Agrégateur de flux

¿Qué habría pasado si los dinosaurios no se hubieran extinguido hace unos 66 millones de años? Quizá algunos fuesen capaces de diseñar y utilizar herramientas.

Los vídeos ‘¿Y sí…?´ se plantean cuestiones ficticias pero que nos permiten aprender mucho sobre el mundo en el que vivimos. Se han emitido en el programa de divulgación científica de Televisión Española Órbita Laika, y producido en colaboración con la Cátedra de Cultura Científica de la Universidad del País Vasco.

Ficha técnica: Idea: José Antonio Pérez Ledo

Producción ejecutiva: Blanca Baena

Dirección: Aitor Gutierrez

Guion: Manuel Martinez March

Grafismo: Cristina Serrano

Música: Israel Santamaría

Producción: Olatz Vitorica

Locución: José Antonio Pérez Ledo

El artículo ¿Y si los dinosaurios no se hubiesen extinguido? se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

ESO/L. Calçada/M. Kornmesser

Diodo termoionikoen ondoren, diodo erdieroaleak iritsi ziren. Orain diodo supereroaleak ditugu zelatan. DIPCko jendeak A superconducting diode free of esoteric electronic effects

Leuzemia mieloide akutuaren kasuen % 3an erregulazio-faktore epigenetiko baten mutazioa dago. Horrek diana terapeutiko bat eman lezake. PHF6 maintains acute myeloid leukemia via regulating NF-κB signaling pathway, Marta Irigoyen.

Aktibatzen denean, MIPS proteinak bere zentro desordenatua aldatzen du eta egitura ordenatu bat bilakatu. Fenomeno hori nola gertatzen den ikusi da lehen aldiz. From chaos to order: the case of MIPS.

Eredu zientifikoak eta teoria zientifikoak «egiatik errotik urruntzen diren» idealizazioz beteta egotea ez da inolako arrazoia zientziak aztertzen dituen sistemei buruzko egiatik gero eta hurbilago dagoen ezagutza lortzeko duen gaitasuna zalantzan jartzeko, idealizazio horietako asko ez baitira «faltsukeria hutsak». Jesús Zamora Bonilla Pototchniken ideien inguruan Misunderstanding idealization, truth, and understanding (& 2)

 

Mapping Ignorance bloga lanean diharduten ikertzaileek eta hainbat arlotako profesionalek lantzen dute. Zientziaren edozein arlotako ikerketen azken emaitzen berri ematen duen gunea da. UPV/EHUko Kultura Zientifikoko Katedraren eta Nazioarteko Bikaintasun Campusaren ekimena da eta bertan parte hartu nahi izanez gero, idatzi iezaguzu.

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Fotografía de Pompeya, Italia, en octubre de 2023. Fuente: Ivo Antonie de Rooij/Shutterstock

 

Las excavaciones arqueológicas de Pompeya nos han sorprendido, una vez más, con un hallazgo extraordinario. Esta vez se trata de una tumba monumental que ha sido hallada durante las obras de mejora del edificio San Paolino, sede de la biblioteca del Parque Arqueológico de Pompeya.

Este nuevo monumento funerario tiene forma de banco hemicíclico, un modelo popular en la ciudad, que invitaba a los transeúntes a sentarse y recordar al difunto. En su respaldo destaca una gran inscripción funeraria dedicada a Numerio Agrestino, un hombre que hizo carrera militar y cívica durante el reinado del emperador Augusto (27 a. e. c.– 14).

Imagen de la tumba descubierta en julio en Pompeya.
Ministero della CulturaUna inscripción monumental

El texto latino, tallado en grandes letras, dice lo siguiente:

N(umerio) Agrestino N(umerii) f(ilio) Equitio Pulchro trib(uno) mil(itum) praef(ecto) autrygon(um) praef(ecto) fabr(um) II d(uum) v(iro) i(ure) d(icundo) iter(um) / locus sepulturae datus d(ecreto) d(ecurionum)

Y se traduce como:

A Numerio Agrestino Equitio Pulcro, hijo de Numerio, tribuno militar, prefecto de los Autrygones, prefecto del genio militar, «duoviro iure dicundo» dos veces. El lugar de sepultura fue dado por decreto de los decuriones.

Inscripción en el respaldo de la tumba de Numerio Agrestino. Fuente: Ministero della Cultura

Como puede observarse, además de su nombre completo, se mencionan los cargos militares y cívicos que Numerio Agrestino cumplió durante su vida. Entre ellos destaca el cargo político más alto de la ciudad (duoviro iure dicundo) que ejerció en dos ocasiones. Tal vez por ello –como puede leerse en la última parte de la inscripción– el ordo decurional –una especie de consejo de la ciudad– le concedió un espacio público de enterramiento, un honor únicamente reservado para personas altamente valoradas por su comunidad.

La inscripción ofrece mucha más información y posibilidades de análisis, pero en esta ocasión nos centraremos en un elemento concreto: la mención al cargo de praefectus autrygon(um).

¿Quiénes fueron los autrigones?

Los autrigones fueron un grupo de población de la Península ibérica que conocemos gracias a unas pocas menciones de autores clásicos. A partir de esa información los podemos situar al norte junto a otros grupos de población: los cántabros a su oeste, los caristios al este y turmogos y berones al sur.

Norte peninsular en la Antigüedad.
Fernández Corral, M. (2020). _La epigrafía funeraria de época romana del área autrigona. Conmemoración, relaciones familiares y sociedad._ Anejos de Archivo Español de Arqueología. CSIC

Además, debemos especificar que, aunque algunos medios han señalado erróneamente a los autrigones como parte de otros grupos de población antiguos y modernos, las fuentes clásicas nos indican que fueron un grupo de población independiente de sus vecinos.

Primeros contactos con Roma

No sabemos en qué momento concreto fueron dominados por el Imperio romano, ni cómo fue su proceso de conquista. Los textos antiguos los sitúan directamente en la órbita romana formando parte de conflictos en Hispania.

Según el historiador romano Tito Livio, durante las guerras Sertorianas (83-72 a. e. c.) estuvieron en el bando de Pompeyo. Dice:

“El propio Sertorio decidió avanzar con su ejército contra los berones y los autrigones; había tenido conocimiento de que estos, mientras él asediaba las ciudades de Celtiberia, habían implorado la ayuda de Pompeyo, habían enviado guías para indicar las rutas al ejército romano, y sus jinetes habían hostigado a menudo a los soldados suyos en cualquier punto…”

Y en las guerras astur-cántabras (29-19 a. e. c.) Floro –también historiador romano– los sitúa en oposición a los cántabros en este texto:

“El primero en iniciar la rebelión, el más enérgico y pertinaz fue el de los cántabros, que, no contentos con defender su libertad, pretendían incluso imponer su dominio a sus vecinos y hostigaban con frecuentes incursiones a los vacceos, turmogos y autrigones”.

Integración en el Imperio romano

Los primeros contactos son poco conocidos, pero sí sabemos cómo encajaron dentro de la estructura administrativa romana. Las fuentes nos indican que fueron parte del territorio de la provincia de Hispania Citerior y, tal y como nos dice Plinio el Viejo, sus ciudades formaron parte del Conventus Cluniensis. Es decir, les correspondía acudir a la ciudad de Clunia (en la actual provincia Burgos) cuando el gobernador –o un legado enviado por él– la visitaba anualmente para impartir justicia.

“Al convento jurídico de Clunia los várdulos llevan catorce pueblos de los que solo hay que nombrar a los alabanenses. […] Entre los nueve pueblos de los cántabros solo hay que nombrar a Iuliobriga y entre las diez ciudades de los autrigones a Tricio y Virovesca”.

Hispania Citerior, por M. Fernández Corral.

Además, como la mayor parte de los territorios conquistados, también fueron receptores de los modelos culturales y sociales romanos que incluían, entre otros, la cultura epigráfica latina. Es decir, adquirieron la costumbre de realizar inscripciones en piedra, principalmente funerarias y religiosas, que se han conservado en gran número hasta la actualidad.

El análisis de estas inscripciones ha permitido constatar cambios en la población local. Entre otras cuestiones, se ve cómo pasaron a utilizar cada vez más nombres latinos o a interactuar con deidades (locales y clásicas) al modo romano. Además, encontramos personas que escalaron políticamente participando en las nuevas estructuras de poder del Imperio cumpliendo con cargos civiles y militares (igual que lo hizo el protagonista de la inscripción pompeyana, Numerio Agrestino).

Nuevas oportunidades de estudio

Volviendo a Pompeya, la presencia de un praefectus autrygon(um) hace de esta inscripción un hallazgo muy importante para el estudio del norte de Hispania. Conocemos otros prefectos que se ocuparon del control de otras zonas, pero este es el primero documentado para los autrigones.

Aunque aún es pronto para ofrecer respuestas, este texto nos sugiere muchas nuevas preguntas: si había un praefectus autrygon(um), ¿desde cuándo y hasta cuándo lo hubo?, ¿qué funciones tenía?, ¿cómo encajaba con el resto de los territorios circundantes?, ¿qué tipo de persona ostentaba este cargo?, etc.

Confiamos en que un periodo de estudio y –ójala– nuevos hallazgos como este nos permitan ir contestando a estas preguntas y así podamos conocer mejor las primeras formas de control romano de la zona.

Sobre la autora: Marta Fernández Corral, Profesora Adjunta del Departamento de Estudios Clásicos, Universidad del País Vasco / Euskal Herriko Unibertsitatea

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

El artículo Un pueblo hispano en Pompeya: ¿quiénes fueron los autrigones? se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Ana Galarraga / Elhuyar Zientzia

Maren Martinez de Rituerto Zeberiok (Tolosa, 1998) Jarduera Fisikoaren eta Kirolaren Zientzien gradua —JFKZ— egin bazuen ere, osasun-arloan dabil lanean. Ez du, beraz, gradu hori egiten dutenen ohiko bidea hartu. “Egia da oraintxe hasi garela osasun-munduan sartzen; beti soinketako irakasleak izan garelako, eta, gradua hasi nuenean ere, uste nuen horretan arituko nintzela. Gero, gradua egitean, beste arlo batzuk bazeudela ere jakin nuen, adibidez, kudeaketa. Baina ni ospitale batean nago, eta guztira, Euskal Herrian, bizpahiru izango gara”, azaldu du.

Irudia: Maren Martinez de Rituerto kirol-hezitzailea da. (Argazkia: Nagore Iraola – UPV/EHUko Komunikazio Bulegoa)

Dioenez, beste leku batzuetan, AEBn kasurako, jarduera fisikoko profesionalak osasun-sisteman integratuta daude. Hemen, ordea, oraindik ez, nahiz eta hasiak diren kontuan hartzen, psikologoekin, nutrizionistekin eta fisioterapeutekin gertatzen ari den bezala. “Hor muga administratibo bat dago. Gu entrenatzaileak gara, eta, orain dela gutxi arte, medikuak, erizainak eta horrelakoak bakarrik hartu dira osasun-langiletzat”.

Gradua ikasten hasterako garbi zeukan pertsonekin lan egin nahi zuela. Aitak ere JFKZ ikasi zuen, eta ama sendagilea da, “beraz, betitik izan ditut presente bi arlo horiek, eta jabetu naiz zer lotura estua dagoen osasunaren eta mugimenduaren artean. Jakin nuen ikerketa bat zegoela onkologikoan, eta hor hasi nintzen praktiketan“.

Aitortu du hasieran ez zuela uste hainbeste gustatuko zitzaionik, erreparo pixka bat ematen baitzion, minbiziak gizartean duen estigma edo tabuarengatik. Gero, ordea, oso lan polita dela ikusi du: “Alderdi gogorrak ditu, oso gaixotasun gogorra delako, baino asko betetzen nau”.

Martinez de Rituertoren esanean, paziente guztiei egiten die mesede jarduera fisikoak, eta ez bakarrik alderdi fisikoan, baita psikologikoki eta sozialki ere: “Batzuek indarraren aldetik hainbesteko hobekuntza antzematen ez badute ere, paziente guztiek esan digute on egiten diela. Bularreko minbizia eta prostatarena dira gehien ikertu direnak, eta horietan hobeto ezagutzen dira onurak, baina ikertu behar da, objektiboki jakiteko zer ariketa-mota egin behar duten, zer pisurekin, zenbat denboraz… Botikekin egiten den bezala“.

Horrenbestez, zer parametro hobetzen diren (giharretakoak, odolekoak…) eta haiek kuantifikatzen dabiltza orain. “Alderdi psikologikoa funtsezkoa da, eta, askotan, fisikoaren aurretik doa. Izan ere, horrelako berri bat jasotzen dutenean, bizitza gelditzen zaie, ez bakarrik beraiengatik, baizik eta ingurukoengatik ere. Hortaz, haientzat oso garrantzitsua da talde baten parte sentitzea, beldurrak eta bizipenak elkarren artean partekatzea… Batzuk, etxetik ez ateratzetik eta inguru soziala galtzetik, gimnasio batera joatera eta lagunak egitera igarotzen dira. Eta horrek dena beste modu batera ikusten laguntzen du”.

Estigma gainditzen

Ildo horretatik, psikologoen lana oso garrantzitsua dela azpimarratu du. “Diziplinarteko lana funtsezkoa da, nire ustez”. Denen artean, pazientearen ongizatea hobetzearekin batera, estigma gainditzen laguntzen dute: “Gogoan dut irakasle batek adineko pertsonen bi irudi erakutsi zizkigula: bat makuluarekin, makurtuta… eta bestea atletismoko pista batean. Eta galdetu zigun zer den normala eta ohikoa. Eta egia da minbizidun paziente bat irudikatzen dugunean, pertsona oso ahul bat etortzen zaigula burura, eta guk hemen gimnasioan ikusten ditugu pazienteak sentadillak egiten 100 kg-ko gainkargarekin”.

Orain dabilen lanean jarraitu nahiko luke, baina, tamalez, ikerketek epe-mugak dituzte. Hori dela eta, ez daki noiz arte arituko den horretan: “Kasu honetan, hiru urteko proiektu bat da, eta, bukatutakoan, jarraitzeko finantziazioa lortzen saiatuko gara. Baina zaila da. Gainera, niri gustatuko litzaidake hau egitea ikerketatik kanpo; ez izatea paziente jakin batzuentzat bakarrik. Egia da ikerketa beharrezkoa dela, oraindik asko geratzen baitzaigu jakiteko, baina nire nahia da gu osasun-langiletzat hartzea eta ospitale barruan egotea kirol-errezeta hau eskaini ahal izateko“.

