viernes, 2 de marzo de 2018

martes, 26 de diciembre de 2017

La verdadera y triste historia del cumpleaños de Newton (cuento de Navidad)

¿Por qué era Newton tan amargado? ¿Por qué cada año los ateos cientificoides hacemos grandes esfuerzos para que se note que nosotros no celebramos la Navidad, esa fiesta religiosa, y por lo tanto bárbara, retrógrada, tonta e irracional, sino el súper racional, civilizado y nada tonto cumpleaños de Newton? Resulta que las dos cosas están relacionadas.
Verán. Como Newton nació el día de Navidad, de chiquito su mamá le juntaba el regalo de Santa Claus con el de cumpleaños y no le hacía fiesta porque ya había gastado mucho con la cena de navidad y no estaba el horno para bollos ni el negocio de la granja para fiestitas superfluas. Newton veía que todos sus amiguitos recibían regalos de cumpleaños en su cumpleaños y regalos de Navidad en Navidad pero él no, porque en su caso cumpleaños y Navidad eran como esas soluciones degeneradas de una ecuación, que son distintas pero son la misma.
Años después Newton empezó a fraguar planes para matar a Leibniz, que siempre recibió regalos de cumpleaños Y de Navidad. El plan era atragantarlo de pastel, pero falló. Leibniz se murió solito y Newton hizo un viaje especial para ir a bailar sobre su tumba y dejar sobre la lápida una montaña de moños de regalo en señal de desprecio. Lamentablemente todos pensaron que era un homenaje, y que con los moños Newton reconocía que Leibniz era el legítimo inventor del cálculo.
Newton también emprendió una campaña para hacer que Inglaterra adoptara el calendario gregoriano y todos pensaron que era un hereje porque ya saben: #calendariopapista (de por sí sus ideas religiosas no cuadraban muy bien con las de su entorno protestante). Pero nosotros ya sabemos a qué obedecía su interés en el cambio, ¿no? Newton tuvo éxito, pero como el calendario gregoriano y el juliano están desfasados 10 días, había que comerse esa misma cantidad para alcanzar al calendario gregoriano. Lamentablemente, el cumpleaños de Newton caía justo en los 10 días que se suprimieron y Newton hizo una rabieta tan fuerte que se murió.

viernes, 22 de diciembre de 2017

jueves, 2 de noviembre de 2017

Los sismos de septiembre en la revista ¿Cómo ves?

Comparto mi artículo para el número especial de ¿Cómo ves? (no. 228, noviembre 2017) sobre sismos. Que les guste y sobre todo que les sea útil.

lunes, 16 de octubre de 2017

Explosión científica

Acaba de terminar la conferencia de prensa que se anunció la semana pasada como bombos, platillos y misterio. En efecto, el anuncio sólo decía que se iba a anunciar algo muy importante, pero no nos decían qué. Por suerte, en general es fácil darse una idea de por dónde viene la bolita simplemente viendo quién hace el anuncio. En este caso era la colaboración LIGO/VIRGO, que en 2015 detectó por primera vez las ondas gravitacionales que predijo Einstein cien años antes y cuyos creadores acaban de recibir el premio Nobel de física 2017: en conclusión, algo que ver con ondas gravitacionales, pero ¿qué podría ser tan interesante? Después de todo, tras su primer y espectacular anuncio en febrero de 2016 nos hemos idos acostumbrando a que, cada tanto, nos anuncien una nueva detectión de ondas gravitacionales. ¿Por qué tanta alaraca esta vez? ¿Cuál era la diferencia?

Los enterados empezaron a insinuar que los detectores de LIGO/VIRGO habían captado una colisión de estrellas de neutrones que, además de ondas gravitacionales, había emitido luz. Como ya ha ocurrido que estos anuncios anunciados acaban siendo un fiasco (aunque no los de LIGO), yo preferí esperar. El anuncio no me decepcionó esta vez: casi sin demora, David Reitze, portavoz de la colaboración, confirmó que el 17 de agosto los observatorios de LIGO y de VIRGO (en Estados Unidos e Italia) observaron las ondas gravitacionales producidas por el último alarido gravitacional de dos estrellas de neutrones que se fundieron una con otra tras mucho rondarse (sólo observamos la última fracción de segundo de esta danza que puede durar cientos de miles de años porque es el único momento que produce ondas gravitacionales suficientemente intensas para que las podamos captar con nuestros detectores) y que dos segundos después otros telescopios detectaron un estallido de rayos gamma en el mismo lugar. Los estallidos de rayos gamma traían a los astrofísicos de cabeza desde hace 50 años (el primero se observó en 1967). Son lo que su nombre indica: repentinos paroxismos de radiación de alta energía que provienen de un punto en el cielo, pero nadie sabía cómo se producían. Había hipótesis, y una de estas hipótesis era que se debían a colisiones de estrellas de neutrones que al fundirse lanzan material disparado al espacio en direcciones opuestas y con gran energía. El anuncio de hoy confirma que este modelo es correcto.

