Primera Luz

El pasado 15 de Febrero fue la Primera Luz (así se le llama a la inauguración de un observatorio o primer uso de un telescopio) de un observatorio muy especial. Se trata del Prototipo Estelar del proyecto "Observatorio Carl Sagan" ubicado en los terrenos de la Escuela de Agricultura de la UNISON. Como ya sabrán, soy miembro del Área de Astronomía del Departamento de Investigación en Física de la Universidad de Sonora (el nombre es mas grande que el edificio) y el observatorio del que estoy hablando es nuestro primer observatorio estelar.

El observatorio a punto de concluirse a principios de febrero 2010.

Como todo observatorio astronómico, este cuenta con un telescopio (Meade 16") con una serie de instrumentos (CCDs SBIG ST-9, ST-402, filtros LRGB y fotométricos y espectrógrafo DSS-7) colocado todo sobre una buena montura (Paramount ME). Y se procuró un lugar que cumpla con las condiciones balanceadas de observación, seguridad y prácticidad ideales. Pero lo que este observatorio tiene de particular, es su origen.

Como idea, el proyecto tiene ya 10 años, cuando se planteó que la Universidad de Sonora contara con un observatorio propio, pero debido a problema burocráticos y presupuestales (prometían mucho dinero y no entregaban ni un cinco) el proyecto se fue quedando rezagado. Pero a finales de agosto del 2009 decidimos iniciar la construcción nosotros mismos siendo el primer paso ir a limpiar el terreno. Pero para no hacerles el cuento largo, basta con decirles que desde el momento en que pedimos ayuda de la comunidad, de la gente que asiste a nuestros programas de divulgación y que esta interesada a en la astronomía(ver A punta de Sombrerazos), el proyecto avanzó a paso muy acelerado. En particular gracias a la intervención de Arnoldo Arias, que sin ser empleado de la Universidad, ni ser contratado para ello y por el puro amor al cielo de la noche decidió adueñarse del proyecto y se dedico al observatorio prácticamente todos los días.

Arnoldo lo que quería es que se disponga de un observatorio donde se logre continuar la investigación sobre los temas que tanto le interesan. Y así, el pasado 15 de Febrero, el Observatorio fue oficialmente inaugurado, ocasión en la cuál se le reconoció a Arnoldo su contribución, pero estoy seguro de que lo que mas le gustará será ver estas primeras imágenes que salen del observatorio que construyó.

Como pueden ver las fotografías aun son toscas, pero en cuanto termine la fase de ajustes y afinamiento del control la calidad aumentará considerablemente. En estos próximos meses continuaremos trabajando para ajustar los detalles, y espero estar reportando las imágenes que vayan saliendo.

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San Valentin

Este 14 de Febrero, Día Internacional de la Comercialización de Cursilerías, De Galaxias y Fósiles les ofrece un especial del día de los enamorados. Pero como es evidente que hemos de respetar la tradición de estudiar lo primero que se nos cruce por enfrente, aprovecharemos la ocasión para presentar algunos hechos referentes a la naturaleza del amor.

Regiones activas del cerebro de una persona que ha estado bajo la influencia del "amor romántico" durante dos años, las zonas indicadas son susceptibles a la acción de la serotonina y la vasopresina. Mientras que los cerebro bajo "amor físico" son dominados por la dopamina.

En primer lugar, hemos de entender cuál es nuestro tema de estudio. Es decir, hemos de dejar claro que es el amor. Para tal fin aclaremos algunos aspectos sobre el funcionamiento del cerebro y la conducta; el cerebro es un sistema electro-químico y nuestra conducta es el resultado del funcionamiento de tal sistema. Desde los recuerdos que tenemos almacenados en forma de circuitos neuronales hasta los niveles de neurotransmisores que afectan la intensidad de la actividad cerebral, nuestra persona es en sí el producto del cerebro, el resultado de la combinación de la actividad eléctrica, estado químico y morfología de la cantidad y estructura de las conexiones neuronales. Y por su puesto que hemos de tomar en cuanta el efecto del medio ambiente en nuestra conducta y sobre todo en el cerebro, ya que los estímulos externos se transforman en actividad cerebral que puede alterar la estructura física y proporción de neurotransmisores.

Así, el amor, o mejor dicho, el "estado de enamoramiento" (definiendo tal como el estado en el cual se afirma amar a alguien de cualquier forma) es el resultado de un estado dado del cerebro. Este estado es una generalización de un conjunto de tres estados que dan una conducta similar. Estos son los estados correspondientes a tres variantes de amor, el maternal, el romántico y el físico.

El amor físico es al que llamaré mas "elemental" en el sentido que es el que es mas fácil de alterar y de "prender" o "apagar". Este se manifiesta como una atracción que suele llegar a alterar la conducta de manera que se trasgredan los cánones sociales. Pero esto no es el tipo de amor que encuentro mas interesante, por razones que luego veremos serán los tipos "maternal" y "romántico".

