LA FÍSICA CUÁNTICA, y sus implicaciones en los distintos campos de la ciencia

La física clásica de Newton nos explicó nuestra realidad física durante 300 años, desde el siglo XVII hasta principios del siglo XX, y después Einstein con la teoría de la relatividad general, nos dijo que el espacio y tiempo, ya no eran constantes. Estos dos factores son relativos, curvándose debido a la influencia de la gravedad de grandes masas como son los planetas. Dicha teoría se comprobó al principio del siglo XX, al ver que los rayos de luz al pasar al lado de un astro se curvaban tal como predecía dicha teoría. El espacio y el tiempo por tanto son relativos y curvos. Y también se confirma la naturaleza dual de la luz, la cual estaría compuesta por fotones o cuantos de luz, y también se comportaría como una onda, tal como desarrollo Einstein a través del fenómeno fotoeléctrico por el cual recibió el Nóbel: la luz esta compuesta por quantum’s o fotones. Einstein casi sin darse cuenta origina la física cuántica, junto con la genialidad de Bohr otro gran físico contemporáneo de su época; aunque menos conocido por el gran público. Esté supo aglutinar a gran parte de los físicos más relevantes en el campo de la nueva física, la denominada física cuántica, en la cual las leyes de la física clásica de Newton ya no eran aplicables, ni tan siquiera la relatividad general de Einstein. La física cuántica trata de la física de las partículas atómicas y subatómicas, y en su desarrollo se produce una nueva visión de la realidad física, que entra en conflicto con la antigua física clásica. La incertidumbre domina sus experimentos. “dios parece que juega a los dados” en contraposición a la frase de Einstein, que indicaba justamente lo contrario. Un fenómeno como la luz, en función del observador y del experimento que este realiza, se comporta como una onda o como una partícula. Además las propiedades de las partículas subatómicas parecen estar ligadas por un “hálito fantasmal” que hace que las propiedades de una varíen instantáneamente en la otra, si variamos la de una de ellas a cientos de kilómetros de distancia. Si antes claro está, estaban unidas formando un sistema, antes de su separación. Las probabilidades dominan los experimentos. Se desarrolla la energía nuclear y la bomba atómica a través del proyecto Manhattan, por Oppenheimer. Esta nueva física nos hace obsoleto el modelo atómico orbital, que aun se enseña en los colegios, y nos hace imposible representarnos su figura visualmente. Gracias a ella se desarrolla la energía nuclear. Las consecuencias de la nueva física son desconcertantes y nos plantean la realidad física como un conjunto de universos, en los cuales se producen los fenómenos cuánticos que no se dan en nuestra REALIDAD o universo. Las partículas quedan ligadas y parece que sus propiedades se teletransportan más allá de la velocidad de la luz, contradiciendo uno de los principios de la relatividad general según la cual ninguna partícula puede superar la velocidad de la luz. Si estos conocimientos los aplicamos a los genes, ya que estos están compuestos de moléculas y estos a su vez de átomos y de partículas subatómicas, podemos entender como estos pueden estar ligados entre sí de una forma directa e instantánea, a través de este mundo subatómico cuántico, como Irvin Laszlo indica con su teoría del campo unificado ó campo akásico. El vacío cuántico sería como la memoria de un metauniverso, resultado de los distintos universos que en sus respectivas realidades se han producido y memorizado a través de estas partículas los distinto avances, y que han dado lugar a un universo donde las constantes físicas son las justas y necesarias para el desarrollo de la vida. Esta visión claro está, aunque intenta fundamentarse en los últimos avances científicos, de la física cuántica sigue siendo una metafísica muy difícil de probar. El límite entre la física teórica y la metafísica a veces pueden ser muy poco claro. Aunque me parezca personalmente una teoría fantástica. El cómo se darían estos mecanismos sería todavía un mundo nuevo a explorar, en ciencia actual. Demostrarlo con una base científica sólida es todavía improbable. La física cuántica seguirá desarrollándose indicándonos una nueva evolución en ciencias como la biológica, la química y la geología. En geología su mejor conocimiento nos puede ayudar a descubrir los secretos del volcanismo y seísmos. La cosmología también ha avanzado mucho con la física cuántica, el conocimiento de los agujeros negros. Por tanto necesitamos de “un nuevo mesías de la física” capaz de comprender y desarrollar la física de Newton, Einstein, y Bohr. Uniéndolas en una sola: la física. De momento se han dado intentos como la teoría de las supercuerdas y otras, que no han dado de momento el fruto esperado. Texto: Justo Tarancón y fotos: Raquel y Justo