Berez, kirol-errezeta pertsona guztientzat da ona, eta, Martinez de Rituertok gogorarazi duenez, osasun-zentro batzuetan hasi dira errezeta horiek eskaintzen: “Nire ustez, funtsezkoak dira, geroz eta sedentarioagoa den gizarte honetan jendea mugitu dadin”. Proiektua bukatutakoan, osasun-munduan jarraitu nahiko luke. Ziur dago, gainera, etorkizunean gero eta lan gehiago egongo dela arlo horretan, eta, inor zalantzan balego horretan sartu ala ez, animatu nahiko luke, oso lan polita eta beharrezkoa iruditzen baitzaio.

Fitxa biografikoa:

Maren Martinez de Rituerto Zeberio Tolosan jaio zen, 1998an. Jarduera Fisikoaren eta Kirolaren Zientzien gradua ikasi zuen EHUn. Osasunean eta minbizian espezializatu zen ondoren, eta aukera izan zuen Donostiako Institutu Onkologikoan praktikak egiteko, minbizidun pazienteekin. Geroztik, han jarraitzen du, ariketa fisikoaren bidez minbiziaren tratamendua jasotzen duten pazienteen ongizatea hobetzeko proiektu batean ikertzen.

Egileaz:

Ana Galarraga Aiestaran (@Anagalarraga1) zientzia-komunikatzailea da eta Elhuyar aldizkariko zuzendarikidea.

Elhuyar aldizkariarekin lankidetzan egindako atala.

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No sé de ninguna explicación excepto la que ha lanzado el profesor Wade. Pero su teoría implica la cuarta dimensión, y una disertación sobre tipos teóricos de espacio. Hablar de una torsión en el espacio me parece una tontería, quizá se deba a que no soy matemático. Cuando dije que nada alteraría el hecho de que el lugar está a ocho mil millas, respondió que dos puntos pueden estar a una yarda de distancia en una hoja de papel y, sin embargo, se los puede juntar doblando el papel. El lector quizá comprenda este argumento, yo ciertamente no.

En este fragmento de texto muchos habrán detectado una de las imágenes que más han aparecido en el ámbito de la divulgación científica para explicar el funcionamiento de un agujero de gusano: la del papel que se dobla sobre sí mismo para aproximar dos puntos alejados entre sí. Encontramos un ejemplo perfecto de esto en la película Interstellar. Nada nuevo, en principio, si no fuera porque estamos ante un relato que H. G. Wells publicó en 1894 ―un año antes que La máquina del tiempo―: «El extraordinario caso de los ojos de Davidson».

En el ámbito de la divulgación científica se suele utilizar la imagen de un plano que se dobla sobre sí mismo para ilustrar el concepto de agujero de gusano. En la película Interstellar, por ejemplo, el doctor Romilly utiliza un trozo de papel y un lápiz para explicárselo a Cooper. Fuente: Panzi / Wikimedia Commons

En este caso, H. G. Wells no hizo su planteamiento en el contexto de un viaje espacial, sino en el de un científico quien, tras un accidente de laboratorio durante una tormenta ―uno de los clichés más manidos de la ciencia ficción― adquiere la capacidad, de forma transitoria, de observar lugares remotos de la tierra. Aun así, el escritor inglés no fue nada desencaminado al especular, más de una década antes del desarrollo de la teoría de la relatividad especial y dos décadas antes del desarrollo de la relatividad general, con la posibilidad de la existencia de dimensiones adicionales en el espacio y, después, en el tiempo.

El escritor británico H. G. Wells no solo especuló con la posibilidad de una cuarta dimensión en el tiempo, sino que también se planteó qué significaría contar con una dimensión adicional en el espacio. Fuente: Dominio Público / George Charles Beresford

Es difícil saber si alguno de los popes de la física relativista leyó en algún momento «El extraordinario caso de los ojos de Davidson» y, de haber sido así, si le pudo servir de inspiración a alguno de ellos en un momento dado. No existe ninguna prueba ni testimonio, pero eso, probablemente, haga a este relato más especial si cabe.

La primera solución de la teoría de la relatividad general que apuntó en la dirección de los agujeros de gusano ―la primera solución de cualquier tipo, en realidad― apareció un año después de la publicación de la teoría, en 1916. Aquel año Karl Schwarzschild calculó el primer «modelo relativista» de una estrella, y descubrió que el tiempo, tal y como predecía Einstein, transcurría más lento cuanto mayor fuera el campo gravitatorio en las proximidades del astro. También predijo que, a partir de cierta densidad crítica, el tiempo, directamente, se detendría, lo que provocaba una singularidad matemática. Estaba describiendo de forma teórica y por primera vez, un agujero negro estático. Pero había algo más, y es que la métrica de Schwarzschild llevaba implícita una solución de signo contrario: un agujero blanco. Aquel mismo año, el físico austríaco Ludwig Flamm advirtió que se podía interpretar geométricamente la solución de Schwarzschild como una conexión, o puente, entre dos puntos del espacio-tiempo o, lo que es lo mismo, un agujero de gusano.

La interpretación de Flamm no tuvo demasiada repercusión en su momento. Tendrían que pasar dos décadas para que Albert Einstein y Nathan Rosen exploraran el mismo camino y plantearan lo que a la postre se bautizó como puente de Einstein-Rosen. El nombre «agujero de gusano» no lo acuñaría John Wheeler hasta el año 1957.

Pese a que durante la primera mitad del siglo XX los viajes espaciales fueron un tema recurrente en la ciencia ficción, el uso de agujeros de gusano, en un sentido moderno, como red de transporte interestelar, no se popularizó hasta alrededor de los años setenta con obras como La guerra interminable, de Joe Haldeman. En esta novela, el agujero de gusano tiene el exótico nombre de colapsar ―collapsar, en el inglés original―, y su descripción es bastante vaga:

Hace doce años, cuando yo tenía diez [no es un error, la novela también tiene en cuenta la dilatación del tiempo relativista], descubrieron el salto por colapsar. Bastaba con arrojar un objeto contra un colapsar a velocidad suficiente para que apareciera en otra parte de la galaxia.

Probablemente, la primera aparición de un agujero de gusano, en su sentido más riguroso, en la literatura de ciencia ficción, fue la de Contact, de Carl Sagan. Y no hubiera sido así si el divulgador no le hubiera pasado el manuscrito de la novela a un colega del Caltech especializado en física relativista: Kip Thorne. En un principio, el viaje galáctico de Ellie Arroway, Devi Sujavati, Vaygay Lunacharsky, Xi Qiaomu y Abonneba Eda en la Máquina iba a consistir en una serie de saltos a través de agujeros negros, pero Thorne surgirió a Sagan que los cambiara por agujeros de gusano. Y este en realidad, es una de los recursos que muchas veces utiliza la ciencia ficción para no pillarse los dedos con la ciencia: siempre es mejor utilizar ideas teóricas con ciertas zonas grises en las que se puede especular, que jugársela con algo, en este caso, como un agujero negro, cuya existencia no se había demostrado, pero estaba ya muy aceptada entre los físicos. Moviéndonos en esa delgada línea que separa la ciencia real de la especulación, se pueden aprovechar las posibilidades que nuestra ignorancia deja abiertas, pero sin tirar abajo todos los cimientos de una disciplina. Lo que estaba bastante claro en aquel momento es que nadie podría sobrevivir al caer en un agujero negro, pero en uno de gusano, ¿quién sabe?

Tanto las soluciones de Schwarzchild como las de Flamm y Einstein-Rosen eran impracticables ―colapsaban sobre sí mismas si se intentaban atravesar―, pero Kip Thorne y uno de sus estudiantes, Mike Morris, encontraron una que no lo era en 1988. Aunque solo se trataba de un constructo teórico, demostraron que, al menos matemáticamente, las ecuaciones de Einstein aceptaban soluciones de agujero de gusano transitables. En este caso, parece que la ciencia y la ciencia ficción se retroalimentaron en un bucle perfecto.

La novela Contact, de Carl Sagan, y el modelo de Kip Thorne y Mike Morris de agujero de gusano atravesable están íntimamente relacionados. Fuentes: Editorial Nova / American Journal of Physics

Y un bucle similar nos lleva, de nuevo, al comienzo de este artículo, ya que precisamente Kip Thorne fue también consultor científico en Interstellar, estrenada en 2014.1

No siempre es fácil solucionar la problemática de los viajes espaciales en ciencia ficción, sobre todo cuando se intenta ser lo más fiel posible a la ciencia. La duración de una vida humana es muy corta en relación al tiempo que se necesitaría para llegar, siquiera, a nuestra estrella más cercana con la tecnología actual, pero la física, en este caso, sigue poniendo muchos recursos a nuestra disposición si no queremos recurrir al pensamiento mágico. Los agujeros de gusano, así como otras muchas ideas modernas, son alguno de esos recursos. Al fin y cabo, y como diría el poeta:

Mientras la ciencia a descubrir no alcance 

las fuentes de la vida

y en el mar o en el cielo haya un abismo

que al cálculo resista…

¡Habrá ciencia ficción!

Bueno, tal vez no dijo exactamente eso…

Bibliografía

Einstein, A. y Rosen, N. (1935). The particle problem in the general theory of relativity. Physical Review 48, 73.

Flamm, L. (1916). Beiträge zur Einsteinschen Gravitationstheorie. Physikalische Zeitschrift, 17, 448.

Haldeman, J. (1978) [1974]. La guerra interminable. EDHASA.

Morris, M. S. y Thorne, K. S. (1988). Wormholes in spacetime and their use for interstellar travel: A tool for teaching general relativity. American Journal of Physics, 56, 395-412.

Poundstone, W. (1999). Carl Sagan. A life in the cosmos. Henry Holt.

Sagan, C. (2018) [1985]. Contacto. Nova.

Schwarzschild, K. (1916). Über das Gravitationsfeld eines Massenpunktes nach der Einsteinschen Theorie. Sitzungsberichte der Königlich Preussischen Akademie der Wissenschaften: 189-196.

Wells, H. G. (2019) [1894]. El extraordinario caso de los ojos de Davidson. En Cuentos completos. Valdemar.

Wells, H. G. (1985). La máquina del tiempo.

Nota

1 Kip Thorne sería galardonado en 2017 con el Premio Nobel de Física, junto con Rainer Weiss y Barry C. Barish, pero por otro motivo: «por sus contribuciones decisivas al detector LIGO y por la observación de ondas gravitatorias».

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

El artículo Agujeros de gusano: puentes entre ciencia y ficción se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Izaro Zelaia eta Arantza Aldezabal

Zalantzarik gabe, etorkizunean lehorteak intentsitatean eta iraupenean areagotu egingo dira klima-aldaketa ospetsuaren eta kezkagarriaren ondorioz. Izan ere, azken urteotan prezipitazioak behera egiten ari dira, baita tenperaturak igotzen ere. Horrek, noski, mundu osoko laborantzen ekoizpenean eta produktibitatean galera handiak ekar ditzake.

Irudia: Trifolium repens espezieak (hirusta zuriak) mikroorganismoen presentzia altua du sustraietan. Espezie honek sinbiosi-noduluak eratzen ditu Rhizobium bakterio nitrogeno-finkatzaileekin. (Irudia: Andrey Larionov – Unsplash lizentziapean. Iturria: Unsplash)

Hori nolabait aurreikusteko asmotan, premiazkoa da landare-espezieen lehortearekiko erantzuna ikertzea, eta horretarako, esperimentu honetan larre atlantiarreko sei landare-espeziek lehortearen aurrean duten erantzuna aztertu da, bai mikroorganismoekin batera bai mikroorganismorik gabe, sustraien atributu morfologikoei erreparatuz. Izan ere, sustraiak dira lurrera ainguratzeaz gain lurzorutik mantenugaiak eta ura xurgatzen dituzten organoak, eta ondorioz, lehortea nabaritu dezaketen landarearen lehengoko atalak.

Egindako ikerketa honetan, baldintza kontrolatuko negutegian landare batzuk lehorte-baldintzetan mantendu ziren (ur-edukiaren % 30eko kapazitatean) eta beste batzuk, aldiz, ur-baldintza normaletan (ur-edukiaren % 70eko kapazitatean). Horretaz gain, horietako batzuk mikroorganismoak izan zituzten lurrean, eta beste batzuek ez. Izan ere, naturan sustraiak inguratzen dituen lurzoruak materia organikoa, ura eta mantenugaiak izateaz gain, mikroorganismoak ere baditu, eta euren efektua zein den behatzea interesgarria izan daiteke euren garrantziaz ohartarazteko. Izan ere, lurzoruko mikroorganismoek, batik bat, efektu positiboa izan dezakete lehorte-estresaren aurrean, ekoizten dituzten konposatuek lurzoruko hezetasuna mantentzen lagundu ahal dutelako, eta ondorioz lehortearen efektuak arindu. Hala ere, lehortea bortitza bada, mikroorganismoen aktibitatea murriztu egin daiteke eta eskaintzen dituzten onurak murriztu.

Esperimentuak aurrera egin ahala, lehorte-estresaren aurrean euren biziraupena bermatzeko landareek lurzoruko baliabideak (ura, mantenugaiak…) kontserbatzeko ala eskuratzeko estrategiak garatzea espero genuen, sustrai-atributuak aldatzearen bidez. Horretaz gain, lehorte-estresaren aurrean ere mikroorganismoen jarduera aldatzea espero zen. Hori egiaztatzeko, negutegian hazitako landare horien sustraiak aztertu ziren WinRhizo© Pro 2007 softwarea erabiliz.

Sustraien bi estrategia

Emaitzek aditzera eman duten bezala, eta nahiz eta landareek ez dituzten sustrai-atributu guztiak lehortera moldatu, landare bakoitzak lehortearen aurrean hartu duen estrategia identifikatu da aldatu dituzten sustrai-atributuak aztertuta. Gauzak horrela, Festuca nigrescens, Lotus corniculatus, Trifolium repens eta Jasione laevis espeziek, lurzoruko baliabideak eskuratzeko estrategia garatu dute, eta Deschampsia flexuosa eta Bellis perennis-ek, aldiz, landarearen baliabideak kontserbatzearen estrategia, lehortera moldatzeko eta bizitzen jarraitu ahal izateko.

Beste aldetik, lurzoruko ur-eskuragarritasun murriztuak ez du mikroorganismoen aktibitatean eraginik izan. Izan ere, emaitzetan argi ikusi da mikroorganismoen eragina berdina izan dela bai lehorte-baldintzetan bai ur-edukiaren baldintza normaletan, sustrai-atributu guztietarako. Hori ikusita, onar dezakegu mikroorganismoek % 30eko ur-edukia ez dutela lehorte-estres bezala hauteman.

Dena den, aztertu nahi izan da mikroorganismoek oro har eduki duten eragina positiboa (sustraien hazkundea bultzatuz) edo negatiboa (sustraien hazkundea murriztuz) izan den landare-espezie bakoitzean, sustrai-atributuen aldaketei erreparatuz mikroorganismoen presentzian eta ausentzian. Ez zaitu harrituko mikroorganismoek eragin onuragarria izan dutela landare espezie guztietan, hau da, landare guztiak hobeto hazi direla lurzoruan mikroorganismoak izan dituztenean.

