viernes, 24 de diciembre de 2010

Tema navideño con variaciones astronómicas


En 1305 Giotto di Bondone pintó en una iglesia de Padua esta escena típica de la fiesta de la Natividad de Jesús, que representa la visita de los Reyes Magos, venidos de Oriente a adorar al recién nacido. San Mateo relata que una estrella guió a los reyes hasta Belén, pero Giotto representa esa estrella con una cola alargada, como un cometa.

A Giotto se le conoce por aplicar sus dotes de observación a la pintura . En una época en que importaba poco el parecido de la pintura con la realidad, Giotto estudió las expresiones de los rostros, los movimientos naturales de personas y animales y la caída del vuelo de las vestiduras para darles naturalidad a sus obras. En 1301, unos años antes de la Adoración, había aparecido en el cielo un cometa, y hasta puede ser que Giotto se inspirara en este suceso astronómico para darle a su obra un toque de actualidad.

En la época de Giotto la pintura en Europa se usaba más para representar símbolos religiosos que para imitar la realidad, como ya mencioné. El interés en el mundo y sus fenómenos se avivaría hasta unos 200 años después, para culminar en los siglos XVII y XVIII. Isaac Newton, nacido el día de Navidad de 1642, publicó en 1687 la primera teoría matemática general del movimiento. Las leyes de Newton del movimiento y su ley de la gravitación universal han sido desde entonces el modelo de las teorías físicas. Todas deben explicar lo que observamos en el mundo, pero también --muy importante-- anticipar cosas que no hemos observado.

Al poco tiempo, las técnicas matemáticas de Newton estaban dando frutos asombrosos. En 1705 un amigo suyo llamado Edmond Halley las usó para analizar la órbita de un cometa que apareció en 1682. Halley comparó sus datos con los de otro cometa que Johannes Kepler observó en 1607 y otro más de 1531, y concluyó que los tres eran el mismo objeto. Con esta interesante información en mano, Halley predijo el retorno de su cometa para 1758, más o menos.

La capacidad de predecir (calcular lo que tiene que pasar) es una de las glorias de la física moderna, pero también la capacidad de retrodecir (o sea, calcular que lo que ya ha pasado tenía que pasar). Hay registro histórico de montones de observaciones de cometas desde la antigüedad. Cuanto más antiguo el registro, claro, menos preciso y menos confiable (entre otras cosas, porque es difícil empatar las fechas de civilizaciones antiguas con el calendario moderno), pero con la técnica de Halley podemos relacionar muchas de estas observaciones con el mismo cometa (o dicho de otro modo, retrodecir sus apariciones). Al parecer, el que observó Giotto en 1301 era el cometa de Halley.

Quizá por eso se ha dicho que la estrella de Belén que guió a los Reyes Magos (según San Mateo), pudo haber sido este cometa, pero la idea se topa con muchas dificultades. Una grave es que, según los cálculos, el cometa de Halley pasó en el año 12 a. C., cálculo que confirman ciertos registros astronómicos chinos. Ahora bien, los expertos en la Biblia (tanto creyentes como seculares) concuerdan en que Jesús no pudo haber nacido antes de la fecha que hoy llamamos 4 a. C. (el cálculo original de la fecha del nacimiento de Jesús lo hizo en el siglo V un monje que no tenía los recursos con que cuentan hoy los historiadores para ubicar sucesos en el pasado relacionando distintos documentos de la época; así pues, el año 1 "después de Cristo" no es el año del nacimiento de Jesús casi con seguridad). Hay otras dificultades, pero las dejaremos para otra ocasión.

Edmond Halley no vivió para ver confirmada su predicción. Murió en 1742, el año del centenario de su amigo Newton, pero el cometa volvió puntualmente, como corresponde a un cometa predicho por un inglés. Decimos que se "recupera" un cometa o un asteroide conocidos cuando, luego de un tiempo de no saber de ellos, alguien los vuelve a ver. El astronómo alemán Johann Georg Palitzsch recuperó el cometa de Halley el día de Navidad de 1758.

viernes, 17 de diciembre de 2010

Cómo aprender de los libros sin leerlos

Para conocer el mundo se recomienda siempre leer, leer y leer. Buen consejo. Lo malo es que no basta leer cualquier cosa. Los libros hay que escogerlos bien, o corremos el riesgo de meternos en berenjenales, internarnos en callejones sin salida y seguir pistas falsas.

Otra cosa sería si pudiéramos leer todos los libros del mundo, pero eso es imposible.

O casi. En noviembre de 2007, el joven matemático Erez Lieberman Aiden se presentó en las oficinas de la compañía Google. Quería permiso para usar la base de datos Google Books en una investigación. Aiden tenía la intención de aplicar métodos de análisis estadístico a los libros de esa base de datos para extraer información acerca de muchas cosas: tendencias culturales, historia de las palabras, ires y venires de ideologías, modas y personas y todo lo que puedan reflejar los libros. Google Books es un proyecto de digitalizar todos los libros del mundo, en todos los idiomas, desde la Biblia de Gutenberg de 1450 hasta los últimos best-sellers (y tan avanzado va que incluso se pueden encontrar tres de mis libros). El proyecto es motivo de controversia, porque no se puede ofrecer gratis en internet libros que están sujetos a derechos de autor. Por ese motivo Google Books presenta los libros con páginas entresacadas. Aiden, empero, quería acceso a los libros completos. El equipo no vio motivos para negárselo.

Luego el matemático se reunió con sus colegas Jean-Baptiste Michel y Yuan Kui para desarrollar un programa que analizara los libros. Usando métodos estadísticos tomados de la biología evolucionista, los amigos escribieron un programa llamado Bookworm (que en español equivale a "rata de biblioteca"). Esta rata de biblioteca opera en una base de datos formada por más de cinco millones de libros en siete idiomas (cerca de 4 % de todos los libros que se han publicado). Para evitar problemas de derechos de autor, los libros están codificados en forma de tablas que relacionan cada palabra con sus vecinas más próximas. La base de datos es imposible de leer, no sólo por estar en clave, sino por extensa. Si uno quisiera leer tan sólo los libros correspondientes al año 2000 a razón de 200 palabras por minuto y sin interrupciones, se tardaría 80 años. La base de datos contiene 361,000 millones de palabras en inglés, 45,000 millones de palabras en español, y números parecidos en francés, chino, alemán, ruso y hebreo (cada idioma forma un "corpus" separado de la base de datos).

Con esta base de datos y el programa Bookworm (ambos disponibles aquí), Aiden y sus colaboradores (entre los que se cuentan el equipo de Google Books y el célebre psicólogo y lingüista canadiense Steven Pinker) afirman haber creado una nueva disciplina: la culturonomía. En un artículo publicado ayer (16 de diciembre de 2010) en la revista Science y titulado "Análisis cuantitativo de la cultura por medio de millones de libros digitalizados", el equipo explica que la culturonomía es la primera forma cuantitativa de llevar a cabo estudios culturales en general.

El proyecto de Aiden et al. es una manera de aprender mucho de los libros sin tener que leerlos (buenas noticias para los malos lectores, pero me imagino que no hay muchos en este blog). Con el programa se puede analizar la frecuencia con la que aparece cualquier palabra, o secuencia de hasta cinco palabras, en el idioma y el periodo elegidos. El programa cuenta cuántas veces aparece la palabra o frase y las divide entre el número total de palabras. El resultado es una gráfica de frecuencia que sube y baja con la popularidad de la palabra a la que corresponde. Por ejemplo, la palabra slavery ("esclavitud") tiene máximos de frecuencia (en los libros en inglés) alrededor de 1860 (época de la Guerra Civil de Estados Unidos) y entre 1955 y 1968 (periodo que corresponde al Movimiento de los Derechos Civiles en ese país). Era previsible, sí, pero los autores nos dan otras muestras de los alcances de su análisis: toman el "corpus" alemán y calculan la frecuencia con que aparecen los nombres de distintos intelectuales y artistas judíos. En la gráfica que arroja el programa se ve claramente que la frecuencia desciende durante el periodo nazi, indicio de censura antijudía en esa época. Con esta técnica, Aiden y sus colaboradores han confirmado la censura contra nombres bien conocidos, pero también han desecubierto posibles casos de censura de la obra de otros personajes de los que no se tenía noticia de que la hubieran padecido. Otras muestras de la utilidad del proyecto: los investigadores encontraron 500,000 palabras en inglés que no están en ningún diccionario (deletable, slenthem) y mostraron que en los últimos años el nombre de Darwin ha empezado a aparecer con más frecuencia que el de Freud en los libros publicados en inglés.

En un rato de ociosidad (lujo asaz escaso), me puse a hacer mis propias investigaciones. A los mexicanos nos gusta mucho insultar al prójimo diciéndole "pendejo", palabra sonora y melodiosa que resuena en las calles de la Ciudad de México, llenas de individuos que se la merecen. Pues bien, la bonita palabrita figura muy poco en los libros publicados en español antes de 1930, pero en esa década tiene un pico (sigo investigando). Luego, a partir de 1960, crece decididamente en frecuencia hasta hoy; me imagino que esto se debe a que los editores se han ido sacudiendo la ñoñería de evitar palabras que ofenden a las viejitas. Pero, cuidado: como siempre en la ciencia, hay que ser cauteloso con la interpretación de los datos. "Pendejo" no quiere decir lo mismo en Argentina, donde se aplica a personas inexpertas por jóvenes, ni en Perú, donde significa "individuo avispado".

El horrible e innecesario neologismo "accesar" (calca abyecta y servil del inglés) no figura en los libros en español antes de 1970, crece tremendamente después de 1980 y alcanza un pico a mediados de la década de los 90, era de la proliferación de todo lo relacionado con las computadoras. Después decrece un poco, quizá porque algunos editores pendejos (en el sentido peruano del término) les pusieron el freno a los autores pendejos (en el sentido mexicano). La palabra "internet", como es de esperarse, sube como la espuma a partir de 1991, más o menos; pero tiene una pequeña y misteriosa joroba alrededor de 1900 (sigo investigando).

Mencioné que Aiden y amigos examinan las vicisitudes de los nombres de Darwin y Freud en los libros en inglés. Freud rebasa a Darwin alrededor de los años 40, pero, luego de un máximo en 1992, empieza a bajar drásticamente. Creo que esto puede deberse a que, conforme más sabemos del funcionamiento del cerebro, menos prestigio tiene el célebre psiquiatra vienés, por lo menos entre los científicos, que han escrito muchos libros sobre la mente y el cerebro en los últimos 20 años. Puse los mismos nombres, pero en el corpus de libros en español. Sorpresa: desde los años 50 en nuestra cultura Freud va confiadamente por encima de Darwin (que se ha mantenido en la misma frecuencia desde 1880), sin ninguna intención de retroceder. Para mí esto es indicio de que no nos hemos enterado de lo último en investigación sobre la mente (y que caiga sobre mí la furia de los freudianos, que son muchos).

