Bacterias con Brujula

Un equipo de científicos ha demostrado que unos diminutos cristales encontrados en el interior de algunas bacterias las dotan de una brújula para ayudarlas a navegar por los sedimentos en busca de la mejor comida.

Este estudio podía proveer pistas frescas que ayuden a explicar el biomagnetismo, un fenómeno por el que algunas aves, insectos y formas de vida marina navegan usando el campo magnético que rodea a la Tierra.El estudio se concentra en las bacterias magnetotácticas, las cuales contienen cadenas de cristales magnéticos, llamados magnetosomas.

Existen en lugares de todo el planeta, viviendo en sedimentos de lagos y lagunas, y en las regiones costeras de los océanos.Desde el descubrimiento de las bacterias magnetotácticas en la década de 1970, y hasta ahora, no había estado claro para qué servían exactamente los magnetosomas. Los resultados de investigaciones previas indicaron que algunas cadenas de magnetosomas no serían útiles para la navegación porque los tamaños de sus cristales no poseían las cualidades magnéticas correctas.

Sin embargo, unos investigadores del Imperial College de Londres y la Universidad de Edimburgo han demostrado ahora que los métodos anteriores de modelado eran inexactos. Los nuevos cálculos prueban que todos los magnetosomas conocidos poseen las cualidades magnéticas correctas que se requieren para facilitar la navegación.Los magnetosomas se alinean unos con otros para formar una cadena dentro de las bacterias y operar como una brújula.

Los investigadores todavía no están seguros de cómo, pero esta brújula interactúa con el campo magnético de la Tierra, ayudando a las bacterias a navegar por los sedimentos hacia las mejores áreas de alimentación.Lo descubierto en el estudio pone de manifiesto un ejemplo perfecto del poder de la evolución, demostrando que gracias a ella un organismo relativamente simple puede desarrollar una capacidad de navegación muy optimizada.

Los Fósiles de Dinosaurios Encajan Bien en el Arbol Genealógico Evolutivo

Un reciente estudio hecho por investigadores de la Universidad de Bath y del Museo de Historia Natural de Londres ha permitido constatar que el conocimiento científico sobre la evolución de los dinosaurios es notablemente completo.

Los biólogos evolutivos emplean dos formas de estudiar la evolución de los vegetales y los animales prehistóricos: Primeramente usan las técnicas de datación radiactiva para colocar los fósiles en una sucesión cronológica según la edad de las rocas en que son encontrados (la estratigrafía).

Y en segundo lugar, observan y clasifican las características de los restos fosilizados según su grado de similitud o "parentesco" (su morfología).Matthew Wills, del Departamento de Biología y Bioquímica de la Universidad de Bath, trabajó con Paul Barrett del Museo de Historia Natural, y Julia Heathcote, del Birkbeck College (Londres), para analizar los datos estadísticos de los fósiles de los cuatro grupos principales de dinosaurios y ver cuán estrechamente encajaban en su árbol de parentesco evolutivo.

Los investigadores comprobaron que el registro fósil para los dinosaurios estudiados, desde los gigantescos saurópodos hasta los carnívoros bípedos como el T. rex, encaja muy bien con el árbol evolutivo, significando ello que la visión actual que se tiene de la evolución de estas criaturas es muy exacta.Hay dos líneas independientes de evidencia en la historia de la vida: el orden cronológico de los fósiles en las rocas, y los árboles de parentesco evolutivo.

Cuando ambas líneas cuentan la misma historia, la explicación más probable es que ambas están reflejando la verdad. Cuando discrepan, es que se ha cometido algún error importante.La conclusión principal de este estudio es que el consenso para los dinosaurios es notablemente bueno, lo que significa que se puede confiar tanto en el conocimiento existente sobre su evolución, como en el carácter razonablemente completo de su registro fósil. "En otras palabras, nuestro conocimiento de los dinosaurios es muy, muy bueno", resume Wills.

Observación Detallada de una Fase Crucial de la Reparación de ADN Humano

Una fase clave en el proceso de reparación del ADN humano dañado ha sido observada y grabada visualmente por un grupo de investigadores en la Universidad de California en Davis. Las grabaciones aportan nueva información sobre el papel ejercido en este proceso complicado y crítico por una proteína conocida como Rad51, la cual está vinculada al cáncer de mama.

Este logro llega una década después de que Stephen Kowalczykowski, profesor de microbiología e investigador principal del estudio, y Ron Baskin, profesor emérito de biología molecular y celular, empezaran a desarrollar los métodos para etiquetar moléculas con marcadores fluorescentes, con el fin de poder luego observarlas en funcionamiento mediante técnicas avanzadas. En 2006, los investigadores grabaron una parte del proceso de reparación de ADN bacteriano, un sistema considerablemente menos complicado que su homólogo humano.

