las personas se perciben a sí mismas y a los demás. Usar uno u otro idioma puede influir en la construcción del discurso y revelar aspectos culturales y sociales propios de las comunidades lingüísticas a las que pertenecen.

En un estudio realizado con hablantes bilingües chino-inglés en EE. UU., los participantes indicaron que se sentían más cómodos al expresar sus emociones en inglés (su segunda lengua) debido a las menores restricciones sociales, pero experimentaban una mayor intensidad emocional en mandarín (su lengua materna).

Así, la segunda lengua puede ofrecer algunas ventajas en contextos donde los hablantes prefieren mantener distancia emocional, tanto por cuestiones personales como socioculturales. Al expresar emociones en una lengua menos emocionalmente conectada las personas pueden reducir sentimientos de vergüenza, ansiedad o implicación personal. Especialmente cuando hablamos una lengua materna que pertenece a una cultura en la que se da mayor valor a lo colectivo y hay menos tradición de compartir sentimientos.

Dominio del idioma y entorno en el que lo aprendimos

También influye mucho el nivel de dominio de la segunda lengua: los progenitores prefieren la lengua materna para expresar emociones cuando hablan con sus hijos –por ejemplo, para una reprimenda– si esta es la lengua que mejor dominan; sin embargo, si tienen una segunda lengua que también dominan, pueden optar por ella para contenido emocional.

Asimismo, el entorno en el que se aprendió la segunda lengua puede ser determinante. En aquellos casos en los que el aprendizaje se ha producido en un contexto formal o académico en lugar de familiar, los hablantes reportan más ansiedad al comunicarse en público, a pesar de ser competentes.

Emoción, identidad y aprendizaje de lenguas

Nuestras experiencias de vida, la edad de adquisición de los idiomas y el contexto de uso influyen en cómo procesamos y expresamos nuestras emociones en diferentes lenguas. Comprender estas dinámicas no solo enriquece nuestro conocimiento sobre el lenguaje y la mente humana, sino que también nos ayuda a mejorar la comunicación intercultural y la comprensión emocional en un mundo cada vez más diverso y conectado.

Las implicaciones para la enseñanza de segundas lenguas son también importantes. Que los estudiantes se sientan o no felices y satisfechos con la percepción que tienen de sí mismos en la lengua que están aprendiendo, es decir, con la identidad construida en esa lengua, será clave para saber si se sienten extraños o diferentes cuando hablan en esa lengua. El papel del enseñante será, en cualquier caso, contribuir a que el alumnado se sienta menos extraño en la lengua que está aprendiendo.

La actitud hacia el idioma que se aprende es, por lo tanto, determinante: influye en cómo evaluamos nuestras experiencias con el idioma, lo que impacta en cómo afrontamos los retos, cómo nos vemos a nosotros mismos y cómo creemos que nos ven los demás. A mejor actitud, habrá también una mayor satisfacción en el proceso y una mejor conexión emocional con la lengua. El resultado será una identidad más sólida en el nuevo idioma y, por lo tanto, un aprendizaje más profundo y efectivo.

Sobre las autoras: Mari Mar Boillos Pereira, Profesora contratada doctora de la Facultad de Educación de Bilbao, Universidad del País Vasco / Euskal Herriko Unibertsitatea y Ana Blanco Canales, Profesora Titular de Lengua Española, Universidad de Alcalá

Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Artículo original.

El artículo ¿Somos una persona distinta cuando hablamos otro idioma? se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Lurreko bizitza karbonoan dago oinarrituta; hau da, molekula organikoen osagai nagusia karbonoa da. Baina existitu al liteke beste elementu batean oinarritutako bizitzarik? Eta Artizar planetan silizioan oinarritutako bizitza aurkituko bagenu? Nolakoa izango litzateke?

Silizioak eta karbonoak propietate kimiko antzekoak dituzte, baina horrek ez du esan nahi silizioz osatutako bizidunak Lurrekoan antzekoak izango liratekeenik.

Oxigenoa arnastuko balute, adibidez, karbono dioxidoa beharrean harea sortuko lukete. “Hidratatzeko”, berriz, azido sulfurikoa edan beharko luke alegiazko organismo horrek, eta ura ezingo luke ikusi ere egin.

Badirudi silizioan oinarritutako bizitza aukera bakarra izaki zelulabakar bat izatea litzatekeela.

Eta…? ataleko bideoek galdera honi eta beste batzuei heltzen die, eta hainbat egoera hipotetiko zientziaren bidez azalen dira bertan. Atal hau Órbita Laika (@orbitalaika_tve) eta UPV/EHUko Kultura Zientifikoko Katedraren arteko elkarlanaren emaitza dira.

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Recientemente he visto en la televisión el anuncio que ha preparado una empresa energética, principalmente enfocada en el procesado de petróleo, para anunciar su cambio de nombre, debido a su futura estrategia de búsqueda de nuevas fuentes de energía. En dicho anuncio, varias personas se despiden de una serie de dinosaurios y un reptil volador, en clara alusión a dejar atrás los combustibles fósiles. De esta manera, se refuerza esa creencia popular de que los hidrocarburos proceden de los restos de reptiles extintos hace millones de años. Pero, como no podía ser de otra manera, aparezco por aquí para acabar con ese bonito mito que nos acompaña desde nuestra infancia.

Los hidrocarburos son unos compuestos que, como su propio nombre indican, están formados por la combinación de átomos de hidrógeno y carbono. Esta composición química es la que les capacita para ser empleados como combustibles, ya que liberan energía térmica (calor) al ser quemados, aunque este proceso también provoca la expulsión de dióxido de carbono (CO2) gaseoso a la atmósfera. Los hidrocarburos más conocidos, y empleados, por el ser humano son el gas natural, el petróleo y, en menor medida, el asfalto natural. Y todos ellos tienen el mismo origen, que es el asunto que nos ocupa en este momento.

Estos materiales proceden de la descomposición de grandes cantidades de materia orgánica, animal y vegetal, que se acumuló en el fondo de ambientes acuáticos como mares, lagos, márgenes de ríos, pantanos y otros humedales hace millones de años. Y aquí es donde viene la confusión, porque estos restos bióticos no proceden de grandes animales como los dinosaurios, sino de organismos microscópicos que forman parte del plancton, es decir, que se encuentran nadando en el agua, y del bentos, que son aquellos que habitan en el fondo acuático, y que tienen nombres tan fáciles de recordar como foraminíferos, cocolitofóridos, diatomeas u ostrácodos, así como de algas, polen, semillas, tallos y otros restos de vegetación, tanto marina como continental.