Mi último experimento fue poner "crisis económica" y buscar en los libros publicados en español desde 1850. La frase, como era de esperarse, tiene un pico en 1987. Tendría otro a partir de 2008, pero los datos no llegan hasta ahí.

Hay quien ha dicho que Aiden y sus colaboradores exageran con lo que esperan de su "culturonomía". Puede ser. Lo que no es exagerado es decir que usar su base de datos y su programa es divertidísimo. Prueben (otra vez, está aquí). Pongan su nombre, su palabra preferida, su palabra más odiada; comparen los nombres de distintas personas. Si la culturonomía no despega como ciencia, por lo menos puede ser un divertido juego de salón.

viernes, 10 de diciembre de 2010

El universo es un calcetín... o quizá no

Permítanme presentarme con toda modestia como el creador de la Teoría del Calcetín del origen del universo. La Teoría del Calcetín postula, en esencia, que el universo es cíclico: hoy se expande, pero dentro de mucho tiempo se contraerá y se volteará al revés para expandirse de nuevo, como un calcetín. Bonita idea, ¿no? Se nos ocurrió a mi amigo Francisco Delahay y a mí cuando teníamos 18 años. Estábamos muy ufanos. ¡Qué listos éramos!

Como ocurre con muchas ideas geniales que uno tiene a los 18 años, la Teoría del Calcetín resultó no ser ni muy original, ni muy buena idea. Para empezar, no era una teoría porque jamás elaboramos una descripción matemática de las vueltas del calcetín universal que explicara fenómenos conocidos y predijera fenómenos por conocer (eso sí: alrededor de la idea del Eterno Retorno que sugiere la Teoría del Calcetín construimos una filosofía nihilo-hedonista que dice, en esencia, lo siguiente: somos tan poca cosa, que lo mejor es disfrutar la vida, doctrina que sigo defendiendo). Para seguir, ya se les había ocurrido a otros, mucho mejor equipados que Francisco y yo para describir fenómenos cósmicos. Por si fuera poco, con el descubrimiento de que la expansión del universo se está acelerando, queda descartada la posibilidad de contracciones futuras y con ella, el universo cíclico.

Nuestra Teoría del Calcetín, en resumen, era una soberana tontería (aunque, en mi descargo, añadiré que nunca nos la tomamos en serio; más que una soberana tontería era un juego). Así estaban las cosas hasta esta mañana, cuando leí en PhysicsWorld que el físico y matemático británico Roger Penrose y su colega armenio Vahe Gurzadyan dicen que ven evidencia de ciclos cósmicos antiguos en los datos que desde hace siete años recoge el satélite WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe). La sonda WMAP tiene los ojos puestos en la radiación cósmica de fondo, el eco del Big Bang que nos llega de todas partes en forma de luz de longitudes de onda demasiado grandes para que la detecten nuestros ojos. En este eco de la explosión inicial los cosmólogos leen mucha información acerca de la historia del universo, pero Penrose y Gurzadyan dicen que han encontrado rastros de fenómenos que ocurrieron antes de la historia del universo, es decir, antes del Big Bang, lo que para ellos es evidencia en favor de su modelo cíclico de la evolución del cosmos.

El artículo de Penrose y Gurzadyan no está publicado en ninguna revista especializada, sino en el depósito electrónico arxiv.org, donde los físicos acostumbran colgar sus artículos antes de mandarlos a las revistas tradicionales con el fin de obviar el retraso que impone el minucioso proceso de revisión que éstas exigen antes de publicar un artículo. En el mismo medio les contestan dos grupos de investigadores, uno canadiense y otro noruego. En sendos artículos publicados en arxiv.org hace unos días, estos equipos alegan que lo que Penrose y Gurzadyan intepretan como evidencia de fenómenos anteriores al Big Bang son fluctuaciones estadísticas que se pueden explicar perfectamente sin salirse de este universo. Penrose y Gurzadyan ya lanzaron el contraataque, si se me permite la metáfora bélica.

Creo que sí se me debe permitir, porque ésta es una típica batalla en las fronteras de la ciencia. A diferencia de la religión organizada y la política en países poco democráticos, en la ciencia no basta con que una autoridad reconocida como Roger Penrose exprese una postura para aceptarla como verdad impepinable. Un artículo científico es una invitación a la discusión, o una provocación bélica, si se quiere; exige respuesta, no es el final de ningún camino, como nos suelen pintar los "descubrimientos" científicos, sino más bien el principio. La batalla se dirime a punta de articulazos en las publicaciones especializadas (o en arxiv.org, reciente sustituto de éstas, que tiene sus bemoles, añadamos). ¿Quién gana? En la guerra gana quien mata más gente, pero en la ciencia gana quien convence a la mayoría de los especialistas del tema (por suerte, casi nunca es necesario matarlos). Los especialistas no se convencen fácilmente, y nunca se convencen por los títulos nobiliarios ni la jerarquía académica del autor de un artículo, por lo que cabe esperar que esta batalla dure y dure, como dice James Dacey, autor del blog de PhysicsWorld en el que me enteré de esta interesante discusión.

¿En qué consiste, en concreto, la discusión? La sonda WMAP y otras (por ejemplo, el satélite Planck, que hace poco produjo su primera foto panorámica de la radiación de fondo) trazan mapas de las pequeñas inhomogeneidades de la radiación cósmica, los grumos de la pasta original de donde salió el hotcake universal. Esos grumos han dado mucha información sobre la antigüedad del universo y la formación de los cúmulos de galaxias, así como de la historia de la expansión cósmica. La teoría del Big Bang en su forma más aceptada hoy supone que las inhomogeneidades de la radiación cósmica se distribuyen al azar por todo el cielo, pero Penrose y Gurzadyan han encontrado patrones en forma de círculos concéntricos en los datos de la WMAP. Adam Moss y sus colaboradores, del Departamento de Física y Astronomía de la Universidad de Columbia Británica, Canadá, analizan los mismos datos y confirman que las estructuras circulares existen (que no son ni inventos de Penrose ni errores sistemáticos de la WMAP), pero alegan que se pueden explicar estadísticamente sin postular universos anteriores al Big Bang. Los autores concluyen: "Gurzadyan y Penrose no han encontrado evidencia de fenómenos anteriores al Big Bang; simplemente han vuelto a descubrir que la radiación de fondo tiene estructura". ¡Qué rabieta debe de haber hecho Penrose! Y hay quien se imagina las discusiones científicas como debates súper civilizados y desapasionados. Los noruegos Wehus y Eriksen informan, más educadamente, que los resultados de sus simulaciones por computadora de la radiación de fondo "no coinciden con los de Gurzadyan y Penrose".

Para quien se haya figurado que los artículos científicos están libres de retórica y contienen pura verdad objetiva, he aquí las primeras líneas del abstract (el resumen que se pone al principio de un artículo científico para que los colegas no tengan que molestarse en leerlo de cabo a rabo, excepto si les interesa) del contraataque de Penrose y Gurzadyan: "Dos grupos han confirmado los resultados de nuestro artículo sobre la realidad de los círculos de baja varianza que aparecen en la radiación cósmica de fondo. También señalan que este efecto no contradice al modelo LCDM (la forma más aceptada de la teoría del Big Bang), lo que no estaba a discusión. Aquí señalamos dos discrepancias entre sus análisis y el nuestro, una de índole técnica y la otra sobre lo que significa entender cabalmente qué constituye una señal aleatoria gaussiana". Dicho de otro modo, nos reclaman sin razón y, encima, no han entendido nada.

El debate se anuncia prolongado y sabroso. Es muy posible que, al cabo de tiempo, resulte que Penrose y su colaborador no tenían razón, pero ¿si sí la tuvieran? Las consecuencias filosóficas son tremendas. Para empezar, en vez de un universo con un principio bien determinado tendríamos un multi-verso posiblemente eterno. En ese multi-verso nuestro planeta y nuestra especie son aún más insignificantes que en el tradicional. En vista de esto: ¡a disfrutar la vida!

viernes, 3 de diciembre de 2010

Otra vida

Para buscar eficazmente a tu alma gemela lo primero es calcular la probabilidad de que exista. Si eres una persona convencional, te será más fácil dar con tu otro yo que si eres raro. Supongamos que eres muy raro: no conoces a nadie que se parezca a ti ni remotamente. Tu único punto de comparación eres tú mismo. Así, tus andanzas te llevan a buscar en lugares parecidos a los que tú frecuentas, y en general a mirar en entornos donde tú te sentirías a gusto.

Tus esperanzas de encontrar un alma gemela son casi nulas... hasta el día en que descubres muchas de tus rarezas en otra persona.

Buscar vida en otros planetas es un poco como salir en pos del alma gemela. Nuestro único punto de comparación es la vida terrestre, y eso limita nuestras pesquisas. Si tuviéramos otra referencia, si tan sólo hubiera otras maneras de estar vivo, quizá podría ampliarse la variedad de entornos en los que vale la pena mirar. Pues bien, ayer se publicó en la revista Science un artículo cuyos 12 autores alegan que han encontrado esa nueva referencia. El equipo, dirigido por Felisa Wolfe-Simon, del Instituto de Astrobiología de la NASA, cultivó cepas de bacterias provenientes del lago Mono, en California. El lago Mono es un infierno de aguas hipersalinas y llenas del elemento arsénico, donde, pese a todo, vive un nutrido ecosistema de bacterias. Wolfe-Simon y sus colaboradores propusieron hace dos años que en ese entorno podría haber organismos capaces de usar en su beneficio el arsénico, que es venenoso para todas las formas de vida que conocemos. Los investigadores proponían en particular que el arsénico podría hacer las funciones que en el resto de los seres vivios hace el fósforo (el fósforo y el arsénico son familiares cercanos en la tabla periódica de los elementos). En esta investigación, financiada por la NASA, Felisa Wolfe-Simon y sus colaboradores presentan el organismo de sus sueños: la bacteria GFAJ-1.

Esta bacteria del lago Mono pertenece a un grupo de organismos conocidos como extremófilos: bichos que viven en condiciones extremas de temperatura, acidez o radiación, por ejemplo. Los extremófilos ya habían sido motivo de esperanzas para los astrobiólogos y todos los que deseamos fervientemente que haya vida en otros planetas porque son prueba de estilos de vida alternativos. La bacteria GFAJ-1, como digno miembro de este grupo de renegados, también amplía la definición de "vida", posiblemente más que otros extremófilos, por ser el primer organismo conocido que no cumple con la lista de ingredientes de la vida que hasta ayer nos parecía inviolable. La lista incluye seis ingredientes: carbono, hidrógeno, nitrógeno, oxígeno, azufre y fósforo. La cepa GFAJ-1, al parecer, puede funcionar perfectamente sustituyendo el fósforo por arsénico. La GFAJ-1 se sale del esquema químico de toda la vida en la Tierra...