Hurrengo esperimentuei begira, proposatzen da lehorte bortitzagoa eragitea, sustrai-atributu guztien aldaketa bultzatzeko lehortearen aurrean, bai eta mikroorganismoek lehortea somatzeko ere. Alde batetik, lehorte-baldintzak simulatzeko lurzoruan ur-eduki murritzagoa ezartzea proposatzen da (% 10-20koa, adibidez), eta beste alde batetik, ureztatu gabe egun gehiago igarotzea. Gainera, negutegiko baldintzak aldatu ahalko lirateke, hezetasuna murriztuz eta tenperatura igoz, benetako lehortea simulatzeko helburuarekin. Horretaz gain, etorkizunera begira interesgarria litzateke lurzoruko mikroorganismoen identifikazioa ere.

Artikuluaren fitxa:

• Aldizkaria: Ekaia
• Zenbakia: 45
• Artikuluaren izena: Larre atlantiarretako landareen sustraien atributuak (traits): lurzoruko ur-edukiaren eta mikrobiotaren eragina
• Laburpena: Etorkizunean lehorteak intentsitatean eta iraupenean emendatzea espero da, prezipitazioen murrizpenaren eta tenperaturen igoeraren ondorioz. Horrek galera handiak ekar ditzake mundu osoko laborantzen ekoizpen eta produktibitatean. Horregatik, premiazkoa da landare-espezieek lehortearen aurrean duten erantzuna ikertzea. Esperimentu honetan larre atlantiarreko sei landare-espezieren lehortearen aurreko erantzuna aztertu da, mikroorganismoen presentzian eta ausentzian, sustraien atributu (traits) morfologikoei erreparatuz. Esperimentuaren hipotesi nagusietako bat izan da lehorte-estresaren aurrean landareek lurzoruko baliabideak (ura, mantenugaiak…) kontserbatzeko edo eskuratzeko estrategiak gara ditzaketela, sustrai-atributuak aldatzearen bidez. Bigarren hipotesia, berriz, izan da elkarren mendekoak direla lurzoruko ur-edukia eta mikroorganismoen efektua zein erantzuna. Emaitzek adierazitakoaren arabera, esperimentu honetan ez dira hipotesiak bete. Alde batetik, lurzoruko ur-eduki murriztuaren eragina sustrai-atributuen eta espezieen mendekoa izan da, eta horiek kontuan hartuta, landareek jarraitu duten estrategia identifikatu da. Beste aldetik, lurzoruko ur-eskuragarritasun murriztuak ez du eraginik izan mikroorganismoen aktibitatean. Horretaz gainera, aztertu egin da positiboa edo negatiboa izan den landare-espezie bakoitzean mikroorganismoek eduki duten efektua. Horregatik guztiagatik, ondorioztatu da %30eko ur-edukia ez dela nahikoa izan lehorte-estresa simulatzeko.
• Egileak: Izaro Zelaia eta Arantza Aldezabal
• Argitaletxea: UPV/EHUko argitalpen zerbitzua
• ISSN: 0214-9001
• eISSN: 2444-3255
• Orrialdeak: 345-364
• DOI: 10.1387/ekaia.24497

Egileez:

Izaro Zelaia eta Arantza Aldezabal UPV/EHUko Landareen Biologia eta Ekologia Saileko ikertzaileak dira.

Ekaia aldizkariarekin lankidetzan egindako atala.

 

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La sucesión de Fibonacci, es una sucesión de números (naturales) que ha superado la frontera de las matemáticas, de la ciencia, para colarse en el mundo de las artes y la cultura. Que una familia de números como esta haya despertado el interés no solo dentro de la comunidad matemática, sino de toda la sociedad, se debe, en gran medida, a que juega un papel fundamental en el estudio de la morfología de las plantas, en concreto, en la filotaxis, siendo el número de espirales de las cabezas de los girasoles, las piñas o el romanescu, números de dicha sucesión, así como por su relación con el número de oro.

Fotografía de una piña recogida en la isla de Arousa (Pontevedra), en la cual puede observarse su conexión con los números de Fibonacci al contar el número de espirales a izquierda y derecha, 8 y 13

Por supuesto, este interés por la sucesión de Fibonacci se ha trasladado al Cuaderno de Cultura Científica, en el que hemos dedicado una cierta cantidad de entradas a la misma: Póngame media docena de fibonaccis; Una de mates: la sucesión de Fibonacci; Los números (y los inversos) de Fibonacci; Nos encanta Fibonacci; El origen poético de los números de Fibonacci; Poemas Fibonacci; La sucesión de Fibonacci, el teorema de Zeckendorf y un poemario magistral o El árbol de Fibonacci.

En esta entrada vamos a mostrar que los números de Fibonacci pueden aparecer en lugares de lo más curiosos e inesperados, además de los ya mencionados en las entradas anteriores, como solución al desafío matemático de los conejos del Liber Abaci / Libro del Ábaco (1202), del matemático italiano Leonardo de Pisa (1170-1241), conocido como Fibonacci, relacionados con la poesía en la lengua sánscrita en la India, o en la botánica, por ejemplo, en las espirales de los girasoles y piñas, o en la disposición helicoidal de las hojas en el tallo.

Los números de Fibonacci

Antes de adentrarnos en este paseo por diferentes manifestaciones de la sucesión de Fibonacci, recordemos brevemente esta sucesión, de forma directa a través de su propiedad numérica, sin entrar en el problema de los conejos, ni en la poesía en sanscrito. La sucesión de Fibonacci es una sucesión de números Fn que tiene la particularidad de que cada término es igual a la suma de los dos anteriores, Fn = Fn – 1 + Fn – 2, siendo los dos primeros términos F1 = F2 = 1.

Podemos calcular los primeros términos de la sucesión de forma sencilla, ya que cada número es la suma de los dos anteriores. De manera que los 40 primeros números de esta sucesión son:

1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, 144, 233, 377, 610, 987, 1.597, 2.584, 4.181, 6.765, 10.946, 17.711, 28.657, 46.368, 75.025, 121.393, 196.418, 317.811, 514.229, 832.040, 1.346.269, 2.178.309, 3.524.578, 5.702.887, 9.227.465, 14.930.352, 24.157.817, 39.088.169, 63.245.986, 102.334.155, …

Esta sucesión aparece bajo la denominación A000045 dentro de La enciclopedia on-line de las sucesiones de números enteros.

Existe una organización matemática internacional, The Fibonacci Association / La asociación Fibonacci, formada por personas del ámbito de las matemáticas y de la ciencia, pero también personas amateurs interesadas en esta curiosa sucesión de números, así como en otras sucesiones relacionadas (por ejemplo, la sucesión de Lucas, con la misma propiedad recurrente, pero con los dos primeros términos L1 = 1 y L2 = 3, por lo tanto, se continua con los números 4, 7, 11, 18, 29, etcétera). Esta sociedad publica una revista, The Fibonacci Quarterly, y organiza un congreso internacional cada dos años.

Logotipo de La Asociación Fibonacci

Tanto la organización como la revista fueron fundadas en 1963 por el matemático estadounidense Verner E. Hoggatt (1921-1980), profesor de la San Jose State University, que era conocido como el “Profesor Fibonacci” por sus amigos y colegas, y el educador, fotógrafo y matemático estadounidense Alfred Brousseau (1907-1988), profesor en el College Saint Mary de California, a quienes unía una gran amistad y que se reunían frecuentemente para discutir sobre los números de Fibonacci, así como para cantar canciones inventadas por ellos.

El árbol genealógico de un zángano

Para empezar, vamos a mostrar dos ejemplos relacionados con las abejas en los que aparecen los números de Fibonacci. En el primero surgen estos números como las diferentes generaciones del árbol genealógico de las abejas macho, los zánganos.

Las abejas, al menos las de la especie más conocida, la abeja melífera o doméstica, son animales sociales que viven todas juntas en colmenas. Hay tres tipos de abejas en una colmena, una abeja reina, los zánganos, que son abejas macho, y las abejas trabajadoras, que son abejas hembra.

Ilustración de una abeja trabajadora, de una abeja reina y un zángano, del libro The ABC and XYZ of bee culture (1910), de A. I. Root y E. R. Root

Normalmente solo hay una abeja reina en una colmena, que se encarga de las tareas reproductivas de la colonia, poniendo del orden de 1.500 huevos al día. Las abejas reina viven entre dos y tres años, aunque pueden llegar a vivir hasta cinco años. El número de zánganos de una colmena está entre unos cientos y mil, y su trabajo es también reproductivo, ya que se dedican a copular con la reina durante el vuelo de apareamiento de esta, con el fin de que los huevos sean fecundados. Los zánganos mueren cuando depositan su semen en el aparato reproductor de la abeja reina. Solamente son útiles durante la época de apareamiento, que se produce cuando hace buen tiempo (primavera y verano), no pueden picar ya que no tienen aguijón y no ayudan con ninguna otra labor de la colmena. Por este motivo, cuando llega el mal tiempo, las abejas trabajadoras expulsan a los zánganos de la colmena, que mueren de hambre y frío. Mientras que son las abejas trabajadoras, de las cuales hay unos miles en cada colmena, las que se dedican a realizar todas las tareas de la misma. La vida de las abejas obreras es de entre 5 y 6 semanas en época de buen tiempo, mientras que es de entre 5 y 6 meses si viven cuando hace mal tiempo, mientras que la de los zánganos es de entre 4 y 8 semanas.

Una de las curiosidades de la reproducción de las abejas es que las abejas macho, los zánganos, nacen de huevos no fecundados, luego solamente tienen madre, la abeja reina, mientras que las abejas trabajadoras nacen de huevos fecundados, luego tienen padre y madre. Además, la reina puede controlar si un huevo es, o no, fecundado. Las abejas trabajadoras suelen ser estériles, la mayoría de los ovarios de las trabajadoras están poco desarrollados y no producen huevos. En el caso de que una obrera tenga ovarios desarrollados, solo pondrá huevos no fecundados, luego nacerán zánganos, aunque las demás abejas trabajadoras pueden reconocer que el huevo no es de la reina y se lo comerán, salvo que la reina haya muerto y no se pueda criar otra reina, aunque eso llevará al final de la colmena, ya que no nacerán abejas trabajadoras, solo zánganos.

Este sistema de determinación del sexo del animal se llama haplodiploidía y es un sistema que no solamente se da en las abejas, sino también en otros animales, entre ellos, hormigas, avispas y algunos escarabajos.

Fotografía de un zángano, una abeja macho. Fotografía del profesor de biología Laurence Packer

 

Pero vayamos con el árbol genealógico de un zángano (1), como el que aparece en la anterior imagen. Como se ha comentado, esta abeja macho tendrá solo madre, por lo que la primera generación hacia atrás del zángano consistirá en una abeja (1), normalmente la abeja reina. Como esta abeja es hembra tendrá madre y padre (la abuela y el abuelo del zángano), luego la segunda generación del zángano serán dos abejas (2). En la tercera generación estarán la madre y el padre de la abeja abuela, así como la madre de la abeja abuelo, en total tres abejas (3). Y así se puede continuar, como se muestra en el siguiente esquema.

Árbol genealógico de un zángano

 

En la siguiente tabla se recogen la cantidad de abejas de cada generación hacia atrás de una abeja macho, un zángano, añadiendo además cuántas de ellas son abejas macho y cuántas abejas hembra.

Como se observa la cantidad de abejas del árbol genealógico de un zángano, por generaciones hacia atrás, es 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, etcétera, es decir, la sucesión de Fibonacci. Más aún, si dividimos la cantidad de abejas de cada generación, en abejas hembra y abejas macho, seguimos obteniendo esta sucesión en los dos casos.

Una paseo hexagonal

El siguiente ejemplo en el que se puede encontrar a los números de Fibonacci relacionados con las abejas se debe al matemático estadounidense Leonard Carlitz (1907-1999), de la Duke University, que fue miembro de La asociación Fibonacci y del comité editorial de la revista The Fibonacci Quarterly, en la que publicó 72 artículos, dentro de una extensa obra matemática compuesta de 771 artículos.

Imaginemos un panal de abejas, que recordemos que está formado con celdas prismáticas hexagonales pegadas unas a otras por sus caras laterales, pero con la particularidad de que está formado por tan solo dos filas de celdas, como se muestra en la siguiente imagen. En la primera celda, de uno de los extremos del panal (en la imagen en la izquierda), hay una abeja e imaginemos también que el panal es tan largo (hacia la derecha en la imagen) como queramos, de hecho, imaginemos que es infinito. Nos gustaría calcular la cantidad de caminos que puede recorrer la abeja para ir de su posición inicial a otra celda cualquiera que fijemos, desde la primera al lado de la abeja en adelante, teniendo en cuenta que de cada celda puede pasar a una contigua, pero siempre hacia delante, por ejemplo, de su celda inicial puede pasar a las celdas C1 o C2, mientras que de la celda C3 puede pasar a las celdas C4 y C5, pero no ir para atrás a las celdas C1 y C2.

Panal de abejas, formado por dos filas de celdas, infinito, que tiene principio, pero no tiene fin, con una abeja en la celda de su extremo izquierdo

 

Pero vayamos contando los diferentes caminos que puede recorrer la abeja, en función de cuál sea la celda final, empezando por la celda C1 y siguiendo en orden. Solo existe una forma (1) de llegar a la celda C1, sin retroceder, que es directamente. Para llegar a la celda C2 puede hacerse directamente o a través de la celda C1, luego de dos formas (2) distintas. Y hay tres caminos posibles para alcanzar la celda C3, como se muestra en la siguiente imagen.

Los posibles caminos para que la abeja llegue a las celdas C1, C2 y C3, sin retroceder

 

Para llegar a la celda C4 hay 5 recorridos posibles, que se muestran en la siguiente imagen.

Recorridos posibles para que la abeja llegue a la celda C4, sin retroceder

 

La cantidad de caminos posibles para cada una de las celdas mencionadas es 1, 2, 3 y 5, que son los primeros números de la sucesión de Fibonacci. Si seguimos con las celdas C5, C6, C7, etcétera, se irán obteniendo los demás números de la sucesión, 8, 13, 21, etcétera.

Jugando con las fichas de dominó

Para la siguiente situación vamos a considerar fichas de dominó, como la de la siguiente imagen.

Fichas de dominó. Fotografía: Dietmar Rabich / Wikimedia Commons / “Domino – 2021 – 6766” / CC BY-SA 4.0

 

Las fichas de dominó son el doble de largo que de ancho, como si juntáramos dos cuadrados. La cuestión que nos ocupa es la siguiente.