Como ya quedó claro, el amor es el resultado de un conjunto de parámetros que definen el funcionamiento cerebral, pero entonces, ¿como aparecen estas condiciones? ¿todos los animales los tienen al igual que los humanos? Para responder esto hemos de entender que las partes del cerebro mas asociadas con dicha actividad son de gran relevancia sobre todo me mamíferos, es decir, el amor parece ser una conducta que evolucionó en los mamíferos. Pero ¿que posible utilidad puede tener? ¿que ventaja evolutiva da el amar? Si estudiamos primero el amor "maternal" entendamos que se trata de algo innato a cualquier especie de mamíferos, se le llama "maternal" ya que son las hembras las que siempre lo manifiestan al tener crías, sin importar la especie. Y en algunos casos de especies de seres de gran tamaño y que consumen grandes cantidades de energía, también los machos.

Zonas "desactivadas" en el cerebro de personas bajo "amor maternal" y "amor romántico", lo que se inhibe suelen ser las partes del cerebro relaciones con la moral y la auto-restricción aprendida al vivir en sociedad, es decir, el efecto es favorece al objeto del amor sobre otros miembros de la sociedad.

Como se comentó que las entradas sobre la evolución de las madres y los padres (especiales del día de la madre y del día del padre del 2009) una característica fundamental de los mamíferos es la estructura de familia, de esta manera se consigue dar a las crías una mayor probabilidad de sobrevivir, y en especies como el Homo Sapiens, la participación de los padres da una gran ventaja adicional, sobre todo para criaturas que viven en sociedades y maneja tecnología cada vez mas compleja. Pero ¿como lograr mantener la familia unida y funcional? ¿Como hacer la que las madres mantengan con vida a las crías aún a consta de su propia existencia, de manera que se perpetúen sus genes? ¿Como hacer que los machos adultos sacrifiquen prácticidad y sencillez para alimentar y cuidar a una hembra y su cría? Para eso se requiere de inhibir ciertas partes de la actividad cerebral. Es necesario que no se siga la opción inmediatamente lógica.

Por lo tanto si consigues una combinación de neurotransmisores que permita dicha conducta tendrás tanto hembras que se "obsesiónen" con el bienestar de sus crías y machos dispuestos a cuidar a la cría y hembra durante años. En sí la propénsidad de ciertas partes del cerebro a verse afectado de maneras especiales ante estímulos definidos es una adaptación evolutiva que permitió la formación de familias y preparar crías en tareas complejas.

Bién, ahora ya sabemos que es lo que pasa en el cerebro al amar a alguien, y como pueden ver el análisis racional no esta peleado con el romanticismo. Así, siguiendo las convenciones sociales y de acuerdo al efecto de la vasopresina (entiéndace, con un cerebro tranquilo y calculador alejado del efecto de la dopamina) le dedico esta entrada a Julia. :)

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Tips para aficionados: Observando Marte

En estas fechas el planeta Marte se empieza a ver sobre el horizonte Este ya entrada la noche y es una buena oportunidad para verlo por telescopio. Pero para no conformarnos con simplemente ver, hemos de observar el planeta rojo.

Imagen de alta resolución de Marte. Se puede ver el Valle Marineris, Una gran depresión en el terrenos de dicho planeta.

En primer lugar aclaremos que Marte es muy fácil de encontrar, basta con ver hacia la constelación de Cancer, la estrella roja y muy brillante es Marte.

Mapa del relieve topográfico del Valle Marineris. Se muestra la altura en metros del terreno.

Una vez tenemos Marte localizado, y asumiendo que dispongamos de un telescopio tendríamos oportunidad de estudiar algunos aspectos interesantes del planeta. En primer lugar, y como sabe cualquier persona que ha usado un telescopio para ver planetas, no hemos de esperar ver por el ocular una imagen similar a las que se ven por internet. Pero si podemos apreciar algunas de las características mas relevantes de la superficie marciana.

El monte Olimpo, el volcán mas grande del sistema solar se encuentra en Marte, es difícil de observar con telescopios comerciales.

Iniciamos con los casquetes polares. Dentro de las posibilidades de un telescopio comercial, estos son de las estructuras mas difíciles de ver en Marte. Por lo general, se logra ver uno de los dos casquetes utilizando algún filtro que realce el detalle. Algunos observadores experimentados optan por realzar los tonos azules y verdes (la luz blanca de los casquetes tiene un componente de estos tonos mas marcado que la luz roja del suelo marciano). Recuerden que para lograr ver alguna estructura en la superficie de un planeta se requiere mucha paciencia, y aunque se tengan condiciones de observación muy buenas, por lo general uno se ha de esperar unos minutos para que le toque uno de esos muy breves momentos en que la atmósfera se estabiliza para poder ver algo de detalle.

Luego de los casquetes polares y si contamos con una cámara (de preferencia electrónica) podemos tomar imágenes y resaltar el Valle Marineris (que se vería como una leve marquita oscura).

Imagen típica de Marte por un telescopio. Se unieron varias fotografías a color para lograr la animación.

Pero lo mas fácil de ver es la diferencia entre las zonas oscuras y claras del planeta, correspondientes a los hemisferios norte y sur que como se ve en la figura inferior implica variaciones en la altura del terreno.

Mapa topográfico de Marte. Se nota la diferencia entre los hemisferios norte y sur.