...siempre y cuando se confirme lo que proponen Felisa Wolfe-Simon y sus colaboradores. Un artículo científico no es un anuncio de verdades impepinables, sino una invitación a la discusión. Hay quien pone en duda que esta bacteria esté usando el arsénico en su metabolismo. Habrá que hacer más pruebas para no dejar duda. Si no convence a la mayoría de los especialistas, el resultado que publicó este equipo ayer irá a parar al boulevard de los sueños rotos, o a la calle de las esperanzas perdidas...o al bote de basura.

Para preparar el terreno, hace unos días la NASA informó que estaba a punto de hacer una revelación tremenda relacionada con la vida en otros planetas. Esta forma de expresarlo alimentó una especulación desenfrenada en los medios electrónicos. Unos afirmaron que la agencia espacial estadounidense había encontrado un organismo vivo en Titán, la luna más grande de Saturno, otros (menos informados) que la NASA por fin iba a reconocer que tiene guardado un platillo volador. Los bloggeros más sobrios y mejor informados vieron que el resultado provenía del equipo de Felisa Wolfe-Simon y supieron casi con certeza que la tremenda revelación tendría que ver con bacterias capaces de metabolizar arsénico, lo que la hacía menos tremenda (aunque interesante de todos modos). No es la primera vez que la NASA atiza el fuego de la especulación desenfrenada con anuncios exagerados para luego salirnos con noticias que no llenan el recipiente en el que nos las sirvieron. Me parece francamente una tontería como estrategia de publicidad.


viernes, 19 de noviembre de 2010

Tycho Brahe, excéntrico hasta en la muerte

El astrónomo danés Tycho Brahe jamás se imaginó que sería objeto de interés de los paparazzi, y no sólo porque los astrónomos rara vez lo son, sino porque Tycho lleva muerto 409 años.

El lunes pasado más de 100 periodistas se amontonaron ante la tumba del astrónomo, situada en una iglesia de Praga, mientras un equipo de científicos daneses de la Universidad de Aarhus levantaba con dificultad la lápida que sellaba la tumba. Luego de siete horas de afanes, la piedra se alzó y reveló un féretro de estaño de 1.3 metros de longitud, en el que los huesos de Tycho se depositaron en 1901, cuando fue exhumado por primera vez.

No es común que los astrónomos despierten el interés de la prensa, en efecto, y tampoco es común que vivan en la opulencia. Tycho sobresale en esto también: era un rico danés, al que, por si fuera poco, el rey de Dinamarca obsequió un castillo en la isla de Hven. Brahe llamó al castillo Uraniborg (Fortaleza de los cielos) e instaló ahí el centro de investigación científica mejor dotado de su época. Con su fortuna se mandó construir descomunales sextantes, ballestillas y esferas armilares, instrumentos astronómicos que servían para medir la posición de los astros antes del telescopio y que son más precisos cuanto más grandes. En mi oficina tengo una reproducción de un retrato de Tycho que lo muestra con algunos de estos instrumentos, a la edad de 46 años.

En ese retrato se ve claramente su distintivo facial más original: una nariz metálica. A los 22 años Tycho tuvo un altercado con otro estudiante de matemáticas. En la pelea su adversario le cortó la nariz de un tajo. Tycho se puso una prótesis de oro muy llamativa (aunque, al parecer, cuando lo exhumaron en 1901 encontraron rastros de sulfato de cobre en la zona de la nariz).

Con sus instrumentos, y la ayuda de un pequeño ejército de colaboradores más o menos esclavizados, Tycho Brahe acumuló las mediciones más precisas de las posiciones de los planetas a lo largo de muchos años, mediciones que guardaba celosamente en tabla tras tabla de números. Las posiciones de los planetas servían para calcular las fechas de algunas fiestas religiosas, para planear la agricultura y para hacer predicciones astrológicas. Pero también servían para probar modelos del universo. Tycho tenía su propia versión de la cosmología: en su modelo la tierra ocupaba el centro del universo, el sol giraba alrededor de la tierra y los planetas alrededor del sol. En 1599 Tycho se mudó a una localidad cerca de Praga para prestar servicio como matemático y astrónomo imperial de Rodolfo II de Habsburgo.

Ahí fue a dar en 1600 el joven astrónomo alemán Johannes Kepler, que tenía su propio modelo matemático del funcionamiento del cosmos. Kepler ponía el sol en el centro siguiendo a Nicolás Copérnico. Durante dos años Tycho y Kepler mantuvieron una relación tormentosa, mezcla de admiración mutua y envidia de Tycho, que reconocía en el joven alemán al genio teórico que él nunca podría ser, pero ésa es otra historia.

Se cuenta que Tycho mantenía en su castillo una corte de parientes y parásitos diversos. Un enano le servía de bufón y un reno de mascota. Ofrecía bacanales diarias y le gustaba comer y beber. Eso sí: en casa del emperador era una especie de gentleman. Un día, durante un convite imperial, Tycho no se quiso levantar de la mesa para ir al baño. Como resultado, contrajo una infección de la vejiga que lo tuvo en cama semiinconsciente. En los momentos de lucidez, se cuenta que murmuraba "dejadme creer que no he vivido en vano". Al cabo de unos días, Tycho Brahe murió, víctima --eso se dice-- de su buena educación (y poco cuidado de su salud).

1901. Se extraen restos de pelo de la barba de Tycho. Años después, el análisis de las muestras revela altas concentraciones de mercurio. Misterio...

2010. El ataúd contiene huesos amontonados al azar, una bota, restos de una capa. Hay que darse prisa, porque las autoridades checas quieren de vuelta el tesoro para el viernes (hoy). Jens Vellev y su equipo trabajan febrilmente durante toda la semana. Se toman muestras de hueso, se analiza el cráneo con tomografía computarizada. Se comprueba que algunos de los huesos son de un hombre mayor proveniente del norte de Europa. No hay duda de que es Tycho, pero en el féretro hay otros huesos, al parecer de una mujer de unos 20 años y un niño. En la misma cripta se encuentran restos de otras ocho personas, cinco de ellas niños. La primera hipótesis es que la cripta es reciclada. Pero, ¿la mujer y el niño? Misterio...

Tycho ya está de nuevo en su tumba, quién sabe para cuánto tiempo antes de que los detectives de la historia de la ciencia vuelvan a requerirlo con nuevos instrumentos y técnicas, para destapar detalles de su vida. Los resultados de la investigación de Jens Vellev y su equipo tardarán varios meses. Se espera reconstruir su dieta de los últimos 15 años de su vida, su rostro (aunque no faltan retratos de Tycho Brahe, imponente y rubicundo, con su nariz reluciente), y sobre todo, descifrar el misterio de su muerte. Los viejos huesos de Tycho podrían revelar un drama digno de Shakespeare (hay quien piensa que lo mandó asesinar el rey de Dinamarca, como al príncipe Hamlet), o quizá solamente muestren que Tycho se intoxicó por hacer experimentos con mercurio. Pronto lo sabremos.

viernes, 5 de noviembre de 2010

Ingeniería al revés aplicada a la mente

Para entender cómo funciona el organismo es muy útil suponer que sus características son productos de la evolución; que son adaptaciones a un modo de vida ancestral. Para entender cómo funciona la mente podemos hacer lo mismo. La psicología evolucionista busca explicar la percepción humana, la memoria, las emociones, el lenguaje y hasta el arte y la cultura como adaptaciones que les fueron útiles a nuestros antepasados remotos para sobrevivir en sus entornos, o por lo menos como productos secundarios de esas adaptaciones.

La psicología evolucionista es una especie de ingeniería, pero al revés. Los ingenieros identifican problemas y luego construyen artefactos que los resuelven. Un ingeniero inverso podría tomar un artefacto y estudiarlo para inferir el problema que resuelve. Para aplicarle la ingeniería inversa al cerebro conviene recordar en qué contexto ha evolucionado durante la mayor parte de su historia: durante cientos de miles de años nuestros antepasados formaron grupos pequeños que vagaban en busca de comida y de entornos apacibles donde instalarse para dormir, se defendían de otros grupos (el principal adversario de un organismo son los organismos de su propia especie) y se reproducían. Los organismos que mejor resolvieron esos problemas, naturalmente dejaron en promedio más descendencia, a la cual le heredaron sus aptitudes. Así, a lo largo de miles de generaciones, esas aptitudes se fueron afinando. Hoy que vivimos en poblaciones miles de veces más seguras que el entorno prehistórico (hasta Ciudad Juárez es un edén junto a los peligros de la planicie glacial), con tiendas para comprar los alimentos y refrigeradores para almacenarlos en buen estado, con médicos y hospitales; hoy, decía yo, nuestros cerebros, junto con el resto de nuestros organismos, siguen funcionando como si para comer primero hubiera que cazar un mamut.

Hay explicaciones psicológico-evolucionistas de muchos aspectos intrigantes de nuestra naturaleza. Aquí ya hemos discutido el funcionamiento del mecanismo psicológico para detectar injusticias (sobre todo las que se cometen contra uno), y vimos que compartimos ese mecanismo con otros primates (ver en estas páginas "Toma tu asqueroso pepino"). Otras investigaciones muestran cómo opera el mecanismo para evitar el incesto: al parecer, en muchas culturas humanas las personas que se crían juntas desde muy pequeñas --estén emparentadas o no-- desarrollan aversión a copular entre ellas. Esta aversión hasta tiene nombre: se llama efecto Westermarck en honor al antropólogo finlandés Edvard Westermarck, quien lo describió en un libro publicado en 1891. Desde entonces se ha observado el efecto Westermarck en muchas polbaciones humanas, en particular en los kibbutz de Israel: los niños en los kibbutz crecen más o menos revueltos, en comunidad. Pues bien, se ha observado que las personas criadas en kibbutz casi nunca se casan con miembros de su propia comunidad; y nunca jamás con miembros de su propia comunidad con los que hayan pasado los seis primeros años de su vida. Y por cierto, el efecto Westermarck contradice la opinión de Freud, quien afirmaba que los hermanos se atraen y que los niños varones desean a sus madres.