También confirma otra sospecha añeja: que la fusión de dos estrellas de neutrones crea átomos de elementos pesados (los ejemplos más socorridos en la conferencia, las preguntas y lo que se ha escrito ya a estas alturas del día son oro y platino) más eficientemente que otro proceso mucho más conocido: la explosión de una supernova. Así que ahora resulta que llevo años diciendo una mentira: que el oro de mi anillo de bodas se creó en la explosión de una supernova hace miles de millones de años. Parece que no: los átomos de mi anillo se formaron en una colisión de estrellas de neutrones, que es más emocionante. La explosión de agosto produjo, en elementos pesados, 16,000 veces la masa de la Tierra (!).

sábado, 14 de enero de 2017

¡Los foraminíferos!





Estas piedras


vienen de los estratos geológicos de la Cañada del Bottaccione, en los Apeninos, y se formaron a unos 2,000 metros de profundidad en un mar que ya no existe. Las blancas son del periodo Cretácico, último de la era de los dinosaurios. Las rojas del periodo inmediatamente posterior, hoy llamado Daniano.

En la siguiente foto se ven los estratos al pie de un acueducto del siglo XIII que todavía lleva agua a la vecina ciudad de Gubbio. La transición entre el Cretácico y el Daniano se aprecia como una zanja diagonal bajo el letrero amarillo. A la derecha están las piedras blancas y a la izquierda las rojas. El paleontólogo Jan Smit partió unos pedacitos para mí con su martillo de geólogo cuando me acompañó al Bottaccione en julio de 2014.


El primer indicio de que entre ambos periodos había ocurrido una catástrofe lo encontró en 1963 la paleontóloga italiana Isabella Premoli Silva en este preciso lugar. La roca blanca contenía una gran cantidad (y variedad) de microfósiles de organismos conocidos como foraminíferos (que quiere decir "horadados"). Los foraminíferos forman parte del plancton y abundan en todos los mares, pero las especies cambian a lo largo del tiempo. 

 


Dibujos de foraminíferos en el libro The Foraminifera, de Fredercik Chapman, que heredé de mi abuelo, ingeniero petrolero, como cuento en mi libro Cielo sangriento

Se necesita un ojo superentrenado como el de Isabella Premoli para distinguir especies de foraminíferos, y aún más para separar los de una época de los de otra, y ése era el secreto: entre la roca blanca y la roca roja, Premoli observó un cambio repentino e inesperado en la cantidad y la variedad de foraminíferos. En la roca blanca del Cretácico había muchas especies, algunas de hasta de 0.1 milímetro de diámetro; en la roja había pocas, y todas muy pequeñas. En mi visita al Bottaccione, Jan Smit trató de mostrarme los foraminíferos con su lente de geólogo, para lo cual se chupó un dedo y luego talló la superficie de la roca. No vi nada porque tenía las manos ocupadas con mi mochila, no llevaba puestos mis lentes de vista cansada y además estaba empezando a llover y a hacer frío, pero me prometí buscar los famosos foraminíferos con un microscopio en cuanto regresara a México.

El autor con Jan Smit, su esposa, Jesse Boss y el martillo de geólogo en la zanja que se ha formado de tantos geólogos y paleontólogos que se han llevado material de la transición entre el Cretácico y el Daniano


Probé con varios microscopios de la escuela en la que doy clases, pero nada. Al año siguiente volví a probar. En vano. Al año siguiente, lo mismo: no se veían los foraminíferos que según Jan Smit se podían apreciar con una vil lente de geólogo.