Problema: ¿de cuántas formas distintas se puede crear un embaldosado rectangular de dos filas y n columnas (es decir, una cuadrícula rectangular de tamaño n x 2), para n = 1, 2, 3, etc?

Empecemos con los casos más sencillos, para 1, 2 y 3 columnas, que se obtienen las siguientes 1, 2 y 3 formas de embaldosar, respectivamente, como se muestra en la imagen.

Para 4 filas empezamos a tener más maneras diferentes de colocar las fichas de dominó, en concreto 5.

Si la cuadrícula rectangular es de tamaño 5 x 2, existen 8 formas distintas de embaldosar esta cuadrícula con fichas de dominó, como aparece en la siguiente imagen.

Podéis continuar con 6, 7, 8, … filas y, como se observa, se van obteniendo los números de la sucesión de Fibonacci, de nuevo.

¿Por qué aparece la sucesión de Fibonacci? La respuesta es muy sencilla. Simplemente porque es un problema cuya solución tiene la misma propiedad recursiva que la sucesión de Fibonacci y los dos primeros términos son 1 y 2. Esto es así porque para conocer los embaldosados con fichas de dominó de una cuadrícula rectangular n x 2, basta con tomar los embaldosados de la cuadrícula (n – 1) x 2 y añadirles una ficha de dominó vertical, y los embaldosados de la cuadrícula (n – 2) x 2 y añadirles dos fichas de dominó horizontales.

Veamos un ejemplo. Miremos a los embaldosados de la cuadrícula rectangular 5 x 2, que como acabamos de ver son 8. En la siguiente imagen, he tomado esos ocho embaldosados de la cuadrícula 5 x 2, he coloreado de morado los embaldosados de la cuadrícula 4 x 2, a los que se les añade una ficha de dominó vertical y he coloreado de verde los embaldosados de la cuadrícula 4 x 2, a los que se les añaden dos fichas de dominó horizontales.

Algo similar ocurre con la cantidad de caminos posibles que recorre la abeja en su paseo hexagonal, como podéis observar.

En mi siguiente entrada de la sección Matemoción del Cuaderno de Cultura Científica volveré con más curiosos e inesperados ejemplos de apariciones de la sucesión de Fibonacci.

Fibonacci 1-10 (2010), de la artista conceptual estadounidense Jennifer Bartlett (1941-2022)

 

Bibliografía

1.- Alfred S. Posamentier, Ingmar Lehmann, The Fabulous Fibonacci Numbers, ‎ Prometheus Books, 2007.

2.- Thomas Koshy, Fibonacci and Lucas Numbers with Applications, John Wiley & Sons, 2001.

3.- Martin Gardner, Circo matemático, Alianza editorial, 1988.

4.- Fredric T. Howard, The Fibonacci Association, Math Horizons, vol. 12, n. 3,

pp. 31, 2005.

5.- Fred Whitford; Christian H Krupke, Cindy Gerber, Greg Hunt, John L. Obermeyer, Krispn Given, Max Feken, Reed Johnson, Thomas Steeger, The Complex Life of the Honey Bee: Environmental, Biological, and Chemical Challenges to Colony Health, Purdue University, 2017.

 

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

El artículo Fibonacci está en todas partes (I) se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Blanca Martínez

Askotan aipatu dut Mitologiaren eta Geologiaren arteko harreman estua. Izan ere, gizakiok askotan fantasia eta errealitatea nahasten dituzten kondaira edo asmatutako istorioetara jotzen dugu gure inguruko prozesu naturalei azalpen koherente bat, edo, behintzat, ulergarria emateko.

Munduko sinesmen guztietan jainkoak/jainkosak eta erdijainkoak/erdijainkosak daude gertaera geologiko suntsitzaileen atzean (sumendiak, lurrikarak edo tsunamiak, besteak beste), batez ere haserretzen direnean; sekulako mendiak altxatzen dituzte gizakien herritik urrun etxea eraikitzeko; edo ozeanoaren hondotik uharteak altxatzen dituzte euren berebiziko boterea erabilita, bai eta uharte horiek urperatu ere, berriro haserretzen badira.

Hala ere, adibide gehienak desagertutako ornodun handien fosiletan aurki ditzakegu; izan ere, piztia mitologiko ikusgarriak sortzeko erabili izan dira, epopeia klasikoetako etsaiak, eta gure ametsak elikatzen dituzte oraindik ere (zinemako hamaika gidoi elikatzeaz gain). Testuinguru horretan, dinosauroen, beste narrasti hegalarien, itsas narrasti mesozoikoen edo makrougaztun zenozoikoen arrastoak mota askotako erraldoi, dragoi edo kimera bihurtu ziren. Baina ziur nago orain arte ez dizuedala ezer berririk kontatu. Hortaz, aho zabalik utzi nahi zaituztedanez eta, batez ere, geologiaren kuriositateen berri ematea gustuko dudanez, jarraian itsas ornogabeen fosilen agerpenetatik sortutako zenbait istorio azalduko dizkizuet.

1. irudia: A) Santa Hilda Whitbykoaren irudia duen beiratea; ezkutuan hiru fosil amonite ditu. (Argazkia: Dixe Wills – Copyright lizentziapean. Iturria: The Guardian). B) Benetako amonite fosila; atzeko zatia manipulatuta dago harrian suge baten burua zizelkatu zutelako. (Iturria: Whitby Museum – copyright lizentziapean)

Hasteko, benetako pertsona bat eta bizitzan zehar gertatu ez den gertakari fantastiko baten existentzia nahasten duten mitoetako bat kontatuko dizuet. Kondairaren arabera, VII. mendean, Ingalaterrako ipar-ekialdeko Whitby herrian sugeen inbasio bat gertatu zen. Herritarrak ofidioen erasoaren beldur zirenez, gertuen zegoen abadiara joan ziren bertan zegoen Hilda izeneko emakume ausart eta azkar bati laguntza eskatzera. Abadesak, botere jainkotiarraz blai eginda, sugeei aurre egin zien eta animaliak bildu eta harri bihurtzea lortu zuen. Aurrerago, abadesa kanonizatu egin zuten. Istorio polit horren bidez, herritarrek herriaren inguruan zeuden fosil amoniten presentzia azaldu nahi zuten.

Amoniteak dagoeneko desagertu diren zefalopodoen talde bat dira, eta Devoniarraren eta Kretazeoaren artean dauden ur epeletan bizi ziren, sakonera txikiko eremuetan. Zefalopodo talde horren ezaugarri nagusia maskor biribildua zen, askotan lerroekin apainduta. Ahuntzen adarra ekar dezake gogora, eta ezaugarri horretatik datorkie izena; izan ere, Amon jainko egiptoarretik dator, ahariaren buruarekin identifikatzen baitzen. Hala ere, ingelesei morfologia hori biribildutako suge baten antzekoagoa iruditzen zitzaien, baina gauza garrantzitsu bat falta zitzaien: burua. Hortaz, Hildaren eta ofidioen arteko gudu epikoa indartzeko, bertako herritarrek, elizgizonek barne, ahalik eta amonite gehien bildu zituzten eta fosiletan sugeen burua lantzen zuten.

2. irudia: Gryphaea arcuata fosila Ingalaterrako jurasikoko ostreido mota bat da, “deabruaren apoa” izenez ezaguna dena. (Argazkia: James St. John – CC BY 2.0 lizentziapean. Iturria: Wikimedia Commons)

Ongia eta gaizkiaren arteko borroka eta akerra aipatu ditudanez, deabrua edo demonio guztien burua aipatzeko unea iritsi da. Kuskubiko espezie fosil asko daude, batez ere ostreidoen edo ostren taldearen barruan. Hauek organismoa dagoen tokia osatzen duen kusku handiago bat dute, eta estalki gisa beste kusku txikiago bat. Kusku handienak forma luzanga eta kurbatua izaten du, eta maskorra zeharkatzen duten protuberantzia oso markatuek apaintzen dute. Protuberantzia horiek animaliaren hazkuntza erakusten duten ildoak besterik ez dira.  Fosil horien morfologia oso berezia da, eta animalia baten petrifikatutako apatx baten antza dute. Erdi Aroan deabrua edonon zegoenez, azkar asko deabruaren galdutako apatxak zirela esaten hasi ziren.

3. irudia: Micraster generoko fosil bat, Kantabrian topatutako Kretazeoko ekinodemartu bat. Bertan, bost puntako izarraren forma duen aparatu anbulakrala ikus daiteke. (Iturria: Cuaderno de Cultura Científica)

Hala ere, fosil guztiek ez zituzten gauza txarrak irudikatzen, eta batzuk kutun babesle gisa erabiltzen ziren. Kantabriako ekialdean, Euskadi osoan eta Nafarroako iparraldean oso ohikoa da Kretazeoko itsaso subtropikal zaharrak ordezkatzen dituzten eta Micraster generoko fosil ekinodermatu ugari dituzten arroka sedimentarioak agertzea. Dagoeneko desagertu diren itsas trikuek bihotz formako oskola zuten (emotikono erromantikoetan agertzen den bihotzarena, ez zirkulazio aparatuaren organoarena), eta bertan oso argi ikus daiteke aparatu anbulakral bat (animalien oinak daude bertan, sinplifikazio biologikoa alde batera utzita), bost puntako izar bat irudikatzen duena. Lehen fosil hauek “tximista edo inar harriak” zirela uste zen; hots, jainko-jainkosak haserretu eta Lurraren kontra ekaitz elektrikoak bidaltzen zituztenean zerutik erortzen ziren harriak. Kondairaren arabera, zeruko harri horietakoren bat aurkitu eta zurekin eraman edo etxeko atean jartzen bazenuen, tximisten aurkako babesa bermatuta zegoen izarraren markari esker, eta, aldi berean, tximista leku berean bitan erortzen ez den sinesmen okerrari esker.

Eta horiek dira ornogabeen fosilei lotutako mitoetako batzuk. Egia da ez dituztela desagertu diren ornodun handiek bezainbeste istorio ikusgarri elikatu, baina gure kultuaren ondarearen parte dira, eta herrien folklorearen oinarria dira. Halaber, azken kondaira Euskadiko eta Nafarroako herri askotan bizirik dirau, eta, nire ustez, zaindu beharreko ondarea da. Sinesmen zaharrekin konektatzen gaituzten istorio mitikoak baliatzea baliabide bikaina izan daiteke azalpen zientifikoak zabaltzeko. Kasu honetan azalpena geologikoa da, eta, zorionez, orain horren berri dugu.

Egileaz:

Blanca María Martínez (@BlancaMG4) Geologian doktorea da, Aranzadi Zientzia Elkarteko ikertzailea eta UPV/EHUko Zientzia eta Teknologia Fakultateko Geologia Saileko laguntzailea.

Jatorrizko artikulua Cuaderno de Cultura Científica blogean argitaratu zen 2024ko maiatzaren 23an: Fósiles de leyenda.

Itzulpena: UPV/EHUko Euskara Zerbitzua.

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Imagen: WikiImages / Pixabay

Durante la expansión temprana del Universo, las regiones hiperdensas podrían haber colapsado gravitacionalmente para producir agujeros negros primordiales. Dependiendo de lo que provocase el colapso, los agujeros negros primordiales resultantes podrían tener casi cualquier masa. Pero si, como sostienen algunos teóricos, podrían explicar toda la materia oscura del Universo, no pueden ser tan ligeros como para evaporarse y desaparecer, ni tan pesados como para contradecir las observaciones del efecto de lente gravitacional.

Dentro de ese amplio rango se encuentra otro más estrecho, que abarca las masas de los asteroides. Este rango de masas ha permanecido en gran parte inexplorado. Ahora, Tung Tran, del Instituto Tecnológico de Massachusetts, y sus colaboradores han determinado que los agujeros negros primordiales con masas de asteroides podrían detectarse de manera plausible gracias a su influencia gravitatoria en el Sistema Solar.

La materia oscura gobierna la estructura a gran escala del Universo. En las teorías de la materia oscura, cuanto menor sea la masa de las partículas de materia oscura, más partículas se necesitan para explicar esa estructura. Además, las partículas de materia oscura deben moverse a través del cosmos lo suficientemente despacio como para que la gravedad las atraiga. Si la materia oscura consiste exclusivamente en agujeros negros primordiales con masa de asteroide, esas dos restricciones implicarían que varios agujeros negros primordiales estarían presentes en el Sistema Solar en cualquier momento dado y que las velocidades de esos agujeros negros primordiales serían de aproximadamente 200 km/s.

Un agujero negro primordial (PBH) con masa de asteroide que pase cerca de un planeta podría perturbar la órbita del planeta en una cantidad detectable. Fuente: Tran et al (2024)

La presencia de esos agujeros negros primordiales apenas perturbarían el Sistema Solar. Sin embargo, las distancias entre la Tierra y los planetas se conocen con una precisión extraordinaria (hasta 10 cm en el caso de Marte). A partir de sus cálculos y simulaciones, Tran y sus colaboradores concluyen que el paso de al menos un agujero negro primordial con la masa de un asteroide a través del Sistema Solar podría dejar un rastro detectable en los datos de distancia existentes o inminentes una vez por década.

Una no detección, afirman los investigadores, impondría unas restricciones muy estrictas a un candidato a materia oscura bien motivado.

Referencia:

Tung X. Tran, Sarah R. Geller, Benjamin V. Lehmann, and David I. Kaiser (2024) Close encounters of the primordial kind: A new observable for primordial black holes as dark matter Phys. Rev. D doi: 10.1103/PhysRevD.110.063533

 

Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance

El artículo El Sistema Solar como detector de agujeros negros primordiales se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Juanma Gallego

Azken urteetan, gehiegizko pisuari lotutako minbizi motak urteko %3,6 hazi dira herrialdean. Datorren hamarkadan mota horretako minbiziak bikoiztuko diren beldur dira ikertzaileak.

Askotariko faktoreak daude gizentasunaren atzean, baina gorantz ari den gaitza da, bereziki gero eta elikadura ohitura txarragoak eta sedentarismo handiagoa dituen gizarteetan. Dena dela, funtsean, aritmetika sinple baten emaitza da kontua: janariarekin hartutako kalorien eta, gehienetan, ariketa fisikoarekin gastatutakoen artean dagoen aldean dago gakoa. Egunean bi faktore horien arteko alde positibo txikia izan arren, denborarekin horiek pilatuko dira, pisua irabazita. Muga hori oso lausoa dela esan zion 2004an National Geographic aldizkariari Columbiako Unibertsitateko (AEB) mediku Rudolph Leibelek, sagar zuku baten adibidean abiatuta. Zuku txiki horrek eragiten badu egunaren amaieran beharrezkoak diren kaloriak baino %5 izatea, ezinbestean nabarituko da eragina. “100 kaloria baino ez dira, baso bat sagar zuku. Baina gehiegizko kaloria gutxi horiek ekar dezakete pisua nabarmenki handitzea”, ohartarazi zuen. Alde txiki horrek ekar lezake, beraz, pertsona batzuek urtebetean bost kilo irabaztea.

