Un problema clásico de pesas
Los problemas de pesas y balanzas son muy frecuentes en la matemática recreativa. Revisando el libro 100 Great Problems of Elementary Mathematics – 100 grandes problemas de matemática elemental he recordado un problema clásico de pesas del siglo XVII y me ha parecido interesante, por su atractivo, su interés y su sencillez, recordarlo en esta sección del Cuaderno de Cultura Científica.
El problema fue propuesto por el matemático, lingüista, filósofo y poeta francés Claude Gaspard Bachet de Méziriac (1581-1638), quien realizó la traducción al latín y la edición, en 1621, de la obra Arithmetica del matemático griego Diofanto (siglo III), dentro de su libro Problèmes Plaisants et Délectables, qui se font par les nombres – Problemas placenteros y deliciosos que se plantean con los números (1612).
Cuadro, de autor desconocido, del matemático francés Claude Gaspard Bachet de Méziriac
El problema propuesto por el matemático francés dice así:
Problema de pesas de Bachet de Méziriac: Determinar el menor número de pesas, y su peso en kilos*, necesarias para pesar cualquier cantidad de kilos entre 1 y 40, ambas incluidas (sin admitir fracciones).
[* En el texto original son libras]
Aunque no se dice explícitamente en el texto del problema, se está refiriendo a que las pesadas se realizan con una balanza de dos brazos, o respectivamente de dos platos, de forma que los pesos se pueden colocar en cualquiera de los dos platos para conseguir obtener el peso que se desea (similar a la que podemos ver en la siguiente imagen, aunque con la licencia de que la de la imagen no aguantaría los pesos de los que estamos hablando). Así, si se tiene una pesa de 9 kilos y otra de 5 kilos, se pueden pesar 4 kilos de naranjas, poniendo en uno de los platos la pesa de 9 kilos y en el otro la pesa de 5 kilos con las naranjas. Matemáticamente, estamos realizando la operación resta, 9 kilos – 5 kilos = 4 kilos.
Es decir, dadas unas pesas con unos determinados pesos, se puede conseguir pesar cualquier cantidad obtenida como suma o resta de los valores de las pesas.
Balanza de dos brazos, o dos platos
En el libro 100 Great Problems of Elementary Mathematics se plantea esencialmente el mismo problema, aunque en el enunciado se incluye ya la información de que son 4 pesas, con una literatura un poco más atractiva para un lector general.
Problema: Un mercader tenía una pesa de 40 kilos*, pero se le cayó y se rompió en 4 piezas distintas. Cuando se pesaron las piezas se comprobó que cada una pesaba una cantidad exacta de kilos y que entre las cuatro se podía pesar cualquier cantidad de kilos* entre 1 y 40. ¿Cuántos kilos* pesan cada una de las piezas?
Portada del libro de Claude Gaspard Bachet de Méziriac, “Problèmes Plaisants et Délectables, qui se font par les nombres” (1612)
Razonemos de forma similar a como lo hizo Bachet hace 400 años. La idea de Bachet es empezar con dos pesas de formas que podamos pesar cualquier cantidad entre 1 y n, para n lo más grande posible. Es evidente que la solución son dos pesas de 1 y 3 kilos, con las que se pueden conseguir los pesos entre 1 y 4 kilos:
1 = 1, 2 = 3 – 1, 3 = 3 y 4 = 1 + 3.
Recordemos que sumar significa poner las pesas en el mismo plato, mientras que restar significa ponerlas en platos distintos.
Sin embargo, para otras cantidades habríamos tenido la misma cantidad de pesos, pero no comprendidos entre 1 y n. Por ejemplo, con pesas de 2 y 3 kilos se obtienen 1, 2, 3 y 5 kilos, pero no 4 kilos.
Ahora, habría que ver que pesa añadir para obtener todos los pesos entre 1 y n, para n más grande que 4. Como tenemos ya las dos pesas de 1 y 3 kilos, y hemos conseguido pesar todos los pesos entre 1 y 4 kilos, tenemos que tomar una pesa cuya diferencia con el máximo conseguido hasta ahora, 4 kilos, sea el siguiente peso, 5 kilos (por lo tanto, 9 kilos, ya que 9 – 5 = 4, o lo que es igual, 9 = 2 x 4 + 1), ya que así se consiguen todas las cantidades desde 5 kilos hasta dicha cantidad, 9 kilos, al ir restando de 9 kilos (es decir, poniendo en el otro plato) todas las cantidades desde 1 hasta 4:
5 = 9 – 4 = 9 – (1 + 3), 6 = 9 – 3,
7 = 9 – 2 = 9 + 1 – 3, 8 = 9 – 1, 9 = 9.
Pero además, también podemos conseguir todos los pesos entre 9 y 9 + 4 = 13 kilos:
10 = 9 + 1, 11 = 9 + 2 = 9 + 3 – 1,
12 = 9 + 3, 13 = 9 + 4 = 9 + 3 + 1.
Por lo tanto, con 3 pesas de 1, 3 y 9 kilos se consiguen todos los pesas entre 1 y 13 kilos.
El número 13 en una tipografía creada por Jamie Clarke, con Elliot Jay Stocks, para 8 Faces Magazine
De hecho, estamos estableciendo el método general. Supongamos que tenemos pesas A, B, C,… con las que conseguimos pesar desde 1 a n kilos. Ahora consideramos una nueva pesa P de p kilos, que excederá a n en exactamente n + 1 kilos (para poder conseguir todas las cantidades intermedias), es decir, p – n = n + 1, o equivalentemente, p = 2 n + 1. Y de esta forma es posible pesar desde 1 hasta p + n = 3 n + 1 kilos.
En consecuencia, la siguiente pesa, la cuarta, tendrá 2 x 13 + 1 = 27 kilos, y nos permitirá contar hasta 3 x 13 + 1 = 40 kilos. Por lo tanto, la solución del problema es que se necesitan 4 pesas, cuyos pesos son 1, 3, 9 y 27 kilos, respectivamente.
Página del libro de Claude Gaspard Bachet de Méziriac, Problèmes Plaisants et Délectables, qui se font par les nombres (1612), en el que se propone y resuelve el problema de las pesas
Como la construcción que hemos dado es general, podemos plantearnos cuál sería el valor de la siguiente pesa y hasta que cantidad conseguiríamos pesar. La pesa tendría un valor de 2 x 40 + 1 = 81 kilos y se podría pesar con las 5 pesas hasta 3 x 40 + 1 = 121 kilos.
Llegados a este punto seguro que nos hemos dado cuenta de que las cantidades de las pesas son las potencias de 3, es decir, 1 = 30, 3 = 31, 9 = 32, 27 = 33 o 81 = 34. De hecho, no es difícil demostrar que las pesas van a ser de 30, 31, 32, …, 3k kilos y el peso máximo que se puede conseguir con ellas es 30 + 31 + 32 + … + 3k. Además, esta última expresión, utilizando la formula de la suma finita de potencias, es igual a (3k+1 – 1) / 2.
Con cinco pesas cuyos valores sean 1, 3, 9, 27 y 81 se pueden pesar todas las cantidades entre 1 y 121 kilos. Números representados con la fuente Tropical, diseñada por Alejandro Paul Joluvian, en 2017
Pero podemos plantear la solución del problema de pesas de Bachet de Méziriac de otra forma, como aparece en el excelente libro Famous puzzles of Great Mathematicians. Teniendo en cuenta que si ponemos las pesas en un plato u otro la cantidad de las mismas se suma o se resta, la idea es representar cualquier cantidad C, entre 1 y 40, de la siguiente forma
C = a1p1 + a2p2 + … + ampm,
donde p1, …, pm son los valores de las pesas y los coeficientes ai toman los valores -1 (si se coloca la pesa de valor pi en el plato de la balanza en el que está el objeto que queremos pesar), 0 (si no se utiliza la pesa pi) y 1 (si se coloca la pesa de valor pi en el plato contrario al que está el objeto que queremos pesar).
Como los coeficientes ai pueden tomar tres valores diferentes, -1, 0, 1, la expresión anterior nos sugiere que utilicemos un sistema en base 3. Es decir, los pesos serían p1 = 30 = 1, p2 = 31 = 3, p3 = 32 = 9,… y las cantidades obtenidas serían (las colocamos ahora en orden inverso)
C = am 3m – 1 + am – 1 3m – 2 + … + a3 32 + a2 31 + a1 30,
que como número en el sistema en base 3 se representa (amam – 1 … a3 a2 a1)3. Y permite representar todos los números hasta (1 1 … 1 1 1)3. Por ejemplo, para m = 5 pesas, el máximo número representado es (1 1 1 1 1)3 = 34 + 33 + 32 + 31 + 30 = (35 – 1) / 2 = 121.
Por ejemplo, el número 65 se representaría como
65 = 1 x 81 + (– 1) x 27 + 1 x 9 + 1 x 3 + (– 1) x 1.
Página del libro Mathematical recreations and essays (1892), de W. W. Rouse Ball, en la que se incluye el problema de las pesas de Bachet, con sus dos variantes, y se inicia su resolución
El matemático y abogado británico W. W. Rouse Ball recoge el “problema de las pesas de Bachet” en su célebre libro Mathematical recreations and essays – Recreaciones matemáticas y ensayos (1892). En el mismo plantea dos opciones para el problema, la original en la que se pueden colocar las pesas en ambos platos de la balanza, y cuya solución sabemos que está formada por pesas con valores potencias de 3, es decir, 1, 3, 9, 27, y la otra en la que solo se pueden colocar las pesas en el plato opuesto al plato en el que se coloca el objeto que se quiere pesar. En esta segunda variante las pesas se pueden poner o no, luego solo tenemos la opción de que se sumen o no, pero no que se resten, en conclusión tenemos un sistema binario y la solución son las potencias de 2 para las pesas, 1, 2, 4, 8, 16, 32.
Sin embargo, el problema de las pesas de Bachet de Méziriac tiene un origen mucho más lejano en el tiempo. La primera vez que aparece, que se tenga constancia, es en el Liber Abaci – Libro del ábaco (1202) de Leonardo de Pisa, conocido como Fibonacci. En la edición de 1857 de Baldassarre Boncompagni es el problema “De IIIIer pesonibus, quorum pondus erat librarum quadraginta” que aparece en la página 297 del volumen 1.
Página de la edición de Baldassarre Boncompagni de 1857 del “Liber Abaci” (1202) de Leonardo de Pisa, en la que aparece el problema de las cuatro pesas para conseguir todos los pesos entre 1 y 40
 
“Bosque de números” (2017), de Emmanuelle Moureaux en The National Art Center, Tokyo. Gracias a @molinos1282
Bibliografía
1.- Heinrich Dörrie, 100 Great Problems of Elementary Mathematics, their history and solution, Dover, 1965.
2.- Claude Gaspard Bachet de Méziriac, Problèmes Plaisants et Délectables, qui se font par les nombres, 1612.
3.- Miodrag S. Petrovic, Famous Puzzles of Great Mathematicians,AMS, 2009.
4.- W. W. Rouse Ball, Mathematical recreations and essays, Macmillan and Co., 1892.
5.- Leonardo de Pisa, Liber Abaci (1202), volumen 1 de la edición Baldassarre Boncompagni, 1857.
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 Un problema clásico de pesas se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.
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Eskuin ala ezker, bizkarrezur muinaren arabera
Zerk egiten gaitu eskuin edo ezkerti? Zer dela eta dugu gehienok esku eskuinaz idazteko joera, eta zergatik dira gutxi gorabehera hamarretik bat baino ez, gauza bera ezkerraz egiten dutenak? Oraindik erantzun zehatzik ez duten galderak dira, baina honetan guztian garunak zerikusia izan behar duela eman da ontzat aspalditik. Bada, ikerketa berri baten arabera, akaso gakoa ez dago burmuinean; edo ez hor bakarrik, behintzat. Lepoan behera egin, eta eskuin edo ezkerti izateko funtsa bizkarrezur muinean egon daitekeela ondorioztatu dute Bochumgo Ruhr Unibertsitatean (Alemania) egindako ikerketa batean.
1. irudia: Zer dela eta idazten dute batzuek ezker eskuaz? Bizkarrezur muinean egon daiteke gakoa. (Argazkia: *Physalis / CC BY-SA 2.0) Lan honetan egiaztatu dutenez, fetuak aste gutxi batzuk baino ez dituenean ere, haren bizkarrezur muinak daukan jarduera genetikoa asimetrikoa da dagoeneko. Asimetria hori eskuina ala ezkerra aukeratzearekin lotuta dagoela uste dute ikertzaileok, eta horregatik, bizkarrezur muina jarri dute auzi honen erdian. Hala ere, goizegi da burmuinaren rola baztertzeko, eta litekeena da, gainera, biak ala biak faktore osagarriak izatea. Ikerketa honen berri eLife aldizkarian eman dute.
1980ko hamarkadan egin izan ziren ultrasoinu eskanerren arabera, haurdunaldiaren zortzigarren asterako, fetuan nabaria da hasia dela hautua: ezker ala eskuin, lehentasuna ematen zaio bi eskuetako bat mugitzeari. Are gehiago, hamahirugarren asterako, oraindik osatzen ari den haurrak nahiago du hatz lodi bat xurgatu bestea baino, aurrez egin izan diren ikerketek erakutsi dutenez.
2. irudia: Judith Schmitz and Sebastian Ocklenburg ikertzaileak. (Argazkia: © RUB, Marquard) Besoaren mugimenduak garuneko kortex motor ataletik abiatzen dira. Burmuinak seinalea igortzen dio bizkarrezur muinari, eta honek itzulpen lanak egiten ditu, agindua mugimendu bihurtuz. Fetuaren hastapenetan, baina, kortex motorra ez dago bizkarrezur muinari konektatuta, eta lotura hori osatu baino lehen ere, badirudi hasiak direla eskuinaren ala ezkerraren aldeko lehen zantzuak. Argudio hori baliatu dute hemen, bizkarrezur muinari erreparatzeko. “Fetuek asimetria nabarmenak dituzte besoen mugimenduetan, kortex motorrarekin lotura funtzionala gertatu aurretik ere. Horregatik, oso litekeena da muineko geneen espresioan dauden asimetrietan egotea honen guztiaren oinarri molekularra”, defendatu dute artikuluan.