Proceso de formación de hidrocarburos. A) Ilustración de un fondo marino en el que se van acumulando los restos orgánicos de los microorganismos acuáticos. B) Tras millones de años, el enterramiento de la materia orgánica ha provocado su transformación química convirtiéndola en petróleo y gas natural, que se encuentran depositados en el subsuelo. Imagen modificada del Proyecto Ciudad Ciencia del IGEO-CSIC.

Después de que estos restos orgánicos cayeran al fondo acuático, mezclándose con el lodo, se fueron cubriendo poco a poco por nuevas capas de arena y barro que acabaron enterrándolos, cada vez, a mayor profundidad. Según aumentaba el enterramiento, también aumentaba la presión y la temperatura a la que se sometían los materiales, lo que provocó que diese comienzo una transformación química de la materia orgánica que se conoce como maduración. En realidad, es como si se cocinase a fuego lento, perdiendo los gases y la humedad que tuviera durante su enterramiento, transformándose en una sustancia viscosa de color oscuro llamada kerógeno. Si continúa el enterramiento y es sometido a más presión y temperatura, el kerógeno se transforma primero en petróleo líquido y, a mayor profundidad, en gas natural. Pero la materia orgánica no es la única que sufre una transformación al soterrarse, porque el lodo en el que se encontraba inicialmente acabó convirtiéndose en una roca sólida a la que llamamos “roca madre”, ya que es aquella en la que se han originado los hidrocarburos.

Estos hidrocarburos no se van a quedar quietecitos en su roca madre. Se trata de líquidos y gases, por lo que van a tender a migrar hacia la superficie aprovechando la porosidad de las rocas, deteniéndose únicamente cuando encuentren una barrera que frene su avance, tales como capas de rocas impermeables (llamadas “roca sello”), fracturas que corten los materiales o estructuras geológicas como los pliegues y los diapiros. Entonces, el petróleo o el gas natural quedarán contenidos en una “roca almacén” y aprisionados en una “trampa de hidrocarburos” en el interior del terreno. Por eso es necesario tener un conocimiento geológico preciso del subsuelo para poder localizar estas zonas de acumulación de los combustibles fósiles y poder extraerlos mediante sistemas de perforación. Y, una vez sacados a superficie, se llevan a las refinerías para que sean procesados, obteniendo así una serie de materiales sólidos, líquidos y gaseosos que podemos utilizar en nuestros hogares, medios de transporte o como materiales de construcción.

Proceso de migración y acumulación de hidrocarburos. 1) Roca madre en la que se han formado los hidrocarburos. 2) Migración de los hidrocarburos a través de los materiales geológicos. 3) Roca almacén porosa. 4) Depósito del petróleo y el gas natural en una “trampa”. 5) Roca impermeable que hace de tapón o “sello”, impidiendo que los hidrocarburos sigan migrando.

Reconozco que el anuncio ha quedado bastante chulo y tiene buenos efectos especiales y que siempre me ha gustado la idea de que mis dinosaurios de juguete están hechos con un plástico que procede de dinosaurios de verdad, pero ya hemos descubierto que esto no es real. Los hidrocarburos tienen su origen en unos pequeños bichitos que no vemos a simple vista pero que, también hoy en día, nos rodean por millones cuando nos damos un bañito en el agua del mar e, incluso, nos los podemos comer sin darnos cuenta si el bocata se nos llena de arena en la playa. En lo que sí estoy de acuerdo es que hay que reducir al máximo posible el uso de los combustibles fósiles, porque la transformación de la materia orgánica en petróleo o gas natural tarda millones de años en producirse y no se trata de recursos infinitos, aparte de que su utilización provoca la contaminación atmosférica por gases de efecto invernadero. Así que dejemos ir de nuestras vidas a los grandes reptiles mesozoicos y, poco a poco también, a los hidrocarburos.

Sobre la autora: Blanca María Martínez es doctora en geología, investigadora de la Sociedad de Ciencias Aranzadi y colaboradora externa del departamento de Geología de la Facultad de Ciencia y Tecnología de la UPV/EHU

El artículo Dinosaurios petroleros se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Zaporeen abentura (2021) liburuko komikiek garrantzi handia ematen diete zaporeei, plater tradizional bat nabarmentzen saiatzen baitira, sinplea, baina oso gozoa. Kontakizun grafiko hauetako bakoitzak modu originalean erakusten digu zein garrantzitsua den dieta osasungarria egitea, baita janari tradizionalen nabarmentasuna ez galtzea ere. Egia da sormena funtsezkoa dela, baina lehendik dagoenetik abiatuta sortzeko aukera ere badago. Berritzea ez da beti gauza nagusia, jada lehendik dagoena gorde eta baloratu beharko genuke.

Irudia: Zaporeen abentura liburuaren azala. (Iturria: Saure argitaletxea)

Sukaldari ospetsuenentzat funtsezkoa da sukaldaritzako plater batek izan dezakeen zapore aniztasuna. Hala ere, etxean janaria prestatzen dugunean, elikagai nahasketak ere garrantzitsua izan behar luke, ez bakarrik gure osasunerako, baita plater baten zaporea ezin hobea izateko ere.

Komiki hauek erakusten dutenez, dena lor daiteke pasio apur bat gehiago gehituz, Giancarlok sukaldaritzarekiko erakutsi zuen grina edo Newtonek ikerketaren aurrean erakutsi zuen suhartasuna kasu. Helburutzat hartzen duguna lortzeko gai nola izan gaitezkeen erakusten digute, zailtasunak gaindituz, baina, bereziki, abenturak biziz.

Argitalpenaren fitxa:

• Izenburua: Zaporeen abentura
• Egileak: Jonatan Miranda eta Bittor Rodríguez
• Ilustratzailea: Victor Araque
• ISBNa: 978-84-17486-73-0
• Argitaletxea: Saure
• Hizkuntza: Euskara
• Orrialdeak: 96
• Urtea: 2021

Iturria:

Saure argitaletxea: Zaporeen abentura

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El problema del puente y la linterna es un rompecabezas de lógica que involucra a cuatro personas, un puente y una linterna.