El ADN humano está bajo la continua agresión de agentes dañinos, como son la luz ultravioleta del Sol, el humo de tabaco y miríadas de sustancias químicas, tanto naturales como producidas por el hombre. Dado que estos daños pueden resultar en cáncer, muerte celular y mutaciones, una legión de proteínas y enzimas es movilizada para entrar en acción siempre que aparecen tales daños.La Rad51 tiene un papel principal en la acción. Siempre a la llamada de la célula, las moléculas de la proteína se ensamblan en un filamento a lo largo de un segmento dañado o roto de ADN, donde ayudan a estirar las hebras enrolladas y a alinearlas con los segmentos correspondientes sobre la segunda copia del cromosoma de la célula, que sirve de plantilla para la reconstrucción.

Como esta proteína es regulada por un gen (BRCA2) relacionado con el riesgo de desarrollar cáncer de mama, también se cree que desempeña un papel relevante en la supresión de esa enfermedad.Con la capacidad de observar el ensamblaje de filamentos individuales de Rad51 en tiempo real, el grupo de Kowalczykowski ha hecho varios descubrimientos. Entre estos figura el de que, a diferencia de sus homólogos bacterianos, los filamentos de Rad51 no crecen indefinidamente. Esto indica que hay un mecanismo, aún no descubierto, que regula esa actividad en la proteína.

La capacidad de los vegetales terrestres para crecer hacia arriba, alzándose en el aire, sin otro apoyo para ello que sus propios tejidos leñosos afianzados en la materia sólida, ha sido considerada siempre como una de las características distintivas que las separan de sus primas, las plantas acuáticas, las cuales se apoyan en el agua para sostenerse.

Ahora, la lignina, uno de los compuestos naturales vitales para esta capacidad de alzarse del suelo a través del aire que poseen las plantas terrestres (y que se consideraba exclusiva de ellas) ha sido encontrada en un alga marina por un equipo de investigadores entre quienes figuran especialistas de la Universidad de la Columbia Británica, Canadá, y de la Universidad de Stanford, EE.UU.La lignina, un componente principal de la madera, es como un pegamento que ayuda a fortificar las paredes celulares, y es esencial para el transporte del agua en muchas plantas.En el nuevo estudio, el autor principal Patrick Martone y sus colegas identificaron y localizaron lignina en las paredes celulares de un alga roja.

Todas las plantas terrestres evolucionaron de las algas verdes, y los científicos siempre habían creído que la lignina había evolucionado después de que las plantas comenzaron a colonizar tierra firme, como un mecanismo de adaptación para estabilizar el crecimiento vertical y para asegurar el transporte de agua desde las raíces.

Como probablemente las algas verdes y rojas divergieron hace más de mil millones de años, el descubrimiento de lignina en un alga roja sugiere que la maquinaria básica para producir lignina pudo haber existido mucho antes de que las algas colonizaran la tierra.Alternativamente, las algas y las plantas terrestres pudieron haber evolucionado de manera independiente hacia la incorporación del mismo compuesto, después de haberse separado, aunque esto parece menos probable.

"Las rutas metabólicas, las enzimas y los genes que participan en la síntesis de la lignina son muy complicados, de manera que desarrollar todo esto de manera independiente sería algo realmente increíble", recalca Mark Denny, uno de los autores del estudio.

Las manzanas norteamericanas han impulsado cambios genéticos en las moscas de la fruta y en las avispas parásitas. Un equipo de investigadores ha dado a conocer que está surgiendo una nueva especie de mosca de la fruta, y también que, como consecuencia de ello, lo está haciendo una nueva especie de avispa.

Jeff Feder, biólogo de la Universidad de Notre Dame, y sus colegas, creen que la introducción de manzanas en América hace casi 400 años puede haber cambiado, a la larga, el comportamiento de una mosca de la fruta, resultando ello en su modificación y en la modificación subsiguiente de una avispa parasitaria que se alimenta de ella.El resultado es una reacción en cadena en la biodiversidad, donde la modificación de una especie induce la modificación secuencial de una segunda especie dependiente.

Es una clara demostración de cómo la especialización inicial de un organismo abre una oportunidad para que otras especies del mismo ecosistema se especialicen.La biodiversidad, en esencia, sirve como fuente de nueva biodiversidad.Casi 250 años después de la introducción de las manzanas en América del Norte, las moscas Rhagoletis pomonella seguían encontrándose sobre los pequeños y rojos frutos de los espinos para aparearse y poner huevos.

Entonces, a mediados del siglo XIX, en vez de seguir esa costumbre, algunas de estas moscas comenzaron a aparearse y a poner huevos sobre manzanas.Según Feder, las moscas atraídas por las manzanas han pasado a diferenciarse genéticamente de las moscas que siguieron apareándose sobre los frutos de los espinos, y lo mismo ha sucedido con las avispas que parasitan a las moscas.