En fin, la observación de Marte puede ser un buen pasatiempo nocturno. Recuerden tomarlo con calma y ser muy pacientes. Y si quieren pueden escribir para compartir alguna observación que hayan hecho o imagen que hayan tomado.

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Mecánica evolutiva 2

Muy bien ya quedó establecido y comprendido, en la entrada "Dinámica Evolutiva 1" lo que es una mutación y que esta es la unidad básica de cambio en el código genético. También vimos que es un sucedo que ocurre de manera aleatoria. Así que ahora hablemos sobre el efecto acumulativo de estos cambios.

Como dijimos, las mutaciones suceden de manera aleatoria, pero si las vemos en un periodo suficientemente largo, podremos obtener un estimado de cada cuando ocurren en promedio, o mejor aún, cuanto tiempo se requiere para modificar una cierta cantidad de ADN. Este tiempo es práctico medirlo en "generaciones" en lugar de años ya que cada generación representa una cierta combinación de genes y las mutaciones que acumulen se pasarán a la siguiente. Puesto que cada especie tiene diferente estructura, para cada grupo de seres se tendrán ritmos de mutación diferentes. Por ejemplo para alguna especie de bacterias se suelen requerir 100,000,000 generaciones para cambiar un par de bases (un "eslabón" en la cadena de ADN) , mientras que en los humanos se toman 250,000,000 generaciones.

Una adaptación que fue muy importante, cuando las condiciones en el agua no fueron favorables algunos seres descendientes de peces y dotados con mutaciones que les deformaban las aletas aprovecharon y comenzaron a explorar tierra firme (luego de aprovechar mas mutaciones que modificaron el sistema respiratorio).

Así, cada especie va acumulando modificaciones en su genoma con el paso del tiempo lo que tiende a cambiar la especie. Estos cambios pueden ser tanto en forma ( morfología ) como en la conducta ( ser carnívoros, herbívoros, cazadores, carroñeros, etc ). Pero algo que debemos recordar y que es fundamental para entender la evolución es que el adaptarse a un ambiente no necesariamente implica cambio. Por esto, es posible que los procesos que típicamente se

La noción que se tiene sobre la evolución ha cambiado mucho desde los tiempos de Darwin. Hoy se usa un modelo evolutivo llamado "equilibrio puntual" ideado por S. J. Gould bajo el cual las especies de distinguen no solo por su estructura física sino por la combinación de morfología-conducta que muestran. Pero tanto los procesos de involucrados como los detalles del equilibro puntual serán vistos en otras entradas. Ahorita lo relevante es entender que las organismos pueden ir acumulando cambios poco a poco a lo largo de los milenios y que esta tendencia del ADN a sufrir mutaciones es constante se den o no cambios en las especies.

Otra curiosa adaptación curiosa, ante la presencia de grandes depredadores, algunos dinosaurios con mutaciones que deformaban la columna obtuvieron una mejor protección.

Y algo muy importante, las mutaciones son las que permiten los cambios que afectan la forma en la que interactúan las especies con el ambiente, y no al revés. El ambiente no "muta" a la especies para que cambie. Así que un cambio dado en el ambiente puede o no ser favorecido en el sentido de que si ayuda a sobrevivir es mas probable que en la siguiente generación nazcan seres con esa misma mutación, pero no por el hecho de que se presente un cambio en el ambiente NO implica que mágicamente aparezca una mutación oportuna.

Por ejemplo, imaginemos una especie de animalitos muy parecido a nosotros, solo que se alimentan de los frutos de los arboles. Durante mucho tiempo los frutos se encontraban a su alcance pues los arboles eran bajitos, así que no se requerían cambios para poder alimentarse. Por lo tanto el que alguien nazca con brazos mas largos no implicaba una ventaja, al contrario, un brazo mas largo implica tener que comer mas para alimentar huesos y músculos mas grandes. Pero en eso, los arboles comenzaron a crecer (por mayor abundancia de agua, mutaciones, fertilizante, o el factor que gusten) y después de unos miles de años, los frutos ya se alcanzaban tan fácilmente.

Ancestros del caballo, del tamaño de un gato y con dedos. En su caso el trotar grandes distancias favoreció a los individuos con patas mas largas (obtenidas al crecer el animal entero) y pezuñas en un solo dedo de gran tamaño.

Ahora es cuando se pueden aprovechar las mutaciones. Si sucede, por ejemplo que de nuevo aparecen mutaciones que dan como resultado el tener brazos largos, ahora ya podrían ser de utilidad y el costo adicional que representan se vería justificado por la mayor facilidad a la hora de conseguir frutas de los arboles. Esto daría lugar a un proceso de selección, aquellos seres con brazos mas largos tendrán mayor probabilidad de sobrevivir suficiente tiempo como para pasar sus genes a una nueva generación que al ser parecidos a sus papás tendrán brazos largos. En caso de que la longitud de los brazos no sea suficiente o que los arboles sigan creciendo, se puede continuar con ente proceso, aquellos de los hijos que tengan brazos mas largos que sus hermanos tendrán cierta ventaja. Con el paso de muchas generaciones los brazos largos serán tan comunes que los ancestros de extremidades normales se verían extraños. Así se van generando nuevas especies. Alterando características paulatinamente. Dejando que se de la competencia y pasando algunos genes.