Fuente: Freepik

 

Pertenece a la familia de los conocidos como puzles de cruce de ríos en los que una serie de objetos deben moverse a través de un río sometidos a determinadas restricciones.

Planteamiento del problema

Cuatro personas —Ángela (A), Boris (B), Carmen (C) y Damián (D)— viajan durante la noche. En cierto momento, deben cruzar un río. El puente que cruza el río es muy estrecho y solo puede sostener a dos personas a la vez. Además, el grupo dispone de una única linterna que necesitan utilizar aquellas personas que van a cruzar el puente.

Las personas A, B, C y D pueden cruzar el puente en 1, 2, 5 y 8 minutos, respectivamente. Todas las parejas de cruzan el puente se desplazan al ritmo de la persona más lenta.

Además, la linterna solo tiene pilas para 15 minutos.

¿Podrán Ángela, Boris, Carmen y Damián cruzar el puente?

Solucionando el problema

Una estrategia que parece lógica es que Ángela, la persona más rápida, acompañe a cada uno de sus compañeros a través del puente. Pero esta táctica requiere demasiado tiempo. En efecto:

1. Al principio A, B, C y D se sitúan en la entrada del puente.
2. A y B cruzan el puente en 2 minutos.
3. A regresa en un minuto al lugar de origen (han transcurrido en total 3 minutos).
4. A y C cruzan en 5 minutos (han transcurrido en total 8 minutos).
5. A regresa en un minuto al lugar de origen (han transcurrido en total 9 minutos).
6. A y D cruzan en 8 minutos (han transcurrido en total 17 minutos).

La linterna se agota antes de conseguir terminar de cruzar el puente. Por lo tanto, esta estrategia no es válida.

Una solución correcta es aquella que minimiza el tiempo de recorrido. Reflexionando brevemente por la estrategia fallida se observa que el problema es que las dos personas más lentas han cruzado el puente en distintos viajes.

La realidad es que se ahorra tiempo si las dos personas más lentas atraviesan el puente juntas. En efecto, una solución a este problema pasa por usar esta estrategia:

1. Al principio A, B, C y D se sitúan en la entrada del puente.
2. A y B cruzan el puente en 2 minutos.
3. B regresa en 2 minutos al lugar de origen (han transcurrido en total 4 minutos).
4. C y D cruzan en 8 minutos (han transcurrido en total 12 minutos).
5. A regresa en un minuto al lugar de origen (han transcurrido en total 13 minutos).
6. A y B cruzan en 2 minutos (han transcurrido en total 15 minutos).

Una solución alternativa a la anterior es la siguiente:

1. Al principio A, B, C y D se sitúan en la entrada del puente.
2. A y B cruzan el puente en 2 minutos.
3. A regresa en 1 minuto al lugar de origen (han transcurrido en total 3 minutos).
4. C y D cruzan en 8 minutos (han transcurrido en total 11 minutos).
5. B regresa en 2 minutos al lugar de origen (han transcurrido en total 13 minutos).
6. A y B cruzan en 2 minutos (han transcurrido en total 15 minutos).

Las dos soluciones al problema del puente y la linterna. El eje vertical indica el tiempo, s el inicio del puente, f el final del puente y T la linterna. Las letras A, B, C y D representan a las personas que cruzan. Fuente: Wikimedia Commons.

 

Nota

Según el matemático Torsten Sillke, el problema del puente y la linterna apareció en 1981, en el libro Super Strategies For Puzzles and Games. En la versión que aparece en esta publicación, las personas que desean cruzar el puente tienen como límite de tiempo 60 minutos, y A, B, C y D tardan en atravesarlo 5, 10, 20 y 25 minutos, respectivamente. La estrategia empleada para encontrar la solución es la misma que en la versión que hemos dado.

Sillke ha investigado la historia de este problema y en su página web ha coleccionado sus hallazgos y referencias sobre el tema hasta 2001. Así, no menciona esta divertida versión de 2022 con unos zombis mutantes que obligan a cuatro personas a cruzar un puente en un tiempo escaso para conseguir escapar…

Existen generalizaciones de este rompecabezas para un número cualquiera de personas con tiempos de cruce arbitrarios. Por ejemplo, en Crossing the Bridge at Night se analiza (suponiendo que la capacidad del puente sigue siendo de dos personas) completamente el problema mediante métodos de teoría de grafos. Como sucede en tantas ocasiones, un sencillo juego de lógica puede dar lugar a interesantes teoremas matemáticos.

Referencias

• Firelight, Futility Closet, 29 octubre 2024
• Bridge and torch problem, Wikipedia
• Saul X. Levmore y Elizabeth Early Cook, Super Strategies For Puzzles and Games, Garden City, N.Y.: Doubleday,1981
• River crossing puzzle, Wikipedia
• Günter Rote, Crossing the Bridge at Night, Bulletin of the European Association for Theoretical Computer Science 78 (2002) 241–246

 

Sobre la autora: Marta Macho Stadler es profesora de Topología en el Departamento de Matemáticas de la UPV/EHU, y editora de Mujeres con Ciencia

El artículo El problema del puente y la linterna se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Ramón Muñoz-Chápuli Oriol

Ziur nago izenburuak atentzioa eman diela irakurleei. Alde batetik, “onddo karniboro” kontzeptuagatik, izaki horiei buruz dugun ideiaren kontrakoa delako. Eta, bestetik, usaintzeko gaitasuna eman diogulako nerbio sistemarik ez duen organismo bati. Jarraian azalduko dizuegu dena.

Onddoek eta animaliek ezaugarri garrantzitsu batzuk partekatzen ditugu. Zelulaniztunak eta heterotrofoak gara. Horrek esan nahi du antolatuta dauden zelula ugariz osatuta gaudela; eta zelula horiek energia eskuratzen dute materia organikoaren oxidaziotik. Horrek bereizten gaitu landareak bezalako izaki autotrofoengandik. Izaki autotrofoak argia bezalako energia iturri ez-organikoak erabiltzeko gai dira.