Viaja rapido para vivir mas

Viajar es como el elixir de la eterna juventud. El tiempo subjetivo parece pasar más lento y las experiencias que acumulamos equivalen a varias vidas de sendentarismo y monotonía.
A nivel científico, viajar también tiene implicaciones temporales, aunque sean más pequeñas, casi imperceptibles. Gracias a Einstein, hoy sabemos que el tiempo es relativo. Y esta idea se ve muy bien ilustrada por una célebre historia.

Imaginad a un hombre que le dice a su esposa que va a pasear el perro. La esposa se queda en casa. El hombre pasea al perro y el perro brinca y mueve la cola de alegría. Al volver a casa, algo les ha pasado a los tres.

Tras el paseo con el perro, resulta que el hombre ha envejecido menos que la mujer, el perro ha envejecido menos que el hombre… y la cola del perro ha envejecido menos que el propio perro, pues no dejaba de agitarse.

Con la velocidad a la que se movía cada cuerpo, la diferencia, por supuesto, no es susceptible de medición. Pero en esencia el tiempo no ha transcurrido de la misma manera para la esposa, el hombre, el perro y su cola.

Si de verdad queréis notar los efectos relativistas en vuestras carnes, entonces quizá deberíais hacer un viaje más largo por el espacio exterior. Al regresar, para vosotros habrán pasado unos meses y para el resto de la humanidad, años, quizá siglos. Todos vuestros parientes y amigos habrán muerto y vosotros aún gozaréis de una lozanía envidiable. Este hecho se ve forzado al máximo en una célebre novela de ciencia ficción, La guerra interminable, de Joe Haldeman.
Pero si queréis vivir realmente una eternidad, entonces deberéis coger vuestro cohete espacial y dirigiros a las proximidades de un agujero negro, un objeto astral de una densidad inimaginable (toda la masa de la Tierra concentrada en un cubo de un centímetro de lado).

La masa de un agujero es tan elevada que el espaciotiempo está extremadamente curvado en su cercanía. Si finalmente el agujero nos succionara, la caída sería finita, por supuesto. Pero para un observador situado lo bastante lejos como para que el agujero negro no curve su espacio, la caída, según constata él, dura un tiempo infinito.

Por fin, pues, el ansiado elixir de la eternidad. Aunque la eternidad de uno corresponda a unos pocos minutos del otro.

La Luna

Denominada Selene, de ahí su gentilicio selenita, y Artemisa por los griegos, y Luna por los romanos, es el único satélite natural de la Tierra y es el segundo objeto más brillante del cielo tras el Sol. Como consecuencia de su atracción gravitacional sobre la Tierra, es la causa principal de que se produzcan las mareas, que participan en las corrientes marinas, ya que el agua es un fluido y puede cambiar de forma más fácilmente.

Las primeras civilizaciones medían el tiempo contando las fases de la Luna. De hecho, en castellano el primer día de la semana «lunes» tiene su raíz en el «día de la Luna» (lunedí). Asimismo, la palabra inglesa para mes, month, proviene de moonth, una forma sajona primitiva para designar la Luna. Esto se puede ver también con Monday, que viene de moon day. En el idioma turco, la palabra Ay (mes) también significa luna. El origen de esta coincidencia es el hecho de que el musulmán es un calendario lunar.

El hecho que desde la Tierra sólo se vea una de sus caras se debe a que gira alrededor de la Tierra y sobre su eje en el mismo tiempo: 27 días, 7 horas y 43 minutos, debido al gradiente gravitatorio. A medida que gira alrededor de la Tierra, una vez al mes aproximadamente, el ángulo entre el Sol, la Luna y la Tierra cambia, por lo que la luz del Sol le llega desde posiciones diferentes, que se repiten en cada vuelta, percibiéndolo como las cuatro fases lunares, de una semana de duración. Cuando ilumina toda la cara que vemos se llama luna llena. Cuando no la vemos es la luna nueva. Entre estas dos fases sólo se ve un trozo de la Luna, un cuarto, creciente o menguante.

Los eclipses solares y lunares se deben a una "extraordinaria" casualidad. El Sol es 400 veces más grande pero también está 400 veces más lejos de modo que ambos tienen aproximadamente el mismo tamaño angular. La Luna en un eclipse lunar pude contener hasta tres veces su diámetro dentro del cono de sombra causado por la Tierra. Por el contrario en un eclipse solar la Luna apenas tapa al Sol (eclipse total) y en determinadas parte de su órbita, cuando está más distante no llega a ocultarlo del todo, dejando una franja anular (eclipse anular). La complejidad del movimiento lunar dificulta el cálculo de los eclipses y se tiene que tener presente en la periodicidad en que estos se producen (Periodo Saros).

La gravedad lunar es un sexto de la gravedad terrestre; un hombre que pese unos 82 kilogramos en la Tierra, pesará sólo 14 kilogramos en la Luna. Ello ha provocado que la Luna tenga una atmósfera casi insignificante, debido a su pequeña magnitud, incapaz de retener moléculas de gas en su superficie.