Pero podemos aprovechar nuestro ejemplo de la evolución de las criaturitas de brazos largos. Como mencioné antes, el tener este tipo de brazos es UNA de las posibilidades, y en el juego de la supervivencia casi cualquier cosa se vale. ¿Que tal si otra población de estas criaturas se vio beneficiada por piernas largas, en lugar de brazos? ¿O por un crecimiento de todo el cuerpo? Estas son también soluciones al problema de encontrar comida en arboles mas grandes, he inclusive se pueden ir por soluciones mas radicales, cambiar de fuente de alimento, desarrollar formas de robarle la comida a otros, etc etc. Siempre que a una especie se le presenta un problema se suelen tener diferentes soluciones, y las soluciones de dos poblaciones separadas por lo general son diferentes.

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O vs C

El elemento químico mas abundante en el sistema solar es el hidrógeno, ocupando un 70.6% de la masa, luego le sigue el Helio con 27.5% en figuras aproximadas. Estas proporciones son algo conocido en astronomía, y casi cualquier astrónomo amateur las ha oído mencionar (notar que las típicas 75% de Hidrógeno y un 25% de Helio con una cantidad mínima del resto, es la mezcla asociada a todo el universo, aquí estoy hablando solo del sistema solar). Pero lo que casi no se sabe es cuales son los otros dos elementos mas abundantes, son el Oxigeno y el Carbono.

Concepción artística de un planeta donde se encuentra mas Carbono que Oxigeno. Se asumen condiciones atmosféricas para permitir mares de brea.

Bien, ya que entre el Hidrógeno y el Helio se llevan el 98.1% de la masa del sistema solar, ¿cuanto le toca a los otros dos? Pues son casi 0.6% para el Oxigeno y 0.3% para el Carbono. Esto es poco en comparación con la impresionante cantidad de los dos principales, pero la abundancia del Carbono y el Oxigeno son fundamentales para determinar que tipo de planetas se forman en un sistema solar dado.

En el caso del nuestro, donde el Oxigeno es abundante se han formado compuesto que contienen importantes cantidades de este elemento. Adicionalmente la química del planeta esta regulada por estos compuestos. Pero es la estructura misma del planeta lo que mas se ve afectado. Por ejemplo, la Tierra y los planetas tarraqueos (pequeños y sólidos) del sistema solar (así como asteroides y algunas lunas) están hechos de compuestos de Silicio con Oxigeno lo que constituye la litosfera.

Pero ¿que pasaría que la química del sistema solar estuviera dominada por el Carbono?¿Como serían los planetas?

En primer lugar, la litosfera estaría, obviamente, formada por compuestos basados en Carbono con posibles cuerpos de líquidos similares a la brea (si se dan las condiciones de temperatura) y en las profundidades del planeta se podrían encontrar formas del Carbono tales como diamante. Y muy probablemente la atmósfera estaría dominada por monóxido o bióxido de Carbono, metano, butano y otros gases orgánicos. Lo que queda en duda en como sería la conducta de la magnetósfera y demás sistemas que tiene un planeta.

Otra imagen hipotética de un planeta con mas Carbono que Oxigeno, esta es imaginado mas lejos de su estrella y suficientemente frío como para permitir líquidos en su superficie.

Pero bueno, a fin de cuentas estas y otras preguntas serán respondidas en cuanto las nuevas misiones para buscar planetas obtengan resultados, en particular la misión Kepler. Lo importante a recordar es que sin duda encontraremos planetas que, siguiendo todas las leyes científicas conocidas, serán tan diferentes a cualquier cosa que hayamos imaginado que harían a los planetas imaginarios de la ciencia ficción verse casi iguales a la Tierra.

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Son Galaxias y Fósiles, 1 año y contando

Este pasado 24 de Enero Galaxias y Fósiles cumplió su primer año de existencia. El 24 de enero del 2009 salió la primer entrada "Metano Marciano". En celebración de tal ocasión he preparado una entrada que responderá una de las preguntas mas frecuentes que me hacen: ¿Por qué el nombre de "Galaxias y Fósiles"?

Concepción artística de unas de las primeras estrellas, en el universo antiguo, mas denso y caliente que como es actualmente. Las estrellas solían ser mas calientes y brillantes.

Claro, como ya sabrán los temas principales son astronomía y paleontología, así que esa es la respuesta mas común, pero de igual manera se pudo haber llamado "Estrella y Trilobites" o "Cometas y Dinosaurios" (algo poco conocido es que este blog estuvo a punto de llamarse "El guayabito pernoctado", pero se cambió a "Galaxias y Fósiles" dos segundos antes de escribir el nombre). Pero la realidad es que el nombre esconde mas que solo la relación entre ambas ciencias ya que en astronomía existe un termino para designar a ciertos sistemas estelares, este es el de galaxias fósiles (que también estuvo a punto de ser el nombre del blog). Así que continuando con el mandato del divulgador de "no hablar sin enseñar" veremos que son las galaxias fósiles.