1. irudia: berdez, onddo gosetiak sortutako zelulak, zizare nematodoak erakartzen eta harrapatzen laguntzen diotenak. Hari formako lerro gisak mizelioa dira, onddo bakar bat osatzen duten konexio harizpiak. (Iturria: Hsueh, Yen-Ping et. al. (2023))

Onddoak eta animaliak, halaber, ezberdinak gara adierazitako bi esparruetan. Animalietan, zelulaniztasuna enbrioiaren garapenaren bidez lortzen da. Eta hori ez da onddoetan gertatzen. Onddoen kasuan, mizelioa esporetatik abiatuta hazten da, ehunik edo organorik osatu gabe. Bestetik, onddoen elikadura nagusiki pasiboa da: mizelioa hazi egiten da materia organikoaren iturri baten gainean. Animaliok (belakiak eta plakozooak izan ezik) nerbio sistema bat garatzen dugu eta, horri esker, elikagaia detektatu eta eskuratzeko portaera proaktiboa izan dezakegu.

Izaki bizidunen bilakatzeko gaitasunak eskema sinpleak hausten dituzten ohiz kanpoko berrikuntzak eragiten ditu. Onddoen talde batek, hain zuzen NTF (nematode trapping fungi) izen orokorraz ezagun direnak, ahulkeria baldintzetan eta nematodoak hurbil baldin badaude, gai dira zizareak harrapatzeko filamentu itsaskorrak arin batean garatzeko. Teknika horren bidez, zizarea hil egiten da eta onddoek beren elikagaia lortzen dute.

Portaera harrigarri hori erregulatzen duten mekanismoak Arthrobotrys oligospora NTFari buruzko ikerketa batzuetan azaltzen ari dira. Ikerketa horien burua Taiwango Yen-Ping Hsueh ikertzailea da. Onddo hori ezaguna zen jada nematodoak erakartzeko jaki gisa jarduten duten konposatu kimikoak ekoizteko duen gaitasunagatik, elikadura iturrien usaina edo sexu erakarpenerako feromonena simulatuta.

2. irudia: C. elegans nematodoa A. oligospora onddoak harrapatuta. Eskala=10 μm. (Iturria: Hsueh et. al. (2017))

Duela gutxiago, Yen-Ping Hsuehnen taldeak erakutsi zuen Caenorhabditis elegans nematodoaren presentzian, onddoan gene kopuru handi bat aktibatzen zela. Erantzun horrek aldaketa morfologikoak eragiten zituen: hasteko eta nagusiki, tranpa filamentuen hazkuntza arina (2. irudia); bestetik, proteina itsaskorren ekoizpena, zizareak ihes egitea ekiditeko; eta, azkenik, entzimen jariaketa, zehazki metaloproteasak, C. elegans dohakabea digeritzen zutenak onddoak xurgatu ahal izateko. Prozesu osoa Hsueh doktorearen laborategiko bideo ikusgarri honetan1 ikus daiteke.

Nola erregulatzen da maila molekularrean A. oligosporaren erantzun azkarra nematodoaren presentzian? Taiwango taldeak AMPc-PKA bidea identifikatu zuen prozesuaren aktibatzaile gisa. Adenosina-monofosfato ziklikoa (AMPc) “bigarren mezulari” bat da. Zelula batek kanpoko seinale bat jasotzen duenean errezeptore baten bidez, ohikoa da haren barnean hainbat erreakzio gertatzea bata bestearen atzetik, eta, horien eraginez, zelulak erantzun fisiologiko bat izatea; adibidez, gene zehatz batzuk adieraztea. Prozesu hori “seinaleen transdukzio” deitzen da, eta prozesuan bigarren mezulari askok parte hartzen dute; hau da, AMPc-a bezalako molekula txikiek edo kaltzioa (Ca2+) bezalako ioiek. Zehazki, AMPc-ak A kinasa (PKA) proteina aktibatzen du, eta horrek, aldi berean, erantzun zelularra erregulatzen duten beste proteina batzuk aktibatzen ditu.

Yen-Ping Hsuehk eta bere kolaboratzaileek frogatu zuten seinaleak egiteko bide hori inaktibatzean, onddoak ez zirela ohartzen beren harrapakin potentzialen hurbiltasunaz. Baina oraindik ere beste gai bat zegoen ebazteke: nola detekta dezake onddo batek C. elegansen presentzia nerbio sistemarik ez badu?

3. irudia: gure usain sentsazioa sortzen da usaimenaren epitelioaren GPCR errezeptore batek lotugai (molekula usaintsua) bat hauteman eta bere konfigurazioa aldatzen duenean. Horrek disoziazioa eragiten du eta G proteina aktibatzen da, zeinaren α azpiunitateak AMPc-en entzima sintetizatzailea aktibatzen duen. Molekula horrek kanal ionikoak irekitzea, mintz zelularra despolarizatzea eta nerbio bulkada sortzea eragiten du. A. oligosporaren kasuan, GPCR-en lotugaia nematodoak jariatzen duen askarosido bat da. AMPc-en mailak igotzean, A kinasa proteina aktibatzen da eta tranpa garatzeko mekanismoa pizten da.

Nolabait, A. oligospora onddoak nematodoa “usaintzen” du. Argi dago onddoek ez dutela usaimen organorik, baina, harritzekoa bada ere, erabiltzen duten mekanismoa guk usaintzeko erabiltzen dugunaren oso antzekoa da.

Gure usaimena G proteinara akoplatutako errezeptoreetan (GPCR: G protein-coupled receptors) oinarritzen da. Proteina horien kateak zazpi aldiz zeharkatzen du mintz zelularra. Horien zati estrazelularrak seinale egokiak detektatzen dituenean (hormonak, peptidoak, molekula mota batzuk…), errezeptorearen konfigurazioa aldatu eta domeinu intrazelularrari lotutako G proteina disoziatzen du; eta horrek seinalearen transdukzioa eragiten du.

Errezeptore horiek benetan garrantzitsuak dira seinaleak detektatzeko. Hobeto ulertzeko: gizakiok prozesu sentsorial eta hormonei edo neurotransmisoreei erantzuna emateko prozesu ugaritan parte hartzen duten 800 GPCR baino gehiago dauzkagu. Hori dela eta, horiek dira, hain zuzen, erabiltzen ditugun farmakoen xedea.