La ausencia de aire, y en consecuencia de vientos, impide que se erosione la superficie y que transporte tierra y arena, alisando y cubriendo sus irregularidades. Debido a la ausencia de aire no se transmite el sonido. La falta de atmósfera también significa que la superficie de la Luna no tenga ninguna protección con respecto al bombardeo esporádico de cometas y asteroides. Además, una vez que se producen los impactos de éstos, los cráteres que resultan prácticamente no se degradan a través del tiempo por la falta de erosión.

Asteroides, Cometas y Meteoritos

Los asteroides son rocas más pequeñas, constituidos por el material que sobró durante la formación del sistema solar, que giran, la mayoría en el cinturón de asteroides entre Marte y Júpiter, con una densidad de éstos de 18.000 elementos.En 1995, los astrónomos planetarios creyeron que había más de 2.000 asteroides de, al menos, 1 km. de diámetro, capaces de colisionar con la Tierra. Pero desde entonces, solamente una fracción de estos grandes objetos ha sido encontrada cerca de la Tierra (169). El asteroide 2004 MN4, denominado Apophis, con un diámetro de 420 m, sobrevolará la Tierra el 13 de Abril de 2029 a sólo 30.000 km. sobre el suelo. Para comparar, los satélites geoestacionarios orbitan a 36.000 km. También en 2004, un asteroide pasó a solo 43.000 km. de la Tierra.

Los cometas son cuerpos de formas irregulares, frágiles y pequeños, compuestos por una mezcla de granos no volátiles y gases congelados, es decir, similares a "bolas de nieve sucia", compuestos de agua, dióxido de carbono (hielo seco), amoníaco, metano (gas natural), hierro, magnesio y silicatos. Sus núcleos pueden llegar a diámetros que superar los 100 km.

Los cometas provienen de la Nube de Oort, situada entre 12.000 y 150.000 UA (1 UA = 150 millones de km, distancia media de la Tierra al Sol) y el Cinturón de Kuiper entre 30 UA y 12.000 UA. En estas alejadas localizaciones, los núcleos de los cometas se encuentran congelados, por lo que sólo pueden ser detectados por el reflejo se la luz del Sol. Conforme el cometa se acerca al Sol, por su órbita de gran excentricidad, desarrollan una atmósfera constituida por hidrógeno, como consecuencia de procesos químicos ocasionados por la absorción de luz ultravioleta (UV), que envuelve al núcleo, llamada coma. Cuando la Tierra cruza la órbita de un cometa, los restos de éste se incineran al penetrar en la atmósfera ocasionando una "lluvia de estrellas".

Los meteoritos son pequeños asteroides, aproximadamente del tamaño de un canto rodado o de menor tamaño, que, generalmente, son el resultado de la colisión de dos o más asteroides, que en su viaje por el Sistema Solar han sido captados por la fuerza gravitatoria de la Tierra, por lo que la mayoría se encienden y se desintegran cuando entran en la atmósfera.

Los meteoritos,meteoroides o vulgarmente conocidos como estrellas fugaces entran en la atmósfera a una velocidad media que oscila entre 10 y 70 km/s. Los pequeños y medianos se frenan rápidamente hasta unos cientos de km/hora debido a la fricción, y cuando caen a tierra (si llegan) lo hacen con poca fuerza. Solamente los grandes conservan la velocidad suficiente para dejar un cráter. El más conocido es el que provocó la extinción de los dinosaurios de la Tierra hace 65 millones de años, que poseía un diámetro de 10 km. Un meteorito es también, según Portsch, la célebre piedra negra de la Kaaba en la Meca…

Planetas del Sistema Solar

Los planetas se distinguen entre planetas clásicos y planetas enanos. Todos ellos giran alrededor del astro rey al ser atraídos por éste, debido a la enorme fuerza gravitatoria que provoca el Sol.
Los planetas clásicos pueden clasificarse según su forma en: planetas terrestres y planetas jovianos. Los primeros son pequeños, de superficie rocosa y sólida, densidad alta y entre ellos están Mercurio, Venus, la Tierra y Marte. Los planetas jovianos poseen grandes diámetros, esencialmente gaseosos (hidrógeno y helio), densidad baja y son Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno.

Los planetas enanos son cuerpos celestes que cuentan con las mismas propiedades que sus hermanos mayores, aunque presentan algunas peculiaridades. No son satélites de ningún otro planeta y no han conseguido barrer de sus proximidades otros elementos interplanetarios. Los planetas enanos, hasta el momento, son Plutón, considerado hasta ahora como planeta clásico, 2003 UB313, Ceres, Caronte. Posiblemente, otros objetos del Cinturón de Asteroides y del Cinturón de Kuiper, que se descubran próximamente serán incluidos dentro de esta categoría.

Al observar el firmamento, dentro del mar de oscuridad compuesta por materia y energía oscura, los puntos luminosos intermitentes son estrellas, cuerpos que generan su propia luz. Dicho centelleo es debido a la enorme distancia que debe recorrer su luz hasta llegar a nosotros, interrumpida en su camino, y que hace modificar el haz de luz. Por el contrario, los planetas, al encontrarse relativamente cerca, tan sólo reflejan la luz del Sol, por ello no presentan dicho centelleo, aunque en algunos casos si pueda darse, según sean las condiciones metereológicas.