La inmortalidad del GEN y EL MEME

Todos los seres vivos tenemos genes, secuencias ordenadas de nucleótidos de ADN (o ARN), unidades de almacenamiento de información genética con herencia, es decir con la capacidad de replicarse. Capaces de hacer copias de si mismas, sintetizando proteínas y encimas. Plantas, animales y organismos unicelulares, tenemos genes. Los genes se pueden y de echo se unen formando cromosomas y otras estructuras complejas, que codifican la vida. Son estas pequeñas unidades, las moléculas responsables de las distintas características de los seres vivos. Richard Dawkins etólogo y Darwinista como pocos, nos presenta en su libro “El gen Egoísta” una propuesta revolucionaría. Centrarse en los genes y no en los distintos seres vivos que habitan o habitaron la Tierra para explicar la evolución. Nos da una visión de los animales (plantas,..) como si se trataran únicamente de unas máquinas biológicas, que su único objetivo sería el de hacer perdurar sus genes, el máximo tiempo posible, así como distribuirlos de la forma más rápida y estable. Nos explica como los genes controlan el comportamiento de los animales y como este comportamiento a través de la “selección natural” hace que se perpetúen o no en el tiempo. Por tanto los genes serían los que controlarían a los animales, plantas y organismos unicelulares. Sólo posiblemente el hombre debido al desarrollo de la conciencia podría revelarse en cierta medida a ellos, a través de la cultura, la ética, etc. Aunque la conciencia también seria consecuencia de ellos. Esta visión da una explicación nueva de la evolución, y como los genes incluso se pueden extender en su ambiente más allá de sus cuerpos a través de los cuerpos de otros organismos, dándose una interrelación muy compleja entre los distintos genes de los diferentes organismos que comparten un ecosistema. Pero como toda respuesta nos plantea nuevas dudas. Ya que como el mismo autor indica la evolución actuaría como un “relojero ciego”. Aunque el tiempo geológico ya hemos visto es enorme. 4500 millones desde la formación de la Tierra, a los primeros retos fósiles de vida que aparecieron hace unos 3500 millones de años, y el desarrollo de los organismos complejos hace unos 500 millones de años. Sólo en estos pocos últimos millones de años se ha dado una diversidad de especies increíble, este desarrollo no ha sido gradual, sino que se ha dado en oleadas evolutivas de una gran complejidad. El gran paleontólogo Stephen Jay Gould ya lo explica en varios de sus libros, planteándonos dudas de la credibilidad de que se haya producido todo de forma azarosa gracias a la mutación y a la selección natural a lo largo del tiempo. Claro está, dar una respuesta científica a esta duda, todavía no se ha dado aunque, si hay muchas especulaciones al respecto. Al final de su libro Dawkins nos hace una similitud genial del gen con el concepto de los meme’s que serían algo así, como una unidad de información, creada por la mente humana, que se reproduce pasando de la mente de un ser humano a otro a través de diferentes medios, el habla, los libros, los blogs….Por lo que serían al igual que los genes unidades de información capaces de reproducirse y de perpetuarse en el tiempo más allá que sus creadores. Por ejemplo la idea de la relatividad de Einstein, o una melodía de Frédéric Chopin, o las melodías pegadizas de los anuncios de televisión, perduran más allá que sus creadores. Dicha comparación nos da cierta paradoja y es que mientras los genes se transmiten de una generación a otra por lo general al 50%, en tres generaciones nuestros genes propiamente nuestros, los que nos hacen diferentes a los demás individuos de nuestra especie, ya se habrán diluido. Pero los memes o las grandes ideas compuestas por ellos, pueden durar generaciones y generaciones, siglos y miles de años. Por lo que como individuos podemos perdurar más en el tiempo por nuestras ideas o memes, que no por nuestros genes. Texto: Justo Tarancón y Fotos: Raquel y Justo

Reflexiones sobre la ciencia.