La psicología evolucionista (sus principales exponentes son el antropólogo John Tooby, la psicóloga Leda Cosmides y el el psicólogo experimental Steven Pinker) puede explicar también por qué tendemos a comer en exceso: en el entorno primigenio comer era un lujo que sólo se presentaba después de mucho tiempo y con mucho esfuerzo. Uno nunca sabía cuándo iba a comer otra vez, de modo que cuando los hombres regresaban con carne de mamut o cuando las mujeres encontraban un vergel, había que atiborrarse hasta el hartazgo y más allá, por si acaso. Hoy la alimentación es menos incierta (lamentablemente no para todos), pero eso no lo saben nuestros organismos porque ha transcurrido muy poco tiempo como para que la llegada a nuestro entorno de tienditas y refrigeradores haya producido adaptaciones nuevas en nuestra especie.

Estas explicaciones suenan convincentes y a mí me gustan, pero sufren de un defecto grave en una explicación que se pretenda científica: por lo general, son muy difíciles de probar por medio de experimentos. El efecto Westermarck existe, pero ¿es una adaptación para evitar la endogamia? ¿Cómo podríamos demostrarlo sin dejar lugar a la duda?




viernes, 15 de octubre de 2010

¿Otra Tierra? Que siempre no...

Es casi inevitable: los medios de comunicación de masas tratan los hallazgos científicos como si fueran noticias. El tono típico de la noticia científica (hay excepciones, claro) es triunfalista, celebratorio y sobre todo, acrítico. Se anuncian grandes descubrimientos repentinos e impepinables. No se toma en cuenta que cuando un equipo de investigadores publica un artículo, la investigación que se reporta lleva en marcha mucho tiempo. Tampoco se menciona que un artículo científico no anuncia verdades absolutas, sino que propone resultados tentativos que se ponen a consideración de una comunidad muy exigente. Esa comunidad analizará despiadadamente el artículo y le aplicará pruebas mortíferas. Si la propuesta sobrevive a estas críticas, se aceptará provisionalmente como resultado científico "comprobado"; pero las pruebas también toman tiempo. Nada de eso se refleja en la imagen de la ciencia que proyectan los medios de comunicación.

Y por eso es posible que usted se haya enterado hace dos semanas de que un equipo de astrónomos estadounidenses descubrió un planeta parecido a la Tierra girando alrededor de la estrella Gliese 581, que se encuentra a unos 20 años-luz de distancia en la dirección de la constelación de Libra, pero es poco probable que sepa que a los pocos días un equipo europeo puso en tela de juicio este resultado en un congreso sobre exoplanetas que se llevó a cabo en Turín.

Gliese 581 ya había dado de qué hablar a los buscadores de planetas extrasolares: se le han encontrado cuatro objetos de tamaños planetarios girando a su alrededor. Los planetas por lo general son pequeños comparados con sus estrellas. Añádase a esto que hasta la estrella más cercana nos queda muy lejos y que los planetas no brillan por luz propia. El resultado es que no podemos ver directamente los planetas que puedan estar girando alrededor de otras estrellas. El método de detección de exoplanetas que hasta hoy ha dado más frutos consiste en tomar en cuenta que la fuerza de gravedad entre dos objetos es mutua: la estrella madre atrae a sus planetas y los mantiene pegados a sus faldas, sí, pero los planetas también atraen a la estrella como niños dándole tirones a la falda de su madre para llamarle la atención. Estos tirones se manifiestan en el movimiento de la estrella, que se bambolea ligeramente al pasar sus planetas ora de un lado, ora del otro. El bamboleo es apenas perceptible, y muy difícil de medir. Tanto, que apenas en 1995 se prefeccionó una técnica para detectarlo por medio de análisis con computadora. La técnica es de Michel Mayor y Didier Queloz, del Observatorio de Ginebra, Suiza. Mayor y Queloz detectaron el primer exoplaneta del que se tuviera certeza en 1995. Con esa misma técnica --y años y años de mediciones-- se detectaron los cuatro planetas que se le conocen a Gliese 581.

El equipo de Steven Vogt, de la Universidad de California en Santa Cruz, anunció el 29 de septiembre que había detectado un quinto planeta en la familia de esta prolífica estrella. Para detectarlo usaron datos propios obtenidos a lo largo de 11 años, así como datos de un consorcio europeo de instituciones de investigación que se dedica a detectar exoplanetas y que ofrece sus datos a otros investigadores. Lo interesante del planeta, al que Vogt y sus colaboradores llamaron Gliese 581g, es que, a diferencia de la mayoría de los exoplanetas descubiertos hasta hoy, éste no es una gigantesca bola de gases parecida a Júpiter, sino (al parecer) una bola de roca comparable con la Tierra. No es el primer planeta extrasolar que se descubre con una masa parecida a la de nuestro planeta, pero sí el primero que, por su distancia a la estrella madre, podría albergar agua en estado líquido. Se dice que el planeta se encuentra en la zona de Ricitos de Oro de su estrella: la franja dentro de la cual las temperaturas no son ni muy bajas y ni muy altas, sino justo las apropiadas para que haya agua líquida.

Esto no quiere decir que sepamos con certeza ni el tamaño del planeta, ni si tiene agua en realidad; pero los datos que arrojan (tentativamente) las mediciones y los cálculos de Vogt y sus colaboradores sugieren que podría ser del tamaño y la temperatura adecuada; y eso alienta las esperanzas de que pueda también albergar vida. Los exobiólogos (que estudian la posibilidad de vida en otros planetas) se pusieron muy contentos. Mi amiga Antígona Segura, exobióloga del Instituto de Ciencias Nucleares de la UNAM, me contó en comunicación facebookera que estaba escribiendo un programa de computadora para simular la posible atmósfera del nuevo planeta.

Falta, claro está, que el dichoso planeta exista...

Pero hace unos días, en una reunión de astrofísica, el astrónomo Francesco Pepe, del Observatorio de Ginebra (y miembro del consorcio europeo cuyos datos usaron Vogt y sus amigos en sus cálculos), informó que su equipo no ve rastros del quinto planeta de Gliese 581 en su propio análisis de sus datos. Francesco Pepe tiene el cuidado de señalar que esto no necesariamente significa que no exista el planeta, sólo que no es evidente que sí existe. Un miembro del equipo de Vogt comenta que hace falta más precisión en los datos y que el debate podría zanjarse en un par de años.

Nótese que el desmentido del equipo europeo no pone en vergüenza al equipo estadounidense. En la ciencia lo más común es errar, pero no se yerra por incompetencia ni por descuido, sino simplemente porque extraer certezas de la naturaleza es sumamente difícil. Vogt y sus compañeros publicaron una sugerencia, no una afirmación, para que sus colegas la criticaran. Sus colegas la han criticado, y la encuentran poco convincente. Así es este juego. Aún puede ser que el planeta aparezca con toda claridad en el futuro, pero si es así, puede que los medios de comunicación no nos lo comuniquen: Gliese 581g ya no será noticia.

Y hablando de cosas que son noticia por no aparecer: un equipo de cerca de 3000 investigadores asociados al Centro Europeo de Investigaciones Nucleares (CERN) acaba de anunciar que no han encontrado quarks en estados excitados con el Gran Colisionador de Hadrones. ¡Felicidades! El acelerador del Fermilab, competidor del LHC, tampoco los había encontrado, pero no tan bien como el acelerador europeo, que no los ha encontrado con mucha seguridad. Ya he hablado en estas páginas de los experimentos científicos que dan información por no encontrar nada (la página en blanco es muy elocuente en la ciencia). En este caso, el que no haya quarks en estados excitados confirma un aspecto de la teoría conocida como modelo estándar. El model estándar es la teoría de las partículas y las fuerzas fundamentales, una parada importantísima en el camino hacia una teoría de todo. En el modelo estándar los quarks son puntos de materia. Como son puntos, no pueden absorber ni emitir otras partículas; es decir, no pueden encontrarse en estados excitados como los átomos, que adquieren energía cuando absorben luz y la pierden cuando emiten luz. Si no aparecen quarks excitados donde deberían, quiere decir que los quarks, en efecto, son puntos y por lo tanto son partículas elementales que no están formadas de partículas más pequeñas. Felicidades, de verdad...

viernes, 8 de octubre de 2010

Pista de patinaje para electrones: premio Nobel de física 2010

Por los corredores de silicio de los circuitos de las computadoras, las cámaras digitales, los iPods y otros aparatos electrónicos complicados fluyen electrones como coches en las calles de una ciudad, ora frenando, ora reanudando la marcha. Sus movimientos controlados se combinan y el resultado es el funcionamiento del aparato, el pulso colectivo y fecundo de la ciudad en marcha. Pero cuanto más estrechas son las calles y más pequeña la ciudad, más dificultoso es el flujo. La tecnología del silicio está llegando a sus límites de miniaturización y eficiencia.

Desde hace muchos años los físicos andan en pos de otros materiales con propiedades parecidas a las del silicio, pero que lo superen en eficacia. Se han probado semiconductores orgánicos, así como "nanotubos" (cilindros de átomos de carbono millones de veces más delgados que un pelo), aunque el material ideal sería una placa perfectamente plana, porque los cálculos indican que en un material así los electrones podrían fluir con una libertad imposible en los materiales tridimensionales, pero de manera controlable como en los semiconductores tradicionales. Imagínense las calles de su ciudad preferida transformadas en pistas de patinaje sobre hielo: adiós tráfico, adiós tumulto y aglomeración. Semejante material, ¡ay de mí!, no existe más que en la imaginación de los físicos teóricos. O más bien sí: el grafito común que se usa para fabricar lápices tiene una estructura de pastel mil hojas y cada hoja es una capa de átomos de carbono unidos en hexágonos como un mosaico. Una capa de grafito funcionaría como pista de patinaje para electrones, pero hasta 2004 todo el mundo pensaba que, si se lograra desprender del grafito una película de un solo átomo de espesor (material hipotético que desde 1987 se llamaba grafeno), ésta se enrollaría o formaría pelotitas llamadas fullerenos, es decir, estructuras tridimensionales. Pero no había forma de saberlo, porque, por más que lo intentaban varios grupos de investigación, nadie podía obtener capas así de delgadas.

En 2004, Andre Geim y Konstantin Novoselov, de la Universidad de Manchester, y sus colaboradores obtuvieron hojuelas de grafeno básicamente usando cinta adhesiva, para sorpresa de sus rivales, que buscaban lograrlo con métodos más elaborados. Los investigadores publicaron su método, así como las primeras mediciones de las propiedades electrónicas de este material ultradelgado, en un artículo en la revista Science. En muy poco tiempo otros investigadores confirmaron los resultados del equipo de Geim y Novoselov e idearon experimentos para explorar las posibles aplicaciones del nuevo material. Tan rápido cundió el interés en el grafeno, y tantas investigaciones inspiró el descubrimiento del equipo de Manchester, que para 2009 Geim sintió la necesidad de reunir en un solo artículo todo lo que se había hecho hasta entonces. El investigador escribió una monografía para ayudar a los recién llegados a adentrarse en el tema y contribuir a darle cohesión al nuevo campo de investigación. Hace unos días la Real Academia Sueca de Ciencias decidió darles el premio Nobel de física 2010 a Geim y Novoselov.