Y entonces fui a Costa Rica, al congreso de la Fundación Cientec, que dirige mi amiga Alejandra León y al que me invita casi cada año a dar cursos y conferencias. En una mesa tenían varios productos educativos de la fundación, entre ellos un microscopio especial para teléfono celular, que me compré sin dudarlo. Regresé a México ilusionadísimo, pero al abrir el paquete me dí cuenta de que me faltaba la lente del aparato. A veces pienso que no les caigo bien a los poderes sobrenaturales.

Alejandra tenía que venir a México este fin de semana. Le pedí que me trajera una lente de repuesto y así, aquí está el microscopio armado y con las piedras del Bottaccione listas para la observación:



Me pasé un buen rato orientándolas en distintos ángulos e iluminándolas desde arriba y desde los costados con ayuda de mi hija, Ana, pero otra vez nada... 

--¿Por qué no las lijas?-- dijo mi esposa, Magali...

En todo equipo científico hace falta alguien que piense. 

Y así, luego de dos años y medio de frustraciones, aquí están, por fin, los foraminíferos que dieron el primer indicio de que hace 66 millones de años pasó algo horrible en la Tierra:

Foraminífero del Daniano, sobreviviente de la extinción (bueno, su especie, no este individuo)

Foraminíferos del Cretácico. Descansen en paz.

Uno oye hablar de estas cosas y le parecen remotas e irreales, pero mi microscopio para celular ha abierto una ventana que conecta mi estudio con aquel día aciago en el que un asteroide de 10 kilómetros de diámetro se estrelló con la Tierra y cambió el mundo.





Estos pobres bichos marinos no sabían que estaban a punto de extinguirse

Todo esto lo cuento con más profundidad en mi libro Cielo sangriento (Fondo de Cultura Económica, 2016).

























viernes, 23 de diciembre de 2016

Sí, hay vida en la Tierra

En 1990 la sonda Galileo detectó vida en la Tierra. Esta hazaña se considera un hito de la exobiología, el estudio de la posibilidad de vida en otros planetas.

Lanzada el 18 de octubre de 1989, la nave Galileo iba a Júpiter, pero primero, para adquirir velocidad, se dejó caer hasta Venus, que está más cerca del sol que la Tierra. Venus le dio un jalón gravitacional y la lanzó de vuelta a nuestro planeta. El 8 de diciembre de 1990 la nave pasó a 960 kilómetros de altitud sobre el Mar Caribe. Carl Sagan y un equipo de colaboradores aprovecharon la oportunidad para llevar a cabo una prueba que rara vez se puede hacer: usar los instrumentos científicos de una sonda planetaria más o menos común y corriente (cámaras fotográficas, analizadores de luz, medidores de campo magnético, detectores de partículas con carga eléctrica) para ver si somos capaces de detectar vida en el único mundo en el que nos consta que la hay.

En un artículo publicado el 21 de octubre de 1993 en la revista Nature, Sagan y sus colaboradores escriben: "En lo que sigue no daremos por sentada ninguna de las propiedades conocidas de la vida, sino que trataremos de sacar nuestras conclusiones solamente a partir de los datos de Galileo y los principios más fundamentales". No se trata de hacer trampa para impresionar a nadie. Tampoco es cuestión de descubrir el hilo negro -la vida donde sabemos que hay vida-, sino de poner a prueba nuestra habilidad para detectar vida en otros mundos. Es como si los investigadores se pusieran en los zapatos de un marciano que se aproximara a la Tierra (no sé si los marcianos necesitarán zapatos); ¿le saltarían a la vista al visitante las huellas de la vida?

La respuesta es que no le saltarían a la vista. Todos los indicios que ofrecen los instrumentos del Galileo son indirectos (concentraciones de gases, color y temperatura de distintas regiones de la superficie, señales de agua en sus tres estados, emisiones de ondas de radio radio casi imposibles de explicar por procesos naturales) y para interpretarlos hace falta aceptar ciertas suposiciones, unas más creíbles que otras. Pero al final Sagan y sus colaboradores escriben que un observador que desconociera la Tierra habría podido sacar las siguientes conclusiones: 

  • El planeta está cubierto de grandes cantidades de agua en forma de vapor, nieve, hielo y océanos. Si acaso hay vida, posiblemente el agua le es fundamental. 
  • La atmósfera tiene oxígeno. Pero el oxígeno no debería durar mucho, por lo que algo lo debe estar restituyendo. Hay procesos físicos sencillos que dan oxígeno a partir de vapor de agua y luz ultravioleta, pero no bastan para explicar las grandes cantidades de oxígeno que hay en este planeta. Otra explicación sería la fotosíntesis. "Por toda la superficie se detecta un extraño pigmento que absorbe luz roja que podría servir para esto, y que no corresponde a ningún mineral conocido", escriben los autores haciéndose los marcianos. 
  • La concentración de metano está estrafalariamente por encima de lo que se esperaría en una atmósfera con tanto oxígeno. "Esta disparidad sólo se puede explicar por procesos biológicos".