Hain zuzen, haurdunaldiko zortzi eta hamabigarren asteen artean zeuden bost giza fetu aztergai hartu, eta haien bizkarrezur muineko geneen espresioari behatu diote lan honetan. Hala, egiaztatu dutenez, zortzigarren asterako, antzemateko moduko desberdintasunak zeuden bizkarrezur muinaren alde bietako gene kopuruaren espresioan. Alde horiek, gainera, besoen eta hanken mugimenduak kontrolatzen dituzten bizkarrezur muinaren ataletan ageri ziren, zehazki. Ikerketan iradokitzen denez, ingurune faktoreek eragingo lituzkete gorabehera horien gene jardueran, epigenetikaren bitartez.
Erreferentzia bibliografikoa:
Sebastian Ocklenburg et al. Epigenetic regulation of lateralized fetal spinal gene expression underlies hemispheric asymmetries. eLife, 2017, DOI: 10.7554/eLife.22784
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Egileaz: Amaia Portugal (@amaiaportugal) zientzia kazetaria da.
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#Naukas16 Viajando en el tiempo y en el espacio
Uno de los grandes acontecimientos científicos de 2016 fue la detección de ondas gravitacionales. Y Francis Villatoro lo tenía que contar.
Edición realizada por César Tomé López a partir de materiales suministrados por eitb.eus
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Entradas relacionadas:Paracelso y los médicos espagiritas (3)
No está claro de dónde se sacó Paracelso el tratamiento para la sífilis a base de mercurio. Pudo haberlo aprendido en alguno de sus viajes; hay indicios, por ejemplo, de que en la India algunos iatroquímicos recomendaban mercurio para la enfermedad de los portugueses (sífilis). Pero perfectamente el descubrimiento pudo ser un caso de serendipia dado que Paracelso había extendido la dualidad mercurio-azufre tan habitual en los textos alquímicos musulmanes a la tria prima (la Santísima Trnidad), consistente en mercurio (alma), azufre (espíritu) y sal (cuerpo), y experimentaba con ella siempre que tenía ocasión.
Pero, si bien había tenido un éxito mayúsculo con el tratamiento de la sífilis, no se suele hacer mención de la cantidad considerable de gente a la que pudo perjudicar haciendo experimentos con pócimas y mezclas que, no solo no eran efectivas, sino manifiestamente tóxicas.
Con todo, Paracelso era un gran observador y algo aprendía siempre de todos los pacientes a los que trataba. Por ejemplo, describió la relación existente entre niños con cretinismo (una enfermedad congénita asociada a una deficiencia en la glándula tiroides) y padres con bocio (un aumento de tamaño de la glándula tiroides). De hecho, la mayor contribución de Paracelso a la medicina, sin duda, es la idea de que los médicos deben actuar sobre lo que observan más que seguir ciegamente lo que diga la autoridad.
Sus éxitos le dieron la confianza (algo de lo que, por otra parte, nunca anduvo escaso) para criticar abiertamente a los médicos de su época y señalar públicamente su ignorancia y codicia. Sin embargo, de los iatroquímicos (a los que él se refiere como médicos espagiritas, donde espagiria es un término inventado por él para referirse a la producción de medicamentos por métodos alquímicos) dice lo siguiente:
“Alabo a los […] médicos espagiritas, porque no se asocian con gandules o van por ahí majestuosos en su satenes, sedas y terciopelos […] sino que están a su trabajo junto al fuego pacientemente noche y día. No se dedican a pasearse, sino que buscan su entretenimiento en el laboratorio, usan vestidos sencillos de piel y mandiles de cuero en los que limpian sus manos [porque] introducen sus dedos entre los carbones, en la suciedad y la basura y no en anillos de oro. Están manchados de hollín y suciedad como los herreros y los carboneros, y por tanto lucen poco […] no alaban sus remedios sin mesura, ya que saben que el trabajo debe alabar al maestro y no el maestro al trabajo. […] Por tanto se dejan de todas esas cosas y se ocupan de trabajar con sus fuegos y de aprender los pasos de la alquimia”
Frobenius poco antes de caer enfermo
Entonces, alrededor de 1525, cuando Paracelso se acercaba a los cuarenta, tuvo la fortuna de ser llamados a consultas a Basilea por Johann Froben (Frobenius) a causa de una importante infección en la pierna, un humanista y editor de enorme influencia. La infección era de tal entidad que se consideró la amputación para salvar su vida, pero Paracelso recomendó un tratamiento mucho menos drástico y Frobenius, por la razón que fuese, sobrevivió, llevándose Paracelso el mérito. Esto junto a los consejos médicos que dio a un buen amigo de Frobenius, y visitante en esos momentos, llamado Erasmo de Rotterdam, fue lo que le consiguió a Paracelso el puesto de médico municipal en Basilea.
Poco después comenzó a dar clases de medicina en la universidad. Y aquello fue la revolución.
Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance
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Bataioak, errekorrak, Rosetta eta bestelako gailuak: 2016ko kimika
Zer esanik ere ez, hautaketak egitean beti baztertzen dira gauzak. Horregatik, barkamena eskatzen dut aldez aurretik, hemen aipatutakoak dozena erdi lorpen baino ez dira eta. Gainera, horietatik batzuk, kimikari ez ezik, zientzia eta teknologiako arlo askori daude atxikita.
Jarduera ofizialen artean, sei elementu berrien “bataioa” dugu aipagarriena (1. Irudia). IUPAC (Union of Pure and Applied Chemistry) da taula periodikoko elementu kimikoez arduratzen den erakundea, eta horrek izen ofiziala jarri die 113, 115, 117 eta 118 elementuei. Guztiak ez dira jaio berriak. Izan ere, moskovioak (Mc ikurra eta 115 zenbaki atomikoa dituena), lehenbizikoz jaunartzeko adina gainditua du, 2004an deskubritu zutelako. Tenesoa (Ts, 117), pixka bat zaharragoa da, 2010ekoa, hain zuzen ere. Nihonioa (Nh, 113) eta oganesona (Og, 118), gaztetxoenak, kinta berekoak dira: 2015ekoak, hain justu ere. Horrela, dagoeneko 7. periodoa beteta dago taula periodoan. 1869an Mendeleyevek proposatu zuen taula periodiko “modernoa”, eta orduan 60 elementu ezagutzen ziren. Kimikari errusiarra harrituta egongo zen egun, kopurua bikoiztu delako ia ia.
1. irudia: Taula periodiko berriena. Kimikan errekorrak ere hausten dira. Izan ere, 2016an bi marka jausi dira: espezie neutro polarrena eta base sendoena. Lehen kasuan, aurreko errekorra hurbila zen: 2015ekoa, hain zuzen ere. Izan ere, O’Hagan eta laguntzaileek (University of St. Andrews, Eskozia) 1,2,3,4,5,6-hexafluoroziklohexanoa prestatu zuten eta bera jo zuten molekula polarrentzat
Baina txapela denbora laburrean egon da eskoziarren buruetan. Izan ere, urte bat geroago Alemaniako Max Planck Institutuko Müllen eta laguntzaileek bentzeno hexaordezkatu bat sintetizatu zuten, eta aurreko konposatua baino basikoagoa suertatu zen. Txapeldun berriaren izenak (hots 5,6-diaminobentzeno-1,2,3,4-tetrakarbonitriloak) erakusten du horren zergatia. Alegia, karbonitrilo talde elektronegatiboek eta amino talde elektropositiboek molekularen kontrako muturretarantz bideratzen dute karga-banaketa, eta horrela molekulan behin-betiko dipolo sendoa sortzen da. Bigarren errekorra hausteko denbora luzeagoa behar izan da, 2008an gertatu baita haustura.
Tian eta laguntzaileek (University of Sydney, Australia) litio monoxido anioia sintetizatu zuten, eta urrezko domina lortu zuten espezie basikoen artean. Zortzi urte geroago, podiumetik bota zuten litioaren anioia. Garaile berria beste bentzeno ordezkatu bat da (anioi orto-dietinilbentzilikoa), baina domina Australian geratu zen. Izan ere, zientzialariak hainbat unibertsitatekoak dira, Sydneykoa barne.
Rosetta, izen erromantikoa da, eta agian horregatik jarri zioten izen hori espaziora bidali zuten zundari 2004an. Hamar urteko bidaia egin behar izan zuen Rosettak 67P/Churyumov-Gerasimenko kometara iritsi ahal izateko baina lortu egin zuen, eta geroztik lanean dabil. Han aurkikuntza harrigarria egin zuen 2016an: glizina aminoazidoa eta fosforoa detektatu zituen. Aurkikuntzaren garrantzia erraz ulertzen da kontuan izanda bi osagai horiek ezinbestekoak direla DNAn zein zelulen mintzetan.
Beti ere gailuen esparruan, eta litio-baterietan egindako aurrerakuntzak aipatu behar dira. Bateria hauek aplikazio anitzetan erabiltzen dira, baina arriskutsuak dira sua har dezaketelako. Hori ekiditeko, Chen eta laguntzaileek (Stanford University, Estatu Batuak) polimero hedakor bat garatu dute, elektrodoetan jartzeko. Sistema konplexua da: polietilenoa eta grafenoz estalitako nikel partikulak. Gailua berotzen denean, polietilenoa hedatu egiten da, eta sistemak ezin du lan egin. Horrela, bateria berriz abian jarri ahal izateko, tenperatura jaitsi egin behar da.
2016ko kimikako aurkikuntza garrantzitsuenak aipatu nahian, ezin da ahaztu Nobel saria. Saritutako aurkikuntzak ez dagozkio igaro den urteari ez ezik, hainbat urtean zehar egindako lanari ere badagokio. Zientzialariak dira Jean-Pierre Sauvage (Frantzia), Fraser Stoddart (Erresuma Batua) eta Bernard Feringa (Holanda), eta hirurek garatu dituzte makina molekularrak. Nanogailu hauen funtzioak asmatzen gabiltza dagoeneko (2. Irudia).
2. Irudia. Makina molekularra DNAren hariak banatzen. Beraz, aukeratutako dozena erdi elementu bataiatu berri horretan baditugu bi errekor hautsi, eta hiru gailu (Rosetta, litio-bateriak eta nanomakinak). Ikusteko dago 2017ak dakarrena…
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Egileaz: Gotzone Barandika UPV/EHUko Kimika Ez-Organikoko irakaslea da.
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Los animales
Los animales –humanos incluidos, por supuesto- son sistemas orgánicos autoorganizados cuya estructura permanece en el tiempo, o se modifica a lo largo de su desarrollo de acuerdo con un patrón preestablecido. Hasta que mueren, claro está.
El genoma porta, de forma codificada, las instrucciones a partir de las cuales se forma y funciona cada individuo. Incluye, por lo tanto, las instrucciones que determinarán, en interacción con las condiciones ambientales, el modo en que desempeñe sus funciones. Éstas pueden agruparse en las siguientes categorías: (1) mantenimiento de la integridad estructural y funcional del organismo; (2) adquisición y procesamiento de los recursos necesarios para producir copias de sí mismos; y (3) control de los procesos implicados en las funciones anteriores y en las relaciones (del tipo que fueren) con el resto de organismos del mismo o de otros linajes.
Hay muy pocas características animales que puedan ser consideradas realmente universales. Todos son organismos pluricelulares; sus células son eucariotas; y tienen un modo heterótrofo de alimentación, o sea, necesitan materia orgánica procedente de otros organismos. Casi todos se reproducen sexualmente (aunque unos cuantos son capaces de hacerlo asexualmente también) y unos pocos sólo se reproducen mediante partenogénesis. La inmensa mayoría han de ingerir el alimento, ya que no pueden absorberlo directamente del exterior, como hacen los hongos. Casi todos tienen metabolismo aerobio. Y casi todos disponen también de un sistema de control e integración. Muchos tienen capacidad de desplazamiento.
Los animales intercambian materia y energía con el exterior y sobre ese intercambio ejercen grados variables de control. El intercambio de materia puede estar relacionado con la economía de agua y sales. También puede tratarse de procesos implicados en la renovación de los componentes estructurales y la generación de nuevas estructuras (somáticas o reproductivas), o de la provisión del oxígeno y la energía necesarios para generar las moléculas de alto contenido energético –ATP principalmente- con las que alimentar las actividades propias del animal, tanto internas como externas.
Como en el resto de seres vivos, para comprender la biología de los animales es preciso tener en cuenta que los que existen hoy son el (hasta ahora) último eslabón de un linaje que se remonta a un antepasado común en el origen de la vida. No es posible fijar con exactitud el momento en que aparecieron pero se puede aventurar que ocurrió hace unos sesicientos millones de años. A lo largo de los tiempos han ido apareciendo nuevos linajes, a los que agrupamos bajo diferentes categorías a efectos taxonómicos, y han ido despareciendo otros. La categoría taxonómica básica es la especie, y está formada por el conjunto de individuos que pueden reproducirse entre sí dando lugar a descendencia fértil1. Los individuos de un mismo linaje presentan siempre una cierta variabilidad genética, provocada por efecto de las mutaciones y de la recombinación entre los genomas de los gametos que se unen para dar lugar a un nuevo individuo. Y pueden aparecer nuevos linajes por efecto de la selección natural y la deriva genética.