1. irudia: Txinan gizentasunaren eta horri lotutako minbizi moten gorakaden atzean Mendebaldeko bizi estiloa dagoela uste dute ikertzaileek. (Argazkia: Christian Lue – Unplash lizentziapean. Iturria: Unplash)

Gizentasuna bera gaitz kronikotzat jotzen du OME Osasunaren Mundu Erakundeak, eta gaur egun oso zabalduta dago munduan. Zenbaki handitara joanda, OMEk berak kalkulatzen du munduan diren zortzi gizakitatik batek gizentasuna duela. Ez da, inondik inora, arazo txikia. Izan ere, soberan ezaguna da gizentasuna beste gaitz askotan arrisku faktore garrantzitsua dela. Hori gertatzen da, esaterako, gaitz kardiobaskularrekin, 2 motako diabetesarekin, artrosiarekin edota hainbat minbizi motarekin.

Bereziki minbiziarekiko lotura hau aspaldiko kezka izan da AEBetan edo Europan. Kasurako, AEBetako CDC Gaixotasunak Kontrolatzeko Zentroaren arabera, 2000an estatubatuarren %30,5ek gizentasuna zuten. Hogei urte geroago, 2020an, kopurua %41,9 zen. Mendebaldeko gizarte askotan zabalduta dagoen dietak gantzak, haragi gorria, jaki ultraprozesatuak eta azukre asko izan ohi dituzte, eta horiek gizentasuna erraz bultzatzen duten elikagaiak dira.

Munduak gero eta gehiago antzeko eskemetara jotzen duen heinean, arazoa jada ez da soilik Mendebaldeko gizarteena: Txinan ere hasiak dira kezkatzen. Asiako erraldoiaren kopuruak beti harrigarriak izan ohi dira arlo guztietan, eta, tamalez, badirudi gai honetan ere herrialdea indartsu datorrela. Cell Press talde entzutetsuko Med aldizkarian argitaratutako azterketa batek argi erakusten du hori. Bertan, ikertzaile talde batek egiaztatu du gizentasunari lotutako minbizi tasa azkar handitzen ari dela Txinako biztanleen artean: 2007 eta 2021 urte tartean urteko %3,6 hazi da gaitza, gizentasunari lotuta ez dauden minbizi motak bere horretan mantendu izan diren bitartean. Tarte horretan, herrialdean 651.000 kasu inguru erregistratu dira; horietatik %48 OMEk gizentasunarekin lotzen dituen hamabi minbizi motakoak izan dira.

Zientzialariek azaldu dute ume eta nerabeen artean gainpisu eta gizentasun tasak hurbiltzen ari direla AEBetan dituztenetara. Eta hori lotu dute halako minbizien hazkundearekin. 60 eta 65 urte bitartekoen artean, mota hauetako minbiziak urtean %1,6 hazi dira. 25-29 bitartekoen artean, berriz, tasa hori %15 baino gehiago handitu da.

Gizentasunari lotzen dira kolon eta ondesteko, bularreko eta tiroideko minbiziak, eta horiek asko handitu dira, ikertzaileek esku artean izan dituzten datuen arabera. Kontrara, gizentasunarekin lotzen ez diren minbizi motak, hala nola birikietako edo maskuriko minbizia, egonkor mantendu dira herrialdean urte hauetan guztietan.

Egoeraren larritasuna agerian uzten duen beste datu esanguratsu bat nabarmendu dute ikertzaileek. 1962 eta 1966 urteen artean jaiotakoen aldean, 1997 eta 2001 urteen artean jaiotakoek mota honetako minbiziaz diagnostikatzeko zuten aukera halako 25 da. Gazteen artean, kolon eta ondestekoa, bularrekoa, tiroidekoa, giltzurrunekoa eta uterokoa dira gizentasunari lotuta gehien hazi diren minbizi motak.

2. irudia: 2019ko datuetan oinarrituta, txinatar helduen %34k gainpisua zuten, eta %16 gizentzat hartzen ziren. (Argazkia: Isaac Chou – Unplash lizentziapean. Iturria: Unplash)

Egileek zabaldutako prentsa ohar baten arabera, emaitzek agerian utzi dute “osasun publikoko politika hobeak ezartzea urgentziazkoa dela Txinan gero eta gehiago handitzen ari diren gainpisu eta gizentasun tasei” aurre egin aldera.

“Gizentasunaren epidemia errotik aldatzen ez badugu, ezinbestean gizentasunari lotutako minbizi tasek handitzen jarraituko dute”, azaldu du Pekingo (Txina) Unibertsitate Medikoko endokrinologo Jin-Kui Yang-ek. Medikuak erantsi du egoerak “zama handia” ekarriko diela Txinako ekonomiari eta osasun sistemari.

Txinan heriotza zio handienetakoa da minbizia, biriketakoa zabalduena delarik. Zentzu honetan, aurreko ikerketek iradoki dute laster gizentasuna izango dela partez ekidin daitezkeen minbizien artean zabalduena, tabakoak eragindakoaren gainetik.

Diotenez, bereziki kontzientziazio kanpainetan oinarritutako estrategiak egin dira gaiaren bueltan, baina hori “nahikoa izan” ez delakoan daude. Hori dela eta, estrategia “eraginkorragoak eta indartsuagoak” ezartzeko eskatu dute. Botikak erabiltzea eta etiketetan kalorien zenbatekoa jartzea aipatu dituzte.

Ikertzaileak sinetsita daude Mendebaldeko bizi estiloa hartu izanagatik hazi dela gizentasuna Txinan. Hau argudiatzeko ere datuetara jo dute, eta aipatu dute 2019an txinatar helduen %34k gainpisua zutela, eta %16 gizentzat hartzen zirela. Ohartarazi dutenez, egoera are larriagoa da haur eta nerabeen artean, tasa horietan azkarrago ari direlako aurrea hartzen.

Zientzia artikulua sinatu duten ikertzaileak ezkor azaldu dira etorkizunari dagokionez, uste dutelako, gaiaren bueltan neurri indartsuak hartu ezean, minbizi mota hauek bikoiztu daitezkeela datorren hamarkadan.

Erreferentzia bibliografikoa:

Liu, Chang; Yuan, Ying-Chao; Guo, Mo-Ning; Xin, Zhong; Chen, Guan-Jie; Ding, Nan; Zheng, Jian-Peng; Zang, Bai; Yang, Jin-Kui (2024). Rising incidence of obesity-related cancers among younger adults in China: A population-based analysis (2007-2021). Med. DOI: 10.1016/j.medj.2024.07.012

Egileaz:

Juanma Gallego (@juanmagallego) zientzia kazetaria da.

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La imagen de unos anillos rodeando los gigantes de hielo y gaseosos de nuestro sistema solar, como formando una especie de hula hop cósmico, son una imagen que hoy en día, gracias a los telescopios y a las misiones espaciales, nos resulta habitual, diría que incluso casi ordinaria. Pero si hacemos un ejercicio de imaginación y pensamos en la idea de que nuestro planeta también pudo tener un sistema de anillos, probablemente pensemos que esta idea es mucho más exótica e incluso, quizás, un poco fantasiosa.

Pero un estudio reciente publicado por Tomkins et al. (2024) ha dibujado este escenario como una posibilidad real durante el Ordovícico, uno de los periodos en los que está dividida la historia de nuestro planeta y que va desde el final del Cámbrico, hace unos 485 millones de años, hasta el inicio del Silúrico, hace unos 444 millones de años… no hace tanto tiempo si tenemos en cuenta que la historia de nuestro planeta estaría en el entorno de los 4.500 millones de años.

¿En qué pistas o pruebas se basa este estudio? Pues los científicos ha detectado un aumento anómalo del número de impactos de meteoritos contra nuestro planeta, que además coincide con una mayor proporción de materia caída del espacio y que se puede detectar en las capas de sedimentos que se formaron entonces. En particular, buena parte de esta materia procedería de un tipo de meteoritos que conocemos como condritas de tipo L que, por cierto, son el segundo grupo más abundante de todos los meteoritos de los que han caído sobre nuestro planeta.

Los anillos de Saturno son uno de los “ornamentos” planetarios más espectaculares de todo nuestro Sistema Solar. Y, a pesar de su espectacularidad, somos unos afortunados al poder contemplarlos, ya que son un fenómeno probablemente efímero en cuanto a escala geológica nos referimos. Cortesía de NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute.

Durante el Ordovícico y a lo largo de millones de años, parece como si hubiese ocurrido un continuo bombardeo por parte de meteoritos de este tipo sobre nuestro planeta, como si un gran cuerpo se hubiese desintegrado y lentamente sus fragmentos hubiesen ido chocando con nuestro planeta.

Aunque la cantidad de materia que pudo caer sobre nuestro planeta pudo ser mucha como atestiguan los sedimentos, no es lo que más llamó la atención de los científicos, sino que en realidad fue la distribución de los cráteres de impacto sobre la superficie lo que hizo saltar las alarmas. Y es que nuestro planeta ha sufrido el impacto de cuerpos a lo largo de toda su historia, algunos de los cuales han dejado cicatrices que todavía son visibles y otros, en cambio, han sucumbido al paso del tiempo.

Pero muchos de los que ocurrieron durante el Ordovícico parecen agruparse en una estrecha franja que estaría situada aproximadamente en lo que antaño sería el ecuador de la Tierra, aunque hoy estén a diferentes latitudes debido a la tectónica de placas. Si fuesen impactos más o menos aleatorios -como pasa habitualmente- la distribución de los cráteres sobre nuestro planeta también sería aleatoria, no siguiendo ningún patrón.

¿Y a que podría deberse esta distribución de cráteres tan característica? Pues pudo ocurrir que un asteroide, cuya composición fuese la de las condritas de tipo L, pasase cerca de nuestro planeta, superando lo que conocemos como el límite de Roche -un umbral de distancia a partir del cual las fuerzas de marea son suficientes para “desintegrar” los cuerpos que pasen por el interior de esta línea- y como consecuencia fragmentándose en una nube de pequeños cuerpos que quedaría temporalmente atrapada en la órbita de la Tierra, formando un anillo… temporal. Porque ojo, no podemos olvidar que incluso los anillos de los gigantes gaseosos podrían ser un adorno efímero, eso sí, efímero en el sentido geológico de la palabra, en escalas de millones de años.

Con el tiempo, parte de la materia que formaba este anillo iría cayendo sobre la superficie de la Tierra, causando esa concentración de cráteres tan característica que hoy todavía se puede distinguir en el registro geológico y también al aumento en la presencia de materiales de procedencia extraterrestre en los sedimentos y, por supuesto, de una mayor tasa de impactos.

Pero este tipo de fenómenos nunca vienen solos, sino que suelen coincidir en el tiempo con otros eventos: En el Ordovícico ocurre lo que denominamos como gran evento de biodiversidad del Ordovícico (o GOBE, por sus siglas en inglés) o radiación del Ordovícico, una importante radiación evolutiva de la vida animal. ¿Pudo tener algo que ver este periodo de un mayor número de impactos con la generación de una mayor diversidad biológica? Es una especulación, pero los cambios ambientales provocados por los impactos, así como nutrientes aportados por la materia que caería desde los anillos, podrían haber desempeñado un papel importante en la generación de nuevos ecosistemas y favorecer la evolución.

Otro efecto que pudieron provocar los anillos sería la alteración en la cantidad de luz del Sol que llegaba a la Tierra, contribuyendo a un enfriamiento global. Y es que, de hecho, a finales del del Ordovícico ocurre la que denominamos como glaciación Hirnantiana o fini-Ordovícica, una de las más importantes de la historia de la Tierra… ¿Podría la sombra de los anillos haber contribuido a un enfriamiento repentino de nuestro planeta? No parece muy descabellado pensarlo tampoco, aunque, de nuevo, se necesitan más pruebas y modelos predictivos avanzados.

Pero si es cierto que los anillos planetarios son capaces de condicionar de algún modo el clima de los planetas. Por ejemplo, los anillos de Saturno son capaces de jugar un papel en la dinámica atmosférica del planeta, dato que sabemos gracias a la misión Cassini. Así que, si la Tierra tuvo un sistema de anillos, aunque fuese de manera temporal, podría haber tenido efecto no solo en la insolación que recibía la Tierra, sino también alterar los patrones meteorológicos y climáticos.

Pero quizás uno de los detalles más interesantes del artículo es como esta fuente de impactos cuestiona de algún modo los modelos más convencionales de los impactos de asteroides en la formación planetaria. Y es que la mayoría de los impactos proceden de asteroides del cinturón de asteroides o de los asteroides cercanos a la Tierra (NEAs, por sus siglas en inglés).

Estadísticamente parece imposible que estos impactos “aleatorios” puedan causar alineaciones como las que se han detectado, puesto que las distintas trayectorias que seguirían hasta chocar contra nosotros harían de formar patrones algo muy complicado. Pero si en el Ordovícico hubiésemos tenido un anillo, la formación de alineaciones en los cráteres de impacto no sería tan difícil de lograr porque esta materia caería desde una zona muy concreta alrededor de la Tierra.

Aun así, todavía queda mucho por desgranar de esta nueva teoría que, desde luego, pone de manifiesto que nos quedan muchos capítulos de la historia de la Tierra por conocer y, quien sabe, cuantas páginas podremos escribir gracias a la ayuda de la geología planetaria.

Referencias:

Tomkins, Andrew G., Erin L. Martin, y Peter A. Cawood. «Evidence Suggesting That Earth Had a Ring in the Ordovician». Earth and Planetary Science Letters 646 (noviembre de 2024): 118991. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2024.118991.

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

El artículo Unos anillos para el planeta Tierra se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Espazio-denbora ereduen geometria aztertzerakoan, ikertzaileek unibertsoaren lehen uneen ikuspegi alternatiboak eskaintzen dituzte.

Duela 13.800 urte inguru, kosmos osoa energia bola txiki, trinko eta bero batek osatzen zuen, eta, bat-batean, bolak eztanda egin zuen.

1. irudia: espazio-denbora ereduen geometria aztertzerakoan, ikertzaileek unibertsoaren lehen uneen ikuspegi alternatiboak eskaintzen dituzte. (Ilustrazioa: Nico Roper – Copyright lizentziapean. Iturria: Quanta Magazine)

Eta horrelaxe hasi zen dena, Big Bangari buruzko historia zientifiko estandarraren arabera. Teoria hori 1920. urtean plazaratu zen lehen aldiz, eta denborak aurrera egin ahala, xehetasunak gehitzen joan dira, batez ere 1980ko hamarkadan. Izan ere, garai hartan, zientzialariak konbentzituta zeuden unibertsoa, bere lehen uneetan, inflazio izeneko hedapen bereziki azkarreko aldi labur batetik igaro zela, eta gero martxa moteldu zuela.