Berriki argitaratutako artikulu batean, Yen-Ping Hsuehren taldeak A. oligosporak nematodoen presentzia detektatzeko erabiltzen dituen GPCRen bi familia identifikatu berri ditu. Familia horietako batek askarosidoak detektatzen ditu, nematodoek feromona gisa etengabe jariatzen dituzten glikolipido txikiak. Eta bigarren familiak nematodoek jariatzen dituzten beste molekula batzuk detektatzen ditu (horiek ez dituzte oraindik identifikatu). Bi kasuetan, G proteinak aktibatzean, AMPc-PKA bidea pizten da, eta horrek tranpak eraikitzeko programa martxan jartzen du.

Labur esanda, NTF onddoek ez dute nematodoa “usaintzen”, baina harrapakinak detektatzeko GPCRen erabileraren eta gure usaimenaren funtzionamenduaren arteko paralelismoa benetan deigarria da.

Oharra:

1 Lehen zatian. Bigarren zatian, beste onddo karniboro baten (Pleurotus ostreatus) estrategia ikus daiteke: nematodoa paralizatzen duen toxina lurrunkor bat askatzen du.

Erreferentzia bibliografikoak:

• Chen, Sheng-An; Lin, Hung-Che; Hsueh, Yen-Ping (2022). The cAMP-PKA pathway regulates prey sensing and trap morphogenesis in the nematode-trapping fungus Arthrobotrys oligospora. G3 Genes Genomes Genetics, 12, 10. DOI: 10.1093/g3journal/jkac217
• Hsueh, Yen-Ping; Gronquist, Matthew R.; Schwarz, Erich M.; Nath, Ravi David; Lee, Ching-Han; Gharib, Shalha; Schroeder, Frank C.; Sternberg, Paul W. (2017). Nematophagous fungus Arthrobotrys oligospora mimics olfactory cues of sex and food to lure its nematode prey. eLife, 6. DOI: 10.7554/eLife.20023
• Kuo, Chih-Yen; Tay, Rebecca J.; Lin, Hung-Che; Juan, Sheng-Chian; Vidal-Diez de Ulzurrun, Guillermo; Chang, Yu-Chu; Hoki, Jason; Schroeder, Frank C.; Hsueh, Yen-Ping (2024). The nematode-trapping fungus Arthrobotrys oligospora detects prey pheromones via G protein-coupled receptors. Nature Microbiology, 9, 1738-1751. DOI: 10.1038/s41564-024-01679-w
• Lin, Hung-Che; Vidal-Diez de Ulzurrun, Guillermo; Chen, Sheng-An; Yang, Ching-Ting; Tay, Rebecca J.; Iizuka, Tomoyo; Huang, Tsung-Yu; Kuo, Chih-Yen; Gonçalves, A. Pedro; Lin, Siou-Ying; Chang, Yu-Chu; Stajich, Jason E.; Schwarz, Erich M.; Hsueh, Yen-Ping (2023). Key processes required for the different stages of fungal carnivory by a nematode-trapping fungus. PLoS Biol, 21. DOI: 10.1371/journal.pbio.3002400

Egileaz:

Ramón Muñoz-Chápuli Oriol Animalien Biologiako Katedraduna (erretiratua) da Malagako Unibertsitatean.

Jatorrizko artikulua Cuaderno de Cultura Científica blogean argitaratu zen 2024ko ekainaren 17an: Los hongos carnívoros “olfatean” a sus presas.

Itzulpena: UPV/EHUko Euskara Zerbitzua.

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Los agujeros negros gigantes en los centros de las galaxias no deberían poder fusionarse, pero lo hacen. Los científicos sugieren que una forma inusual de materia oscura puede ser la solución.

Un artículo de Jonathan O’Callaghan. Historia original reimpresa con permiso de Quanta Magazine, una publicación editorialmente independiente respaldada por la Fundación Simons.

https://culturacientifica.com/app/uploads/2024/11/FinalParsecProblemCOMP.mp4 En esta simulación, se ven corrientes de gas de colores brillantes alrededor de un par de agujeros negros supermasivos en órbita. Fuente: Luciano Combi et al. (2022) ApJ 928 187

A lo largo de la historia cósmica, las galaxias se han ido fusionando para formar estructuras cada vez más grandes. Cuando las galaxias se fusionan, los agujeros negros supermasivos que se encuentran en sus centros también deben fusionarse, formando un agujero negro aún más gigantesco.

Sin embargo, durante décadas, una pregunta ha desconcertado a los astrofísicos: ¿cómo pueden los agujeros negros supermasivos acercarse lo suficiente para rotar en espiral y fusionarse? Según los cálculos, cuando los agujeros convergentes alcanzan el llamado pársec final (una distancia de aproximadamente un pársec, o 3,26 años luz), su progreso se detiene. En teoría deberían orbitarse indefinidamente.

“Se pensaba que los tiempos de permanencia en espiral podían alcanzar… la edad del universo”, explica Stephen Taylor, astrofísico de la Universidad Vanderbilt. “A la gente le preocupaba que no pudieran obtenerse fusiones de agujeros negros”.

Se han acumulado evidencias de que sí se fusionan. El año pasado, las observaciones de los movimientos sutiles de las estrellas pulsantes, conocidas como matriz de sincronización de púlsares, revelaron un zumbido de fondo de ondas gravitacionales en el universo: ondulaciones en el tejido del espacio-tiempo. Es muy probable que estas ondas gravitacionales provengan de agujeros negros supermasivos que se orbitan muy cerca, a un pársec de distancia entre sí y que están a punto de fusionarse. “Esta fue nuestra primera evidencia de que los sistemas binarios de agujeros negros superan el problema del pársec final”, narra Laura Blecha, astrofísica de la Universidad de Florida.

Entonces, ¿cómo lo hacen?

Los astrofísicos tienen una nueva sugerencia: la materia oscura podría absorber el momento angular de los dos agujeros negros y acercarlos.