El grafeno tiene propiedades que en los materiales tridimensionales son contrarias: es flexible como el plástico, pero más resistente que el diamante; es buen conductor de la electricidad como los metales, pero transparente como el vidrio. Los buenos conductores contienen muchos electrones que pueden moverse con relativa libertad en el material, a diferencia de los aislantes, cuyos electrones están atrapados en sus átomos y no se pueden desplazar. Los electrones casi libres de un conductor absorben o reflejan la luz que incide sobre ellos y por eso los buenos conductores de electricidad, como los metales, tienden a ser opacos y reflejantes). Las aplicaciones tampoco se han hecho esperar, aunque están en la etapa de prototipos: la compañía IBM fabricó un transistor ultrarrápido de grafeno y Samsung, de Corea, desarrolló una pantalla sensible al tacto. Otros han ideado dispositivos experimentales para probar ciertos aspectos de la mecánica cuántica relativista (la física de los electrones rapidísimos y otras partículas veloces) con grafeno.

El premio Nobel de física se suele otorgar por investigaciones teóricas novedosas que se hayan confirmado espectacularmente o investigaciones experimentales cuyas aplicaciones ya estén disponibles. El caso de Geim y Novoselov no es ni de un tipo ni del otro. Aunque las aplicaciones aún no estén en el mercado, empero, el descubrimiento ha sido tan fecundo en investigaciones nuevas que la comunidad física concede unánimemente que el premio es bien merecido.

Andre Geim ya se había hecho acreedor a otro codiciado reconocimiento internacional: en el año 2000 ganó el premio Ig Nobel de física junto con su colaborador, Sir Michael Berry, por hacer levitar una rana viva con imanes (el experimento formaba parte de una interesante investigación sobre el magnetismo). Geim es el primer individuo que ha ganado tanto un Ig Nobel como un Nobel.


viernes, 1 de octubre de 2010

Moho, tráfico, dolor y palabrotas: Ig Nobel 2010

La fecha más esperada del calendario de la ciencia llegó ayer: la entrega de los Premios Ig Nobel, organizada por el matemático Marc Abrahams desde 1991. Cada año, a principios de octubre (o fines de septiembre en esta ocasión), Abrahams convierte el escenario del teatro Sanders de la Universidad Harvard en un carnaval por el que desfilan personajes insólitos como la linterna humana (un hombre muy mayor en ropa interior y pintado de dorado que alumbra el escenario con una linterna de pilas), el rey y la reina de las albóndigas suecas (en alusión de los reyes de Suecia, que entregan los premios Nobel) y un montón de premios Nobel legítimos, encargados de entregar los Ig Nobel a los afortunados ganadores. Los premios Ig Nobel se otorgan por investigaciones "que primero hacen reír y luego hacen pensar", es decir, investigaciones científicas genuinas publicadas en revistas especializadas, pero cuyo objeto puede mover a risa. El año pasado, por ejemplo, el premio Ig Nobel de química fue para el equipo de Miguel Apátiga, del campus Juriquilla de la UNAM, por usar tequila como materia prima para fabricar una película de diamante artificial.

Este año las investigaciones insólitas también estuvieron a la orden del día. El premio Ig Nobel de la paz les tocó en suerte a Richard Stephens y su equipo, de la Universidad de Keele, Reino Unido, por demostrar que proferir palabrotas sirve para aliviar el dolor y el malestar. Stephens y sus colaboradores pusieron a unos voluntarios a meter las manos en agua muy fría. En una etapa del experimento se pidió a los participantes repetir su maldición preferida tantas veces como quisieran; en otra sólo se les permitieron expresiones socialmente aceptables. En un artículo publicado en la revista NeuroReport en julio de 2009, Stephens y compañía informan que los participantes soportaron mejor la tortura profiriendo palabrotas (aguantaron 40 segundos más, en promedio, y reportaron menos dolor que cuando sólo usaron palabras que no horrorizarían a su abuelita). El equipo de investigadores (y sus antecesores, en estudios previos) piensa que este efecto fisiológico medible de las palabrotas revela algo importante acerca del funcionamiento del cerebro. Piensan que lanzar maldiciones implica los circuitos emocionales del cerebro; en particular, la amígdala, que controla las reacciones de alerta ante el peligro que nos aceleran el ritmo cardiaco y nos preparan para luchar o huir. En cambio el lenguaje normal sólo hace intervenir las regiones del habla del hemisferio izquierdo. Stephens dice: "Proferir improperios es una reacción al dolor tan común, que tiene que haber una buena razón para que ocurra". Y añade: "Yo recomendaría decir palabrotas cuando nos lastimamos". El célebre psicólogo evolucionista Steven Pinker ha analizado el origen de nuestra propensión a maldecir. Al parecer, es parte de la reacción ante el peligro que en otros animales se manifiesta con gruñidos y bufidos y con movimientos violentos. La próxima vez que te dés en el dedo meñique del pie con la pata de una mesa, no te reprimas y suelta sin miramientos esas palabrotas tan coloridas por las que de niño te amenazaron con lavarte la boca con jabón. Te ayudará a soportar el dolor. Lo único malo es que, de mucho usarlos, los improperios pierden tanto expresividad como valor analgésico.

Si las autoridades municipales de tu ciudad no han resuelto los problemas de tráfico, podría interesarles contratar a un nuevo tipo de urbanistas capaces de diseñar vías óptimas para circular: los organismos conocidos como moho mucilaginoso. El moho mucilaginoso es una especie de ameba que crece extendiendo filamentos como telarañas hacia las fuentes de alimento. Atsushi Tero y su equipo, de la Universidad de Hokkaido, Japón, tomaron un mapa de Tokio y ciudades cirunvecinas y colocaron fuentes de alimento para este organismo en los puntos que representaban a las ciudades. Sabiendo que el moho mucilaginoso rehuye la luz, pusieron fuentes de luz para representar el mar y las montañas. Luego dejaron crecer el moho mucilaginoso. El organismo tiró filamentos en muchas direcciones y acabó por colonizar todas las fuentes de alimento. La red de hilos que tendió el organismo se parece mucho a la red ferroviaria de la región de Tokio, e incluso es más eficiente en ciertas maneras. La evolución lleva miles de millones de años perfeccionando el mecanismo optimizador de estos organismos, cuyo único interés es obtener el máximo de nutrientes con el mínimo de gasto. Tero y sus colaboradores pensaron aprovechar esta ventaja de la evolución para pedirle al moho mucilaginoso que diseñe redes óptimas de circulación. Y que nos enseñe a hacerlo: los investigadores usaron las características que observaron en el crecimiento del moho para construir un modelo computacional que quieren usar para optimizar el tráfico. El estudio se publicó en la revista Science en enero de este año. Ayer, Tero y sus colaboradores recibieron el primer reconocimiento a sus esfuerzos: el premio Ig Nobel de planificación del transporte.

Éste es mi homenaje al tráfico de mi cudad, en forma de canción medieval inglesa (compuesta por Francisco Delahay y yo):


viernes, 24 de septiembre de 2010

Misterios del chile

Las plantas no la bailan sin huarache; o dicho de otro modo, no hacen nada en vano: las espinas de la rosa son una defensa, el colorido de una flor sirve para atraer a los polinizadores, los frutos son premios que ofrece la planta a otros organismos para que dispersen sus semillas. Por eso los frutos deben ser nutritivos y saber bien.

Y ése es el misterio de las plantas del género Capsicum, los chiles, cuyos frutos contienen sustancias que estimulan los receptores nerviosos de la piel y las mucosas. Estas sustancias, la principal de las cuales se llama capsaicina, simulan la sensación de calor. Los chiles las contienen en distintas proporciones, según la especie y según el lugar donde crezca la planta. ¿Qué beneficio puede extraer la planta de dar frutos que hacen creer a quien los consume que se le está achicharrando la lengua?

Al parecer, la capsaicina es un fungicida. La producen las plantas de este género para combatir cierto hongo específico que las ataca. Se ha observado que las plantas de una misma especie producen más capsaicina en ambientes húmedos, donde medra ese hongo, y en cambio producen menos en entornos secos, donde los hongos son menos comunes. A mí me habían dicho que los chiles picaban más o menos dependiendo del suelo en el que crecieran –y así, una misma especie, cultivada en Perú, no picaba igual que en México. La explicación de los hongos me parece más razonable.

Así pues, los chiles pican para protegerse de un hongo. Muy bien. ¿Cómo dispersan sus semillas, si en lugar de premiar al organismo que se los come, lo torturan? Resulta que la capsaicina y sustancias semejantes afectan a los mamíferos, pero no a las aves, cuyos mecanismos para detectar dolor y quemazón no funcionan igual que en otros organismos. Las aves pueden comer chile impunemente y así dispersar las semillas de estas plantas. El chile sólo te pica si eres mamífero.

Y éste es el otro misterio: nosotros somos mamíferos. La capsaicina nos produce una sensación que se puede clasificar como dolor. En concentraciones diversas, como en las distintas especies de chile, el dolor de la capsaicina va de molesto a insoportable. Sin embargo, todas las culturas de regiones donde crecen chiles han incluido estas plantas en su dieta; y hoy en día el gusto del chile se ha extendido a países que no eran tradicionalmente chilívoros, como Estados Unidos, donde se cultivan muchas variedades y se organizan anualmente festivales con muestras de salsas y concursos de comer chiles en los que gana el que soporte mejor el dolor. ¿Qué beneficio sacamos nosotros de consumir un fruto tan poco amigable?

Hay quien alega que el chile aporta beneficios al organismo: baja la presión, aumenta la salivación (lo que es útil cuando uno come muchas tortillas, por ejemplo) y tiene efecto microbicida. Así, el gusto del chile sería un placer utilitario, como tantos otros (el placer es la señal que da el cerebro para indicar que hemos realizado una acción que mejora nuestras probabilidades de sobrevivir y reproducirnos, lo que explica el origen de muchos placeres comunes).