Uste da aldi labur hori grabitatea inbertitzen duen energia handiko materia berezi batek eragin zuela, unibertsoaren egitura esponentzialki hedatuta, eta segundo milamilioiren baten milamilioiren baten milamilioiren bat baino gutxiagoan koatrilioi baten faktore batean haz zedila eraginda. Inflazioak azalduko luke zergatik dirudien unibertsoak hain lau eta homogeneo astronomoek eskala handian aztertzen dutenean.

Baina inflazioa baldin bada egun ikus dezakegun guztiaren erantzule, galdera hau egin behar diogu gure buruari: zer zegoen aurretik, baldin eta zerbait bazegoen?

Oraindik ez da esperimenturik asmatu inflazioaren aurretik gertatu zen guztia aztertu ahal izateko. Hala ere, matematikariek zenbait aukera plantea ditzakete. Estrategia honetan datza: Einsteinen erlatibitatearen teoria orokorra aplikatzea (grabitatea espazio-denboraren kurbadurarekin parekatzen duen teoria) ahalik eta atzerago denboran.

Hori da hiru ikertzaile hauek itxaropena: Perimeter Instituteko Ghazal Geshnizjani, Kopenhageko Unibertsitateko Eric Ling eta Waterlooko Unibertsitateko Jerome Quintin. Hirukoteak artikulu bat argitaratu du duela gutxi Journal of High Energy Physics aldizkarian, eta bertan Lingek honako hau azaltzen du: «matematiken bidez frogatzen dugu gure unibertsoaz harago ikusteko modu bat egon litekeela».

Jerome Quintin eta Eric Lingekin lankidetzan, Perimeter Instituteko Ghazal Geshnizjanik espazio-denbora Big Big Bangaz harago heda zitekeen formak aztertu ditu. (Argazkia: Evan Pappas/Perimeter Institute. – Copyright lizentziapean. Iturria: Quanta Magazine)

McGill Unibertsitateko fisikari Robert Brandenbergerrek, ikerketan parte hartu ez duenak, komentatu du artikulu berriak denboraren hasierako matematiken «analisirako estandar berri eta zehatz bat ezartzen duela». Zenbait kasutan, hasiera batean singularitatea dirudien hori (matematika deskribapenek esanahia galtzen duten espazio-denboraren puntu bat) baliteke benetan ilusio bat izatea.

Singularitateen taxonomia bat

Geshnizjani, Ling eta Quintinen galdera nagusia izan da ea inflazioaren aurretik puntu bat ote dagoen non grabitatearen legeak singularitate batean deskonposatzen diren. Singularitate matematiko baten adibiderik sinpleena da 1/x funtzioari gertatzen zaiona x-k zerora hurbiltzen denean. Funtzioak x zenbaki bat hartzen du sarrera gisa, eta beste zenbaki bat sortzen du. x harik eta txikiagoa egiten den neurrian, 1/x gero eta handiagoa da, infinitura hurbilduz. x zero bada, funtzioa ez dago ondo definituta: ez du errealitatea deskribatuko.

3. irudia: «Matematiken bidez frogatu dugu gure unibertsoaz harago ikusteko modu bat egon litekeela», adierazi du Kopenhageko Unibertsitateko Eric Lingek. (Argazkia: Annachiara Piubello – Copyright lizentziapean. Iturria: Quanta Magazine)

Zenbaitetan, alabaina, matematikariek singularitate bat saihets dezakete. Adibidez, har dezagun lehen meridianoa, Greenwichetik (Ingalaterra) igarotzen dena, zero longitudean. 1/longitudea funtzio bat bagenu, Greenwichen erotuko litzateke. Baina, benetan, ez dago fisikoki berezia den ezer Londresko aldirietan: zero longitudea erraz birdefini genitzake Lurreko beste lekuren batekin igarotzeko, eta orduan aipatu dugun funtzio horrek normaltasun osoz jokatuko luke Greenwicheko Errege Behatokira hurbiltzean.

Bada, antzeko zerbait gertatzen da zulo beltzen eredu matematikoen mugetan. Zulo beltz esferiko ez-birakariak deskribatzen dituzten ekuazioek (Karl Schwarzschild fisikariak egin zituen 1916an) muga bat dute, non beren izendatzailea zerora iristen den zulo beltzaren gertaeren horizontean: zulo beltza inguratzen duen azalera, zeinetatik harago ezerk ezin duen ihes egin. Hori dela eta, fisikariek uste zuten gertaeren horizontea singularitate fisiko bat zela. Baina zortzi urte geroago, Arthur Eddington astronomoak frogatu zuen koordenatuen multzo ezberdin bat erabiltzean singularitatea desagertzen dela. Meridiano nagusia bezalaxe, gertaeren horizontea ilusio bat da: koordenatuen singularitate izeneko tresna matematikoa, hautatutako koordenatuak direla-eta besterik sortzen dena.

Zulo beltzen erdigunean, berriz, dentsitatea eta kurbadura infinitura iristen diren modua ezin da koordenatuen sistema ezberdin bat erabiliz ezabatu. Erlatibitate orokorraren legeek nahaste-borrastea eraikitzen hasiak dira. Horri kurbaduraren singularitate deritzo; eta esan nahi du egungo teoria fisiko eta matematikoen deskribapen gaitasunetik harago doan zerbait gertatzen ari dela.

Geshnizjani, Ling eta Quintinek aztertu zuten ea Big Bangaren hasierak zulo beltz baten erdigunearen edo gertaeren horizonte baten antza handiagoa duen. Ikerketa 2003an Arvind Bordek, Alan Guthek (inflazioaren ideia proposatzen lehen ikertzaileetako bat) eta Alexander Vilenkinek frogatutako teorema batean oinarritzen da. Teorema horrek BGV du izena, egileen inizialengatik, eta adierazten du inflazioak hasiera bat izan behar zuela: ezin da iraganerantz amaierarik gabe luzatu. Singularitate bat egon behar zuen gauzak abiarazteko. BGV teoremak ezartzen du singularitate hori gertatu izan zela, baina ez du azaltzen zer singularitate mota izan zen.

Quintinek azaldutako moduan, bere kideekin batera lanean aritu da deskubritzeko ea singularitate hori adreilu horma bat den (kurbadura singularitate bat) edo ireki daitekeen gortina bat (koordenatuen singularitate bat). Albertako Unibertsitateko matematikari Eric Woolgarrek, ikerketan parte hartu ez duenak, komentatu du lanak Big Bangaren singularitateari buruzko gure irudia argitzen duela. «Zehaztu dezakete ea kurbadura infinitua den hasierako singularitatean, edo singularitatea suabeagoa den, eta horrek ahalbidetuko luke unibertsoaren gure eredua zabaltzea Big Bangetik aurretiko garaietara».

4. irudia: «Argi izpiek muga gaindi dezakete», adierazi du Waterlooko Unibertsitateko Jerome Quintinek. (Argazkia: Gabriela Secara – Copyright lizentziapean. Iturria: Quanta Magazine)

Inflazioaren aurreko egoera posibleak sailkatzeko, hiru ikertzaileek eskala faktore izeneko parametro bat erabili zuten. Parametro horrek deskribatzen du nola objektuen arteko tartea aldatu egin den denborarekin unibertsoa hedatu ahala. Definizioz, Big Banga eskala faktorea zero zen unea da: den-dena geratu zen konprimituta puntu adimentsional batean.

Inflazioan zehar, eskala faktorea abiadura esponentzialean areagotu zen. Inflazioaren aurretik, eskala faktorea hainbat modutan alda izan zitekeen. Artikulu berriak singularitateen taxonomia bat ematen du zenbait egoeretarako, eskala faktoreen arabera. «Frogatu dugu baldintza zehatz batzuetan eskala faktoreak kurbadura singularitate bat eragingo duela, eta beste baldintza batzuetan, aldiz, ez», azaldu du Lingek.

Ikertzaileek bazekiten energia iluna duen baina materiarik gabeko unibertso batean, BGV teoreman identifikatutako inflazioaren hasiera bazter daitekeen koordenatuen singularitate bat dela. Baina benetako unibertsoak badu materia, jakina. Trikimailu matematikoen bidez haren singularitatea ere saihets genezake? Ikertzaileek frogatu dute materia kantitatea oso txikia baldin bada energia ilunaren kantitatearekin alderatuta, orduan singularitatea bazter daitekeela. «Argi izpiek muga gaindi dezakete», argitu du Quintinek. “Eta, ildo horretan, mugaz harago ikus daiteke; ez da adreilu horma bat”. Unibertsoaren historia, beraz, Big Bangaz harago hedatuko da.

Hala ere, kosmologoek uste dute unibertso primitiboan materia kantitatea energia kantitatea baino handiagoa zela. Kasu horretan, lan berriak erakusten du BGV singularitatea kurbadura fisiko errealeko singularitatea litzatekeela, non grabitatearen legeek ez duten zentzurik.

Singularitateak iradokitzen du erlatibitate orokorrak ezin duela fisikaren oinarrizko legeen deskribapen osoa izan. Ahaleginetan ari dira deskribapen hori formulatzeko, baina horretarako erlatibitate orokorra eta mekanika kuantikoa uztartu beharko dira. Lingen iritziz, artikulu berria teoria horretara bideratzeko pauso bat da. Unibertsoari zentzua emateko energia mailarik handienean, esan du «lehendabizi fisika klasikoa ahalik eta hobekien ulertu behar dugula».

Jatorrizko artikulua:

Steve Nadis  (2024). Mathematicians Attempt to Glimpse Past the Big Bang, Quanta Magazine, 2024ko maiatzaren 31a. Quanta Magazine aldizkariaren baimenarekin berrinprimatua.

Itzulpena:

UPV/EHUko Euskara Zerbitzua.

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Fuente: ESA / IBM Research

Cada minuto que pasa, la computación cuántica aumenta exponencialmente sus posibilidades de éxito. IBM pugna por los primeros puestos en la carrera para dar con la máquina que logre la supremacía cuántica, o lo que es lo mismo, resolver algún problema imposible para la computación clásica. Su plan para comercializar el primer ordenador cuántico con 100 000 cúbits puede darle la corona del siglo.

Qué tiene la computación cuántica que le da tanto poder

La computación cuántica funciona utilizando propiedades del mundo microscópico que ni siquiera se pueden explicar. Una de estas propiedades es que estos sistemas físicos pueden estar en varios estados a la vez.

La computación cuántica utiliza esa extravagante propiedad, los estados cuánticos superpuestos, para realizar cálculos. Lo hace a través de puertas cuánticas, circuitos cuánticos básicos que operan sobre un pequeño número de cúbits. Son lo mismo que las puertas lógicas para los ordenadores digitales. Y esta fantasía ha pasado en los últimos años de ser una mera posibilidad teórica a ser una realidad.

En computación cuántica el elemento de computación básico es el cúbit, que en contraste con el bit de la computación clásica puede tomar cualquier combinación lineal de módulo uno entre el valor 0 y el 1; esos son sus distintos estados.

El cambio del bit al cúbit

En algunos problemas de computación, la cantidad necesaria de recursos aumenta muy rápido a medida que crece el tamaño del problema. El cambio del bit al cúbit puede reducir la velocidad de aumento de recursos de manera muy drástica.

Para poner un ejemplo práctico, imaginemos que queremos simular un ordenador cuántico de 100 cúbits. En un ordenador clásico necesitaríamos 2 elevado a 100 bits, o lo que es lo mismo, un quintillón de bits. Nunca alcanzaremos esta capacidad de cálculo utilizando ordenadores clásicos. En cambio, con un ordenador cuántico sólo necesitaríamos 100 cúbits, de hecho, actualmente ya existen ordenadores cuánticos de más de 100 cúbits.

Toda esta tecnología se podría escalar hasta miles de cúbits. Según los expertos, esto no va a ser suficiente para conseguir la computación cuántica útil. Sin embargo, los investigadores de IBM ya están pensando en la siguiente revolución. Están trabajando en el primer ordenador cuántico de cien mil cúbits. ¿Cómo lo quieren conseguir?

Superar la era NISQ

Hoy en día estamos en lo que se conoce como era NISQ. El acrónimo hace referencia al hecho de que tenemos ordenadores cuánticos con pocos cúbits y estos cúbits son ruidosos. Es un término acuñado por el físico John Preskill en 2018, quien señaló que las computadoras cuánticas en ese momento (y de hecho todavía en 2024) son propensas a tasas de error considerables y están limitadas en tamaño por la cantidad de cúbits lógicos (o incluso cúbits físicos) en el sistema. Esto significa que no son confiables para realizar cálculos generales.

Este ruido es el que evita que consigamos la supremacía cuántica. La ventaja se consigue cuando un ordenador cuántico hace una tarea que ningún ordenador clásico puede hacer.

La dificultad para reducir el ruido es puramente tecnológica, lo cual no significa que no haya que hacer mucha investigación para superar los retos. Actualmente IBM ofrece más de diez ordenadores cuánticos de más de 100 cúbits. Algunos ejemplos son IBM Fez, con 156 cúbits; IBM Torino, con 133 cúbits, e IBM Kyiv, con 127 cúbits.

Se ha demostrado que estás máquinas se pueden utilizar para resolver diferentes tipos de problemas, pero aún sin ventaja cuántica: problemas de optimización, problemas de estructura electrónica, problemas de magnetismo, etc.

En los últimos años, los investigadores de IBM están desarrollado diferentes métodos para mitigar el error de los cúbits. Estas técnicas corrigen hasta cierto punto los errores generados por el ruido, pero a cambio de mayor tiempo de cómputo.

Con estas técnicas han demostrado que los ordenadores cuánticos pueden dar mayor rendimiento que los clásicos en problemas concretos, lo que demuestra que se están acercando a la ventaja cuántica.

La siguiente ola

A esta nueva serie de ordenadores cuánticos la han llamado “la siguiente ola” y está basada en supercomputación cuántico-céntrica. Va a ser un superordenador cuántico modular.

La modularidad le va a permitir escalar y para ello va a tener que combinar comunicaciones cuánticas y computación clásica. Las innovaciones vendrán del hardware y también del software.

El middleware (software con el que las diferentes aplicaciones se comunican entre sí) va a ser híbrido, esto significa que va a integrar flujos de trabajo clásicos y cuánticos. Este middleware va a contener, por ejemplo, una herramienta llamada tejido de circuitos cuánticos. Esta herramienta va a permitir utilizar menos puertas cuánticas de dos cúbits para ejecutar los circuitos. Para afrontar todos estos retos, IBM ha creado una fuerte colaboración con las Universidades de Tokyo y Chicago.