Sistema Solar

El Sistema Solar es un conjunto de planetas, satélites, asteroides y cometas que giran alrededor de una estrella central, denominada Sol. El Sol se formó, al igual que los demás componentes, hace unos 4.600 millones de años, cuando una inmensa nube de gas y polvo se contrajo a causa de la fuerza de la gravedad y comenzó a girar a gran velocidad, probablemente, debido a la explosión de una supernova cercana.
El Sistema Solar es un sistema estelar que se encuentra dentro de la galaxia denominada Vía Láctea, que tiene 13.000 millones de años de antigüedad, está compuesta por 100.000 millones de estrellas y poseé un diámetro de 100.000 años luz (un año luz equivale a la distancia que recorre la luz en un año, una grandísima distancia si se tiene en cuenta que la luz viaja a una velocidad de 300.000 km/s). La estrella más cercana es Alfa Centauro, que se encuentra a 4’3 años luz.
Todas las estrellas que componen la Vía láctea están rotando alrededor del núcleo, que se cree que puede contar en su interior con un agujero negro. Las observaciones astronómicas referidas a galaxias distantes muestran que la velocidad de rotación del Sol alrededor de la galaxia es de unos 250 km/s, empleando aproximadamente 250 millones de años en realizar una revolución completa.
El tamaño del Sistema Solar se define como aquél en el que la fuerza de atracción del Sol se iguala a la fuerza de atracción de las estrellas más próximas a nosotros. Las dimensiones del sistema Solar serían entonces del orden de 3’26 años luz.

El Universo

En 1929, el astrónomo Edwin Hubble descubrió galaxias más allá de la Vía Láctea que se alejaban de nosotros, como si el universo se dilatara constantemente…

Origen del UniversoEn los años veinte del pasado siglo, el astrónomo americano Edwin Hubble relacionó el corrimiento hacia el rojo de la luz que proviene de las estrellas con que el Universo se expandía, a un ritmo que es proporcional a la distancia entre éstas y una constante universal. Este corrimiento tiene su explicación en el efecto Doppler, que indica que las galaxias se alejan entre ellas, y por tanto de nosotros.

La forma en que oímos el sonido que emite una ambulancia al acercarse (más agudo) y al alejarse (más grave) se explica por el mismo efecto. Este hecho implicaba el origen del universo en un instante inicial, siendo la teoría del Big Bang la más aceptada. Esta expansión se veía corroborada por la teoría de la relatividad general de Albert Einstein que predecía que el espacio-tiempo tenía que estar aumentando su volumen, aunque en un principio, él mismo no lo creyese, al coincidir con el modelo estático del universo preexistente.

La constante de proporcionalidad de Hubble fue medida por primera vez por el físico del que recibió su nombre, sin embargo el valor que dio no se correspondía con la realidad, debido principalmente a limitaciones instrumentales, por lo que después de numerosos intentos por mejorar dicho valor, se lanzó el Telescopio Espacial Hubble para conseguirlo, al situarse en el espacio, fuera de la atmósfera. En 2001 se publicó el valor 72±8 km/s/Mpc, según el cual se deducía que la edad del Universo debía ser de unos diez mil millones de años, insuficiente de acuerdo con las estrellas más antiguas que se habían encontrado, con una edad de unos catorce mil millones de años. Ello se debe a que existe un factor que impulsa la expansión del universo que se ha denominado energía oscura.

Teoría del Big BangEn 1948, el físico ruso nacionalizado estadounidense, George Gamow, predijo la existencia de un fenómeno más tarde bautizado como radiación de fondo de microondas cósmicas (CMB), restos de radiación producidos por el nacimiento del universo. Con ello planteó la teoría del Big Bang, que sostiene que el universo comenzó a existir bruscamente, hace unos 15.000 millones de años, en una gigantesca explosión siendo la expansión que actualmente observemos un vestigio de la explosión primordial. Técnicamente, dicha teoría se trata de una colección de soluciones de las ecuaciones de la relatividad general, llamados modelos de Friedmann - Robertson - Walker. En aquel instante, la materia estaba concentrada en un estado de densidad y temperatura infinitas, perdiendo el universo, desde entonces, densidad y temperatura.

Fue precisamente un ardiente defensor del modelo estacionario de universo, el astrofísico inglés Frío Hoyle quién, en 1950, caricaturizó el segundo modelo con la expresión Big Bang. Una expresión que ha prosperado para designar el mejor modelo actual sobre el origen y evolución del universo.

Modelo inflacionario de universoLa teoría del Big Bang mantiene una serie de dificultades que aún no han sido resueltas debido a la homogeneidad e isotropía del universo, como la semejanza en masa y energía de zonas del universo separadas por una distancia mayor a la que tardaría la luz en alcanzarlo y que se enfrentaría al concepto de causalidad física típico de la teoría de la relatividad.