O sea que todo sugiere que sí hay vida en la Tierra. Para rematar, los instrumentos de la sonda detectan ondas de radio de amplitud modulada y en pulsos regulares, que "sugieren fuertemente la presencia de una civilización tecnológica". Nótese que ninguna de las conclusiones está libre de incertidumbre. Todas tienen sus bemoles, pero juntas son bastante convincentes.

Sólo a un científico se le ocurriría ponerse a demostrar lo que ya se sabe, y uno podría pensar, ingenuamente, que es buscarle tres pies al gato o desperdiciar tiempo y recursos. Pero el objetivo de Sagan y sus amigos no era demostrar que hay vida en la Tierra, sino probar que nuestros instrumentos científicos son capaces de encontrar las huellas de la vida en otros planetas. Con este artículo los autores definieron, de paso, una lista de pruebas, hoy llamadas "criterios de Sagan", que se pueden hacer desde el espacio para determinar si hay vida en un planeta.

Han pasado 26 años y seguimos sin detectar vida en ningún otro planeta, pero mientras que Sagan y sus colaboradores sólo contaban con los mundos del sistema solar para explorar, hoy tenemos un derroche de planetas "extrasolares" (planetas de otros sistemas), como esferas en un árbol de Navidad, para aplicarles los criterios de Sagan. Bueno, no tantos, porque de esos miles de planetas descubiertos desde 1995 con diversas técnicas sólo unos cuantos tienen las características que consideramos apropiadas para la vida (por lo menos para el único tipo de vida que conocemos: el de la Tierra, que requiere temperaturas compatibles con agua líquida y una lista específica de ingredientes químicos, que por suerte no son tan insólitos en otros mundos). El 25 de agosto de 2016 un equipo internacional anunció el descubrimiento del planeta "terrestre" (parecido a la Tierra) más cercano, en la estrella Próxima Centauri, la más cercana al sol. Próxima se encuentra a 4.2 años luz de nosotros.

En espera de que se apliquen los criterios de Sagan a alguno de estos planetas (lo que es difícil, porque no es lo mismo tomar datos de un planeta desde una sonda que lo sobrevuela que adquirirlos de un punto de luz que se encuentra a años luz de distancia), el 14 de diciembre de 2016 Christopher Doughty y Adam Wolf, de la Universidad del Norte de Arizona y la Universidad de Princeton, publicaron un artículo en la revista PLOSONE en el que proponen que los mismos datos que analizaron Sagan y sus amigos se podrían usar para extraer aún más información sobre el planeta. En particular, si alberga "vegetación tridimensional", o sea, árboles: vida multicelular, macroscópica, y no simples microbios. Doughty y Wolf proponen examinar cómo cambian ciertas propiedades de la luz que llega del planeta a la sonda a medida que ésta pasa de largo. Es como buscar un botón que se cayó al suelo cambiando el ángulo de la luz del celular para hacerlo resaltar.

Tras su análisis, los investigadores concluyen que con los datos de 1990 en particular no habría salido muy bien, pero el método es bueno en general. En un artículo anterior, según explican, demostraron que con su método se podrían detectar formas de vida arbóreas en los planetas de los 50 sistemas planetarios más cercanos. Al parecer, les bastaría con que el planeta ocupe un solo pixel --eso sí: tendrían que observarlo en distintos momentos de su órbita alrededor de su estrella para que cambie el famoso ángulo y puedan detectar las variaciones que predijeron--. "¿Por qué es importante?", preguntan retóricamente al final de su artículo de 14 de diciembre. Con el planeta de Próxima Centauri, el cual podría albergar agua líquida, "nos gustaría saber si tiene un clima adecuado para la vida, después si tiene formas de vida simples, luego complejas y finalmente, si tiene vida inteligente. Sagan et al mostraron el camino para tres de estas cuatro características; con este artículo, y nuestro trabajo anterior, esperamos haber añadido la cuarta."