IBM no está sola

En lo que respecta a computación cuántica universal (o computación cuántica digital), IBM es una de las empresas que están trabajando en los ordenadores cuánticos del futuro, pero no es la única.

Por ejemplo, en Google Guantum AI están trabajando para conseguir cúbits lógicos utilizando la menor cantidad posible de cúbits físicos y también en la manera de escalar este proceso. En esta misma línea también trabaja Microsoft en colaboración con Quantinuum, y es también una fuerte apuesta de Amazon Web Services.

Sin embargo, la computación cuántica no es sólo digital. También existe la computación cuántica analógica que se utiliza para resolver un problema matemático muy concreto (QUBO) que aparece en diversos campos: finanzas, logística, energía, etc. La empresa que más está impulsando esta tecnología es DWAVE.

Aparte de la utilización de diferentes tipos de hardware cuántico, en muchas empresas y universidades trabajan intensamente en algoritmos clásicos inspirados en la física cuántica que han demostrado ser muy útiles.

Es solo cuestión de tiempo cambiar el mundo.

Sobre el autor: Unai Aseguinolaza Aguirreche, Docente investigador en la Escuela Politécnica Superior de Mondragón, Mondragon Unibertsitatea

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

El artículo El impacto del ordenador cuántico de 100 000 cúbits de IBM se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Enara Calvo Gil

Asteon zientzia begi-bistan igandeetako gehigarria da. Astean zehar sarean zientzia euskaraz jorratu duten artikuluak biltzen ditugu. Begi-bistan duguna jaso eta laburbiltzea da gure helburua.

Astronomia

UPV/EHUko, Universitat Politècnica de Catalunya-ko – BarcelonaTech-eko (UPC) eta Barcelona Supercomputing Center-eko (CNS-BSC) ikertzaileek zehaztu dutenez, Jupiterren Orban Gorri Handiak (GRS), erraldoi gaseosoaren atmosferan dagoen zurrunbilo antizikloniko batek, gutxienez 190 urte ditu. Zenbakizko simulazioen eta behaketa historikoen analisien bidez, XVII. mendean ikusitako “Orban Iraunkor” batekin lotura izatea baztertu dute. Ikerketen arabera, Jupiterreko haizeen ezegonkortasunengatik sortu zen GRS, eta litekeena da uzkurtzen jarraitzea edo muturreko tamaina batean egonkortzea. Geophysical Research Letters aldizkarian argitaratu zituzten aurkikuntza horiek. Informazio gehiago Zientzia Kaieran.

Astronomo-talde batek inoiz detektatutako zorrotadarik luzeenak aurkitu ditu, zulo beltz supermasibo batek igorritakoak. Porfirion izeneko zorrotada horiek 23 milioi argi-urteko luzera dute. Nature aldizkarian argitaratutako aurkikuntza horrek iradokitzen du zorrotada horiek eragina izan zezaketela unibertso gaztean galaxiak eratzeko moduan, haien eboluzioa azkartuz, materia distantzia handietatik jaurtiz. Azalpenak Elhuyar aldizkarian.

Duela gutxi egindako ikerketa baten arabera, Plutongo lurpeko ozeanoa, Sputnik Planitia lautadaren gainazalaren azpian dagoena, gatzik gabekoa izan liteke. Ozeano horrek 1100 kg/m³ baino dentsitate txikiagoa izango luke, eta horrek gazitasun apala adierazten du. Gazitasun horrek ur likidoa luzaroago egonkor mantentzea ahalbidetuko luke, eta Sputnik Planitia-ren gainazalaren leuntasun topografikoa azalduko luke. Gainera, ozeano ez hain gaziak giroa bizigarriagoa izateko aukerak areagotzen ditu, planeta nanorako inplikazio astrobiologiko interesgarriak planteatuz. Datuak Zientzia Kaieran.

Zoologia

Ikertzaile talde batek jakin duenez, Vanessa cardui tximeletak Afrikatik Hego Amerikara migratu dezake, Ozeano Atlantikotik 4.200 km eginez. Aurkikuntza DNA, isotopo eta polen analisien bidez egin zen. Haize alisioak funtsezkoak izan ziren bidaia osatu ahal izateko, bost eta zortzi egun artean iraun baitzuen. Ikerketa horrek iradokitzen du intsektuen migrazioak uste baino ohikoagoak eta zabalagoak izan litezkeela, eta horrek ondorio ekologiko garrantzitsuak izango lituzkeela, bereziki klima aldaketaren eraginarekin. Datuak Zientzia Kaieran.

Matematika

Ekaia aldizkarian matematikaren eta musikaren arteko lotura aztertzen duen artikulua topatu dezakegu. Honek, uhin-ekuazioak musika-tresnek sortutako soinua nola deskribatzen duen azaltzen du. Bereziki, harizko instrumentuek, biolinek eta gitarrek, adibidez, soinua sortzen dute soken bibrazioaren bidez; haien portaera uhin-ekuazioarekin modelatzen da dimentsio batean, eta Fourier-en serieen bidez ebazten da. Horri esker, soinuaren maiztasuna sokaren luzeraren eta elastikotasunaren arabera karakteriza daiteke, eta musika-soinua ulertzeko matematikaren aplikagarritasuna frogatu. Informazio guztia Zientzia Kaieran.

Rubik kuboa 1974an asmatu zuen Erno Rubikek, eta hiru dimentsioko mugimendua azaltzeko hezkuntza tresna gisa diseinatu zuten. Harrezkero, aldaera ugaritan eboluzionatu du, piramide eta dodekaedroetan esaterako, merkatuan 3.000 puzzle ezberdin baino gehiagorekin. 450 milioi unitate salduta dituen jostailu herrikoia izateaz gain, bere egitura matematikoak aljebrako talde eta permutazioak bezalako kontzeptuak azaltzeko aukera ematen du. Konmutadoreak eta konjugazioak bezalako teknikak erabiltzeak kuboa konpontzen laguntzen du, batez ere azkartasuna edo itsu-itsuan konpontzea bilatzen den gaitasunetan. Azalpenak Berrian.

Neurozientzia

Maitane Serrano Murgiak, Neurozientzietan doktoreak, nerabezaroan alkohol gehiegi kontsumitzeak dituen eraginak eta garunean duen eragina ikertu ditu. Plastikotasun sinaptikoan, neurotransmisioan eta portaeran kalte iraunkorrak izan direla ondorioztatu du ikerketak. Horrez gain, Serranok omega-3ak kalte horiek arintzeko tresna gisa duen potentziala aztertu du, eta frogatu du elikagai horrekin aberastutako dieta batek alkoholak garunean dituen ondorio kaltegarri batzuk hobetu ditzakeela, nahiz eta ohartarazi duen kalteak ez dituela guztiz lehengoratzen. Gaur egun, Omega-3ari eta sistema endokannabinoideari buruzko ikerketekin jarraitzen du. Zientzialari honen inguruko informazio gehiago UEU webgunean.

Egileaz:

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

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El número Pi, representado por la letra griega π, es una de las constantes matemáticas más famosas e importantes que existen en el mundo. Este número irracional, que determina la relación entre la longitud de una circunferencia y su diámetro, concierne a múltiples disciplinas científicas como la física, la ingeniería y la geología, y tiene aplicaciones prácticas sorprendentes en nuestro día a día.

La fascinación que ha suscitado durante siglos es tal, que se viene estudiando desde hace más de 4.000 años e, incluso, cuenta con su propio día en el calendario: el 14 de marzo. Este evento internacional vino de la mano del físico estadounidense Larry Shaw, quien en 1988 lanzó la propuesta de celebrar esta efeméride. La forma en la que se escribe el 14 de marzo en inglés y euskera coincide con los tres primeros dígitos de la famosa constante matemática: 3-14 martxoaren 14 en euskara / 3-14 March, 14th en inglés. En los últimos años, la conmemoración del Día de Pi se ha ido extendiendo, hasta tal punto que el 26 de noviembre de 2019 la UNESCO proclamó el 14 de marzo Día Internacional de las Matemáticas.

Un año más, el Basque Center for applied Mathematics-BCAM y la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU nos sumamos a la celebración, organizando la quinta edición del evento BCAM NAUKAS, que se desarrolló a lo largo del 14 de marzo en el Bizkaia Aretoa de UPV/EHU.

La creencia popular quiere entender que las matemáticas son cosa de números y, por tanto, de calculadoras. Pero la realidad es que las matemáticas están llenas de letras y que para muchas personas dedicadas profesionalmente a las matemáticas los cálculos numéricos no son su fuerte. De esta base la charla «Soy de letras» de Sara Barja.

Sara Barja Martínez ha sido investigadora Ramón y Cajal en la Universidad del País Vasco (UPV/EHU) y el Centro de Física de Materiales (CFM) y desde enero de 2024 continúa su investigación en la UPV/EHU como Ikerbasque Associate Researcher. Su investigación se centra en el estudio de las relaciones existentes entre estructura y reactividad en (electro)-catálisis. En 2021, recibió una prestigiosa beca ERC-Starting Grant del Consejo Europeo de Investigación.

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

El artículo Día de pi 2024: Soy de letras se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Ruben Lijók bere doktore-tesia defendatu berri du, zientzia eta matematika irakasteko dibulgazio-bideoen erabileren inguruan. Ondorioen laburpena Dissemination videos can enhance education in STEM disciplines

Materialak indartsuago bihurtzen dira deformatzen direnean. Horregatik, horietako askok itxura berezia dute estalkietan eta itxituretan, baina egitura-funtzio argia dute. Hori ezaguna da, beste kontu bat efektua maila atomikoan ikustea da. Why do materials get stronger when they are deformed?

Duela milioika urte, Mediterraneoa gatz-aintzira txiki bat bihurtu zen. Horri buruz ikasitakoak etorkizunean gerta zitekeena argitzen du. What if the Mediterranean dried out?, Daniel Garcia-Castellanos eta Konstantina Agiadi.

Biokimikan eta biologia molekularrean adimen artifizialaren erabilerak ez dira promesa, errealitatea baizik. DIPCko jendea AINU, a powerful AI tool for studying cell heterogeneity

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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Hongos aislados del frass, un subproducto del proceso de cría del gusano de la harina que puede emplearse como fertilizante en agricultura. Fuente: Teresa Fuertes, CC BY-SA

La idea de incluir insectos en la dieta humana nos puede sonar algo exótica, sacada de un viaje a algún país lejano. Sin embargo, es algo que está cada vez más cerca de nuestra mesa. La previsión para el año 2030 es que el mercado mundial de los insectos comestibles supere los 3 000 millones de dólares en Europa.

La gran demanda de proteínas alternativas para alimentación, tanto humana como animal, hace que la cría del gusano de la harina se haya disparado en los últimos años. Sin embargo, este animal también podría utilizarse en agricultura. Más concretamente, sus excrementos.

La Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria ha avalado el consumo del gusano de la harina para la alimentación humana. Si bien en España aún no se comercializa con este fin, en Salamanca se encuentra una de las plantas de producción más grandes del mundo.

Nota para los más aprensivos: vivimos en tiempos de crisis ecosocial y la mitigación del cambio climático supone un auténtico reto. Producir proteína animal sin emitir metano ni amoníaco, consumiendo menos agua que otros sistemas de producción animal y con una huella de carbono negativa, supone un escenario ganador.

Pero ¿de qué animal estamos hablando y por qué tiene tanto interés? El gusano de la harina es la fase larvaria del insecto Tenebrio molitor. Este pequeño coleóptero no es solo una fuente rica en proteínas, sino también un buen candidato a revolucionar otros campos como el de la agricultura. Todo ello en un contexto de economía circular. ¿Cómo? Produciendo excrementos con un alto valor como fuente de fertilización orgánica.

Gusanos de la harina. Fuente: Eldred Lim/ShutterstockLos secretos del excremento excelente

El subproducto del proceso de cría de gusano de T. molitor es en realidad una mezcla de excrementos de larvas, restos de comida no digeridos y fragmentos de exoesqueletos. El conjunto recibe el nombre de “frass” y es un tesoro en miniatura para la agricultura gracias a su composición fisicoquímica y microbiológica.

Posee un alto contenido en macronutrientes, similar o superior al de otros fertilizantes orgánicos como purines y estiércoles. Por eso, es eficaz en el suministro de nitrógeno, fósforo y potasio para los cultivos, y muestra un excelente potencial para sustituir parcial o totalmente al fertilizante mineral convencional.

A diferencia de muchos fertilizantes minerales basados en nitrógeno, fósforo y potasio, el frass también es una mina de micronutrientes esenciales para las plantas. Aporta, entre otros, manganeso, hierro, zinc, cobre y boro. Su bajo contenido en humedad, en torno al 10 %, hace que sea más manejable, fácil de aplicar y más estable en su almacenamiento que otros residuos orgánicos.

No obstante, es como un perfume caro: efectivo a dosis bajas. Estudios previos han demostrado que dosis altas pueden resultar nocivas para el crecimiento de las plantas.

Una de las características más destacadas del frass es su rápida descomposición. Así, una vez aplicado al suelo, su tasa de mineralización es más rápida que la de cualquier fertilizante orgánico. Gracias a su alto contenido de carbono lábil, fácilmente disponible para la microbiota del suelo, estimula la actividad microbiana. Así, se favorece la descomposición de la materia orgánica nativa del propio suelo. Es decir, promueve la mineralización y el crecimiento de biomasa microbiana, lo cual resulta crucial para un suelo saludable y fértil.

La microbiota del frass

El frass también resulta muy interesante desde el punto de vista microbiológico, ya que contiene bacterias y hongos beneficiosos capaces de mejorar el crecimiento y el estado de salud de los cultivos.

Estos microorganismos promotores del crecimiento vegetal son capaces de solubilizar el fosfato o el potasio del suelo y de llevar a cabo la fijación biológica del nitrógeno, lo que aumenta la disponibilidad de estos nutrientes para el cultivo.

Otros son capaces de producir hormonas que mejoran el desarrollo de la planta. Al aplicar estos microorganismos al suelo agrícola mejora el crecimiento y el estado fisiológico de los cultivos, lo que induce una mayor resistencia frente a estreses abióticos como la sequía y la salinidad.

Asimismo, algunos de los microorganismos presentes en el frass provocan la activación de respuestas defensivas en la planta. Esto impulsa la supresión de patógenos.

La aplicación de excretas animales queda sujeta por ley a algún tratamiento de higienización que asegure la eliminación de posibles microorganismos nocivos para la salud humana. Sin embargo, en el caso del frass la aplicación de altas temperaturas podría eliminar, además de patógenos potenciales, muchos de los microorganismos beneficiosos para el crecimiento de los cultivos.