Gran parte de mis inquietudes que han hecho crear este blog, ha sido siempre encontrar el origen y el posible final de las cosas y de los fenómenos, que nos rodean, es decir, el origen de la vida, de la Tierra, de las plantas, de los animales, del ser humano. Todas estas inquietudes las he intentado resolver desde un punto científico, a través de la lectura y compresión de las teorías clásicas y de otras contemporáneas, e incluso de alguna revolucionaría, y no constatada científicamente. Pero finalmente el proceso nunca ha llegado a su destino. Siguen siendo incógnitas de ecuaciones sin resolver y que a veces sólo quedan planteadas. Gran parte, de mi tiempo de ocio, que no es mucho, lo dedico a leer a los científicos más punteros y a los clásicos, para intentar hallar las respuestas que busco, en este mar de libros de divulgación científica, que caen en mis manos. Gran parte de ellos reconocen que la ciencia es capaz de explicar gran cantidad de procesos dentro de estos fenómenos, y que lo hace con gran claridad en gran parte de ellos. Pero a su vez reconocen, que tienen grandes limitaciones cuando intentan buscar su origen y final, en la vida, el hombre, la Tierra. Cada vez conocemos más mecanismos y cómo funcionan incluso el ¿Porqué? de muchos de ellos. Pero aún estamos muy lejos de encontrar su origen en gran número de estos procesos que hacen posible nuestra existencia. La gravedad como cité en un artículo anterior, conocemos como se manifiesta, pero no como actúa. O del fenómeno de la vida, no sabemos a ciencia cierta como se originó y porqué cuando todas las leyes de la química la hacen imposible, está ahí. Después gracias a Darwin conocemos como las plantas y los animales han ido cambiando o evolucionando a lo largo del tiempo en la Tierra, gracias a la “selección natural”,este ha sido otro gran avance ya que antes lo dejábamos en manos del poder divino, como en otras cosas. Pero de esta aún desconocemos gran parte de sus mecanismos y nos cuesta mucho entenderla y aplicarla globalmente. La naturaleza ha tenido miles de millones de años para mostrarnos su diversidad, en cambio nosotros llevamos muy poco tiempo en ella y, menos tiempo aún estudiándola de la mejor forma posible que creo que es la ciencia, apartando de un lado nuestras creencias ya sean religiosas o de otra índole (aunque respetándolas) e incluso haciendo que se complementen donde la ciencia no nos da respuesta. El hombre es ese animal que se irguió, que habitó la sabana Africana, y que habitó las cuevas y las decoró, y que ha desarrollado en poco tiempo su pensamiento abstracto, como nunca se ha producido en la naturaleza, e intenta descubrir todo lo que le rodea desde su tremenda curiosidad. Este ensayo no surge de una decepción sino de una gran alegría, al ver que todos estamos en pie, en este pequeño barco que es la ciencia, y que navega sobre un océano desconocido y sorprendente.
¿Qué nos deparará el conocimiento y la ciencia en su búsqueda continua del origen y el final de gran parte de las cosas, que nos rodean? Me gustaría tener una nave del tiempo y poder ver el futuro dentro de mil años y ver como ha progresado la ciencia y la humanidad. Espero que en ese tiempo aun poblemos nuestra Gea, y que esta nos siga dando buen cobijo, y que nosotros por fin hayamos aprendido a vivir en armonía con ella, descubriendo y expandiendo la vida por los diversos confines del Universo. Este puede ser nuestro verdadero papel. Cambiemos nuestras prioridades actuales y construyamos juntos una nueva sociedad. Si los cosmólogos dicen que sólo conocemos el 4% del universo, como podemos pretender conocer con certeza fenómenos, como la vida, la formación de nuestra GEA, y un infinito número de incógnitas. Seamos más humildes y sigamos trabajando en su compresión. Elaborando y mejorando las teorías que ya conocemos. No condenemos nuestra imaginación al olvido, sigamos siendo un poco niños.