Decimos que los animales (individuos o linajes) se adaptan a unas determinadas condiciones cuando sus características fenotípicas son más adecuadas (para su desempeño bajo las referidas condiciones) que las anteriores a producirse la adaptación en cuestión. Ésta puede consistir en una respuesta de carácter fenotípico (de tipo fisiológico o etológico) de un individuo a un cambio ambiental, o en la aparición de una variante génica más adecuada que la anterior para el desempeño de los animales que la poseen; esta segunda modalidad, al contrario que la primera, se refiere a procesos que cursan a través de generaciones. En ambas acepciones del término es clave la noción de “adecuación” o, más propiamente, “aptitud”. Una adaptación siempre conlleva una mejora de la aptitud, y como consecuencia de ello, el individuo o el linaje que experimenta esa mejora se ve favorecido en términos de potencial reproductivo. O sea, es capaz de producir un mayor número de descendientes.
Teniendo en cuenta lo anterior, decimos que un determinado rasgo o una respuesta biológica tienen valor adaptativo cuando propician una mejora de la aptitud. No todos los rasgos animales son consecuencia de una adaptación. También decimos que sobre los animales actúan presiones selectivas; una presión selectiva es un factor, del tipo que sea, susceptible de inducir variaciones en el grado de aptitud de los individuos pertenecientes a un determinado linaje y, por ello, favorecer las variantes génicas que proporcionan mayor aptitud, provocando un aumento de su frecuencia en ese linaje.
La adecuación (o aptitud) no es estable a lo largo del tiempo, sino que depende de las circunstancias ambientales a las que se encuentran sometidos los animales. Si esas circunstancias cambian, la aptitud también puede hacerlo. Bajo esas condiciones pueden producirse adaptaciones, en forma de respuestas biológicas en plazos de tiempo cortos (en todo caso inferiores al periodo de vida de los individuos), que permitan mantener o mejorar la aptitud. Y en plazos más extensos de tiempo (más que el periodo vital de los individuos) también pueden producirse adaptaciones de base genética, si alguno o algunos individuos de un determinado linaje cuentan con una variante genética que proporciona un mayor grado de aptitud. Como consecuencia de ello, esa variante acabaría siendo la más abundante en los miembros del linaje o, incluso, la única, pues esos individuos tendrían una mayor descendencia y el rasgo ventajoso se acabaría extendiendo a todo el grupo.
Nota:
1No obstante, esa definición de especie tiene algunos problemas a la hora de llevarla a la práctica.
Sobre el autor: Juan Ignacio Pérez (@Uhandrea) es catedrático de Fisiología y coordinador de la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU
El artículo Los animales se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.
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Nortasun-nahasteak ebaluatzeko tresnen itzulpena
DSM-5eko nortasun eta nortasun nahasteen lan taldeak, nortasunaren psikopatologiaren ebaluazio eta diagnostikoan birformulatze esanguratsua gomendatu zuen 2010ean. Formulazio berri honetan, garrantzia eman zitzaion diagnostiko hau testuinguru desberdinetara egokitzeari, pertsonarteko harremanei eta banakoaren identitatearen narriadurari. Nortasun nahaste kategoria kopurua murriztu eta eredu kategoriala dimentsio ereduarekin konbinatu egiten da formulazio berri honetan.
Irudia: Gaixotasun mentalen lehen sailkapena (DMS – Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders) 1952. urtean publikatu zen. Ondoren beste bost errebisio egin dira. Errebisio horietan zenbait nahaste mental kendu edo gehitu dira, egon diren beharren arabera. Azkeneko edizioa 2013. urteko maiatzean argitaratu zen. DSM-5eko lan-taldeen arabera garrantzitsua da landa ikerketak egitea pazienteak modu egokian diagnostikatuak izan daitezen, eta nahasterik ez daukatenak akats moduan diagnostikatuak izan ez daitezen. Landa ikerketen bitartez, tresna hauek testuinguru desberdinetan eta profesional desberdinengan frogatzen dira, eta horrela tresnen fidagarritasuna handiagotzen da. Ikerketa honen bitartez, Euskal Herrian hartutako lagin batean, DSM-5aren tresna berri hauek balioztatzeko landa ikerketa bat egin da. Euskal Herriak herrialde elebiduna izatearen berezitasuna dauka, horregatik eskala eta tresna hauek euskarara itzultzearen garrantzia ikusi da, batez ere, euskara ama hizkuntz bezala duten ebaluatzaile eta gaixoentzat.
Datu bilketa, Euskal Herriko instituzio desberdinetan egin zen eta 32 paziente euskaldunek parte hartu zuten. Tresna originalak euskaratzeko, “Back-Translation” metodologia erabili zen, metodologia honen bitartez kalitatezko itzulpenak lortzen baitira. Metodo honen bitartez, tresna originalak hizkuntza batera itzultzen ditu itzultzaile batek. Ondoren, bigarren itzultzaile batek berriro itzultzen du tresna hau jatorrizko hizkuntzara. Azkenik, hirugarren ebaluatzaile batek jatorrizko testua berriro itzulitako testuarekin konparatzen du, esanahi bera dutela egiaztatzeko. Modu honetan, kalitatezko itzulpenak lortzen dira.
Kasu honetan, tresnen aplikaziorako, test-retest metodologia erabili zen, hilabeteko tartea utzita bi frogen artean. Bestalde, DSM-5eko lan taldearen aholkuak jarraituz, kappa estatistikoak egin ziren, bi elkarrizketen arteko nortasun nahaste mota eta funtzionamendu mailen arteko harremanak neurtzeko eta Wilcoxonen proba bilateralak egin ziren ezaugarri eta eremuekin, bi laginen banaketa berdina zen ala ez egiaztatzeko.
Ikerketaren ondorioek erakusten dutenez, alde batetik, “Back-Translation” metodologiaren bitartez, euskarara itzulitako DSM -5eko tresnek, jatorrizkoen esanahi berdina dute. Bestalde, tresna berri hauek guztiz ulergarriak eta erabilgarritasun errazekoak dira ebaluatzaile trebatuentzat. Amaitzeko, tresna berri hauek eduki baliozkotasuna daukate eta, DSM-IVkoak baino askoz zehatzagoak direla baieztatu daiteke.
Guzti honekin, DSM-5eko nortasun nahasteen inguruan sortu diren irizpide berriak aztertu dira eta Euskal Herrian hartutako lagin batean baliagarriak direla frogatu da. Gaur egun, irizpide berri hauek DSM-5 eskuliburuaren hirugarren sailean agertzen dira, hots, ikertzeko bidean dauden tresnen sailean.
Artikuluaren fitxa:- Aldizkaria: Ekaia
- Zenbakia: 2016. urteko ale berezia, “2013-2014 Euskal Tesien 10 pasarte”
- Artikuluaren izena: DSM5-eko nortasun-nahasteak ebaluatzeko tresnen itzulpena eta balidazioa. Euskal Autonomi Erkidegoan egindako ikerketa bat.
- Laburpena: 2013ko maiatzaren 18an, APAk (Amerikar Psikiatria Elkartea), gaixotasun mentalen diagnostiko eta estatistikaren bosgarren eskuliburua «Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders (DSM-5») publikatu zuen. Eskuliburuaren hirugarren sailean (Neurketa tresna eta eredu berriak), DSM-5eko nortasunaren eta nortasun-nahasteen lan taldeak nortasunaren psikopatologiaren ebaluazio eta diagnostikoan birformulatze esanguratsua gomendatu du. Ikerketa honen bitartez, tresna berri horiek balidatu ditugu Euskal Herrian hartutako lagin batean. Euskal Herriak herrialde elebiduna izatearen berezitasuna dauka; horregatik nabaria da tresna hauek euskarara itzultzearen garrantzia, batez ere, euskara ama-hizkuntza duten ebaluatzaile eta gaixoentzat.
- Egileak: Naiara Ozamiz, Agurtzane Ortiz, Jose Guimon (1943-2016) eta Javier Escobar.
- Argitaletxea: UPV/EHUko argitalpen zerbitzua.
- ISSN: 0214-9001
- Orrialdeak: 87-96
- DOI: 10.1387/ekaia.14518
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Egileaz: Naiara Ozamiz eta Agurtzane Ortiz UPV/EHUko Medikuntza eta Erizaintzako Fakultateko irakasleak eta ikertzaileak dira. Javier Escobar Rutgers Universityko ikertzailea da. Jose Guimon (1943-2016) UPV/EHUko Medikuntza eta Erizaintzako irakaslea eta ikertzailea zen eta psikiatrian aditua.
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Ekaia aldizkariarekin lankidetzan egindako atala.
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Bacterias hospitalarias: resistentes e indetectables
Las infecciones adquiridas en el hospital suponen un problema de salud importante, por los problemas que generan y por la alta resistencia de las bacterias que las ocasionan. Una investigadora de la UPV/EHU ha descubierto que al someter a una de esas bacterias a diferentes procesos de desinfección, algunas células siguen vivas, pero en un estado en el que no son capaces de crecer en medios de cultivo tradicionales. Esto las hace indetectables por los métodos de evaluación de la desinfección, que están basados en ese crecimiento.
Imagen microscópica de la bacteria Acinetobacter baumannii. Foto: UPV/EHU
La bacteria Acinetobacter baumannii es un microorganismo responsable de un gran número de brotes epidémicos en los hospitales de todo el mundo, que es capaz de persistir bajo condiciones adversas durante largos periodos de tiempo, debido a su sorprendente resistencia a la desecación y a antibióticos y desinfectantes. Con el fin de conocer su comportamiento en el medio en el que vive, la microbióloga Zaloa Bravo ha estudiado sus estrategias de supervivencia en diferentes condiciones propias del ambiente hospitalario. Aunque era conocida su resistencia, esta investigadora ha constatado que “mantiene una gran estabilidad y viabilidad en condiciones hostiles durante largos periodos de tiempo, más de 30 días”.
Por todo ello, se considera de vital importancia la utilización y la garantía de los métodos de desinfección de los microorganismos en los hospitales. En su investigación, analizó la efectividad de diferentes métodos de limpieza, tanto métodos que utilizan radiación como el uso de desinfectantes. “Los resultados obtenidos tras la exposición de A. baumannii a estos agentes demostraron que ninguno de los desinfectantes estudiados es capaz de eliminar totalmente a este microorganismo”, explica la investigadora.
Más allá de las bacterias que se eliminan y las que no, uno de los resultados destacables de este estudio es que observó que las radiaciones y ciertos agentes oxidantes provocan la entrada de este microrganismo en el estado Viable No Cultivable (VNC), estado en el que las células no son capaces de crecer en medios de cultivo tradicionales pero sí retienen cierta actividad metabólica, sinónimo de que son células activas. “Se trata del primer trabajo que demuestra la adopción del estado Viable No Cultivable por parte de Acinetobacter baumannii“, declara Bravo. Los microorganismos patógenos en estado VNC, generalmente, no son capaces de producir una enfermedad, pero sí retienen la virulencia y la infección puede comenzar si revierten dicho estado. De hecho, “hay estudios que han demostrado que otros microorganismos son capaces de resucitar de ese estado y comenzar una infección, aunque es cierto que existe cierta controversia sobre este tema entre la comunidad científica”, añade.
La detección de células en estado Viable No Cultivable (VNC) lleva a Bravo a realizar la siguiente reflexión en relación a la evaluación de los desinfectantes: “En los controles que se llevan a cabo en los centros sanitarios, se detecta la presencia de bacterias infecciosas mediante la observación de su crecimiento en medios de cultivo. Pero si quedan células en estado viable no cultivable, es decir, que no son capaces de crecer en esos medios, y por eso consideramos que no están presentes, pero en realidad no es así, quizá ni los desinfectantes ni los métodos de control estén funcionando como se esperaba”.
En este punto, Bravo propone que en los hospitales no tendrían que limitar los análisis de presencia de microorganismos patógenos en el ambiente a determinaciones basadas en el crecimiento en medios de cultivo; “habría que utilizar otros métodos que detecten viabilidad, como la expresión génica, por ejemplo, para poder determinar si están presentes”. También habría que saber si esta bacteria es capaz de revertir el estado VNC y, potencialmente, iniciar un proceso infectivo.
Referencia:
Bravo Z., Orruño M., Parada C., Kaberdin V. R., Barcina I., Arana I. (2016) The long-term survival of Acinetobacter baumannii ATCC 19606T under nutrient-deprived conditions does not require the entry into the viable but nonculturable state. Archives of Microbiology, vol. 198: 398-407. doi: 10.1007/s00203-016-1200-1.
Edición realizada por César Tomé López a partir de materiales suministrados por UPV/EHU Komunikazioa
El artículo Bacterias hospitalarias: resistentes e indetectables se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.
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Ingelesaren entzumen hutsegiteen-bilduma
Irudia: Ingeleseko entzuleen 3.000 ‘entzumen irristaldi’ baino gehiagoko corpusa osatu dute UPV/EHU ikertzaileek. Ikerketa honetan, irakasleek testuingurutik ateratzen dituzte hitzak eta isolaturik eta hondo zarata dagoela aurkezten dituzte. Hondo zarata dagoela, entzuleak pentsa dezake esandakoa ez beste hitz bat entzun duela. Sarritan gertatzen diren hutsegite horiei ‘entzumen irristaldi’ esaten zaie (slips of the ear). UPV/EHUko irakasle María Luisa García Lecumberrik parte hartzen duen talde batek ingelesean ohiko pertzepzio hutsegiteen lehendabiziko corpus handia sortu du, 3.000 terminorekin baino gehiagorekin.