Por otro lado, la composición de la microbiota del frass se ve influenciada por la dieta mantenida por las larvas de T. molitor durante la cría.

Por todo esto, aunque el futuro del frass como fertilizante resulta muy prometedor, aún requiere ahondar en algunas cuestiones. Por ejemplo, en las condiciones de producción y en la búsqueda de tratamientos higienizantes alternativos que nos permitan aprovechar todo su potencial.

A pesar de ello, el excremento de T. molitor no es solamente un “excremento excelente”, sino también una solución innovadora, capaz de mejorar la fertilidad del suelo e impulsar una agricultura sostenible, eficiente y resiliente frente al cambio climático.

Sobre las autoras: Teresa Fuertes Mendizabal, Profesora Fisiología Vegetal, Universidad del País Vasco / Euskal Herriko Unibertsitatea y Maddi Malatsetxebarria, estudiante predoctoral en Agrobiología Ambiental, Universidad del País Vasco / Euskal Herriko Unibertsitatea

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

El artículo Frass, el excremento de insectos que es un tesoro para la agricultura se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Maddi Astigarraga

Milioi bat espezie baino gehiago daude katalogatuta dauden planetako biztanle txiki horiei buruz hitz egingo digu gaur gure Kiñuk. Animalia ezagunen % 80 baino gehiago dira intsektuak.

Oraindik asko geratzen zaigu guztiz ezagutzeko ekosistemen funtsezko diren hauen. Hala ere, pixkanaka, zientziak gero eta funtzio eta ezaugarri gehiago deskubritzen dizkigu. Adibidez, Vanessa cardui tximeletak Afrikatik Hego Amerikara migratu dezake, Ozeano Atlantikotik 4.200 km eginez jakin izan da aurten. Pasaden urtean, Drosophila melanogaster edo frutaren euliaren larbaren garunaren mapa osoa egin zuten ikertzaileek. Gure trikuak intsektuen hainbat funtzio eta zenbait ezaugarri azalduko dizkigu.

Hilero, azkenengo ostiralean, Kiñuk bisitatuko du Zientzia Kaiera bloga. Kiñuren begirada gure triku txikiaren tartea izango da eta haren eskutik gure egileek argitaratu duten gai zientifikoren bati buruzko daturik bitxienak ekarriko dizkigu fin.

Egileaz:

Maddi Astigarraga Bergara (IG: @xomorro_) Biomedikuntzan graduatua, UPV/EHUko Ilustrazio Zientifikoko masterra egin du eta ilustratzailea da.

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Lago Crawford (Ontario, Canadá). Fuente: Brock University / Conservation Halton

Cuando queremos hacer una broma al hablar de la edad de algún evento o proceso geológico, solemos añadir la muletilla “millón de años arriba, millón de años abajo” al final de la frase. Y siempre hace gracia, porque la unidad mínima de medida del tiempo en Geología es el millón de años, así que esa frase de broma sería como decir “cinco minutos antes o cinco minutos después” a la fecha de algún evento histórico en el que estemos especificando la hora aproximada a la que ocurrió. Pero esta resolución temporal con un error de un millón de años no es útil cuando estudiamos el Periodo geológico en el que vivimos, el Cuaternario, que comenzó hace unos 2,6 millones de años. Aquí sí queremos conseguir detectar eventos y procesos que acontecieron en nuestro pasado más reciente y de la manera más precisa posible, necesitamos reducir ese margen de error temporal hasta los mil años, cien años, diez años…o, incluso, menos.

Entonces es cuando nos surgen dos preguntas: ¿Existe algún contexto geológico reciente en donde se produzca un depósito sedimentario periódico que nos permita realizar una reconstrucción ambiental de los últimos miles de años con una resolución temporal cercana al año? Y ¿ese mismo proceso geológico también se ha producido en la historia geológica, pudiendo aplicar este error tan pequeño a la datación de eventos que ocurrieron hace millones de años? La respuesta a ambas cuestiones es sí. De hecho, existen varios procesos que podría poneros como ejemplo, pero me voy a quedar con uno muy particular, las varvas lacustres.

Secuencia de varvas lacustres del lago Crawford, de Ontario (Canadá), donde se observa el patrón de láminas claras y oscuras en una secuencia rítmica. Imagen tomada de Lafond, K., Walsh, C., Patterson, R., Mccarthy, F., Llew-Williams, B., Hamilton, P., Nasser, N. y Cumming, B. (2023). Influence of Climatic Trends and Cycles on Varve Deposition in Crawford Lake, Ontario, Canada. Geosciences 13, 87.

Sí, varvas con dos uves, no lo he escrito mal, ya que se trata de una palabra procedente del término sueco “varvig lera”, que se puede traducir como “capas de arcilla”. Y este término, varvas, hace alusión a un tipo de sedimentación que se produce en el fondo de algunos lagos y que se caracteriza por la presencia de unas pequeñas láminas o capitas de sedimentos finos (arcilla, limo o arena de grano muy fino) con colores blancos y negros alternantes en una secuencia rítmica, repetitiva, como si fuese un código de barras. Pero la principal característica que tienen es que cada par de capas blanca-negra se deposita de manera anual: las láminas de colores blancos corresponden con la sedimentación de primavera y verano, mientras que los niveles oscuros se producen en otoño e invierno.

Inicialmente se creía que las varvas, estas secuencias sedimentarias rítmicas formadas anualmente, sólo se formaban en lagos glaciares de latitudes altas, donde las capas blancas corresponden con el depósito de limo y arena muy fina generado por la fusión del hielo en los momentos cálidos del verano y las capas negras con el nuevo avance del hielo y la congelación de la superficie del agua en el invierno, cuando decantarían arcillas y limos finos en el fondo. Pero, hoy en día, se han encontrado varvas en numerosos lagos desarrollados en otros escenarios climáticos a lo largo del mundo. Por ejemplo, en lagos de montaña en zonas geográficas de temperaturas templadas, como es el caso de varias localizaciones pirenaicas de la Península Ibérica, en donde las láminas blancas se generan por la precipitación de calcita (CaCO3) o cuarzo (SiO2) de origen biogénico, es decir, producidos por la actividad de los seres vivos acuáticos, mientras que las láminas oscuras se deben al depósito de limo, arena muy fina, restos vegetales y minerales procedentes del continente y que son arrastrados por el agua de lluvia que llega al lago durante los meses de invierno, depositándose en el fondo del mismo.

Aspecto de un depósito sedimentario de varvas lacustres del Pleistoceno (hace más de 12.000 años) de los acantilados de Scarboro, de Ontario (Canadá). Imagen propiedad de Bruce F. Molnia, del Servicio Geológico de Estados Unidos (USGS)

Realmente, se pueden producir depósitos sedimentarios rítmicos de manera puntual en prácticamente todos los lagos del planeta, pero no todas estas secuencias son varvas lacustres. Os repito la clave de estos depósitos: esa alternancia de una capa blanca y una negra tiene que tener una periodicidad anual. Y es esta propiedad la que transforma a las varvas lacustres en una de las herramientas geológicas más importantes para realizar reconstrucciones paleoambientales en medios continentales durante los últimos miles y cientos de miles de años con una resolución temporal increíble: se pueden detectar cambios en el régimen de lluvias, la cobertera de hielo o la actividad biológica en estos lagos a escala estacional, diferenciando lo que ocurre en verano con lo que ocurre en invierno.

Como os decía al principio, este proceso geológico no es exclusivo del Cuaternario, también se han preservado varvas lacustres en otros periodos geológicos del pasado. Como ejemplo, se acaban de descubrir unos depósitos del Cretácico Inferior en China que han permitido describir cambios climáticos a escala estacional regulados por monzones y ciclos solares que afectaron a la fauna de dinosaurios que habitaron esta área hace más de 100 Millones de años. Y estas varvas lacustres no son las más antiguas que se han descubierto en el registro geológico.

Gracias a estas herramientas sedimentológicas, podemos realizar unas reconstrucciones paleoambientales con una resolución inferior a la anual en depósitos de hace millones de años de antigüedad, pudiendo identificar procesos climáticos muy concretos y, sobre todo, analizando con detalle cómo afectaron a la biodiversidad de la zona y cuánto tardó esta biota en responder ante estos cambios ambientales. Y esa información nos permite inferir cómo se comportarán los ecosistemas lacustres actuales si se ven afectados por eventos similares. Conocer nuestro pasado geológico nos permite tomar decisiones basadas en el rigor científico para poder protegernos y adaptarnos a los cambios climáticos que nos están afectando en el presente y, seguramente, nos afectarán en el futuro. Como veis, nuestro planeta también tiene códigos de barras con toda su información importante y, aunque muchos lagos luzcan largas varvas, no necesitan maquinillas de afeitar para acicalarse.

Referencias:

Corella, J.P., Valero-Garcés, B.L., Brauer, A., Moreno, A. y Pérez-Sanz, A. (2009). Facies laminadas en la secuencia sedimentaria del lago de Montcortés (Lleida) durante los últimos 6.000 años. Geogaceta 46, 103-106.

Tian, X., Gao, Y., Ma, J., Huang, H., Pan, J. y Wang, C. (2024). Lacustrine varves in the Lower Cretaceous Yixian Formation of western Liaoning, Northeast China: Implications for seasonal to sub-decadal palaeoclimate variability associated with the Jehol Biota and “Dinosaur Pompeii”. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology 646, 112241.

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

El artículo ¿Los lagos también necesitan afeitarse? se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Iratxe de la Hoz González, Osane Oruetxebarria eta Judith Rivas

Musika eta matematika lengoaia unibertsalak eta abstraktuak izateaz gain, historian zehar harreman estua izan duten bi diziplina ere badira. Antzinako Greziako garaian, musika matematikaren adierazpen artistikotzat jotzen zen. Gainera, musikaren azterketa eta analisia beti egon dira Zenbaki Teoriarekin eta Astrologiarekin erlazionatuta.

Irudia: musika atzemateko soinuaren beharra dugu, eta soinua da objektu baten bibrazioek eragindako uhinek gure entzumen sisteman sortzen duten sentsazioa. (Irudia: Marius Masalar – Unsplash lizentziapean. Iturria: Unsplash)

Musika atzemateko soinuaren beharra dugu, eta soinua da objektu baten bibrazioek eragindako uhinek gure entzumen sisteman sortzen duten sentsazioa. Honako hauek dira soinuak dituen ezaugarriak: intentsitatea, maiztasuna, altuera edo tonua eta tinbrea. Soinu baten intentsitatea azalera unitate bakoitzeko soinu-uhinek garraiatzen duten potentzia da. Maiztasuna soinuak segundo bakoitzean emandako bibrazio kopurua da. Altuera, berriz, soinu baten maiztasunaren araberakoa da, eta belarriekin nabari dezakegu. Azkenik, tinbreari esker, bi soinu-foku ezberdinek sortzen dituzten maiztasun eta intentsitate bereko bi soinu bereiz daitezke.

Uhin-ekuazioaren dimentsioak

Musika atzemateko prozesuan, garrantzia bera dute soinuak eta soinua eragiten duten objektuek; hots, instrumentuek. Instrumentuek soinua sortzen dute modu batean edo bestean, eta, horren arabera, haien sailkapena egin daiteke. Gauzak horrela, antzinako greziarren garaian oinarritutako musika-tresnen sailkapena ezagutzen dugu; hain zuzen ere, hari-, haize- eta perkusio-instrumentuen familiak. Orkestra sinfonikoaren garapenarekin batera, sailkapen tradizionala aldatzen hasi zen orkestrako musika-tresnetara egokituz. Testuinguru horretan, Sachs-Hornbostel-en instrumentuen sailkapena lau taldetan oinarritzen da: kordofonoak edo hari-instrumentuak, aerofonoak edo haize-instrumentuak, menbranofonoak eta idiofonoak, azken bi hauek perkusio-instrumentuak direlarik.

Artikulu honen helburu nagusia matematika eta musika harremanetan jartzea da, musika-tresnen sailkapenean oinarrituz. Horretarako, dimentsio bateko eta bi dimentsioko uhin-ekuazioa musikarekin eta instrumentuekin erlazionatuko da. Jean le Rond d’Alembert-ek, XVIII. mendeko matematikaria, filosofoa eta musikaren teorialaria, frogatu zuen hari dardarkari baten mugimendua deribatu partzialetako ekuazio baten soluzioa dela, eta hori da gaur egun ezagutzen dugun dimentsio bateko uhin-ekuazioa. Bide hori jarraituz, mota bakoitzeko instrumentuek betetzen duten uhin-ekuazioa aztertuko dugu, aipatutako Sachs-Hornbostelen instrumentuen sailkapena aintzat hartuz.

Hari-instrumentuen edo kordofonen kasuan, hariaren desplazamendua dimentsio bateko uhin-ekuazioaren soluzioa da, eta, ekuazio hori ebaztean, desplazamendua Fourier-en serie baten bidez adierazgarria dela frogatzen da, hots, hari-instrumentuek Fourierren legea egiaztatzen dute. Ondorioz, hari dardarkari batek sortutako soinuaren maiztasunaren karakterizazioa ematen dugu, soilik hariaren luzeraren eta elastizitate-koefizientearen menpekoa dena.

Artikuluaren fitxa:

• Aldizkaria: Ekaia
• Zenbakia: 45
• Artikuluaren izena: Uhin-ekuazioa eta musika
  
• Laburpena: Musika eta matematika lengoai unibertsalak eta abstraktuak dira, eta historian zehar betidanik egon dira erlazionatuta; izan ere, musikan emandako aurrerapenetan matematikak garrantzia handia izan du. musika soinuaren bidez adierazten da, eta, matematikaren ikuspuntutik, soinuak uhinak dira. Artikulu honetan erlazio horren adibide batzuk aurkeztuko ditugu. Horretarako, musika-tresnen sailkapenean oinarrituta, instrumentuen familia bakoitzaren berezitasunak aztertu eta lengoai matematikakoan adierazi
  ondoren, soinu bakoitzak eragindako uhinek betetzen dituzten problemak aztertuko ditugu, bai eta horien soluzioak esplizituki eman ere. Soluzio horiek lortzeko ezinbesteko tresnak izango dira uhin-ekuazioa, Fourierren serieak eta Besselen funtzioak, besteak beste.
• Egileak: Iratxe de la Hoz González, Osane Oruetxebarria, Judith Rivas
• Argitaletxea: UPV/EHUko argitalpen zerbitzua
• ISSN: 0214-9001
• eISSN: 2444-3255
• Orrialdeak: 293-326
• DOI: 10.1387/ekaia.24978

Egileez:

Iratxe de la Hoz González, Osane Oruetxebarria eta Judith Rivas UPV/EHUko Zientzia eta Teknologia Fakultateko Matematika Saileko ikertzaileak dira.

Ekaia aldizkariarekin lankidetzan egindako atala.

 

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