Existe toda una variedad de tipos de galaxias que se designan según su forma, pero un tipo muy particular son algunas galaxias que son muy antiguas "reliquias" que casi no han cambiado. Hemos de recordad que las galaxias son en realidad sistemas dinámicos que cambian con el tiempo, pero las llamadas "fósiles" son las que se han mantenido sin cambios desde las primeras eras del universo y suelen ser ricas en gas y pobres en estrellas en comparación con las mas modernas.

Como es de esperarse, estas galaxias son fundamentales para estudiar las etapas iniciales del universo, en especial los momentos después de la Gran Recombinación, que fue un evento a eso de los 380,000 años después del Big Bang. El Big Bang, como ya habrán oído, fue el evento que originó la expansión del espacio-tiempo y como consecuencia, el universo. Pero originalmente se tenía unicamente energía, poco después (unos cuantos segundos) aparecen las primeras partículas materiales y a los 380,000 años aproximadamente (algunas estimaciones andan en 240,000-310,000 años), el universo se había expandido y enfriado lo suficiente como para permitir la agregación de partículas elementales en los primeros átomos, las primeras estrellas y galaxias aparecen poco después. Es de esta época de cuando datan algunas de las galaxias fósiles. Aunque se han encontrado galaxias de formación reciente con receta "a la antigua".

Grupos fósil, el color azul denota la parte visible en rayos X, es decir, el gas caliente que rodea a la galaxia central, denotada en rojo y blanco.

Y otro aspecto muy relevante son los grupos fósiles. Como se mencionó en la entrada "La Vecindad" y "Juntos y revueltos" los grupos de galaxias son conjuntos de estos sistemas que están unidos gravitatoriamente y que tarde o temprano se funcionarán en un solo cuerpo, una super-galaxia. Pero observaciones hechas en conjunto entre telescopios de rayos X y ópticos han mostrado la existencia de super-galaxias rodeadas de una enorme nube de gas a temperaturas muy altas que se son los remanentes de galaxias devoradas hace millones de años por la galaxias central. Es decir, esos sistemas son grupos fósiles, el remanente de un grupo donde todas las galaxias ya fueron "comidas" por un solo cuerpo central.

Mucho de estos sistemas fósiles aun estan por estudiarse, aunque con los nuevos telescopios orbitales, de seguro saldrán resultados interesante en los próximos años. En cuando al blog, espero que este años se junten al menos otras 26,000 visitas, y seguiremos esperando sus comentarios y propuestas para mas temas.

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Mecánica evolutiva 1

Que la evolución es un hecho es algo que ya no puede estar mas claro, aunque los creacionistas sigan luciendo la ignorancia como si fuera un don, la evolución es inclusive usada con fines industriales. Aplicando presión de selección natural o artificial a diversos organismos para cumplir nuestros propósitos. Sin embargo aun reina una gran confusión sobre la forma de operar de la evolución. En parte esto se debe a que en años recientes se han hecho considerables avances en nuestro entendimiento sobre dicho fenómeno. Para resolver este problema decidimos incluir una serie sobre el funcionamiento de la evolución.

Las cuatro bases que conforman de ADN de todos los seres vivos de la Tierra. Se les idéntifica con su inicial; A, G, T y C.

Por lo general se tiene la idea de que la evolución es simplemente el conflicto entre especies resultando en "la supervivencia del mas fuerte". Pero en realidad es mas complejo. En primer lugar y como tema de esta entrada veamos lo mas esencial en la evolución; la mutación.

Antes de meternos con las mutaciones hablemos sobre el ADN. El ADN es una molécula, es decir un conjunto de átomos unidos por medio de enlaces (los enlaces entre los átomos se suelen formar por que dos átomos comparten un mismo electrón, esto los mantiene físicamente juntos). El ADN es una de las moléculas mas grandes conocidas, esta conformada por miles de átomos que se agregan en grupos llamados bases que en sí son moléculas mas pequeñas, estas bases son solo 4 y se repiten una y otra vez agrupadas en pares. A estas se les idéntifica con la abreviación de sus nombres, las letras A, C, T y G.

Agrupamiento de las bases para formar pares, y de los pares para formar cadenas.

Entonces veamos el escenario general; el ADN no es mas que una larga cadena de miles de pares de bases, y hay dos tipos de pares (por lo tanto 4 bases). Estas cadenas son continuas y cada una conforma un cromosoma. El ser humano por ejemplo tiene 46 cromosomas diferentes. Todo esta contenido en el núcleo de cada una de nuestras células.

La razón para que cada célula contenga todas esas 46 cadenas de ADN es por que ellas contienen toda la información que necesita la célula para hacer sus cosas de célula, desde dividirse en dos hasta procesar azúcar. A cada unidad de información, es decir, al conjunto de bases suficiente como para "decir" algo significativo se le llama gen, y puede ser para contener información sobre como fabricar alguna substancia, como realizar alguna función celular o algo por el estilo.

Cada ser diferentes contiene diferente información y suele necesitar una cantidad diferentes de cromosomas, claro el que dos especies tengan la misma cantidad no implica que sus cromosomas sean iguales. Por ejemplo, los hamsters sirios que son también mamíferos como los humanos pero tienen una morfología(forma y estructura) y conducta diferentes tienen 44 cromosomas.