Gonzalo Alonso-Álvarez, físico de la Universidad de Toronto, cree que un tipo viscoso de materia oscura podría ser la solución al problema del parsec final. Foto cortesía de Gonzalo Alonso-Álvarez

Materia oscura es el término que se utiliza para designar el 85% de la materia del universo, aún no descubierta. Podemos ver sus efectos gravitacionales sobre las galaxias y la estructura cósmica, pero por el momento no podemos determinar qué es. Las partículas hipotéticas más simples que podrían componer esta forma invisible de materia no ayudarían a facilitar las fusiones de agujeros negros. Pero este verano, un grupo de físicos en Canadá argumentó que algo más complejo llamado materia oscura autointeractuante sí podría. Estas partículas podrían arrastrar a los agujeros negros supermasivos lo suficiente como para dejarlos a un pársec de distancia entre sí. Si esta explicación es correcta, “te dirá que la materia oscura no es tan simple como pensábamos”, afirma Gonzalo Alonso-Álvarez, físico teórico de la Universidad de Toronto y uno de los autores.

Luego, en septiembre, un grupo independiente de físicos señaló que otro candidata a materia oscura, a veces llamado materia oscura difusa, también podría funcionar.

A lo largo de los años también se han propuesto soluciones más prosaicas al problema. En medio de esta multitud de opciones —algunas mundanas, otras exóticas— los científicos se están planteando formas de poner a prueba unas posibilidades frente a otras.

“A estas alturas, la mayoría de la comunidad prácticamente da por sentado que el problema del pársec final está resuelto”, afirma Sean McWilliams, astrofísico teórico de la Universidad de Virginia Occidental que ha estudiado varias soluciones al problema. “La única pregunta es: ¿cuál es la solución más eficiente?”

Dos para bailar un tango

Los agujeros negros pequeños —objetos del tamaño de una estrella tan densos que su gravedad atrapa todo lo que se acerca demasiado, incluso la luz— están dispersos por todas las galaxias. Se forman a partir del colapso gravitacional de estrellas individuales. Pero los agujeros negros supermasivos que se encuentran en los centros de las galaxias, que pueden ser tan pesados ​​como miles de millones de soles, son más misteriosos e influyentes. De alguna manera dirigen la formación y evolución de la galaxia que los rodea.

Cuando dos galaxias se fusionan, las interacciones gravitacionales con las estrellas, el gas y la materia oscura hacen que los dos agujeros negros supermasivos caigan lentamente uno hacia el otro. Los astrofísicos describieron por primera vez este proceso, llamado fricción dinámica, en 1980. “Se cree que esta es la principal forma en que los agujeros negros se acercan”, explica Dan Hooper, astrofísico de la Universidad de Wisconsin, Madison.

Sin embargo, en un punto determinado (que técnicamente oscila entre una fracción de pársec y unos pocos pársecs, dependiendo de las masas de los agujeros negros), la fricción dinámica “resulta que deja de ser muy efectiva”, explica Hooper. Aquí, en el centro de las galaxias en fusión, los dos agujeros negros comen material y lo arrojan lejos, creando un hueco. Como resultado, la densidad de estrellas y gas cae drásticamente, dejando a los agujeros negros en un espacio relativamente vacío. Sin cosas a su alrededor que los frenen, deberían orbitar uno alrededor del otro casi sin fin.

“La Tierra está orbitando alrededor del Sol y no estamos cayendo la una contra el otro”, dice Alonso-Álvarez, y lo mismo debería ser cierto para dos agujeros negros. “Hay una conservación del momento angular en la órbita que evita que caigan, a menos que haya algo que esté extrayendo esta energía”.

La materia oscura autointeractuante podría desempeñar este papel, como propusieron Alonso-Álvarez y sus colegas en Physical Review Letters en julio. Este tipo difiere de la llamada materia oscura fría, el tipo más simple de partículas hipotéticas de materia oscura, en que serían pesadas, lentas e inertes. La materia oscura fría no interactuaría con nada excepto a través de la gravedad, por lo que la influencia gravitatoria de los agujeros negros debería expulsarla de la vecindad mucho antes de que los agujeros negros alcancen el pársec final.

Sin embargo, la materia oscura que interactúa consigo misma está formada por partículas ligeras que tienen al menos una fuerza actuando entre ellas. Como las partículas de materia oscura autointeractuantes se desplazan unas de otras como bolas de billar sobre una mesa, no se dispersarían tan fácilmente y, en cambio, interactuarían con los agujeros negros, ralentizándolos. “Se quedan ahí y generan fricción”, continúa Alonso-Álvarez. “Tiene algún tipo de viscosidad”. Esa fricción podría entonces dar lugar a una fusión dentro de 100 millones de años, resolviendo el problema del pársec final.

La materia oscura “ultraligera” o “difusa” estaría formada por partículas con masas extremadamente pequeñas que se unirían para formar ondas inmensas. Estas partículas también se concentrarían en el centro galáctico y experimentarían fricción con los agujeros negros, lo que permitiría que la materia oscura difusa “se llevara eficientemente su momento angular y la energía orbital”, explica Jae-Weon Lee, cosmólogo de la Universidad Jungwon en Corea del Sur y coautor de un artículo de septiembre en Physics Letters B que describe la idea. Los agujeros negros harían que esta materia oscura vibrara como una campana en lugar de dispersarse.

La navaja de Occam

No todo el mundo está convencido de que necesitemos recurrir a una física tan exótica para explicar cómo se fusionan los agujeros negros supermasivos. “Yo no diría que necesitamos materia oscura autointeractuante”, afirma Priyamvada Natarajan, astrofísico teórico de la Universidad de Yale.

Otra posibilidad es que las estrellas pasen de largo a los agujeros negros que se están fusionando y extraigan suficiente momento angular para unirlos. Tal vez las estrellas se vean arrojadas aleatoriamente en la dirección de los agujeros negros desde otras partes de la galaxia a través de interacciones con otras estrellas. “Si tienes un montón de estas estrellas que se acercan a los dos agujeros negros supermasivos centrales, entonces puedes extraer cada vez más momento angular”, apunta Fabio Pacucci, astrofísico teórico de la Universidad de Harvard.

Laura Blecha, astrofísica de la Universidad de Florida, sostiene que un tercer agujero negro podría ser la clave. Foto: John Hames

Sin embargo, los modelos han demostrado que es difícil dispersar suficientes estrellas hacia los agujeros negros para resolver el problema del pársec final.