Horretarako, taldeak eskala handiko azterlan bat egin zuen, 212 parte hartzailerekin eta ikertzaileek testuingurutik ateratzen zituzten 300.000 hitz aurkezpenekin baino gehiagorekin (ikertzaileek bereiz aurkezten zituzten hitzak, hondo zaratarekin). Azterlanaren bidez, bat zetozen 3.207 pertzepzio oker identifikatu ahal izan ziren, eta aurretik sekula egin ez den corpus batean bildu (The English Consistent Confusion Corpus). Okerreko pertzepzio bakoitzerako, corpusak honako hauek aurkezten ditu: esandako hitzaren eta hutsegitea sorrarazi zuen hondo zarataren soinu uhinak, entzuleek emandako erantzunak eta esandako eta hautemandako hitzaren transkripzio fonemikoak. Ikusi zen hainbat nahaste mota daudela. Kasu batzuetan, adibidez, garbi dago zaratak ezkutatzen zuela hitzaren zati bat, eta entzuleek zati entzungarriekin bat zetorren beste hitz bat imajinatzen zuten (“wooden” -> “wood” edo “pánico” -> “pan”), edo zati entzungaitzak beste soinu batzuekin ordezkatzen zituzten (“ten” -> “pen” eta “valla” -> “falla”). Beste kasu batzuetan, berriz, hondoko zarataren edo elkarrizketen zatiak gehituz osatzen zuten hitza (“purse” -> “permitted” edo “ciervo” -> “invierno”). Azkenik, entzule bat baino gehiago bat zetozen pertzepzio bitxiak ere aurkitu ziren, zeintzuetan ez zuten inolako antzik esandako hitzak eta ustez entzundakoak (“modern” -> “suggest” edo “guardan” -> “pozo”). Kasu horietan, hizketaren eta zarataren arteko interakzioa askoz ere konplexuagoa da, eta, beraz, interesgarriagoa ere bai.
“Azterlan hauei esker hobeto uler ditzakegu hizketa hautemateko mekanismoak, eta zenbat eta hobeto ezagutu mekanismo horiek, orduan eta hobeto lagundu ahal izango zaie pertzepzio arazoak dituztenei, bai teknikoki bai klinikoki”, azaldu du ikertzaileak. Taldeak gaztelaniako entzumen irristaldien corpus bat kaleratu zuen aurretik, eta hura ere webgune berean kontsulta daiteke. “Bi hizkuntzen artean antzekotasunak eta aldeak daude: gaztelaniak flexio handiagoa du, eta, horren ondorioz, nahaste gehiago sortzen dira bukaeretan; ingelesak, berriz, silababakar gehiago ditu, eta kontsonante gehiago azken posizioan, eta hor oker gehiago gertatzen dira kontsonante bat beste batekin ordezkatzen delako”, gehitu du. Hizkuntza bietan, zarata motaren arabera, hobeto irauten dute soinu eta silaba mota batzuek besteek baino.
Erreferentzia bibliografikoa:
Ricard Marxer, Jon Barker, Martin Cooke, and Maria Luisa Garcia. A corpus of noise-induced word misperceptions for English. The Journal of the Acoustical Society of America Volume 140, Issue 5. DOI: 10.1121/1.4967185.
Iturria:
UPV/EHUko komunikazio bulegoa: Ingeleseko entzuleen 3.000 ‘entzumen irristaldi’ baino gehiagoko corpusa osatu dute.
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No están todas las que son
Imagen: En primer lugar, arriba a la izquierda, Yulua Lermontova, química. Junto a ella, Trinidad Arroyo, oftamóloga. En la imagen inferior Elisa Leonida Zamfirescu, ingeniera. A la derecha de la imagen, Lina Stern bioquímica y fisióloga.
Yulua Lermontova nació en 1847 en San Petersburgo, Rusia. Intentó ingresar en la Academia Agrícola de Petrovskaya pero no fue aceptada por ser mujer. La matemática Sofía Kovaleski convenció a Yulua para que la acompañase a Alemania y seguir allí sus estudios. Fue admitida en el laboratorio de Robert Bunsen. En 1871 se trasladó a Berlín y estudió Química Orgánica en el laboratorio de August W. Hofmann; lo hizo de forma privada pues, pese a las brillantes referencias de los científicos de Heidelberg, en la capital alemana no se le permitió asistir a clase ni trabajar en los laboratorios. Allí se doctoró con Magna cum laude; fue la primera doctora en Química de la historia. A los 28 años Yulua regresó a Rusia y en 1875 fue nombrada miembro de la Sociedad Rusa de Química.
Trinidad Arroyo Villaverde nació en 1872 en Palencia. Quiso matricularse en la Facultad de Medicina de Valladolid pero el rector se negó, contraviniendo la Disposición Real que permitía a las mujeres realizar estudios universitarios desde ese mismo año. El padre de Trinidad recurrió ante la Dirección General de Instrucción Pública y se pudo matricular. Tras licenciarse en Medicina se trasladó a Madrid, donde defendió su tesis sobre oftalmología. A partir de entonces alternó o compaginó la práctica profesional con la docencia e investigación en la Universidad Central, hasta que la Guerra Civil la obligó exiliarse.
Lina Stern nació en Liepaja, en la actual Letonia, en 1878, en una familia judía. Debido a las políticas antisemitas de la Rusia zarista hubo de emigrar a Ginebra, en cuya facultad de Medicina cursó estudios universitarios. En 1925 se trasladó a Moscú, y a partir de entonces dirigió diversas instituciones científicas. En 1939 entró a formar parte de la Academia de Ciencias de la URSS, siendo la primera mujer galardonada con tal reconocimiento. Contribuyó a salvar la vida de miles de combatientes durante la II Guerra Mundial, y en parte por ello -desarrolló un medicamento contra la meningitis tuberculosa- recibió en 1943 el Premio Stalin. En 1949 fue detenida por ser judía y hasta 1952 permaneció en prisión, donde fue torturada en numerosas ocasiones. Conmutada la pena de muerte, fue desterrada a Asia central. A su regreso a Moscú, retomó la labor académica en el Instituto de Biofísica. La URSS silenció sus últimos años de vida.
Elisa Leonida Zamfirescu nació en 1887, en Galati, Rumanía. Intentó cursar estudios de ingeniería en su país pero, por ser mujer, no fue aceptada. No se arredró; fue a Berlín y no sin dificultades -de la misma índole que las anteriores- consiguió matricularse en su Universidad Técnica. En 1912 se graduó con honores, siendo denominada por el decano como “la más diligente de los diligentes”. Zamfirescu llegó a ser nombrada directora de los laboratorios del Instituto Geológico de Rumanía. Ella fue una de las primeras mujeres ingenieras reconocidas de la historia.
El pasado día 11 celebramos el Día Internacional de la Mujer y la Niña en la Ciencia; por eso he traído hoy aquí a estas mujeres. No son más que cuatro ejemplos de las muchas damas brillantes y esforzadas que superaron obstáculos enormes para poder desarrollar una carrera científica o tecnológica. Además de las que forman la breve lista de las que solemos recordar, como Lovelace, Curie, Franklin, Montalcini, Rubin y unas pocas más, en la historia de la ciencia ha habido muchas grandes científicas de las que apenas sabemos nada. Yulua, Trinidad, Lina y Elisa son cuatro de ellas. Representan aquí a esas grandes científicas que lo fueron y lo son, pero que ni estuvieron ni están.
Notas:
(1) Estas breves notas biográficas se han basado en lo publicado en Mujeres con Ciencia sobre Yulua Lermontova, Trinidad Arroyo Villaverde, Lina Stern y Elisa Leonida Zamfirescu.
(2) La publicación de esta anotación se enmarca en las actividades de celebración del Día Internacional de la Mujer y la Niña en la Ciencia que se han desarrollado entre el 6 y el 19 de febrero.
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Sobre el autor: Juan Ignacio Pérez (@Uhandrea) es catedrático de Fisiología y coordinador de la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU
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Una versión previa de este artículo fue publicada en la sección #con_ciencia del diario Deia el 12 de febrero pasado.
El artículo No están todas las que son se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.
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Bakterioa bizi den ingurunean zer portaera duen jakiteko asmoz, bakterioak ospitaleko ingurunearekin lotutako askotariko kondizioetan bizirik irauteko zer estrategia dituen aztertu du UPV/EHUko Zaloa Bravo mikrobiologoak. Ikusi du Acinetobacter baumannii bakteriori hainbat desinfekzio-prozesuz aurre egin arren, zelula batzuek bizirik jarraitzen dutela, nahiz eta ez dira gai ohiko kultibo-inguruneetan hazteko. Ondorioz, zelula horiek ez dira detektatzen desinfekzio-prozesua ebaluatzeko metodoen bidez. Ikerketan, hainbat garbiketa-metodoren eraginkortasuna aztertu zuen, bai erradiazioa erabiltzen duten metodoak, bai desinfektatzaileekin egindako garbiketak. “Lortutako emaitzek agerian utzi zuten aztertutako desinfektatzaile bat ere ez dela gai mikroorganismo hori erabat ezabatzeko”, azaldu du ikertzaileak.
Bakterioek 30 egun baino gehiago iraun dezakete ospitaletako paretetan, gainazaletan eta material kirurgikoan. Elhuyarren ere topatuko duzu informazio osagarria.
NeurozientziaGustuko dugun musika entzuten dugunean, endorfinak (opioide endogenoak) eta dopaminak (neurotransmisoreak) askatzen ditugu; sexuarekin edo janariarekin bezalaxe. Amaia Portugalek jakinarazten digu artikulu honen bidez Quebeceko McGill Unibertsitatean egindako ikerketa batean hori egiaztatu dutela. “Lehenbizikoz erakutsi dugu garunaren berezko opioideek esku-hartze zuzena dutela musikaren plazerean”, dio Daniel Levitin neurozientzialari, musikari eta ikerketa honen arduradunak. Ildo honi jarraiki, naltrexona –garuneko opioideak blokeatzen dituen substantzia– erabili dute esperimentu batean musikak eragiten duen gozamena ere desagertzen den jakiteko. Zein izan zen emaitza? Artikuluan topatuko duzue erantzuna! Ez galdu!
IngurumenaPoluzio-maila altua aurkitu dute itsasoaren sakonenean, 10.000 metro ingurukoetan. Pazifikoko ipar-mendebaldeko eremu industrial poluituenetakoa den Suruga Badiako (Japonia) maila bereko poluzioa neurtu dute fosa horietako krustazeoetan. Ikertzaileek ikusi dute eremu industrialetatik urrun eta hainbesteko sakoneran egoteak ez dituela poluziotik libratzen. Izan ere, krustazeo horietan maila oso altuetan aurkitu dituzte hainbat poluitzaile organiko iraunkor; esaterako, garai batean gailu elektrikoetan erabiltzen ziren PCBak, eta suarekiko erresistentzia handitzeko plastikoetan eta abarretan erabiltzen PBDEak. Elhuyarrek kontatu digu berria.
BiologiaEdinburgoko Unibertsitateko ikertzaile-talde baten arabera, pertsona baten izaera erabat aldatzen da nerabezarotik zahartzarora. Hori ondorioztatzeko, 1950. urtean egindako ikerketa batean oinarritu ziren ikertzaileak. Orduan, 14 urteko 1.208 gaztetxoren izaeraren aldagai jakin batzuk neurtu zituzten; alegia, norberaren buruan konfiantza izatea, saiatua izatea, gogo-aldartearen egonkortasuna, kontzientzia, originaltasuna eta ikasteko grina. 2012an, berriz, parte-hartzaile haietako 174 adinekori neurtu zizkieten 1950ean neurtutako sei aldagaiak. Ondorioz, zenbat eta denbora-tarte handiagoa izan neurketen artean, txikiagoa da emaitzen arteko erlazioa, eta 63 urte ondoren, ez dago ia inongo antzekotasunik.
Eguzki-ekaitzek baleak lehorreratzea eragiten ote duten ikertuko dute NASAk, BOEM Ozeanoko Energiaren Kudeaketa Bulegoak eta IFAW Animalien Ongizaterako Nazioarteko Funtsak elkarlanean. Litekeena da eremu magnetikoa asaldatzen duten fenomenoek zetazeoen nabigazioan eragitea; fenomeno horien artean, eguzki-ekaitzak dira nabarmenenak. Zientzialariek milaka datu dituzte jasota, bai baleen lehorreratzeenak bai eguzki-ekaitzenak. Erlaziorik balego, lotura hori azal ditzaketen arrazoiak ikertuko dituzte.
Juanma Gallego kazetariak ere heldu dio gai honi Berrian. Gertuen dugun izarrak sortutako ekaitzek radarrak itsutu, komunikazio sateliteak hondatu, transformadoreak erre eta GPS sistemak nahas ditzakete. Azken urteotan beste balizko ondorio batek indarra hartu du: eguzki ekaitzek zetazeoen lehorreratzearekin harremana izan dezakete eta hori ikertuko du NASAk. Goddard Espazio Hegaldi Zentroan (Maryland, AEB) lan egiten duen Antti Pulkkinen heliofisikaria arduratuko da ikerketaz eta hala mintzo da: “Teknika estatistikoak erabiliko ditugu bi data multzo horien inguruan harremana ote dagoen ikertzeko”. Ikerketak animalia gehiago salbatzeko bidea irekiko duela espero dute zientzialariek.
Badira itsasoan bizi diren edo bizimodu urlehortarra duten ugaztunak. Esaterako, baleak eta izurdeak. Eta aurreko asteko azalpenarekin lotuta, nondik ateratzen dute hortaz itsas ugaztunek behar duten oxigenoa? Bada, bi bide dituzte. Bata, odola da. Itsas txakurrek, adibidez, masa-unitateko odol gehiago dute gizakiok baino; ia bikoitza. Gainera, oxigeno-kontzentrazioa balio altuagoetara hel daiteke haien odolean. Horrek, hala ere, mugak badituela argitzen digute artikuluan. Izan ere, hemoglobinaren kontzentrazioa oso altua balitz, odolaren biskositatea altuegia izango litzateke, eta horrek lan handiegia emango lioke bihotzari odola ponpatzeko orduan. Hala ere, zenbait itsas ugaztunek badute beste ezaugarri deigarri bat horri aurre egiteko: uretatik ateratzen direnean eritrozito asko kentzen dituzte zirkulaziotik eta barean gorde. Bigarrena, muskulua da. Irakurri osorik artikulua! Ez zarete damutuko!