Texto: Justo Tarancón Fotos: Raquel y Justo

¿El talón de Aquiles de Darwin?

Darwin es uno de los más grandes científicos del siglo XIX, y como tal ya he hablado de él en algún artículo más. Su viaje emblemático en el Beagle. Nos dió principalmente un gran libro, “El origen de las especies” una nueva visión científica de entender la naturaleza, explicando como surgen y como han cambiado los distintos animales, plantas, hongos, bacterias, que conforman la naturaleza o la biota, y como han cambiado a través del tiempo. La teoría de la evolución de las especies, desecha la visión creacionista, que daba el origen de los distintos animales y plantas a la creación o génesis de ellas por parte de un ser superior, Dios, extraterrestres, etc. Dicho pensamiento creacionista todavía empapa gran parte de nuestro pensamiento, y aun tiene un gran número de adeptos en la actualidad. Darwin y posteriores científicos evolucionistas han hecho retroceder dicha visión del mundo. El darwinismo ha evolucionado a su vez y ha pasado etapas críticas sobre todo en su inicio, y después con el desarrollo de la genética. En este artículo quiero tratar uno de estos momentos, cierto talón de Aquiles de su teoría, que basaba la evolución en la presión de la selección natural, como factor que ha determinado la evolución de los distintos organismos que pueblan y han poblado la Tierra, es decir, la naturaleza selecciona los individuos más preparados para sobrevivir a lo largo de millones de años. Fue un tal ST. George Mirbal, (zoólogo inglés contemporáneo de Darwin) el que puso su objeción más audaz a la teoría de Darwin, lo que llamó “la incompetencia de la selección natural para explicar los estados incipientes de las estructuras útiles”. Darwin le respondió indicándole dos de sus capítulos de su libro, “El origen de las especies”en el cual se explicaba, que tal como indicaba Mirbal, las estructuras complejas; como por ejemplo un ala no ha aparecido gracias a una mutación milagrosa, sino que ha sido una estructura que ha evolucionado de forma gradual y paulatina, gracias a lo que el denominó “cambio de función”. Es decir que la selección natural ha funcionado desde sus inicios, gracias a que estas estructuras incipientes realizaban otra función que las hacia favorables, antes de adoptar su nueva función cuando alcanzaban ya cierto desarrollo. Este ejemplo ha sido estudiado por dos científicos en la actualidad Kingsolver y Koehl, que han estudiado el desarrollo de las alas en los insectos, y que han demostrado con su experimento el cambio de función en la consecución de una nueva estructura. Ellos han demostrado que las alas de ciertos insectos se han utilizado como estructuras de termorregulación y al aumentar su tamaño se han especializado en el vuelo, es decir primero se han seleccionado favorablemente para el control térmico y, cuando han adoptado cierta longitud se han seleccionado para el vuelo y/o estabilizar las caídas. Ya Darwin propuso que las vejigas natatorias de ciertos peces primero fueron pulmones que poco a poco se convirtieron en las vejigas natatorias. Bueno ya comprendemos un poco más como funciona el darwinismo, gracias a la crítica constructiva de Mirbal, hace más de un siglo y medio. Aunque aun nos quedan muchas cosas más por comprender de su teoría. Ya que es una idea muy compleja que nos plantea dudas cuando se desarrolla para explicar la existencia y evolución de todos los animales y otros organismos vivos que pueblan o han poblado nuestra Gea. Sigamos en el camino del conocimiento, que es largo y tortuoso.
Texto: Justo Tarancón Fotos: Raquel y Justo

¿Cuándo se produjo la diferenciación de la materia inerte y la viva en la Tierra?