Otra alternativa es que cada agujero negro tenga un pequeño disco de gas a su alrededor, y que estos discos absorban material de un disco más amplio que rodea la región vacía excavada por los agujeros. “Los discos que los rodean se alimentan del disco más amplio”, explica Taylor, y eso significa, a su vez, que su energía orbital puede filtrarse hacia el disco más amplio. “Parece una solución muy eficiente”, afirma Natarajan. “Hay mucho gas disponible”.

En enero, Blecha y sus colegas investigaron la idea de que un tercer agujero negro en el sistema podiese proporcionar una solución. En algunos casos en los que dos agujeros negros se han estancado, otra galaxia podría comenzar a fusionarse con las dos primeras, trayendo consigo un agujero negro adicional. «Puede haber una fuerte interacción de tres cuerpos», explica Blecha. «Puede quitar energía y reducir en gran medida la escala de tiempo de la fusión». En algunas circunstancias, el más ligero de los tres agujeros es expulsado, pero en otras los tres se fusionan.

Pruebas en el horizonte

La tarea ahora es determinar cuál solución es la correcta, o si hay múltiples procesos en juego.

Alonso-Álvarez espera probar su idea buscando una señal de materia oscura autointeractuante en los próximos datos de la matriz de sincronización de púlsares. Una vez que los agujeros negros se acercan más allá del último pársec, pierden momento angular principalmente al emitir ondas gravitacionales. Pero si la materia oscura autointeractuante está en juego, entonces deberíamos ver que absorbe parte de la energía a distancias cercanas al límite del pársec. Esto, a su vez, generaría ondas gravitacionales menos energéticas, explica Alonso-Álvarez.

Hai-Bo Yu, físico de partículas de la Universidad de California en Riverside y defensor de la materia oscura autointeractuante, sostiene que la idea es plausible. “Es una vía para buscar características microscópicas de la materia oscura a partir de la física de ondas gravitacionales”, dice. “Creo que es simplemente fascinante”.

La sonda espacial LISA (Laser Interferometer Space Antenna) de la Agencia Espacial Europea, un observatorio de ondas gravitacionales cuyo lanzamiento está previsto para 2035, podría darnos aún más respuestas. LISA captará las fuertes ondas gravitacionales emitidas por la fusión de agujeros negros supermasivos en sus últimos días. “Con LISA veremos realmente la fusión de agujeros negros supermasivos”, cuenta Pacucci. La naturaleza de esa señal podría revelar “rasgos particulares que muestran el proceso de desaceleración”, resolviendo el problema del pársec final.

 

El artículo original, How Do Merging Supermassive Black Holes Pass the Final Parsec?, se publicó el 23 de octubre de 2024 en Quanta Magazine.

Traducido por César Tomé López

El artículo ¿Cómo pasan el último pársec los agujeros negros supermasivos en fusión? se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Juanma Gallego

Haurdunaldian zehar, emakumearen garunak masa grisa galtzen du, baina konektibitatea handitzen du, ikerketa berri batek argitu duenez. Prozesuak haurtxoarekiko loturak indartuko lituzke.

Giza garunaren gaineko sekretuak argitzea zientziaren alorrean azken hamarkadetan dagoen erronka handienetako bat da, eta norabide horretara bideratuta dauden hainbat ikerketak organo horren portaera modu orokorrean ulertzeko helburua dute.

1. irudia: Oro har, haurdun dauden emakumeek masa grisaren %4 galtzen dute, baina, aldiz, beren garuneko konektibitatea handitzen da. (Irudia: Daniela Cossio. Iturria: Kalifornia-Irvine Unibertsitatea)

Dena dela, alor honetan dagoen erronketako bat da giza garuna ez dela berdina, eta aldeak badirela bizitzan zehar. Zentzu horretan, adina da, noski, gehien ikertu den faktoreetako bat, batez ere nerabezaroan aldaketa garrantzitsuak gertatzen direlako. Baina aldaketak eragin ditzakeen beste une erabakigarria haurdunaldia da, eta, horren inguruan, asko dago oraindik ikasteko.

Ez da faktore hutsala, inondik inora, are gehiago aintzat izanda urtean munduan 140 milioi erditze inguru daudela: segundo bakoitzeko bat, hain justu. Baina oraindik ere asko dago ikasteko haurdunaldiak eta ondorengo amatasunak garunean izan dezakeen eraginaren bueltan. Hutsune hori betetzen saiatu dira Nature Neuroscience aldizkarian argitaratutako ikerketa batean, eta jasotako emaitzek gainera, berresten dute beste hainbat ikerketatan ondorioztatutakoa.

Ikerketan, Kalifornia Irvine Unibertsitateko (AEB) emakumezko zientzialari talde batek 38 urteko emakume baten haurdunaldia xehetasun handiz jarraitu du. Elizabeth Chrastil zientzialaria izan da ikerketaren jomuga, eta bera ere badago zientzia artikuluaren egileen artean. Jarraipen oso zabala egin dute, gainera: sortzearen unea bera baino hiru aste lehenago hasi dute monitorizazioa, eta erditu eta bi urtera mantendu dute. Orotara, prozesuan zehar 26 erresonantzia magnetiko egin dizkiote Chrastili, eta, azterketa horiez gain, astean behin odol analisiak egin dizkiote. Jarraipenean zehar, alderaketak egin dituzte ere kontrol gisa erabilitako zortzi pertsonarekin. Egileek babestu dute hau dela haurdunaldian dagoen emakume baten garunaren “lehen mapa zehatza”.

Jasotako datuak aztertuta, atera duten ondorio nagusia da haurdunaldiko bederatzigarren astetik aurrera bai substantzia grisaren bolumena zein kortex zerebralaren lodiera gutxitu egiten direla. Modu berean, handitu dira bolumen bentrikularra, likido zefalorrakideoa eta substantzia zuria. Zenbaki handitara eramanda, garuneko eremuen %80 inguruan materia grisaren bolumena %4 gutxitu da. Ehun horrek mugimenduak, emozioak eta memoria arautzen ditu. Aldiz, materia zuriaren integrazioa neurtzean —garuneko eremuen arteko loturaren kalitatea neurtzen duen aldagaia da hau— umea jaio eta gutxira ohiko baloreetara bueltatzen dela egiaztatu dute.