Paul Rozin, de la Universidad de Pensilvania, tiene otra hipótesis: que el gusto del chile no proviene de ningún beneficio al organismo, sino de una especie de masoquismo benigno que él ha observado en sus experimentos con chiles. En una prueba, puso a los participantes a ingerir cantidades cada vez mayores de capsaicina. Cuando al final les preguntó qué nivel preferían, la mayoría se decantó por el que les había producido más dolor. Para Rozin, el placer del chile es como el gusto de las emociones fuertes en las ferias. En una montaña rusa, todos los estímulos le indican al cerebro que estamos en peligro de muerte; sin embargo, racionalmente sabemos que no. Esta contradictoria mezcla de instinto y raciocinio se ha usado también para explicar el efecto de las cosquillas: éstas simulan una agresión, pero la víctima sabe que las intenciones del supuesto agresor son perfectamente amistosas (salvo las cosquillas entre hermanos, cuyas intenciones son siempre nefastas, y me consta). Otra cosa es explicar por qué hemos desarrollado estos extraños mecanismos de masoquismo benigno; pero, por el momento, Rozin está concentrado en reunir más pruebas de que éstos son el origen del placer del chile.

¿Se han preguntado cómo se hacen las pruebas para medir el grado de picor de un chile? Yo sí. Me imaginaba experimentos como los de Rozin, en que se pone a un panel de voluntarios a comer unos chiles mortíferos. El nivel de picor se podría determinar, por ejemplo, por la intensidad media de los gritos de los participantes. Pero no. Para atribuir grados de picor en la escala de Wilbur Scoville (inventada por ese químico en 1912) se machaca el chile, se hace un extracto y se diluye hasta que la capsaicina sea indetectable. La solución se les da a probar a unos voluntarios (cuatro o cinco), aumentando a cada paso la concentración de capsaicina hasta que todos los participantes detectan la más tenue sensación de calor. El grado mínimo de dilución que produce una sensación detectable es el grado de picor en la escala de Scoville. Así, los pimientos tienen un grado Scoville de cero y los chiles habaneros unos 300,000 grados. El chile más picante es una especie de la India que alcanza un millón de grados en la escala de Scoville. Puro masoquismo.

jueves, 2 de septiembre de 2010

Falsa historia del café

Es costumbre hoy en día poner en internet el primer capítulo de los libros que uno escribe para abrirles el apetito a los posibles lectores y compradores, de preferencia lo segundo. Aprovecho que este blog ya tiene lectores en todo el mundo para ofrecer aquí las primicias de un libro que estoy planeando escribir. Es una historia del café, pero les confieso entre nous que me ha costado mucho trabajo encontrar material, así que me he visto obligado a novelar un poquito, como hacemos a veces los divulgadores (je, je). He puesto todo mi empeño en que lo inventado no se distinga de los documentado. Creo que me salió muy bien...

Breve historia del café

Cuenta la leyenda que los efectos bien conocidos del café los descubrió hace mucho tiempo un pastor etíope al ver a sus cabras comportarse de una manera insólita luego de mascar unas frutitas rojas que no figuraban en la dieta habitual de los animales. Ante los ojos del atónito pastor, las cabras se pusieron lentes, sacaron de quién sabe dónde unos libros gordísimos y se pusieron a estudiar toda la noche.

El pastor informó del suceso a unos monjes que vivían por ahí y éstos tuvieron la idea más natural: descarnar las frutas, sacarles las semillas, dejarlas secar unas semanas, tostarlas, molerlas, preparar con el polvo una infusión, servirla en tacitas de porcelana, añadir azúcar al gusto y sentarse a beberla junto a unas mesitas llenas de libros de arte.

Al cabo del tiempo el brebaje se extendió por las Arabias y se convirtió en bebida sagrada en virtud de sus cualidades estimulantes. Como no había quien se soplara una ceremonia religiosa sin empezar a cabecear, las autoridades eclesiásticas decidieron poner a la entrada de los templos una máquina expendedora de café (a dos dinares cincuenta la tacita).

El tiro habría de salirles por la culata. Al poco rato los fieles sacaron de los templos el café --que en esas tierras se llamaba qawah-- y se lo llevaron a las calles, donde no tardaron en aparecer tenderetes muy agradables en los que se vendía café a dos dinares veinte, más barato. Estos negocios tenían nombres como Ishtar-buqs, Al-parnaso-al-qoyowahqan y Qandhi-libros-ibn-mikhelangeldeqevehdo, y allí se reunía el pueblo a discutir de política. Por el barrio se paseaban personajes pintorescos que llevaban bajo el brazo sendos ejemplares del libro subversivo Al-dinares (“Das Kapital”, en alemán), del filósofo árabe Qar-al-Markhzizmi.

Cundió el descontento. Las autoridades prohibieron la bebida otrora sagrada. Al pueblo le importó un qaqawahte. El café quedó establecido como bebida de las masas.

El café entró en Europa por la puerta de atrás, que en aquellos tiempos era la puerta de enfrente: Turquía. Se le consideró bebida de infieles, y por lo tanto nefasto, hasta que el papa lo probó. Entonces, milagrosamente, se le quitó lo nefasto (al café). Con el beneplácito de la Santa Iglesia, la infusión de capruno linaje se diseminó por occidente y los europeos empezaron a comportarse como unas cabras.

Para el siglo XVIII la bebida estaba tan arraigada en el viejo mundo, que Johann Sebastian Bach compuso sus célebres Kaffee-Kantate, una de las cuales, hoy perdida, empezaba con un coro a capella que cantaba “¡Ay, mamá Iné’! ¡ay, mamá Iné’! Todo’ lo’ negro’ tomamo’ café” con la misma línea melódica que el Kyrie de la Misa en si bemol, pero en tempo di cia-cia-cià.

Eso es todo lo que los voy a dejar leer. Si quieren saber qué pasa después, compren el libro. Espero comentarios.

viernes, 27 de agosto de 2010

La vida de los selenitas


Las mentes inquisitivas como las que nos dio la evolución a los humanos son como aspiradoras que buscan y absorben información para edificar con ella teorías que nos expliquen el mundo; la única desventaja es que nuestra manía explicadora no deja de funcionar cuando los datos escasean, o dicho de otro modo, que cuando no sabemos, inventamos.

Le sucede al estricto racionalista tanto como al rústico supersticioso (digamos, el arzobispo de Guadalajara): todos especulamos, todos construimos conjeturas temporales que nos sirven de andamio para el pensamiento a falta de información concreta. La diferencia entre el racionalista y el supersticioso quizá sea que el primero está más dispuesto a mudar de opinión que el segundo, aunque todos podemos caer en la tentación de aferrarnos a nuestras ideas a medio cocer, que en ese caso se pueden llamar sin tapujos prejuicios. Pero cuando la especulación toma la forma de un juego con el que nos entretenemos mientras esperamos más datos, puede tener resultados muy divertidos.

En 1686 un escritor y dramaturgo francés llamado Bernard de Fontenelle publicó un libro titulado Conversaciones sobre la pluralidad de los mundos. Además de literato, Fontenelle era científico --o filósofo natural, como se decía entonces-- y estaba de lo más actualizado en astronomía, ciencia que en ese siglo había pasado por la revolución más importante de su historia: casi 60 años antes la iglesia católica había obligado a Galileo a abjurar del movimiento de la tierra; en 1686 la tierra y los planetas se movían alrededor del sol sin que nadie se ofuscara. La astronomía, y la ciencia en general, causaban furor. Fontenelle construyó su libro como una serie de conversaciones ficticias entre un filósofo y una dama de la nobleza parisina que pasan una temporada en el campo. Por las noches, conversan sobre los planetas y las teorías que los filósofos han moldeado para explicar sus movimientos. La marquesa no es versada en ciencias, pero tiene un intelecto y un ingenio agudos que deslumbran a su invitado. A lo largo de cuatro noches, el narrador convence a la condesa de que la luna y todos los planetas del sistema solar están habitados por seres inteligentes, e incluso especula sobre la vida en los otros mundos. Fontenelle usa hábilmente el pretexto de la marquesa y la vida en otros mundos para exponer lo último en astronomía y el libro puede considerarse la primera obra moderna de divulgación de la ciencia.

En la segunda velada el narrador (a quien desde ahora llamaremos Fontenelle) y su guapa marquesa discuten "que la luna es una tierra habitada". Luego de convencer a la marquesa de que la luna se parece más a la tierra de lo que se había pensado desde la antigüedad, Fontenelle extrapola: si se parece tanto, ¿por qué no habría de parecerse también en el estar habitada por seres inteligentes? "¿Hombres en la luna?", pregunta la marquesa. Hombres no, contesta el filósofo. Sin siquiera salir de la tierra vemos grandes diferencias entre los habitantes de un hemisferio y otro, ¿cuánto más grandes serán esas diferencias si las llevamos a la distancia de la luna? Así pues, no serán humanos los selenitas, pero sí seres con intelecto. Con esto Fontenelle se precavía contra quien pudiera alegarle que, si hay humanos en la luna, estos humanos no serían salvos por gracia de Jesucristo y por lo tanto su existencia sería una abominación. A lo mejor habría que mandar gente a la luna para evangelizarlos o matarlos. Fue en vano: para 1687, el libro de Fontenelle ya había sido honrado con un lugar en el Índice de Libros Prohibidos de la iglesia católica, que muchos consideran una excelente guía de buenas lecturas (la iglesia se retractó en 1823, pero luego se re-retractó en 1900).

Ya bien parados en el terreno de la especulación sin freno, Fontenelle y la marquesa se imaginan la vida en la luna.

Para empezar, la luna podría tener otro "aire", o sea, una atmósfera distinta. Fontenelle no duda que un día iremos a la luna, pero no será fácil pasar de un aire al otro para los futuros viajeros. El aire de la tierra es más denso que el de la luna, aproximadamente como el agua es más densa que el aire, y así los selenitas se ahogarían si cayeran en la tierra. Al mismo tiempo, podrían aprender a navegar en nuestro aire y pescarnos.

¿Cómo se ve el cielo en la luna? Las atmósferas son como vidrios que tiñen y deforman las imágenes de lo que está afuera. En la tierra vemos el cielo azul porque el aire es azul. Las estrellas son doradas porque así las vería cualquiera que se pusiera un vidrio azul ante el ojo. En la luna quizá el aire es rojo y las estrellas verdes. A la marquesa no le gusta la combinación, pero el filósofo alega que para los selenitas será tan hermosa como para nosotros es la que nos tocó.

El día en la luna dura alrededor de 15 días terrestres. Con tanto tiempo de sol, las temperaturas deben ser abrasadoras. Así pues, los selenitas sin duda viven en ciudades subterráneas.