La formación rocosa de Isua, y otras, nos ayudan a dar una respuesta a esta pregunta. La formación de Isua corresponde a las rocas más antiguas de origen sedimentario que se conocen en la Tierra, son del Eón Arcaico, y datan de hace 4000 ó 3800 millones de años. Se encuentran localizadas principalmente al este de la Isla Labrador y al sudoeste de Groenlandia en el borde del círculo polar Ártico.
Estas rocas de origen sedimentario forman parte de un cinturón rocoso, que fue sometido a altas temperaturas y presiones (procesos de metamorfismo) dando lugar a la formación de esquitos con carbono en forma de grafito, estas transformaciones que sufrieron dichos sedimentos hacen imposible reconocer los rastros de vida, a simple vista, o mediante microscopio. Pero si que se han podido identificar los denominados “quimiofósiles”. El análisis isotópico de las rocas de la formación de Isua, reveló una proporción del isótopo radiactivo carbono 12, muy parecida a la que se da en los sedimentos actuales, por la acción de los organismos fotosintéticos. Por lo que se podido deducir por analogía, que existían organismos fotosintéticos en esa época, diríamos por tanto que la vida, es tan antigua como la propia formación de la corteza terrestre o litósfera, hace unos 3800 millones de años. Con la revolución bioquímica que conllevó, que consistió principalmente en unos ciclos bioquímicos basados en el carbono C, con la capacidad de la materia viva de autoreplicarse, y de “auto repararse”, siendo capaz finalmente de crear copias de sí misma.
Esta hipótesis, de la tan temprana aparición de la vida en la Tierra, se vio reforzada con posteriores descubrimientos, como la formación de unas rocas en Swazilandia y Sudáfrica (que en aquella época fueron un antiguo mar), en los que se identificaron unos microbios fósiles que databan de hace más de 2000 millones de años, hallazgo protagonizado por el paleobotánico Elso Sterrenberg Barghoorn . Gracias a unas muestras de rocas extraídas de esta formación, por el geólogo Stanley Tyler. Descubrimiento de gran importancia, ya que los fósiles, ya no se reducían sólo a las pruebas de los restos de las partes duras dejadas, por los organismos vivos del periodo cámbrico. Como son los maravillosos afloramientos fósiles de la fauna Edicarense de Inglaterra y Gales, de hace unos 600 millones de años; sino que eran muchísimo más antiguos. Como ya hemos visto la geología, ha realizado uno de los cambios más importantes en la mentalidad científica cuando estudia el origen de la vida, su datación y su evolución. En los dos últimos siglos, nuestra visión ha pasado a ser de miles de años a millones de años, y este hecho nos hace muy importantes dentro del pensamiento científico de nuestra era.
Hay otras formaciones muy antiguas que siguen apoyando esta idea, por ejemplo: las rocas de Guitter Springs de hace 1100 millones de años en los que se han identificado microflora, de organismos procariontes (que son bacterias, células sin núcleo diferenciado), clorofilas y hongos. Las rocas de la serie Fig-Tree en las que se han encontrado estructuras filamentosas y esféricas pertenecientes a las algas cianofíceas y a bacterias. Los estratos silicificados de la serie de Gunflit en Canadá de hace 1900 millones de años, que contienen gran cantidad de flora microbiana (bacterias, cloro bacterias, algas cianofíceas) y por último para no alargarme en su enumeración las rocas sedimentarias de Rodesia de hace 2800 millones de años, con los depósitos calcáreos producidos por los tapices de algas verdiazules de los estromalitos.
Eso sí quedará para otro artículo el porqué de la aparición de la materia viva, y que mecanismos la produjeron. Hemos respondido sólo al posible cuando. Pero sigamos avanzando en el conocimiento de GEA.

Texto: Justo Tarancón y Fotos: Justo y Raquel