Segmento de una molécula de ADN, formada como una "escalera de bases".

Al total de material genético (ADN) se le llama genóma de la especie y es lo que nos distingue. Entonces cada ser en el planeta tiene una copia de su genóma, es decir el "plano completo y manual de operación" de nuestro organismo en cada célula. Y como sabemos, al procrear descendientes, se mezclan los genómas de los padres para dar lugar a nuevos genómas que serán los de los hijos. Por eso no podemos ser iguales a uno de nuestros padres, por que tenemos ADN del otro, y no somos idénticos a nuestros hermanos por que somos combinaciones del ADN de nuestros padres, pero diferentes combinaciones. Claro en el caso de gemelos es casi idéntico el genóma, de hecho se suele parecer tanto que solo en algunos aspectos poco notorios existen diferencia, por ejemplo, las huellas dactilares.

Pero consideremos algo, ¿Que pasa si al generar el nuevo genóma se comete un error?¿Que pasa si uno de los genes que se usó para el nuevo genóma tenía una base cambiada por otras? ¿Y si tenía una base de mas?¿O de menos? A estos errores se les llama mutación y pueden ser ocasionados por muchos factores, desde radiación incidiendo sobre el ADN a simples errores en el proceso de copiado (nadie es perfecto), después de todo, al copiar tantos miles de genes con muchísimas bases cada uno, en alguna se puede generar un error.

Árbol filogenético. Es una forma de ilustrar las relaciones entre las especies o grupos de especies. La longitud de las líneas que llevan de una especie a otra esta en función de la cantidad de mutaciones que separa sus genómas, como se puede ver, los animales, hongos(fungi) y plantas estan mas cercanos entre si que a las Cyanobacterias.

Estos errores son muy comunes y la mayoría no tiene efecto apreciable y además el ADN tiene sus medios para encontrar y corregir errores. Pero de cuando en cuando, alguna mutación vagamente significativa se hacer presente en algún individuo. Este proceso, la generación de mutaciones, es el combustible de la evolución. Las mutaciones ocurren aleatoriamente por una gran cantidad de factores en el ambiente, así que nunca podemos saber en que base de que gen en que cromosoma ocurrirá o cuando, y esto nos ayudará a entender algunos fenómenos.

Pero, si el genóma contiene la información necesaria para hacer funcionar el cuerpo, una mutación hará que terminemos con "un poco mas" o "un poco menos" de algo. Ya sea una alteración en la longitud de las extremidades, un poco mas de un neurotransmisor, o alguna otra variación. Así que las mutaciones son las "unidades de cambio" de una generación a otra y de un individuo de otro, yo soy diferentes a cualquier otro ser humano en la Tierra por que nos separan un numero dado de mutaciones que hacen a mi genóma algo particular.

Ejemplo de una mutación, este segmento de ADN fue atacado por una substancia cancerígena. La molécula al izquierda es la "normal" mientras que la de la derecha contiene un error, por el intercambio de dos bases, que lleva al mal funcionamiento de las funciones reproductivas de la célula. Se dibujaron de azul y amarillo las partes intercambiadas.

Así que esta es la primer lección para entender la evolución, las mutaciones suceden de manera aleatoria y no hay nada que se pueda hacer para evitarlo. Y tales mutaciones implican cambios en la estructura y funcionamiento del organismo. En las próximas entradas de la serie hablaremos sobre el mecanismo de la evolución, la selección natural.

paleontologia evolucion creacionismo ciencia filosofia

Cuestion de magnitudes II

Ok, ya hablamos sobre las magnitudes de las estrellas en la entrada pasada. Ya quedó claro que el brillo que se percibe es medido con respecto a otros cuerpos y se les asigna un número. Pero también se mencionó que esas magnitudes de las que hablamos eran algo llamado "magnitud aparente" y que se diferencian de las "magnitudes absolutas". Veamos ahora lo que es la magnitud absoluta.

Como ya saben, los cuerpos en el universo se suelen encontrar a distancias enormes y mas aún que el rango en el que pueden varias esas distancias es impresionante. Por ejemplo para distancia dentro de sistema solar se utiliza la Unidad Astronómica, que equivale a la distancia recorrida por la luz en 8 minutos (por definición es la distancia media entre el Sol y la Tierra o 150 millones de kilómetros) así que para viajar de un planeta a otro la luz toma unos cuantos minutos o a lo mas unas pocas horas, mientras que las distancias entre las estrellas se miden en los famosos años luz y por su puesto, la relación en la distancia es la misma que en las medidas de tiempo, comparen la duración de dos horas con 500 años y se darán cuanta de lo dispares que son distancias típicas entre planetas a distancias típicas entre estrellas. Mas aún, si toman en cuanta que nuestra galaxia mide 100,000 años luz de diámetro y que las distancias entre una galaxia y otra se miden en MegaParsecs (Mp) donde cada Mp es mas de 3 millones de años, entenderán muy bien lo increíblemente variado de las distancias usadas en astronomía.

Campo del cielo con una gran cantidad de estrellas en un rango muy amplio de distancias y magnitudes.