Fontenelle explica perfectamente por qué le vemos siempre la misma cara a la luna: porque su movimiento de rotación dura lo mismo que su movimiento de traslación, y así, al mismo tiempo que cambia de ángulo, gira la cara y no llegamos a ver el otro lado de la luna. En el cielo lunar (del lado que vemos desde aquí), la tierra debe verse siempre en la misma posición mientras que el resto de los astros --el sol, las estrellas y los planetas-- pasan por el cielo con un ritmo general de una vuelta cada 15 días terrestres. Esta gran bola fija en el cielo sólo cambia de fases, como la luna vista desde la tierra: cuando nosotros vemos luna nueva (cuando la luna está entre el sol y la tierra y la cara que nos ofrece está a oscuras) los selenitas ven tierra llena, y viceversa. Debe ser un espectáculo muy bonito. A lo mejor los poetas selenitas usan la tierra como símbolo de persistencia y para adular a los gobernantes los comparan con la tierra, siempre en la misma posición en el cielo. Los selenitas del hemisferio contrario podrían hacer peregrinaciones para ver la tierra con sus propios ojos. Quizá los habitantes de la luna se imaginan que la tierra está habitada y prestan a sus hipotéticos habitantes la forma y los gustos de los selenitas.

El resto de las veladas campiranas del filósofo y la dama se va en imaginarse la vida en los otros mundos, y Fontenelle lo hace con el entusiasmo deslumbrado del espeleólogo que de un golpe de zapapico abre sin querer una galería inexplorada repleta de cristales maravillosos. Si, encima, el espeleólogo es libre de explorar a sus anchas; si ya no lo lastran las supersticiones tradicionales, a las que hasta hacía poco estaba obligado a rendir pleitesía, más grande es su alegría de encontrar mundos nuevos. Vive la liberté! Conversaciones sobre la pluralidad de los mundos es un libro escrito con júbilo que se nota; quizá por eso fue un best seller de su época.

Con todo, Fontenelle no fue el primero en decorar la luna con habitantes inteligentes; ni siquiera el primero en su siglo. Hacia 1602 el astrónomo alemán Johannes Kepler escribió un libro muy parecido al de Fontenelle en intención y en técnica. Titulado Sueño, es la historia de un pobre islandés que viaja a la luna con ayuda de unos demonios mágicos convocados por su madre. En la luna encuentra lagos y bosques, y una sociedad entregada al culto del globo azul suspendido en sus cielos. Kepler, como Fontenelle más tarde, da forma de cuento a lo que, en el fondo, es un libro de astronomía para difundir las nuevas ideas. Su autor lo consideraba un pequeño tratado de astronomía lunar (además de una especie de locura juvenil, de la que siempre estuvo orgulloso). Mucho tiempo después, Kepler hizo circular el manuscrito entre sus amigos. Después de la muerte del astrónomo, su hijo se encargó de publicarlo. El Sueño de Kepler es claro antecesor de las Conversaciones de Fontenelle, pero yo no diría que le gana el título de primera obra de divulgación moderna, porque el libro de Kepler circuló poco, mientras el de Fontenelle cundió como la pólvora.



viernes, 6 de agosto de 2010

A qué huelen las estrellas

Oler es poner una muestra de cierta sustancia en contacto con los detectores de la nariz. Éstos reconocen las moléculas y envían la información al cerebro para que éste la interprete: "Mmmm, ¡huele a chocolate!" Para oler las estrellas necesitamos un pedacito. El problema es que las estrellas están insuperablemente lejos.

Las estrellas, cuando explotan, siembran el espacio interestelar de átomos de elementos más pesados que el hidrógeno que se han ido cocinando en su interior a lo largo de su existencia. Como la atmósfera en un cuarto lleno de flores, el espacio interestelar debe estar lleno de partículas de polvo estelar que dan olor a estrella. Estas partículas no llegan a la superficie de la Tierra, y si llegaran luego de atravesar la atmósfera y mezclarse con todo lo que contiene, serían irreconocibles. Para atrapar partículas estelares tenemos que sacar la mano como quien quiere comprobar si afuera llueve.

En 1999 la NASA lanzó la sonda Stardust con el objetivo recoger muestras del material que se desprende de un cometa al acercarse éste al sol y traer las muestras a la Tierra para analizarlas. Los cometas contienen en estado puro los ingredientes con que se formó el sistema solar, hace unos 4500 millones de años. Recoger muestras de cometa nos ayudará a entender mejor el origen de nuestros planetas y nuestra estrella. Pero la misión Stardust tiene un objetivo más. En 1993 la nave Galileo, que iba rumbo a Júpiter, detectó una corriente de partículas de polvo que, según creemos hoy, vienen de las estrellas. La nave Galileo sólo iba de paso, sin posibilidad de quedarse un tiempo por la región para explorar. De eso se encargó Stardust. Durante siete años de ires y venires, alejarse de la Tierra y acercarse otra vez, paso cerca de un cometa y dos asteroides y deambuló por la región del flujo de polvo interestelar. En cada ocasión extendió un brazo en forma de raqueta de tenis en el que había una placa de material gelatinoso para que se incrustaran las partículas de polvo y quedaran almacenadas. El 15 de enero de 2006 la sonda regresó a las inmediaciones de la Tierra y soltó una cápsula en la que iban las muestras de polvo de cometa y polvo de estrellas. La cápsulo ingresó en la atmósfera y cayó en el desierto de Utah, donde la recuperaron los científicos del proyecto.

Al incrustarse en el material gelatinoso hasta detenerse y quedar atrapada, cada partícula de polvo deja una estela cuya forma y profundidad dependen del tamaño de la partícula, de su velocidad de impacto y de la dirección de donde proviene. Los granos de polvo cometario son muy pequeños, los de polvo interestelar, según se espera, serán mucho menores: unas cuantas milésimas de milímetro de diámetro, imposibles de ver sin microscopio. Las muestras que recuperaron los científicos son placas de unos 30 cm x 30 cm salpicadas de hoyitos microscópicos y sembradas de partículas de polvo que cuentan una historia.

Falta poder leerla. Para eso, un microscopio automático recorrió fotografiándolo el terreno de la placa dividido en 1.6 millones de parcelas. Como lo que se busca son las estelas que dejaron las partículas al incrustarse en el material, el microscopio tomó 40 fotos de cada parcela a distintas profundidades y una computadora formó con estas imágenes una animación que muestra progresivamente los niveles. El trabajo del científico es analizar cada parcela en busca de la huella inconfundible de una partícula de polvo interestelar. Un indicio importante: la dirección en que penetró la partícula. El sol se mueve arrastrando sus planetas en la dirección de la constelación de Leo, de modo que las partículas que entran en la dirección opuesta tienen altas probabilidades de provenir del espacio interestelar; es como ir en coche en la lluvia: las ráfagas de lluvia se ven venir en la dirección contraria a la del movimiento del vehículo. Lo malo es que la dirección de entrada no basta y que la placa debe contener varios miles de partículas de polvo del sistema solar por cada posible partícula interestelar. Añádase a esta dificultad que el material tiene fisuras y otras imperfecciones que podrían confundirse con estelas de impacto y que el número de parcelas que hay que analizar es descomunal, incluso para un ejército de estudiantes esclavizados: los científicos estaban al borde de la desesperación.

A Andrew Westphal, del Laboratorio de Ciencia Espacial de la Universidad de California, en Berkeley, se le ocurrió resolverlo por computación distribuida. Así se llama el método de cálculo que desde los años 90 usa el programa de búsqueda de inteligencia extraterrestre SETI. Para analizar la montaña de datos que generan los telescopios que están a la escucha de posibles señales provenientes de otras civilizaciones, el programa SETI montó una página web en la que el usuario se inscribe, descarga un programa especial y cede el tiempo muerto de su computadora a este programa para que descargue y analice datos de SETI mientras el usuario va al baño, se toma un café o se rasca la panza. Este proyecto de computación distribuida se conoce como Seti at home, o seti@home. Westphal y sus colaboradores inauguraron el proyecto gemelo Stardust@Home.

O casi gemelo: a diferencia de seti@home, en el que el usuario no interviene para nada, en Stardust@Home el usuario examina con sus propios ojos las parcelas que le tocan . La página ofrece un breve manual de instrucciones con ejemplos de las animaciones y cómo analizarlas. El usuario ve en su pantalla la imagen de la superficie rectangular de una parcela de aerogel. Junto a la imagen hay una columna de barras por las que uno desliza el cursor para penetrar con un "microscopio virtual" a distintas profundidades de la parcela. El instructivo dice qué buscar, cómo reconocer estelas y cómo distinguirlas de fisuras del material y granos de polvo en la lente del microscopio que tomó las fotografías. Se ve bastante divertido. Naomi Wordsworth, que recientemente encontró una partícula que podría ser interestelar, dice que, después de un cansado día de trabajo, ponerse a analizar imágenes de Stardust@Home es como una terapia de relajación. Bruce Hudson, otro usuario, le dedica a la tarea cerca de cinco horas al día, y hasta más. Luego de analizar 25,000 parcelas encontró otra partícula interesante.

El programa tiene ya más de 29,000 suscriptores que están buscando las huellas del polvo interestelar. Al parecer, hay concursos para ver quién encuentra más. Parece divertido.

Mientras tanto, las partículas interesantes siguen incrustadas en el aerogel. Estas partículas podrían ser un tesoro: las primeras muestras de material de las estrellas que han llegado a la Tierra. Para saber si, en efecto, lo son, hay que hacerles distintas pruebas que las desgastan, lo que, siendo tan pequeñas, puede desintegrarlas. Además son tan escasas, que en cierta forma cada una vale miles de millones de dólares (lo que costó la misión Stardust).

Una vez que se confirme que estas partículas son polvo de las estrellas, se podrán poner en una nariz electrónica para que las analice y pueda decir: "Mmmm, ¡huele a estrellas!"

domingo, 18 de julio de 2010

Neandertales, víctimas del prejuicio

Cerca de Düsseldorf, Alemania, discurre el río Neander entre laderas boscosas. En el valle había, en 1856, una cantera y varias cuevas.

Un día los trabajadores estaban extrayendo piedra del suelo de una cueva cuando se toparon con unos huesos que parecían restos de una persona. Los trabajadores avisaron al capataz y se olvidaron del asunto, pero el capataz, por si las moscas, le envió los restos a un científico de la localidad, llamado Johann Carl Fuhlrott.

Luego de examinar los huesos, Fuhlrott concluyó que eran restos humanos, pero muy antiguos...y seguramente de un individuo enfermo, porque tenía las piernas muy arqueadas y una deformación en el cráneo, al nivel de las órbitas de los ojos. El científico pensó que debía de ser un ejemplar "de las más antiguas razas del hombre".

Pero en 1856 la mayoría de los europeos, incluyendo a los científicos, vivían convencidos de que la humanidad era el pináculo de la creación divina, y que ésta tenía no más de 6,000 años. Así lo habían calculado varias lumbreras, desde el astrónomo alemán Johannes Kepler y el físico inglés Isaac Newton, en el siglo XVII, hasta el arzobispo irlandés James Ussher, en el XVIII, tomando como referencia el relato del Génesis, en la Biblia. A Fuhlrotty sus contemporáneos simplemente no les hubiera entrado en la cabeza que el esqueleto pudiera ser ni una especie antepasada de la nuestra ni un primo cercano: Dios había creado al hombre a su imagen y semejanza de una vez por todas (no por etapas, digamos, ni por ensayo y error) --y a la mujer de la costilla del hombre.