Euskal Herriko hegaztiei buruzko webgunea sortu du Asier Sarasua biologo eta filologoak: txoriak.eus. Helburu nagusia txorien euskarazko izenak biltzea da eta horien inguruko informazioa ematea. Bi gai jorratuko ditu: batetik ornitonimia (txori izenak), eta bestetik ornitologia (hegaztiak aztertzen dituen zoologiaren adarra).
Emakumeak zientzianMyriam Gorospe biologoarekin hitz egin dute Zientzia Kaieran. Estatu Batuetako Zahartzearen Institutu Nazionalean dihardu ikertzaile (NIA); bertan, gizakiaren zahartze prozesuak argitzen ditu. Madrilen gauzatu zituen ikasketak. Biologia izan zuen hautu –hiru urte igaro zituen Alcalá de Henareseko Unibertsitatean eta bi, Madrilgo Unibertsitate Konplutensean–. Bosgarren urtean beka bat eskatu zuen AEBtako unibertsitate eta azkenean lortu zuen bere eskaera porturatzea: “Beka eman zidaten doktoretza SUNYn (State University of New York) egiteko. 1993. urtean amaitu nuen”. Bere laborategian, gizakiaren zahartzearen oinarri genetikoa, molekularra eta zelularra aztertzen dute: “Zelulek kanpoko estimuluen aurrean garatzen dituzten erantzunen oinarrizko mekanismoak ikertzen ditugu”. Taldeak hauxe du helburu: “Bizitza osasungarria luzatzea eta aldi berean, atzeratzea edo eragoztea gaixotasun kronikoen agerpena; hala nola, neurodegenerazioa, patologia kardiobaskularrak, immunologia-urritasunak eta minbizia”.
AstronomiaOtsailaren 10ean ikusi ahal izan genuen ilargi-eklipse bat. Bada, 2017. urtean beste bat ikusteko aukera izango dugu. Apuntatu data: abuztuaren 7an izango da. Aurreko asteko eklipseari buruzko ezaugarriak Elhuyar aldizkarian irakurgai.
ArgitalpenakArantxa Arzamendik asteon Lucía Taboadaren liburu bat ekarri digu #Hiperkonektatuak (#Hiperconectados): Hiperkonektatuak bizi direnekin hasi eta hamaika ataletan pantailen mundu zabalari errepasoa ematen dio: sare sozialak, sare sozialetako hizkera, Interneten eta Interneti esker egiten ditugun gauzak, wifia, pantailaren menpekotasuna, whatsappa, exhibizionismo birtuala, youtuber belaunaldia, giffak eta memeak, etab. Argitalpen honek oso ondo azaltzen ditu sareari lotuak egotearen abantailak eta desabantailak.
MuseoakBergarako Errege Seminarioko Museoa gertutik ezagutzeko parada izan dugu artikulu honen bidez. Euskal Herrian, zientziaren sorlekua da Museoa. Joseph Louis Proust kimikaria seminarioko irakasle izan zen eta laborategi paregabe bat antolatu zuen. Bertan, Elhuyar anaiek 1783. urtean elementu kimiko berri bat deskubritu zuten: wolframa. Horretaz gain, platinoa xaflakor bihurtzeko metodoa aurkitu zen. Museoan dagoen bildumarik esanguratsuenetakoa zientzia egiteko eta irakasteko tresnak dira, hiru mila objektuk osatzen dute bilduma, eta Euskal Herrian dagoen mota honetako bakarra da.
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Asteon zientzia begi-bistan igandeetako atala da. Astean zehar sarean zientzia euskaraz jorratu duten artikuluak biltzen ditugu. Begi-bistan duguna erreparatuz, Interneteko “zientzia” antzeman, jaso eta laburbiltzea da gure helburua.
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Egileaz: Uxue Razkin Deiako kazetaria da.
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#Naukas16 The Scottish Book
Si eres capaz de convertir café en teoremas lo mismo ganas un kilo de bacon, o algo así. José A. Prado Bassas lo explica mucho mejor.
Edición realizada por César Tomé López a partir de materiales suministrados por eitb.eus
El artículo #Naukas16 The Scottish Book se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.
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Ezjakintasunaren kartografia #147
Berriki gauzatutako ikerketen emaitzen arabera, heldu zein haur elebidunek elebakarrek baino emaitza hobeagoak ateratzen dituzte sineste faltsuetako zereginetan. Hau berori liluragarria da. Are gehiago egiaren ondorengo garaian. José Ramón Alonsok jorratzen du gaia Bilinguals and the theory of mind artikuluan.
Karotenoideak pigmentu erabakigarriak dira bizitzarako eta hau ezagutzen dugun modurako. Estibaliz Urartek diosku zergatik Carotenoids, I see your true colours lanean.
Urrea metal nobleena da. Baina ingurune-kondizioak modu sinple batean aldatuz gero, urreak kimika ikusgarri batekin harrituko gaitu. DIPCko ikertzaileek kontatzen digute: The unexplored chemistry of electronegative gold.
Unibertsoa zer den ulertzeko orduan misterio handi batekin egiten dugu topo: materia. Harrigarria bada ere materia iluna erloju bat erabiliz ikertu daiteke. Víctor Marínek esaten digu nola: Testing alternative Dark Matter hypotesis with a clock.
Nerbio-komunikazioa protesi robotiko berriekin uztartzeko gaitasunak aukera berri zabalak eskaintzen dizkie anputazio jasan dutenei. Aukera berriak eskaintzen dizkie, bai, egiazko ziborgak bihurtzeko. José Ramón Alonsok dakarkigu gaia: A new hope for amputees.
Supereroaleek eskaintzen dituzten aukerak modu bitxian ustiatu daitezke. Zelan? Eroale arruntekin modu egokian konbinatuz. DIPCko ikertzaileek azaltzen digute: How to phase-engineer Josephson topological materials.
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Mapping Ignorance bloga lanean diharduten ikertzaileek eta hainbat arlotako profesionalek lantzen dute. Zientziaren edozein arlotako ikerketen azken emaitzen berri ematen duen gunea da. UPV/EHUko Kultura Zientifikoko Katedraren eta Nazioarteko Bikaintasun Campusaren ekimena da eta bertan parte hartu nahi izanez gero, idatzi iezaguzu.
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El hidrógeno en el Universo (V): Cartografiando las galaxias en hidrógeno atómico
En la investigación en Astrofísica cada vez es más evidente que la información que proviene en “otras frecuencias” diferentes a las que detectamos con los telescopios ópticos convencionales es indispensable a la hora de entender el Cosmos. En las últimas décadas, y gracias a los telescopios espaciales, hemos empezado a explorar el Universo en rayos gamma, rayos X, ultravioleta e infrarrojo medio y lejano, descubriendo cosas fascinantes, desde violentas explosiones de estrellas muy masivas a distancias cosmológicas a la peculiar distribución del polvo interestelar dentro de nuestra Galaxia. Aún así, siguen siendo las observaciones en ondas de radio, que también se pueden observar desde la superficie de la Tierra, las que están cambiando muchas de nuestras concepciones previas de cómo funciona el Universo.
El objetivo de esta serie de artículos ha sido enseñar y describir la enorme importancia que las observaciones radioastronómicas en la línea de 21 cm (equivalente a 1420 MHz) del hidrógeno neutro han tenido y tienen en la actualidad. Gracias a ellas hemos empezado a entender la estructura de la Vía Láctea, hemos investigado la cantidad de gas y la dinámica de las galaxias cercanas (que nos permite medir muy bien la cantidad de materia oscura en ellas) e incluso explorado lo que ocurre en el espacio intergaláctico y cómo interaccionan las galaxias.
No obstante, el entender las características generales del gas neutro existente en las galaxias precisa no observaciones radioastronómicas de unas pocas galaxias individuales sino de datos de cientos, miles, decenas de miles, de galaxias. Los grandes números y los estudios estadísticos son muy importantes en Astrofísica a la hora de encontrar relaciones entre distintos observables que sean consecuencia de los fenómenos y las leyes físicas que gobiernan el Universo. Aquí quiero recordar algo importante: la Astrofísica es distinta al resto de las ciencias. No podemos hacer experimentos. Los astrofísicos observamos la luz que nos llega del Cosmos y, usando los modelos y las simulaciones por ordenador, intentamos explicar lo que vemos. Quizá el ejemplo más famoso de estos “estudios de multitud de objetos astronómicos” es el cartografiado SDSS (Sloan Digital Sky Survey) que, usando un “modesto” telescopio de 2.5 metros de tamaño (Observatorio Apache Point, Nuevo México, EE.UU.) proporciona datos ópticos de millones de estrellas y galaxias. El cartografiado de galaxias de SDSS es, en la actualidad, uno de los trabajos astrofísicos más citados en la literatura científica.
Por este motivo, desde finales del siglo pasado se empezaron a desarrollar catálogos y cartografiados de galaxias observadas en la línea de 21 cm del hidrógeno atómico. Aquí es donde entra en juego el cartografiado HIPASS (“HI Parkes All Sky Survey”). Usando un potente y novedoso receptor (el “21 cm multibeam system”) instalado para tal efecto en el famoso radiotelescopio de 64 metros de Parkes (Australia), HIPASS cartografió casi todo el cielo observable desde este radiotelescopio (71% de todo el cielo) buscando la emisión de HI de galaxias cercanas. HIPASS supuso una revolución para los astrofísicos extragalácticos: se pudieron obtener las propiedades del gas neutro (distancia, cantidad de masa de gas, cantidad de materia oscura, velocidad del gas, como describimos en el tercer artículo de esta serie) de más de 5000 galaxias cercanas.
(Vídeo 1: Visualización que muestra la posición de las galaxias detectadas según la emisión en 21 cm del hidrógeno atómico (en azul), muchas de ellas usando el cartografiado HIPASS, con nuevas galaxias escondidas detrás de la Vía Láctea y descubiertas en 2016 por el equipo liderado por Lister Stavely-Smith (en colores verde-anaranjados). El centro del diagrama representa nuestra Vía Láctea. Crédito: ICRAR.)
Aunque el cartografiado HIPASS se completó en 2002 el análisis de los datos (algo muy complejo para las observaciones en radio) ha llevado más de una década. Aún hoy día se siguen publicando descubrimientos que surgen de estos datos, por ejemplo, nubes de gas difuso alrededor de la Vía Láctea que habían pasado desapercibidas antes, o la detección difusa de gas hidrógeno en galaxias ultra-enanas cercanas descubiertas por cartografiados ópticos profundos como el “Dark Energy Survey” (DES, usando el Telescopio Blanco del Observatorio Inter-Americano de Cerro Tololo, Chile).
Video 2: Animación mostrando la localización de las galaxias descubiertas por Lister Staveley-Smith y colaboradores dentro de la “Zona de Exclusión” dada por el plano de la Vía Láctea. Para ello se usaron observaciones en la línea de 21 cm del hidrógeno atómico con el radiotelescopio de Parkes (Australia) que complementaban a las ya obtenidas con el cartografiado HIPASS. La emisión de las galaxias en colores ópticos, que son los que ven los telescopios convencionales (ondas azules) es completamente bloqueada por el polvo y el gas de la Vía Láctea. Sin embargo, la emisión en radio (ondas rojas) puede llegar hasta nosotros porque no es absorbida por el medio interestelar de la Galaxia. La animación ha usado los datos reales de la posición de las nuevas galaxias detectadas, pero su aspecto (tipo, tamaño y colores) es una representación artística. Crédito: ICRAR, música por Holly Broadbent.
Es más, dado que las ondas de radio no se bloquean por el polvo y el gas de la Vía Láctea, gracias a observaciones con HIPASS se han descubierto centenares de galaxias “escondidas” detrás de la Vía Láctea. El estudio más reciente lo lideró el astrofísico australiano Lister Staveley-Smith (Director de ICRAR, el “International Centre for Radio Astronomy Research”, Perth, Australia) usando datos de HIPASS complementando con nuevas observaciones más recientes. En su artículo científico, publicado a principios de 2016, se presenta la detección de gas hidrógeno en 883 galaxias en la zona del plano de la Vía Láctea. El 51% de estos objetos se han detectado en colores ópticos, pero sólo se tenían distancias espectroscópicas en el óptico al 8% de ellos. Uniendo estos datos con otros similares obtenidos desde el Hemisferio Norte se pudo conocer mejor la distribución de las galaxias en el Universo Local, ayudando a entender lo que son el Gran Atractor y el Vacío Local.
Fig. 1. Vista aérea del radiotelescopio de Arecibo en Puerto Rico. Como la antena, de 305 metros de tamaño y colocada dentro del valle, no se puede mover físicamente, se usa un dispositivo especial movible (cúpula invertida) para apuntar a distintas posiciones del cielo. Con este radiotelescopio se está completando el cartografiado ALFALFA, que busca la emisión de 21 cm del hidrógeno atómico en decenas de miles de galaxias. Crédito: NSF / Wikipedia.
Otro cartografiado en busca del gas atómico de las galaxias usando una única antena de radio es ALFALFA (acrónimo de “Arecibo Legacy Fast ALFA”), que usa el famoso radiotelescopio de Arecibo (Figura 1), de 305 metros de tamaño. Los objetivos que persigue el cartografiado ALFALFA son parcialmente similares a los de HIPASS, pero como el radiotelescopio de Arecibo es mucho más grande que el de Parkes ahora se puede llegar más profundo en distancia y a objetos más débiles y cercanos. Por contra, dadas las características de la antena de Arecibo (que es fija) sólo se puede observar la banda ecuatorial del cielo. Aún así se espera detectar cerca de 25 mil galaxias por su emisión en la línea de 21 cm del hidrógeno neutro.