Emily Jacobs ikertzaileak azaldu duenez, horrek ez du zertan txarra izan. Kontrara, zientzialariek uste dute bolumenaren galera zirkuitu neuronalen doitze fin baten ondorioa izan daitekeela, eta horrek ahalbidetuko diola garunari espezializatuagoa izatea. Uste dute neuronen berrantolaketa baten ondorioa dela hau, haurtxoaren eta amaren arteko lotura indartu aldera. Hots, amari haurtxoarekin egoteko nolabaiteko espezializazio bat fintzeko baliogarria izango zaiola aldaketa; alderatu dute nerabezaroan gertatzen den fenomenoarekin: helduaroko trantsizioko garai horretan ere garunak espezializatzera jotzen du.

Ezaguna denez, haurdunaldian gizaki berri bat sustengatzeko egokitzen da emakumearen gorputza. Odolaren kopurua handitzen da, eta amaren energiaren kontsumoa egoera berrira egokitu behar da ere, oxigeno eta elikagai gehiago hartuz. Baina aldaketa garrantzitsuenetako bat hormonei dagokie, estrogenoak edo progesterona biderkatu egiten direlako emakumearen gorputzean. Horrek guztiak, ezinbestean, nerbio sistemaren berrantolaketa ekarri behar du ezinbestean.

Animalietan ikusi izan da antzekorik aurretik, eta ikertzaileek horren adibide bat jarri dute: arratoietan, haurdunaldian handitutako estrogenoek eta progesteronak batez ere nerbio zirkuituak birprogramatzen dituzte hipotalamoan, eta horrek handitzen du amak kumeen usainak eta soinuak hobeto bereizi ahal izateko gaitasuna. Esperimentu horietan ikusi da hormonek neuronen hazkundea sortzen dutela. Modu berean, neuronen arteko loturak ahalbidetzen dituzten espina dendritikoak handitzen dituzte ere.

Prentsa ohar batean azaldu dutenez, jende askori probak egitean oinarritu da gaia aztertzeko orain arte gehien jarraitu izan den metodoa, baina une zehatz batean egin dira proba horiek. Baina, ohartarazi dute taldekako ikuspegi horrek ez duela ahalbidetzen ikustea egunez egun garunean izaten diren aldaketak.

2. irudia: Sare neuronaletan konektibitatea handitzen da haurdunaldian. Ilunago agertzen diren eremuak dira aldaketa gehien izan dituztenak. (Argazkia: Anastasiia Chepinska. Iturria: Unsplash)

Denboran mantendutako ondorioei dagokienez ere irakaspen interesgarriak aurkitu dituzte. Hala, erditu eta bi hilabete ingurura atzera egin dute zenbait aldaketak. Baina, adibidez, kortex zerebralaren lodieraren jaitsiera erditu eta gutxienez bi urtera mantendu dira. Oraingo honetan umea jaio eta bi urteko gehienezko tartea izan duten arren, ikertzaileek diote beste zenbait ikerketak ondorioztatu dutela aldaketak mantendu direla umea jaio eta sei urtera. Are, argudiatu dute ikasketa automatikoko teknikak erabilita gai izan direla bereizteko haurdun izan diren eta izan ez direnen garunak, hori gertatu zenetik hamarkadak igaro arren.

“Haurdunaldian zehar, amaren garunak aldaketen koreografia bat izaten du, eta, azkenean gai izan gara prozesu osoa denbora errealean ikusteko”, laburbildu du Laura Pritschet ikertzaileak.

Antzeko ondorioak

Ondorioak bat datoz beste hainbat taldetan egiten ari diren aurkikuntzekin. Horien berri eman du joan den urrian Bidebarrieta Zientifikoa zikloko hitzaldi batean Madrilgo Gregorio Marañon Ospitaleko neurozientzialari Susana Carmonak.

“Madrilgo laborategian ikusi dugun berdina ikusi dute Kaliforniako ikertzaile hauek, eta beste hainbat lekutan ere ikusi dute hau. Horrek esan nahi du oso aurkikuntza ziurrak eta sendoak direla”, nabarmendu du.

Hitzaldi horretan Carmonak ideia nagusi bat azpimarratu nahi izan du: haurdunaldiak aldaketa sakon, dinamiko eta iraunkorrak sortzen ditu amaren garunean; ideia horretan, ebidentzia asko pilatuta daudela argitu du. Eta hasierako ebidentzia ere hasia da metatzen beste norabide honetan: estrogeno mailek arautzen dituzten aldaketa hauek amaren eta haurtxoaren arteko loturak indartzen dituztelako ideian.

Bestetik, aiten garunak ere zerbait aldatzen duela azaldu du Carmonak, baina askoz modu txikiagoan gertatzen da hori, eta, beti ere, haurtxoarekin izan duen hartu-emanaren arabera izaten dela. Horrek azalduko lituzke ere guraso biologiko ez direnen artean edo haurdunaldia hirugarren baten esku utzi behar duten amen artean atzematen diren aldaketa txikiak. Horren gaineko ezagutza handitzeko, Carmonak aurreratu du haurdunaldian dauden 127 emakumeri buruzko kontrolak sei unetan egiten ari direla orain, kontrol talde bat izanda eta baita zenbait amaren bikote homosexual kontrolpean izanda ere. Besteak beste, haurdunaldia eta hazkuntza bereizi nahi dituzte horrela.

Hurrengo pausua izango da ikerketetan parte hartzaile gehiago aintzat hartzea, aldakortasun handia duten beste zenbait faktorerekin alderatu ahal izateko: erditze mota, haurtxoari edoskitzea eman ote zaion edo estatus sozioekonomikoa, besteak beste. Adituak azaldu du ezagutzan aurrera jo ahal izateak besteak beste aukera emango duela erditu eta ondoren sor daitezkeen buruko patologiak hobeto tratatzeko.

Erreferentzia bibliografikoa:

Pritschet, Laura; Taylor, Caitlin M.; Cossio, Daniela; Faskowitz, Joshua; Santander, Tyler; Handwerker, Daniel A.; Grotzinger, Hannah; Layher, Evan; Chrastil, Elizabeth R.; Jacobs, Emily G. (2024). Neuroanatomical changes observed over the course of a human pregnancy. Nature Neuroscience. DOI: 10.1038/s41593-024-01741-0

Egileaz:

Juanma Gallego (@juanmagallego) zientzia kazetaria da.

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