La teoría del Big Bang predecía el origen del universo en un instante inicial.
El físico Alan H. Guth, a principios de los años 80, introdujo la hipótesis del universo inflacionario, una hipótesis que explica cómo fue el universo en los instantes inmediatamente posteriores a la explosión, según teorías de gravedad cuántica aplicadas en los agujeros negros.
Entre los mayores problemas no resueltos de la física se encuentra el estudio del instante 10-33 segundo inicial del universo…

La hipótesis inflacionista defiende que en los primeros instantes se produjo un rapidísimo crecimiento del universo; el ritmo de crecimiento posterior habría sido mucho más lento. La hipótesis distingue entre universo real y universo observable, siendo el observable, el nuestro, mucho más pequeño que el universo real.

Esta teoría se basa en observaciones rigurosas y es matemáticamente correcta desde un instante después de la explosión, pero no tiene una explicación para el momento cero del origen del Universo,llamado singularidad…

Descubriendo el Universo

Los astrónomos han podido descubrir gracias a las explosiones de las supernovas que la expansión del universo no ha sido constante desde que se produjo la gran explosión del Big Bang, acelerando cuando tenía la mitad de su edad actual. El Hubble ofreció la primera evidencia observacional de que la gravedad comenzó a frenar la expansión del Universo después de la Gran Explosión, y que solo después, la fuerza repulsiva causada por la energía oscura ganó terreno sobre el dominio de la gravedad.

Los astrónomos saben que el Universo se está expandiendo debido al "corrimiento al rojo" que se observa en la luz proveniente de las galaxias lejanas. Debido al efecto Doppler, las ondas de luz se comprimen cuando una fuente de luz se mueve hacia nosotros y se expanden cuando la fuente se aleja. Lo mismo sucede con las ondas de sonido; por eso el sonido de la sirena de un auto de policía se debilita conforme el auto te adelanta. La frecuencia de la luz, sin embargo, es equivalente a un cierto color y no a un tono musical. Las frecuencias más altas se ven azules y las frecuencias más bajas se ven rojas. Por eso, el "corrimiento al rojo" en la luz de las galaxias que nos rodean, significa que las galaxias se están alejando de nosotros. Y, ¿cómo pueden estar todas las galaxias alejándose de nosotros? Sólo si el Universo en sí mismo se está expandiendo, como se demuestra en el globo en la figura de abajo.

Supernovas

A estas explosiones estelares se las conoce como Supernovas dando lugar a destellos de luz que pueden durar desde varias semanas a varios meses y tan intensos como 50.000 millones de veces la del Sol, originadas por la explosión de una estrella de 150 masas solares. Si la estrella más cercana al Sol, Próxima Centauri, a cuatro años luz de distancia, explotara como supernova, su brillo sería comparable al del Sol. Incluso a mil años luz de distancia, una supernova brillaría más que la Luna llena. En muchos casos, la luz tardó más en llegar hasta nosotros que la estrella en vivir.

El porqué de su nombre se debe a que aparecían donde antes no se observaba nada, de ahí que se las llamase “Estella Nova” (1572). El prefijo super se introdujo para diferenciarlas de otro fenómeno de características similares, pero menos luminoso, las novas. La primera referencia que se tiene de una supernova fue en el año 185 China y posiblemente en Roma. Hoy se calcula que cada galaxia produce, en promedio, una supernova cada seis siglos.

Las Supernovas se clasifican de acuerdo a las líneas de absorción de diferentes elementos químicos que aparecen en sus espectros. Si el espectro de una supernova no contiene una línea de hidrógeno es clasificada como tipo I, de lo contrario se la clasifica como tipo II. Dentro del primer grupo, se encuentran las que carecen de helio (Ia) que son con diferencia las más potentes de todas pudiendo emitir un brillo varias veces superior al de la galaxia que las acoge.

Vida estelar

En este preciso momento el Sol transforma cada segundo 620 millones de toneladas de hidrógeno en 616 millones de toneladas de helio, transformando las cuatro toneladas de materia restantes en la energía que da lugar a la luz del Sol. El hidrógeno, el elemento más ligero de la naturaleza, es el combustible de las estrellas, siendo el helio su deshecho. La estrella vive la mayor parte de su existencia de esta forma. Sin embargo, con el tiempo, el hidrógeno se agota y la estrella debe utilizar otro combustible o dejar de brillar. Estrellas como el Sol, o mas grandes, logran generar en su centro temperaturas suficientes para utilizar el helio como combustible, generando carbono y oxígeno como deshecho.

Cuanto mayor es el tamaño de la estrella, mayor es la temperatura que se puede alcanzar en su interior, por lo que es mayor el número de transformaciones que puede hacer con su masa. A medida que se producen más reacciones nucleares, menos eficientes son los combustibles, por lo que extienden cada vez menos la vida del planeta. El hierro es el último elemento que se obtiene, por lo que implica el colapso de la estrella, contrayéndose a velocidades de hasta 70.000 kilómetros por segundo.