No obstante, la verdadera revolución a la hora de entender el gas difuso de las galaxias está viniendo por las observaciones usando radio-interferómetros. Durante los últimos 20 años del siglo XX se habían conseguido distintas observaciones de galaxias usando este método, muchísimas gracias al exitoso interferómetro VLA (“Very Large Telescope”, Nuevo México, EE.UU.). Normalmente eran observaciones de galaxias individuales para estudios en concreto, cada una liderada por un pequeño grupo (a veces un par de astrofísicos). En 2001 el astrofísico estadounidense John Hibbard (NRAO, EE.UU.) compiló más de 200 galaxias observadas con interferómetro radio, The HI Rogues Gallery, que dejaban patente la enorme diversidad de patrones y complejidades que mostraba el gas atómico en estas galaxias. Un ejemplo se muestra en la Figura 2, donde se aprecia la peculiar distribución de gas atómico en y alrededor de las galaxias NGC 5719 y NGC 5713.
Fig2. Las galaxias NGC 5719 y NGC 5713 aparecen de forma individual en las imágenes con telescopios ópticos (panel superior) pero las observaciones radiointerferométricas con el VLA usando la emisión en 21 cm del hidrógeno atómico (panel inferior) muestran que el gas de ambas galaxias está conectado. Figura 62 de “The HI Rogues Gallery” compilado por John Hibbard en 2001. Crédito: Langston & Teuben (2001).
Sin embargo, hasta entonces no se tenía un estudio sistemático del gas atómico en galaxias cercanas. Así, y en paralelo, a principios del siglo XXI se iniciaron dos grandes cartografiados de galaxias con el objetivo de profundizar en ellos: THINGS y LVHIS.
El proyecto THINGS (“The H I Nearby Galaxy Survey”), liderado por Fabian Walter (MPIA, Alemania), ha usado datos obtenidos con el radio-interferómetro VLA para analizar una muestra de 34 galaxias cercanas (dentro de lo que se conoce como “Volumen Local”, que tiene un radio de unos 10 Mpc, esto son, unos 32.6 millones de años luz) que ya se habían observado en detalle en otros surveys ópticos e infrarrojos. Los detalles que se han obtenido de cómo el gas está distribuido y se mueve en estas galaxias cercanas son impresionantes y aún se están analizando. La Figura 3 es el póster de las 34 galaxias de THINGS mostrando únicamente la emisión del hidrógeno atómico, que se ha codificado en escala lineal y a la misma resolución espacial.
Fig3 Póster mostrando los datos de la emisión del hidrógeno neutro a 21cm detectada por el interferómetro VLA (EE.UU.) en las galaxias del cartografiado THINGS (“The HI Nearby Galaxy Survey”). Las emisión se muestra codificada en escala lineal y a la misma resolución espacial. Crédito: Cartografiado THINGS, Walter et al.
A pesar de ser sólo 34 galaxias, el cartografiado THINGS cubre desde galaxias de baja masa y pobres en metales a galaxias espirales masivas. Permite resolver estructuras de unos 500 pc de tamaño (1630 años luz), resolviendo los brazos espirales y trazando la estructura fina del gas difuso. Además, los datos de THINGS permiten estudiar la rotación de las galaxias y determinar su masa dinámica, algo que, como ya vimos, es clave para precisar la cantidad de materia oscura en cada una de ellas (otro buen ejemplo se incluye en la Figura 4). Recientemente este trabajo se ha extendido con unas 40 galaxias enanas gracias al cartografiado “Little-THINGS”, liderado por la astrofísica Deirdre Hunter (Observatorio Lowell, Arizona, EE.UU.).
Fig4 Ejemplo más detallado de los estudios usando datos del cartografiado THINGS (“The HI Nearby Galaxy Survey”) mostrando el caso de la distribución y cinemática del gas atómico en la galaxia NGC 2403. El panel superior muestra la combinación de los datos ultravioleta (obtenidos con el satélite GALEX, en púrpura), que señalan las estrellas más jóvenes, e infrarrojos (obtenidos con el satélite Spitzer, en rojo), que marcan las estrellas más viejas, y en la línea de 21 cm del hidrógeno atómico (en azul). El panel inferior muestra la rotación del gas. Crédito: Cartografiado THINGS, Walter et al.
Por otro lado, el proyecto LVHIS (“Local Volume H I Survey”; se pronuncia «Elvis»), dirigido por la astrofísica Bärbel Koribalski (CSIRO, ATNF, Australia), ha mapeado en hidrógeno atómico todas las galaxias del Volumen Local detectadas por el cartografiado HIPASS y que pueden ser observadas desde el interferómetro Australian Telescope Compact Array (ATCA, Narrabri, Australia). Este cartografiado, que consta de unas 80 galaxias, lo conozco muy bien, dado que formo parte del equipo de investigación desde 2006 y yo mismo he realizado muchas de las observaciones y publicado artículos científicos con estos datos.
Los objetivos principales de LVHIS son investigar los alrededores de las galaxias buscando objetos compañeros de baja masa, concretar la rotación del gas atómico, determinar sus masas, estudiar la relación entre el gas y la formación estelar, y establecer una relación entre la velocidad de rotación y la luminosidad en óptico e infrarrojo (algo que se conoce como relación Tully-Fisher). Una muestra de galaxias observadas por LVHIS se presenta en la Figura 5.
Fig5. Distribución (izquierda) y cinemática (derecha) del gas atómico (H I) para 26 galaxias del cartografiado LVHIS (Local Volume H I Galaxies) usando datos obtenidos con el interferómetro ATCA (Australia). Destaca la impresionante distribución de gas atómico en la galaxia M 83 (segundo objeto en columna central). Póster presentado en la conferencia internacional «Galaxies in the Local Volume» celebrada en Sydney en julio de 2007. Crédito: Ángel R. López-Sánchez, Baerbel Koribalski & equipo LVHIS.
Destaca la espectacularidad del gas atómico de la famosa galaxia espiral M 83, que abarca un diámetro de cerca de un grado (la componente estelar visible en óptico es cinco veces más pequeña) y presenta un brazo de marea que sugiere que ha interaccionado con un objeto enano. Al igual que con THINGS los datos de LVHIS aún no están completamente explotados. De hecho, justo estas semanas estamos ultimando el artículo científico que presenta los datos principales del cartografiado y otro que busca entender la formación estelar en estas galaxias.
Acostumbrados a los grandes cartografiados ópticos, que cuentan con centenares de miles de galaxias, estos cartografiados radio-interferométricos en busca del gas atómico que en total incluyen unas 200 galaxias cercanas parecen poco cosa. Pero hay que recordar que observar en radio tiene sus peculiaridades, las técnicas hay que desarrollarlas aún, y el procesado de los datos es mucho más complejo que en óptico. Aún así, en la actualidad se están construyendo nuevos radio-interferómetros que completarán cartografiados profundos del cielo en frecuencias de radio.
En particular, en Australia se está instalando un potente radio-interferómetro, el “Australian SKA Pathfinder” (ASKAP). Con sus instrumentos de última generación, que permiten tanto un enorme campo de visión (30 grados cuadrados a longitudes de onda de 20 cm) como un gran velocidad de observación y un enorme rango dinámico, ASKAP realizará cartografiados de todo el cielo observable desde su posición en la Tierra, el Observatorio Radioastronómico de Murchinson (Australia Occidental). ASKAP tendrá un total de 36 antenas de 12 metros de tamaño (10 de ellas se ven en la Figura 6) y, entre otras cosas, realizará un mapa muy profundo del gas neutro de la Vía Láctea, investigará el origen del magnetismo del Universo (precisando las propiedades de los púlsares y otros objetos compactos), detectará la radiación sincrotrón de unas 70 millones de galaxias hasta unos 8000 millones de años luz de distancia, y encontrará la emisión del gas neutro de más de medio millón de galaxias.
Figura 6. Diez de las 36 antenas del radio-interferómetro ASKAP (Australian Square Kilometer Array Pathfinder) en el Observatorio Radioastronómico de Murchinson (MRO) en Australia Occidental. Crédito: CSIRO.
El cartografiado que usará ASKAP para buscar la detección del hidrógeno neutro en el universo es WALLABY (“Widefield ASKAP L-band Legacy All-Sky Blind Survey”). Coordinado por los astrofísicos Bärbel Koribalski (CSIRO/CASS/ATNF) y Lister Stavely-Smith (UWA/ICRAR), WALLABY observará el 75% de todo el cielo (todo el hemisferio sur celeste y el hemisferio norte celeste desde el ecuador hasta declinación +30º) proporcionado datos del hidrógeno atómico de centenares de miles de galaxias localizadas en un radio de unos 3000 millones de años luz. WALLABY necesitará 13 meses de observaciones continuas (y recuerdo que en radio se observan las 24 horas del día) para completar su cartografiado, aunque los mismos datos pueden usarse simultáneamente para otros proyectos. Más de un centenar de astrofísicos de todo el mundo participamos en WALLABY.
Aunque ASKAP está aún en construcción, algunas de sus antenas están ya operativas, por lo que los científicos australianos están ya trabajando en su comisionado. Entre todas las novedades tecnológicas que ASKAP está desarrollando una de las más destacadas es el sistema que permite tener un gran campo de visión. Esto se consigue colocando en cada antena receptores que apuntan ligeramente a sitios distintos del cielo. El proceso computacional para combinar estos datos es muy complicado y está suponiendo un verdadero reto tecnológico y computacional. La Figura 7 muestra un ejemplo de observación con un prototipo de este sistema usando sólo 6 antenas de ASKAP. Estos datos, que se consiguieron en 2014, presentan la distribución de gas atómico dentro del grupo de galaxias IC 4159. Los 9 círculos indican los 9 receptores que estaban operativos en cada antena.
Figura 7: Estudio del gas difuso del grupo de galaxias de IC 1459 con ASKAP. Sólo 6 antenas, cada una de ellas pudiendo observar en 9 direcciones distintas (círculos en el mapa de la izquierda) se usaron para estas observaciones. El mapa de la izquierda es una imagen en negativo de esta zona del cielo, tal y como se observó con el cartografiado DSS (Digital Sky Survey) en colores ópticos. Superpuestos en rojo aparecen las detecciones del gas atómico a 21 cm dadas por ASKAP, que coinciden muy bien con las once galaxias más importantes del grupo. A la derecha se muestran dos paneles con los mapas de la distribución de gas atómico (contornos) sobre la imagen en óptico para las galaxias NGC 7418 (abajo), que pose una clara distorsión de gas, e IC 5270 (arriba), alrededor de la que se han detectado dos nubes difusas carentes de estrellas. Crédito: Paolo Serra, Baerbel Koribalski, Viriginia Kilborn et al. 2015.
Estas observaciones permitieron ver con detalle el gas en 11 de las galaxias de este grupo y descubrir tres nubes de gas difuso, cada una con una masa de 1000 millones de soles, donde aparentemente no hay estrellas. Los datos muestran que, en realidad, estas tres nubes difusas aisladas son la punta del iceberg de una gigantesca nube de gas atómico en la que el grupo de galaxias está envuelto pero que aún no se puede detectar de forma directa. De hecho, al comparar las observaciones radio-interferométricas de ASKAP con los datos de HIPASS (que es una antena única y, por tanto, no “disuelve” el gas difuso) se encuentra que alrededor del 10% de todo el gas del grupo de galaxias está en el medio intergaláctico. Quiero insistir en que esto se ha descubierto mientras se “probaba” el instrumento con sólo 6 antenas: cuando ASKAP esté en pleno rendimiento se encontrarán sorpresas a diario.
Es importante señalar que la gran mayoría de las galaxias que WALLABY detectará usando los datos de ASKAP no estarán resueltas espacialmente dada su lejanía. Se ha calculado que unas 30 000 galaxias sí tienen un tamaño mayor de 1.5 minutos de arco. Estos objetos cercanos, como la galaxia IC 5201 (datos de ASKAP conseguidos el año pasado) que se muestra en la Figura 8, sí podrán “diseccionarse en radio”, por lo que WALLABY proporcionará sus parámetros estructurales y masas. Sólo unas 1000 galaxias, aquéllas mayores de 5 minutos de arco, se estudiarán con alta resolución espacial, obteniéndose datos con similar resolución, calidad y sensibilidad que las conseguidas hasta ahora con interferómetros existentes, pero usando gran cantidad de tiempo de observación.
WALLABY proporcionará la muestra más extensa y homogénea de galaxias detectadas en gas atómico hasta la fecha, con idea de ser complementado usando datos en otras frecuencias (ultravioleta, óptico, infrarrojo y milimétrico/submilimétrico) con los que tendremos una nueva visión del Universo local, y resultando un excelente punto de partida para proyectos científicos similares a realizar en el futuro con el “Square Kilometre Array” (SKA), un ambicioso proyecto internacional que pretende construir miles de radio receptores entre África y Australia, y que revolucionará completamente nuestro conocimiento del Cosmos.
Figura 8: Detalle del gas atómico en la galaxia IC 5201 usando datos preliminares conseguidos con el radio-interferómetro ASKAP dentro del proyecto WALLABY. El panel de la izquierda muestra la imagen en negativo del cartografiado DSS (Digital Sky Survey) en colores ópticos y los contornos azules de la distribución de gas atómico dada por las observaciones en la línea de 21 cm usando ASKAP. El panel central es el mapa del hidrógeno atómico (en falso color) obtenido con estas observaciones. El panel derecho es el mapa de velocidad de la galaxia IC 5201 dado con los datos de ASKAP. La escala de color indica si el gas se mueve hacia nosotros (en azul) o se aleja de nosotros (rojo), con respecto a la velocidad central a la que observamos el gas en IC 5201 (en verde). Crédito: Matthew Whiting, Karen Lee-Waddell y Bärbel Koribalski (CSIRO) y equipo WALLABY.