Luego fueron apareciendo más restos parecidos al del hombre del valle del Neander y los científicos del siglo XIX se formaron la idea de una raza degenerada y enferma, dejada de la mano de Dios --sobre todo cuando se encontraron huesos igual de antiguos, pero de individuos más parecidos a nosotros. Ya en el siglo XX otros reconstruyeron el esqueleto del "hombre de Neandertal".

Pero toda reconstrucción es una interpretación. A falta de esqueletos completos, había que suponer muchas cosas acerca del modo de ensamblar aquellos huesos añejos y los científicos se dejaron llevar por sus prejuicios. El hombre de Neandertal así vuelto a la vida resultó un ser encorvado, embrutecido y salvaje, de poca habilidad manual y escasas luces. Esto no tenían manera de saberlo los señores científicos, puesto sólo había huesos para dar testimonio de la vida de aquellos seres, pero siempre es muy bonito creer que lo que no es como nosotros, es por fuerza inferior. Es más, en su prisa por pintar un retrato desfavorable de los hombres de las cavernas, ni siquiera se dieron cuenta de que los neandertales tenían mayor capacidad craneal que los humanos modernos. Los científicos no se libran de los prejuicios de su época, por más que muchos se crean que sí.

Para entonces ya se sabía que la Tierra tenía muchos millones de años. El neandertal era, pues, un ancestro salvaje y bruto de la humanidad de hoy, hermosa, diestra y noble, no faltaría más.

Al prejuicio de la humanidad como cumbre de la creación añádase que los europeos se concebían como la máxima expresión de la humanida. Todas las otras poblaciones humanas eran humanas, sí, pero degeneradas e inferiores. Al neandertal le tocó también esta valoración sesgada. Todavía hoy le decimos "neandertal" a alguien cuya inteligencia queremos poner en duda.

En los años 50, dos paleontólogos llamados William Stuart y A. J. E. Cave (excelente apellido para un paleontólogo) volvieron a reconstruir al neandertal y obtuvieron un individuo más erguido y grácil. Stuart y Cave escribieron: "Si pudiera reencarnarse y meterse en el metro de Nueva York --limpio, afeitado y vestido a la moda--, posiblemente no llamaría más la atención que cualquier otro de sus ocupantes".

Hoy sabemos que los neandertales no son antepasados nuestros, sino primos. El linaje apareció hace unos 500,000 años y pobló Europa, el Medio Oriente y el oeste de Asia. Los humanos modernos aparecieron hace unos 400,000 años en África, y hace unos 100,000 salieron del continente africano y se internaron en Medio Oriente y Europa, donde convivieron con los neandertales durante por lo menos 10,000 años, como se deduce a partir de huesos y artefactos encontrados en las cuevas de la región.

¿Se aparearon los modernos con los neandertales? Los paleontólogos decían que sí porque hay restos de individuos que parecen mezcla de ambas especies, pero otros opinaban que no, sino que los modernos desplazaron a los neandertales y los exterminaron. Hoy la genética viene al rescate de la paleontología --o quizá viene de entrometida a una discusión a la que no la habían invitado. Recientemente, un grupo numeroso de científicos de muchos países, conocido como Consorcio del Proyecto del Genoma del Neandertal, publicó un artículo en el que se informa que el grupo ha logrado reconstruir 60% del genoma del neandertal (y sigue trabajando).

Explicación en inglés del estudio (la función "insertar" está desactivada, de modo que nos tendremos que conformar con la URL):


Los científicos del equipo usaron esta fracción del genoma de los primos neandertales para compararlo con el de varios humanos modernos (y con el del chimpancé, antepasado tanto nuestro como de los neandertales, y cuyos genes sirven de referencia para saber qué parte de nuestro genoma es ancestral y qué parte es más moderna). La comparación muestra que las poblaciones humanas que no provienen de África (básicamente, europeos y asiáticos) tienen entre 1 y 4% de genes en común con los neandertales, lo que indica que las especies sí se aparearon en el Pleistoceno, cuando coincidieron en Medio Oriente. La mezcla debe de haber ocurrido antes de que las poblaciones humanas se diferenciaran, porque incluso los habitantes de las islas del Pacífico asiático, adonde nunca llegaron los neandertales, tienen genes de neandertal.

¿Qué hubiera dicho la gente bonita de la Europa del siglo XIX?



Svante Pääbo, coordinador del Proyecto del Genoma del Neandertal, explica la relación entre neandertales y humanos modernos que se desprende del estudio de su equipo

viernes, 9 de julio de 2010

El ciclorama universal

En el espectáculo del universo, el ciclorama es tan interesante como los actores

La Sala Nezahualcóyotl de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) es la sala de conciertos más hermosa y avanzada de México. El martes pasado no se usó para un concierto, sino para una conferencia de cosmología organizada por el Instituto de Ciencias Nucleares de la UNAM.

El conferencista fue George Smoot, premio Nobel de física 2006. Smoot empezó su conferencia revelando una imagen del universo recién integrada con datos del satélite Planck de la Agencia Espacial Europea. La imagen acababa de salir del horno el lunes, así que era la primera conferencia que dio Smoot sobre este tema, como él mismo señaló.

George Smoot colabora con el equipo científico del satélite Planck. El trabajo que le valió el premio Nobel lo hizo en los años 70 y 80, y fructificó en los 90 (así cuesta un premio Nobel). Si el universo de veras fue alguna vez una concentración de materia y radiación a temperaturas tremendas, como exige la teoría del Big Bang, hoy aún deberíamos de ver un residuo del resplandor y el calor de esa conflagración inicial, pero un residuo muy atenuado. En concreto, deberíamos de ver un resplandor de radiación de microondas que proviene de todas direcciones con la misma intensidad, una especie de telón de fondo en el espectáculo de las galaxias.


Lo vemos. Se llama radiación cósmica de fondo. Sabemos desde los años 40 que debería existir, pero se detectó hasta 1965. La descubrieron por accidente dos físicos de los Laboratorios Bell, que ganaron el premio Nobel en 1976 (lo que demuestra que algunos nóbeles cuestan menos). Hoy el universo no es una bola caliente de material muy homogéneo como una gelatina, sino una extensión fría de miles de millones de grumos (las galaxias) distribuidos en una estructura de filamentos sembrada de inmensas burbujas vacías, como una esponja. Para explicar esta estructura, la radiación de fondo (que trae información de la época en que el universo era muy pequeño y no había galaxias) no debería de ser completamente homogénea, sino tener grumos también.

George Smoot ideó en los años 70 una manera de detectar los grumos de la radiación de fondo. Propuso un experimento para montar en algún satélite, la NASA lo aceptó y en 1989 se puso en órbita el Explorador de la Radiación de Fondo (Cosmic Background Explorer, o COBE). El COBE estuvo recogiendo datos por espacio de tres años y en 1992 se integró la primera foto detallada del ciclorama del espectáculo universal. Por primera vez, en glorioso tecnicolor, apareció el patrón moteado que explica por qué vivimos en un universo grumoso con galaxias antes que en una fina nube de partículas que no forman galaxias, ni estrellas ni planetas. El equipo científico del COBE estuvo dirigido por Smoot y su colega John Mather, con quien compartió el premio Nobel de física en 2006.

El satélite Planck, lanzado 20 años después del COBE por la Agencia Espacial Europea, en 2009, es un refinamiento del experimento de Smoot y Mather. El lunes 5 de julio se publicó la primera panorámica de todo el fondo de microondas, pero el Planck va a hacer tres más, hasta fines de 2011. Con esta abundancia de datos, los cosmólogos tendrán trabajo para rato. En los próximos años sabremos más sobre el origen del universo, la formación de las galaxias y de la estructura de esponja (la "maraña cósmica", como le llaman los cosmólogos) y los fenómenos físicos que le dieron al universo esta estructura. Quizá también surjan de ahí más trabajos dignos del premio Nobel de física.

viernes, 2 de julio de 2010

Cambio de horario

La emisión de radio Imagen en la Ciencia cambia de horario: ahora es los viernes, a eso de las 10:45 AM (hora de México).

Para sintonizarla en la Ciudad de México: 90.5 FM.

Se puede escuchar por internet (sólo en directo; no hay podcast): www.imagen.com.mx


martes, 29 de junio de 2010

Música de la corona

En los exámenes de cultura musical el candidato tiene que identificar composiciones musicales a partir de dos acordes. Si no puede identificar la composición, por lo menos tiene que tratar de ubicarla en el tiempo.

Si las notas que se oyen en este video fueran una prueba de cultura musical, yo diría que podría ser una pieza de Igor Stravinsky (quizá La consagración de la primavera, de 1913), o tal vez del compositor francés Edgar Varèse. En cualquier caso, de alguna estrella musical del siglo XX.





Pero no. Estos acordes tan "siglo XX" provienen de una estrella, pero no musical: son los sonidos que oiríamos si estuviéramos flotando en la corona del sol.

La corona es la atmósfera del sol. Es una mezcla de gas y partículas cargadas a cerca de 1 millón de grados centígrados. Estos materiales están en constante actividad. En la corona se ven surgir y desaparecer estructuras en forma de lazos y curvas, hechas de plasma. Estas estructuras pueden medir hasta 100,000 kilómetros de largo (unas ocho veces el diámetro de la Tierra). Sus despliegues de actividad ponen a vibrar todo el material de la corona como si fuera el aire en una sala de conciertos. En otras palabras, la corona está llena de ondas sonoras, aunque de frecuencias tan bajas, que incluso si pudiéramos estar ahí sin achicharrarnos no podríamos oírlas.

Robertus von Fáy-Siebenbrügen y su equipo del departamento de investigaciones solares de la Universidad de Sheffield sabían que los lazos de plasma de la corona solar no vibran al azar: pueden agitarse hacia los lados, como las cuerdas de un violín, o extenderse y contraerse, como la columna de aire en el interior de una flauta. Los investigadores tomaron información de videos y fotografías del sol. Luego aplicaron un programa de computadora para convertir esos datos en información acústica y acelerar la grabación para llevarla al intervalo de frecuencias del oído humano. Que el resultado no sea un siseo continuo como de radio sin sintonizar demuestra que la actividad coronal tiene cierta estructura. Esa estructura da información que servirá para entender el mecanismo de la actividad coronal y así poder predecir las tormentas solares. Estas explosiones de actividad eléctrica y magnética del sol pueden freírles los circuitos a los satélites de telecomunicaciones y dejar inoperantes las redes de alimentación eléctrica