Y todo este asunto sobre la variedad en distancias me es relevante al medir el brillo por que como ya entenderá, si estoy observando el cielo nocturno no sería muy válido comparar el brillo de un planeta a 20 minutos luz con el de una estrella a 1,500 años luz y el de una galaxia a 700 millones de años luz. Aquí es donde introducimos el concepto de "magnitud absoluta", que se define como la magnitud con la que se ve un cuerpo a 10 parsecs (1 Parsec = 3.2615 años luz) de distancia.

Esto de la magnitud absoluta es de utilidad para que sea valido el comparar la luminosidad (es decir la cantidad total de radiación que sale del cuerpo, el total del brillo) de dos cuerpos. Por ejemplo, Alfa Centauri A tiene una magnitud aparente de 0 (bueno en realidad es -0.01 pero se suele dejar en 0) y se encuentra a unos 4.2 años luz, mientras que su magnitud absoluta es de 4.3. Así que este concepto de la Magnitud Absoluta es simple, y nos ayuda a entender un aspecto que puede ser confuso de los datos de las estrellas ya que se les asocian varias magnitudes, dos de ellas la Absoluta y la Aparente. Ya vimos que para comparar de manera válida el brillo entre ellas hemos de usar la Absoluta, pero para saber que tanto brillará en el cielo de la Tierra nos basamos en la Aparente.

Imagen del Cúmulo Abierto "Pléyades" se pueden ver los miembros principales en primer plano y una gran cantidad de estrellas de fondo.

Como pueden ver, entender estos conceptos es fácil, si bien hay mucho mas que considerar para calcular cada una de estas cantidades, basta con lo explicado aquí para formarse una buena idea. En caso de que no quede del todo claro, pueden con confianza hacer sus preguntas en el foro (link arriba a la derecha) y como un comentario.

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Cuestion de magnitudes I

Tratemos un tema que suele ser un poco confuso para quienes se están adentrando en astronomía, las magnitudes. Muchos nos percatamos de la existencia de algo llamado magnitud en astronomía por que vemos en los mapas celestes que en ocasiones se presentan unos numeritos a un lado de las estrellas o que en la leyenda del mapa se aclara que el tamaño con el que se dibujo la estrella esta asociado a un numero, estos números son mas magnitudes.

Ejemplo de mapa estelar, el tamaño de los puntos que indican la posición de las estrellas es representativo de la magnitud que tienen (la leyenda del mapa no se ve en la imagen).

En primer lugar, la magnitud de un cuerpo celeste es una medida de que tanto brilla dicho cuerpo. Todo comenzó cuando a Hipparco se le ocurrió la idea de que las estrellas no eran eternas e inmóviles. Así que creo el primer catálogo estelar conocido con el propósito de que astronomos de generaciones futuras verificaran la posición de las estrellas par aver si se movieron o no. Pero también anotó el brillo que tenían, pero al no existir una forma de medir tal brillo inventó una.

La forma de Hiparco de medir las magnitudes fue declarando a la estrella mas brillante como de magnitud "1" y a la mas tenue de magnitud "6", por lo que todas las demás estrellas quedarían con algún número entre el 1 y el 6 como su respectiva magnitud. Luego en 1856 un astrónomo llamado Pogson redefinió la escala asignando un valor de "0" a la estrella mas brillante que fue Vega (en realidad primero se definió dando un valor de 2 a Polaris, pero al descubrirse que Polaris variaba su brillo periódicamente, es decir, es una "estrella variable" se decidieron mejor por Vega).

Entonces ahora tenemos que la brillante estrella Vega (Alfa Lyrae) es la referencia de magnitud 0, y una estrella de magnitud 6 sería una apenas visible en condiciones de observación perfectas y sin auxilio de ningún aparato. Además (por razones históricas en las cuales no me meteré por cuestión de espacio) la diferencia entre una magnitud y otra es de 2.512, es decir, una estrella de magnitud 5 es 2.512 veces mas brillante que una de magnitud 6 (se suele redondear a 2.5 veces mas brillante) y de la misma manera, una estrella de magnitud 4 es 2.512 veces mas brillante que la de magnitud 5 y 2.512 x 2.512 = 6.31014 veces mas brillante que la de magnitud 6 y así sucesivamente. Entonces, si vemos en un mapa estelar la escala de magnitudes ya sabemos a que se refiere.

Fotografía de un segmento del cielo don de se indican las magnitudes de dos estrellas y un asteroide (65 Cybele), en la imagen se aclara que se trata de la magnitud aparente.

Y hablando de escalas, se dará cuenta que la estrella Sirio que es mas brillante que Vega (magnitud o) lleva una magnitud negativa, que es - 1.47 y Canopus es de -0.7; mientras que algunos planetas pueden llegar a brillar bastante, por ejemplo Saturno puede alcanzar -0.4, Júpiter y Marte -2.9 y Venus inclusive llega a -3.8. Ahora que si quieren magnitudes realmente impresionantes, la Luna llena esta en -12.6 y el Sol en -26.73.