En resumen, el apasionante estudio del hidrógeno en el Universo usando observaciones radio en la línea de 21 centímetros está prácticamente comenzando. Hemos empezado a explorar el gas de la Vía Láctea y su alrededor y el de algunas galaxias cercanas; como hemos visto las sorpresas aparecen por doquier. En efecto, aún nos queda mucho para entender todas las propiedades de la componente del gas difuso en las galaxias.
Más importante aún, hay que conectar esas propiedades del gas con los resultados que obtenemos en colores ultravioleta, óptico e infrarrojo de las estrellas y el polvo que constituyen las galaxias dentro de un marco teórico donde, con ayuda de las potentes simulaciones por ordenador, se puedan restringir bien los modelos del Cosmos. Sólo así podremos establecer bien la relación del hidrógeno con la formación estelar, su influencia en la evolución de las galaxias, cuánto gas existe en el medio intergaláctico, la cantidad de materia bariónica y de materia oscura en las galaxias, cómo y con qué frecuencia suceden las fusiones de galaxias, como crecen sistemas como la Vía Láctea por la acreción de gas difuso, y como todo esto ha ido cambiando al pasar el tiempo cósmico. Afortunadamente para los astrofísicos, aún nos queda mucho trabajo por hacer.
Este post ha sido realizado por Ángel López-Sánchez (@El_lobo_rayado) y es una colaboración de Naukas.com con la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU.
El artículo El hidrógeno en el Universo (V): Cartografiando las galaxias en hidrógeno atómico se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.
Entradas relacionadas:- El hidrógeno en el Universo (IV): Galaxias en interacción
- El hidrógeno en el Universo (III): El gas difuso de las galaxias
- El hidrógeno en el Universo (I): La emisión del hidrógeno neutro a 21 cm.
Myriam Gorospe: Zahartzearen misterioak argitu nahian
1. irudia: Myriam Gorospe ikertzailea National Institutes of Health-eko laborategian. (Argazkia: Rhoda Baer Photography) Emakume zientzialariez inguraturik egon da betidanik. “Eskolan, biologiako irakasleak emakumeak ziren, eta nire izebetako bik arlo hori ikasi zuten. Halere, ez nintzen lanean hasi emakume zientzialariekin Biologiako karrera ikasten hasi nintzen arte”, azaltzen du Gorospek. Donostian jaio bazen ere, Madrilen gauzatu zituen ikasketak. Biologia izan zuen hautu –hiru urte igaro zituen Alcalá de Henareseko Unibertsitatean eta bi, Madrilgo Unibertsitate Konplutensean–. Bosgarren urtean –kontatzen du donostiarrak– beka bat eskatu zuen AEBtako unibertsitate batzuetan eta nahiko zaila izan zen esperientzia, “gauzak erraztuko zituen Internet ez zegoelako 1989. urtean!”. Azkenean, kosta ala kosta, lortu zuen bere eskaera porturatzea: “Beka eman zidaten doktoretza SUNYn (State University of New York) egiteko. 1993. urtean amaitu nuen”.
Bere lanaren ildo nagusiaBere laborategian lanean diharduten ikertzaileek gizakiaren zahartzearen oinarri genetikoa, molekularra eta zelularra aztertzen dute. Gorospe zehaztasunetan sartzen da jarraian: “Gure geneen espresio patroiak ikertzen ditugu; hau da, gure zelulek momentu oro sortzen dituzten proteinak ditugu ikergai”. Jarraitzen du azaltzen oinarrizkoa iruditzen zaiela giza biologiaren ikuspegi hori ulertzea. Izan ere, eta donostiarrak azaltzen duen legez, zahartzearen prozesuari zuzenean eragiten dio, eta baita zahartzaroan pairatzen diren gaixotasunei ere.
Zahartzearen prozesua oso konplexua da. Horri buruz galdetuta, erantzuten du zientzialariek orotariko iritziak dituztela gai honen inguruan. Halere, gehitzen du, berauen azalpenak bat datozela jarraian Gorospek azaltzen duen ideia jakin honekin: “Guztiok bat gatoz esaten dugunean gizakiaren gorputza ahulagoa bihurtzen dela pixkanaka gaixotasun kroniko batzuen aurrean eta era berean, gertatzen da ere zahartze ahala, funtzio fisiko eta psikikoen beherakada pairatzen dugula”.
2. Irudia: Myriam Gorospe ikertzailea lantaldearekin. (Argazkia: Rhoda Baer Photography) Ikertzailearen arabera, maila zelular eta molekularrean, zahartze hori islatzen da zelulek jasotzen duten estimuluei erantzuteko gaitasuna galtzen denean. Adibidez, izan daiteke molekulen oxidazioa, DNA eta beste molekula garrantzitsuak izorratzea, seinale hormonalak, ingurumenean dauden toxinak, etab.
“Zelulek kanpoko estimuluen aurrean garatzen dituzten erantzunen oinarrizko mekanismoak ikertzen ditugu. Hortaz, gure aurkikuntzek ez dute berehalako aplikaziorik gizartean”, argitzen du. Dena dela, lortutako emaitzek oinarrizko ezagutza zientifiko hori osatzeko balio dutela aitortzen du. Horretan oinarritzen dira, esaterako, farmakologoak, osasun publikoan lan egiten duten profesionalak, eta edozein alorreko medikuak. “Gure lanaren helburua da bizitza osasungarria luzatzea eta aldi berean, atzeratzea edo eragoztea gaixotasun kronikoen agerpena; hala nola, neurodegenerazioa, patologia kardiobaskularrak, immunologia-urritasunak eta minbizia”, azaltzen du.
Trabarik ezEmakumea izateagatik trabak izan ote dituen hausnartzen du Gorospek; bere memorian ez du pasadizorik aurkitu. “Galdera hori askotan egin izan diot nire buruari. Egia esan, oro har, ikertzailearen bizitza oztopoz beteta dago. Nire kasuan ez da izan emakumea naizelako. Uste dut emakumeentzako eskola batera joateak lagundu zidala etorkizun profesional ireki bat imajinatzen”, azaltzen du. Horrekin batera, ikertzaileak dio bere guraso, irakasle eta beranduago izan zituen aholkularien –bai doktoretzan eta bai doktorego ondorengoan– laguntza oinarrizkoa izan dela. “Nire doktoretza ondorengoaren zuzendaria, Nikki J. Holbrook doktorea, eredu izan zen niretzat; uste osoa zuen nigan eta horrek asko lagundu ninduen nire ibilbidean”, gehitzen du donostiarrak. Ildo horri jarraiki, esaten du emakume bezala babestuta sentitu dela eta batez ere, lau seme-alaben ama gisa: “Malgutasun handia izan dut eta nire lana balioetsi du guztiz NIHko (National Institutes of Health) instituzioak”.
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Egileaz: Uxue Razkin Deiako kazetaria da.
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#Naukas16 El año del gamusino
De animales imaginarios y troles reales. Por Laura Morrón.
Edición realizada por César Tomé López a partir de materiales suministrados por eitb.eus
El artículo #Naukas16 El año del gamusino se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.
Entradas relacionadas:El ego y las trampas del intelecto
De entre todas las trampas en las que puede caer la mente humana una de las más extendidas entre los cerebros más poderosos y exitosos es la de la vanidad. Pero no la variedad habitual, la de creerse más guapo o atractivo que el resto, sino el más pernicioso y sutil mal de la vanidad intelectual: la de creerse más listo que los demás. Al fin y al cabo si uno ha triunfado en las ciencias, que son difíciles, e incluso ha realizado fabulosos descubrimientos de enorme importancia será porque su máquina de pensar tiene más potencia que la del resto de los humanos. Y no digamos si además el científico en cuestión ha recibido premios, parabienes y reconocimiento público.
La vanidad es una tendencia humana y los científicos de éxito no están exentos de ella. Lo que ocurre es que en el ámbito intelectual la vanidad se expresa de algunas formas típicas y curiosas que conviene conocer para evitar dejarnos llevar por la vanidad ajena, quizá lo único más triste que dejarse llevar por la propia. Una de ellas es lo que podríamos bautizar como el síndrome del martillo; la segunda la de que todo el monte es orégano y la tercera y más común proporciona un sólido cimiento a la Primera Ley de Clarke. Las tres están muy extendidas entre las mentes más preclaras y a menudo muestran algún solapamiento.
El síndrome del martillo (todo lo que ves son clavos) es la tendencia a utilizar las mismas teorías, herramientas e hipótesis que llevaron a un científico al éxito al resolver un problema de su especialidad al resto de los problemas y al resto de las especialidades. En sus casos más extremos las ideas que dieron el triunfo a un científico se acaban por convertir en una especie de Teoría del Todo que explica el universo entero a partir de una extrapolación de sus hallazgos. Es una consecuencia difícil de evitar de la tendencia que tenemos todos los humanos a enamorarnos de nuestras propias hipótesis, reforzada por el éxito y el reconocimiento. Y, claro está, por el ego; puesto que en el fondo de lo que se trata es de destacar lo listo que es uno en comparación con los demás, y lo buenas que son sus ideas.
Cuando esta querencia se extiende fuera de los límites de la especialidad propia, a campos completamente ajenos o incluso (horror) a la sociedad, la economía o la política podemos hablar de la enfermedad del Todo el Monte es Orégano, en la que el científico afectado considera que su conocimiento puede aplicarse a resolver cualquier problema humano de cualquier ciencia, tecnología o índole sin descartar los religiosos, políticos o económicos. Este síndrome suele aparecer en el estricto orden inverso de ‘pureza científica’ por lo que es habitual escuchar a matemáticos o físicos sus ideas de como curar el cáncer con sus herramientas de cálculo, por ejemplo; es más raro (pero no imposible) oír a biólogos declarar que saben cómo demostrar la Conjetura de Goldbach a partir de sus estudios de taxonomía de escarabajos.
En este caso la arrogancia se combina con un cierto desprecio por la inteligencia ajena, ya que al dar por supuesto que los conocimientos propios pueden resolver problemas que no se conocen en detalle se está implícitamente considerando que los especialistas en esas áreas no tienen la capacidad intelectual del afectado. El personaje de Sheldon en la serie The Big Bang Theory extrae humor a menudo de esta querencia natural, pero cuando estos consejos bienintencionados (y a menudo ignorantes) se extienden a la política o la economía es cuando en vez de risa dan mucho miedo; se han dado casos de premios Nobel apoyando teorías racistas o políticas manifiestamente en contra de las evidencias más elementales, y en estos casos el reconocimiento les proporciona un peligroso plus de credibilidad.
Quizá la más común es la ponzoñosa combinación de éxito científico reconocido con la inevitable mortalidad del individuo que tan bien supo parodiar Arthur C. Clarke con su Primera Ley: “Cuando un científico eminente pero anciano afirma que algo es posible es casi seguro que tiene razón; cuando afirma que algo es imposible muy probablemente está equivocado”. Aquí la arrogancia intelectual se mezcla con el giro oscuro de la personalidad que muchas veces acompaña a la senectud para proporcionar un campo de cultivo perfecto para la negación y lo negativo; lo mismo que suele ocurrir a los intelectuales y columnistas cuando entran en edades provectas y se convierten en cascarrabias irredentos pero en versión cósmica.
Y así es habitual contemplar a científicos que o bien descartan que se puedan producir avances de la ciencia o la tecnología cuando ellos ya no estén (el gran Lord Kelvin es un ejemplo egregio) o bien alertan de los peligros que nos acechan en el futuro, cuando no podremos contar con sus mentes para sortearlos. De ahí los grandes físicos o tecnólogos a los que les preocupa el futuro de la Humanidad cuando cohabite con Inteligencias Artificiales o la posibilidad de que estemos descubriendo nuestra posición a seres extraterrestres que quizá no sean bienintencionados. A veces el pesimismo que acompaña a la decadencia propia o hasta la proximidad de la muerte se acaba por desbordar. Lo cual demuestra que pueden ser mentes preclaras y haber conseguido grandes triunfos del conocimiento, pero los científicos siguen siendo tan humanos como los demás. También para lo malo.
Sobre el autor: José Cervera (@Retiario) es periodista especializado en ciencia y tecnología y da clases de periodismo digital.
El artículo El ego y las trampas del intelecto se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.
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Juan Ignacio Pérez eta Miren Bego Urrutia Oxigenoa ———————————————————————————————————–
Ugaztun gehienok lehortarrak gara, baina badira itsasoan bizi direnak edo bizimodu urlehortarra dutenak ere. Itsastarrak dira baleak eta izurdeak. Itsas elefanteak, itsas txakurrak eta itsas lehoiak, berriz, urlehortarrak dira. Urpekari apartak dira bai batzuk eta bai besteak. Aurreko istorioan azaldu dugunez, biriketan gordetako airearen nitrogenoak kalte larriak ekar ditzake; hori dela eta, itsas ugaztunek ez dute biriketan kasik airerik gordetzen urperatzera doazenean.Hori horrela, eta biriketan oxigeno gutxiegi geratzen dela jakinda, nondik ateratzen dute, bada, itsas ugaztunek behar duten oxigenoa? Bi gordelekutatik ateratzen dutela da galdera horren erantzuna. Gordeleku bat odola bera da. Itsas txakurrek, esaterako, masa-unitateko odol gehiago dute gizakiok baino; ia bikoitza dute, zehatzak izateko. Gainera, oxigeno-kontzentrazioa balio altuagoetara hel daiteke haien odolean, odolaren hemoglobina-kontzentrazioa altuagoa baita. Horrek, hala ere, badu mugarik; izan ere, hemoglobinaren kontzentrazioa oso altua balitz, odolaren biskositatea altuegia izango litzateke, eta horrek lan handiegia emango lioke bihotzari odola ponpatzeko orduan. Hala ere, zenbait itsas ugaztunek [1] badute beste ezaugarri deigarri bat, uretatik ateratzen direnean eritrozito asko kentzen baitituzte zirkulaziotik eta barean gorde. Era horretara, eritrozitoen ehunekoa % 52tik % 38ra pasatzen da eta odolaren dentsitatea nabarmen jaisten.