El núcleo de la estrella se vuelve tan denso que logra frenar abruptamente el colapso produciéndose un rebote que hace el núcleo de la estrella empuja el gas que está fuera de la zona central a velocidades superiores a 30.000 kilómetros por segundo. Al ser existir unas condiciones tan extremas, se producen nuevas reacciones nucleares que originan nuevos elementos más pesados que el hierro, como: el cobre, el níquel, el oro y los demás metales que existen en el Universo

Cuando las estrellas masivas ya no pueden fusionar más su agotado núcleo se contraen repentinamente debido a la presión de degeneración de los electrones, y generar, en el proceso, una fuerte emisión de energía. También existe otro proceso más violento aún, capaz de generar destellos incluso mucho más intensos. Suceden cuando una enana blanca compañera de otra estrella, aún activa, agrega suficiente masa de ésta como para superar el límite de Chandrasekhar y proceder a la fusión instantánea de todo su núcleo, lo cual genera una explosión termonuclear que expulsa casi todo, sino todo, el material que la formaba.

Los quásares o cuásares son fuentes de energía electromagnética. Hasta la fecha se conocen más de 100.000 quásares, y se cree que son núcleos activos de galaxias jóvenes. La luz producida por los quásares sería equivalente a la de un billón de soles, por ello, aunque se encuentran a grandes distancias pueden ser observados con telescopios pequeños.

Agujero blanco es el término propuesto para definir una entidad física cuya existencia no se ha contrastado aún, con una densidad tal que deforma el espacio pero que, a diferencia del agujero negro, deja escapar materia y energía en lugar de absorberla. En principio se ha supuesto que los agujeros blancos son una especie de “escapatoria" de los agujeros negros, estando ambos tipos de singularidades conectadas, probablemente, por un agujero de gusano.

Agujero de gusano, o puente de Einstein-Rosen, es un hipotético túnel cósmico o atajo a través del espacio-tiempo. El término agujero de gusano fue acuñado como analogía para explicar dicho fenómeno, en el que un gusano que quisiese llegar al otro extremo de una manzana atajaría atravesándola, en vez de rodearla por su superficie.

El hiperespacio es una forma de espacio que tiene cuatro (3 espaciales y una temporal) o más dimensiones. Según la Teoría de Supercuerdas existen 11 dimensiones.

Un blázar es una fuente de energía electromagnética (desde los rayos gamma a las ondas de radio) muy compacta y altamente variable situada en el centro de una galaxia, siendo uno de los fenómenos más violentos del Universo. Los blázares son miembros de un grupo más grande de galaxias activas, denominados Núcleos Activos Galácticos (AGN), donde se incluyen los quásares variables ópticamente violentos, los quásares altamente polarizados y los objetos BL Lacertae.

Un agujero negro supermasivo es un agujero negro con una masa del orden de millones o miles de millones de masas solares cuya densidad media puede ser muy baja, incluso menor que la densidad del agua. Se cree que Sagitario A* es el agujero negro supermasivo central de la Vía Láctea.

Las nebulosas son regiones del medio interestelar constituidas por gases (principalmente hidrógeno y helio) y polvo, donde nacen las estrellas por fenómenos de condensación y agregación de la materia. A su vez, se trata de los restos de estrellas que han muerto, tras increíbles explosiones estelares tan intensos como 50.000 millones de veces la del Sol.

Una lente gravitacional se forma cuando la luz, o cualquier otro tipo de radiación electromagnética, procedente de objetos distantes como quasares se curva alrededor de un objeto masivo (como una galaxia masiva) situado entre el objeto emisor y el receptor. Las lentes gravitacionales pueden utilizarse como en un telescopio, amplificando la radiación recibida, y han sido empleadas para detectar la galaxia más lejana conocida o de planetas extrasolares. También permite calcular la masa del sistema que hace de lente, siendo capaz también de rastrear la materia oscura.

Una galaxia activa es aquella cuya fracción significativa de la radiación electromagnética que emite no es debida a las componentes "normales" de una galaxia (estrellas, polvo y gas interestelar). Según el Modelo Unificado, la energía se genera por materia (gas y polvo) que cae a un agujero negro supermasivo, de entre 106 y 107 masas solares. El material, al caer, forma un disco de acreción que por la fricción se calienta, transformándose en plasma, convirtiendo así hasta un 10% de la masa en energía, a diferencia del 0,7% obtenido en procesos de fusión nuclear.

Curisidades:

Una estrella de neutrones es un remanente estelar dejado por una estrella supergigante después de agotar el combustible nuclear en su núcleo y explosionar como una supernova tipo II, Tipo IB o Tipo IC. Este tipo de estrellas está compuesto de: neutrones; hierro, en su corteza sólida; protones, electrones, piones y kaones, en su interior.

Una enana blanca es un remanente estelar que se genera cuando una estrella de masa menor a 9-10 masas solares ha agotado su combustible nuclear. De hecho, se trata de una etapa de la evolución estelar que atravesará el 97% de las estrellas que conocemos, incluido el Sol. Las enanas blancas son, junto a las enanas rojas, las estrellas más abundantes en el universo.

Las enanas rojas son estrellas de muy baja masa, inferior al 40% de la masa del Sol. Su color rojizo se debe a su relativamente baja temperatura interior, ya que genera energía a un ritmo lento, mediante la fusión nuclear de hidrógeno en helio. Su reducida luminosidad, que en algunos casos apenas alcanza 1/10.000 de la luminosidad solar, hace que la enana roja más grande tenga sólo un 10% de la luminosidad del Sol.

La síntesis de ribosomas artificiales nos acerca aún más hacia un segundo génesis en la Tierra, esta vez de la mano del hombre.

Investigadores de la Universidad de Harvard han conseguido dar un paso más en el objetivo de obtener vida artificial consiguiendo crear ribosomas, que son los lugares donde la información genética es leída y las proteínas creadas a partir de esa información. Se esperan avances en el conocimiento de la Biología fundamental y avances industriales a partir de este hallazgo.

George Church, de la Harvard Medical School, informó recientemente en un simposium sobre la obtención de miles de millones de ribosomas sintéticos funcionales que además fueron capaces de sintetizar luciferasa.Aunque todavía no se ha creado vida artificial y ésta no es la meta fundamental de este grupo de investigadores, Church dijo que este logro es un importante paso adelante en esa dirección.

Los ribosomas son los orgánulos celulares que a partir de la información genética que les llega del ADN (no lee directamente el ADN sino el ARN que porta esa información) construyen la proteína específica de cada gen. Las proteínas son fundamentales a la hora de formar las estructuras celulares, además de desempeñar labores enzimáticas, permitiendo así la síntesis de otras biomoléculas y el control del metabolismo.

Los ribosomas son una de las maquinarias celulares más complejas y no han sufrido muchos cambios desde el momento de su aparición en la evolución biológica.Sin síntesis de proteínas la vida no es posible, por eso este hallazgo representa una pieza clave en la recreación de vida artificial.Estos investigadores extrajeron los ribosomas naturales de la bacteria E coli y los dividieron en sus partes constituyentes. Eliminaron el ARN ribosómico y entonces sintetizaron nuevo ARN a partir de sus constituyentes fundamentales.Según Church a pesar de que el descubrimiento ha creado excitación entre los investigadores que trabajan en Biología Básica, son las posibles aplicaciones industriales las que están empujando este campo.

En la industria de fabricación de proteínas se usan ribosomas naturales que evolucionaron de forma natural durante millones de años en las levaduras con fines biológicos, pero no industriales. La idea es recrear ribosomas sintéticos alterados que encajen mejor con las necesidades de la industria. De esta manera se tendrá un mejor control sobre estos procesos.El avance acaba con un periodo de 40 años en el cual se ha progresado muy poco en la creación de ribosomas artificiales.

El último avance significativo se realizó en 1968 cuando unos investigadores ensamblaron ribosomas, pero en un ambiente químico inusual para la síntesis de proteínas (lo que les hacía inútiles).Estos científicos creían que crear ribosomas artificiales y producir proteínas era probablemente el paso más difícil en la creación de vida sintética. Se sorprendieron muchísimo al descubrir que lo pudieron hacer en sólo un año.

La meta última es la creación de un genoma artificial de unos 150 genes que sea el mínimo capaz de mantener las funciones de mantenimiento y reproducción celulares. Aunque todavía queda un tiempo para esto.En el simposium participaron otros investigadores del ramo como Jack Szostak, también de la Harvard Medical School, que presentó su más reciente investigación en la creación y propagación de células sintéticas, mostrando como formar espontáneamente membranas “celulares” a partir a partir de lípidos (grasas) bajo ciertas condiciones.

Además aportó pistas sobre cómo la información genética básica podría haber sido almacenada originalmente y expresada en forma de moléculas de ARN. Actualmente explora las propiedades de moléculas similares al ARN en busca de variaciones que las haga buenas candidatas para almacenar y replicar información genética sin necesidad de la compleja maquinaria que necesitan el ADN y ARN actuales.Craig Venter, que también participó en la reunión, describió su trabajo en busca de genes alrededor del mundo, mencionando los ambientes extremos en los que son capaces de vivir algunos microorganismos.

Una base de datos, en crecimiento, y que actualmente contiene 50.000 familias de genes, permite a la industria escoger aquellos genes que les puedan ser útiles para su aplicación. Según Venter usando ingeniería genética se podrán crear genomas sintéticos que permitan obtener cosas útiles como combustibles limpios. “Creo que estamos limitados principalmente por nuestra imaginación”, añadió.