Irudia: Itsas ugaztunek ez dute birikietan ia airerik gordetzen urperatzera doazenean. Behar duten oxigenoa bi kokalekutik hartzen dute, odolaren hemoglobinatik eta muskuluaren mioglobinatik. Oxigenoaren bigarren gordelekua muskulua da. Ornodun guztien muskuluek, muskulu geldoek batez ere, mioglobina dute oxigenoa gordetzeko. Oxigenoa odoletik iristen da eta pigmentu horrekin konbinatzen da erabili baino lehen. Era horretara gordeta, konstante samar mantentzen da muskulu-zelulen oxigeno-kontzentrazioa. Horixe da edozein ugaztunetan gertatzen dena. Baina mioglobinarekin loturik dagoen oxigenoa beste ugaztunen muskuluetan dagoena baino askoz gehiago da itsas ugaztunetan, askoz ere mioglobina gehiago dutelako. Hona zenbait datu adierazgarri: gizabanakoen muskuluaren mioglobina-kontzentrazioa 6 g kg-1-koa da eta, aldiz, 50-70 g kg-1-koa da zenbait itsas txakurrena eta 76 g kg-1-koa zeroiarena.
Beraz, urpean denbora luzea igaro ahal izateko behar duten oxigenoa odolaren hemoglobinatik eta muskuluaren mioglobinatik ateratzen dute, birikek ez baitute horretarako balio. Guk biltegi berberak ditugu, baina urpekarienek askoz ere edukiera handiagoa dute.
Oharrak:
[1] Ez dakigu ezaugarri hori itsas ugaztun denek ote duten ala ez.
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Egileez: Juan Ignacio Pérez Iglesias (@Uhandrea) eta Miren Bego Urrutia Biologian doktoreak dira eta UPV/EHUko Animalien Fisiologiako irakasleak.
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Artikulua UPV/EHUren ZIO (Zientzia irakurle ororentzat) bildumako Animalien aferak liburutik jaso dugu.
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Una electrónica para Venus
Llamar inhóspito al planeta Venus es quedarse corto, muy corto. De hecho las condiciones son tan terribles que ni siquiera sabemos a ciencia cierta los datos más elementales, porque cualquier equipo que se envíe a medir tiene que ser capaz de aguantar del orden de 460 ºC de temperatura y una presión atmosférica aproximadamente 90 veces mayor que la de la Tierra. Esto se debe a que la atmósfera es en su mayor parte dióxido de carbono y es tan densa que es imposible ver la superficie. El dispositivo que más tiempo aguantó estas condiciones fue la sonda Venera 12 soviética en 1978, que aguantó 110 minutos y eso que estaba diseñada como un submarino de inmersión profunda.
No ha existido una misión a la superficie de Venus desde 1984. Después de todo, ¿para qué?¿Para gastar una barbaridad de dinero en una sonda que podría funcionar unas horas? Aunque quizás ahora las cosas cambien. El Centro de Investigación Glenn de la NASA ha desarrollado una electrónica que puede funcionar de forma prolongada en las condiciones de la superficie de Venus.
Los circuitos antes (arriba) y después (abajo) de la prueba.
Las sondas que se han enviado a Venus en el pasado protegían su electrónica en unos contenedores resistentes a la presión y a la temperatura, lo que añadía un peso significativo al sistema y disparaba el coste de la misión. Lo que el equipo encabezado por Philip Neudeck ha hecho es desarrollar una electrónica que pueda aguantar por sí misma, en la que los circuitos integrados están hechos a base de semiconductores de carburo de silicio.
Eso sí, tampoco hay que ponerse a lanzar cohetes. Ni en el sentido literal ni en el metafórico. La nueva electrónica soportó 521 horas (casi 22 días) en las condiciones de la superficie de Venus. Y si bien es un avance espectacular, que multiplica por 100 el mejor registro conocido de cualquier misión a Venus, tampoco parece mucha garantía como para empezar a diseñar una misión. Eso sí, tras las pruebas los circuitos seguían operativos.
Aparte de las aplicaciones que pueda tener este, u otros desarrollos basados en este en la exploración de Venus y otros planetas, es evidente que las aplicaciones terráqueas de este tipo de electrónica son múltiples: mejores controles en motores de alto rendimiento o instalaciones industriales, en los que las mediciones ahora mismo son indirectas o, directamente, no se tienen, son algunas de las posibilidades. Ello redundaría en un uso más eficiente de la energía y en menores emisiones contaminantes.
Como desde el inicio de la exploración espacial, los desarrollos que alienta terminarán mejorando la vida en la Tierra.
Referencia:
Philip G. Neudeck et al (2016) Prolonged silicon carbide integrated circuit operation in Venus surface atmospheric conditions AIP Advances doi: 10.1063/1.4973429
Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance
Este texto es una colaboración del Cuaderno de Cultura Científica con Next
El artículo Una electrónica para Venus se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.
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El joven Arquímedes
El joven Arquímedes es una colección de cuatro relatos cortos publicados por Aldous Huxley entre 1922 y 1930 (ver nota).
El primero de ellos, el que da título a la antología, narra la historia de Guido, hijo de unos campesinos italianos. Una familia acomodada y culta británica –un matrimonio y su hijo Robin– alquila una casa apartada en la montaña, cerca de un pueblecito italiano, junto a las tierras que cultivan los padres de Guido.
El matrimonio inglés percibe la inclinación natural de Guido hacia la música y comienza a instruirle en este arte. Sin embargo, pronto advierten que, en realidad, sus dotes para la música –a pesar de ser buenas– no son excepcionales: Guido es en realidad un genio en matemáticas.
Se incluyen debajo algunas citas tomadas del libro para conocer la historia de este joven Arquímedes. El narrador es padre de Robin:
Pero teníamos otras razones, a los pocos días de habitarla, para gustar de la casa. De esas razones, era la más poderosa, que en el hijo menor del campesino descubrimos el compañero ideal de juegos de nuestro hijito.
Entre el pequeño Guido –tal era su nombre– y el menor de sus hermanos había una diferencia de seis o siete años. Los dos mayores trabajaban en el campo con su padre; después de la muerte de la madre, dos o tres años antes de conocerlos, la hermana mayor manejaba la casa, y la menor, que acababa justamente de dejar el colegio, la ayudaba y en las horas libres vigilaba a Guido, quien no necesitaba ya mucha vigilancia: contaba de seis a siete años, y era tan precoz, tan seguro y tan lleno de responsabilidad como lo son en general los hijos de los pobres, entregados a sí mismos desde que empiezan a andar.
Guido interrumpe en ocasiones sus juegos, sumiéndose en profundas meditaciones:
Éste era un niño reflexivo sujeto a súbitas abstracciones. Uno lo encontraba, a veces, solo en un rincón, la barbilla en la mano, el codo en la rodilla, sumergido, al parecer, en profunda meditación. Y a veces, aun en medio de sus juegos se detenía de pronto y se quedaba de pie con las manos detrás, el entrecejo fruncido y mirando al suelo. […]Es el Guido abstraído en uno de esos trances en que solía caer, aun en plena risa y juegos, de manera absoluta e inesperada, como si de pronto se le hubiera metido en la cabeza irse y hubiera dejado el hermoso cuerpo silencioso abandonado, como una casa vacía, esperando su vuelta.
Para amenizar sus horas de silencio en la montaña, el matrimonio británico decide llevar desde a su casa italiana un gramófono y varios discos de música clásica. Guido queda impresionado al escuchar estas melodías, tan diferentes de las que había oído hasta entonces en las alegres fiestas familiares:
Guido se detuvo ante el gramófono, y se quedó inmóvil, escuchando. Sus ojos, de pálido azul grisáceo, se abrieron desmesurados, y, con un pequeño gesto nervioso que ya había notado antes, se tiró el labio inferior apretando el pulgar y el índice. Debió de haber hecho una profunda aspiración; porque noté que después de escuchar por algunos segundos espiró vivamente, y aspiró una nueva dosis de aire. Me miró un instante –mirada interrogadora, entusiasta, asombrada–, se rio con una risa que se volvió un estremecimiento nervioso, y se volvió hacia la fuente de esos maravillosos sonidos.
Guido se entusiasma con esa música que surge del gramófono y muestra una enorme habilidad para repetir ritmos y captar –sin conocimientos musicales previos– matices y diferencias entre unas y otras. El narrador piensa que Guido es un genio de la música y decide alquilar un piano para enseñar al pequeño algunas nociones musicales.
Tenía pasión por lo clásico. Cuando le expliqué los principios de esa forma, quedó encantado.
– Es hermoso –decía admirado–. ¡Hermoso, hermoso, y tan fácil!
Guido aprende deprisa, pero no es un genio de la música: pronto se manifiesta su talento en otra disciplina:
Pero lo que vi fue a Guido que, con un palo tiznado, demostraba sobre las piedras lisas de la vereda que el cuadrado construido sobre la hipotenusa de un triángulo rectángulo es igual a la suma de los cuadrados construidos sobre los dos otros lados.Arrodillado en el suelo, dibujaba con la punta de su palo quemado sobre el piso. […] Y empezó a demostrar el teorema de Pitágoras, no como Euclides, sino por el método más sencillo y satisfactorio que según todas las probabilidades empleó el mismo Pitágoras. Había dibujado un cuadrado que había seccionado, con un par de perpendiculares cruzadas, en dos cuadrados y dos rectángulos iguales. Dividió los dos rectángulos iguales por sus diagonales en cuatro triángulos rectángulos iguales. Los dos cuadrados resultan estar construidos sobre los lados del ángulo recto de esos triángulos. Eso era, el primer dibujo. En el siguiente, tomó los cuatro triángulos rectángulos en los cuales estaban divididos los rectángulos y los dispuso alrededor del cuadrado primitivo, de manera que sus ángulos rectos llenaran los ángulos de las esquinas del cuadrado, las hipotenusas en el interior y el lado mayor y menor de los triángulos como continuación de los lados del cuadrado (siendo iguales, cada uno, a la suma de esos lados). De este modo, el cuadrado primitivo está seccionado en cuatro triángulos rectos iguales y un cuadrado construido sobre su hipotenusa. Los cuatro triángulos son iguales a los dos rectángulos de la primera división. Resulta que el cuadrado construido sobre la hipotenusa es igual a la suma de dos cuadrados –los cuadrados de los dos catetos– en los cuales, con los rectángulos, fue dividido el primer cuadrado. En un lenguaje muy poco técnico, pero claramente y con implacable lógica, Guido expuso su demostración.
Teorema de Pitágoras (Wikipedia).
Tras este extraordinario descubrimiento –Guido había descubierto por sí mismo, sin ayuda, la demostración del teorema– las clases de música pasan a compartir su tiempo con lecciones de matemáticas. El pequeño Guido se encuentra plenamente seducido por el álgebra y sus teoremas, aludiendo constantemente a su belleza y su naturalidad:
Así le hice conocer el álgebra, haciéndole una nueva demostración del teorema de Pitágoras. En esa demostración, se traza una perpendicular de lo alto del ángulo recto sobre la hipotenusa, y partiendo de la base de que los dos triángulos así formados son semejantes entre ellos y al triángulo primitivo, y que sus lados homólogos son en consecuencia proporcionales, se demuestra algebraicamente que c2+d2 (los cuadrados de los otros dos lados) es igual a a2+b2 (los cuadrados de los dos segmentos de la hipotenusa) +2ab; cuyo total, como se puede demostrar con facilidad geométricamente, es igual a (a+b)2, o sea al cuadrado construido sobre la hipotenusa. […] Cada día descubría algo que le parecía exquisitamente bello; el nuevo juguete tenía posibilidades ilimitadas. […]Una tarde apareció Guido trayendo cuidadosamente en sus pequeñas y sucias manos un endeble dodecaedro.
– ¡É tanto bello! –decía mientras lo mostraba, y cuando le pregunté cómo lo había hecho, se contentó con sonreír y decir que ¡había sido tan fácil!
La familia británica debe partir a pasar una temporada a Suiza, obsequiando a Guido los seis primeros libros de Euclides en italiano para que continúe su formación. La dueña de las tierras obliga al padre –al campesino– a dejar al niño a su cargo durante una temporada –le amenaza con expulsarle de las tierras que cultivaba desde hacía años si no accedía a esta solicitud–. Aunque la casera trata bien al pequeño Guido, le obliga a estudiar música –pensando en que está contribuyendo a crear un virtuoso del piano– y le quita los libros de matemáticas para que no se entretenga. Guido, privado de la cercanía de sus seres queridos y de sus matemáticas, se cree abandonado por su familia y por la de su amigo Robin… con trágico final.
Esta novela se llevó al cine en 1950 con el título de Prelude to Fame; las matemáticas desaparecieron del guion, siendo Guido un gran genio de la música. ¡Una lástima!
NOTA: Las cuatro novelas son: El joven Arquímedes; Los Claxton; Cura de reposo y El monóculo.La Editorial Losada (Buenos Aires) los reunió en una antología en 1943, traducida al castellano por Leonor de Acevedo.
Sobre la autora: Marta Macho Stadler es profesora de Topología en el Departamento de Matemáticas de la UPV/EHU, y colaboradora asidua en ZTFNews, el blog de la Facultad de Ciencia y Tecnología de esta universidad.
El artículo El joven Arquímedes se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.
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