Por lo que ven, no se difícil entender lo que es la magnitud de una estrella, pero aun tenemos mayor complejidad, todas las magnitudes que he mencionado hasta ahora son lo que se llama magnitud aparente, y es una de las dos principales medidas de brillo que se tiene en astronomía, la otra es la magintud absoluta y será el tema de la siguiente entrada en la serie.

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Parandose el cuello

A mucha gente le parece que lo mas impresionante de la fauna de la Tierra es lo variada que es, se impresionan con la cantidad de especies que en encuentran en lugares ecológicamente mas sanos, como lo es Centro América, el sur de México, las partes mas recónditas del Amazonas y algunos arrecifes de coral. A especialistas y publico en general les impresiona las numerosas diferencias entre, por ejemplo, un elefante y un caracol. Pero un aspecto que encuentro mas interesante son las similitudes entre especies aparentemente muy diferentes.

Esqueleto de la jirafa, si tienen la paciencia adecuada, cuenten las vertebras en el cuello.

Un caso muy interesante de estudio de los mucho sistemas biológicos que se encuentran por las planicies africanas, es el cuello de las jirafas. Como ya sin duda lo habrán notado, el cuello de la jirafa es su característica distintiva, y es una adaptación evolutiva que le llamó mucho la atención a Darwin.

Como parte del animal, el cuello es útil para que el animal, al ser herbívoro, tenga acceso a una gran cantidad de plantas sin tener que moverse mucho ni andar haciendo malabares a la hora de comer. El cuello largo le permite no solo alcanzar las ramas altas, inaccesibles a otros herbívoros, sino también a las hojas en el lado lejano de algún arbusto de pinta deliciosa que se cruce. Así que la jirafa puede comerse el alimento que se consumen los animales terrestres que se limitan a lo no este muy lejos del suelo (y aún mas si consideramos la habilidad de alcanzar las hojas en el extremo lejano y por lo general no son comidas) así como el que sueles ser comido por los animales trepadores, como algunos homínidos. Así que nos queda muy claro que para la jirafa es muy útil su cuello.

Y como adaptación evolutiva es sin duda interesante. Veamos, tenemos un animal que vive en una ambiente y situación donde una serie de mutaciones le llevaron a desarrollar un cuello muy largo y para su buena fortuna tan peculiar modificación le sirvió para sobrevivir con mayor facilidad. Pero bueno preguntemonos ¿como se las arregló la jirafa para tener ese cuello? es decir ¿como se modifica el genoma para dotar al animal de esta estructura? Estas preguntas son las que aparecieron en la mente de Darwin al estudiar el esqueleto de una jirafa en un museo británico.

Como a muchos, a Darwin le fascinó ese esqueleto, y como muchos, le puso toda su atención al enorme cuello, pero como pocos se fijo en un detalle muy curioso, la jirafa tiene 7 vertebras cervicales en el cuello. ¿ Y eso que? Pues que nosotros también tenemos 7 vertebras cervicales. Es decir, el largo cuello de la jirafa tiene la misma estructura ósea, a "grosso modo", que nuestro cuello. Pero ¿no hubiera sido mas fácil que el cuello mas largo sea resultado de tener mas vertebras? Pues tendría sus ventajas y desventajas, pero lo relevante es que en este caso podemos ver una forma muy importante que tiene la evolución de funcionar.

Estructura de la columna vertebral humana, la parte roja es lo que corresponde al cuello. Como pueden ver, son 7 las vertebras que tenemos en dicho lugar.

Es decir, para lograr el cambio, aparentemente tan drástico como lo es el largo del cuello de la jirafa, bastan con pocas mutaciones. Es mas fácil genéticamente alterar el largo de un hueso que el generar huesos nuevos. Así que lo que pasó en el caso de este animal, fue que las mutaciones involucradas fueron únicamente para alterar el largo del hueso (con sus derivados cambios en grosor para soportar el hueso). Curiosamente este fue el mismo método para lograr un cambio también muy importante en la evolución, el paso de la aleta a la pata y luego a los brazos y manos, todo fue alteración en la longitud y forma de los huesos sin requerir de nuevas estructuras o cambios mayores.

Así que como ven, se pueden lograr cambios que parecen ser radicales de forma sencilla. Y las aparentes diferencias entre los múltiples animales que habitan el planeta no son tan marcadas como parece. En sí, genéticamente, las aletas de los peces y nuestras manos son muy similares y el cuello de la jirafa y el nuestro es también casi igual a nivel molecular. Esto no le quita nada de maravilloso a la diversidad animal, al contrario, me parece mas interesante entender lo que uno ve y saber que por mas diferentes que aparentemos ser, en realidad nuestros genomas son muy similares.

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1609

¡Cuanto ha pasado en la historia del mundo, cuanto ha quedado registrado aun en la limitada y corta historia de los humanos! En los últimos cuatro siglos se ha cambiado en aspectos impensables y cada siglo se han alcanzado logros inimaginables el siglo anterior. Mucho se suele hablar de los grandes avances y cuan diferentes son las cosas hoy que hace tiempo. Y claro, en el Año Internacional de la Astronomía no podría ser de otra forma.

Galileo y Kepler, dos de los principales personajes del renacimiento, y cuyos trabajos representan algunos de los elementos mas representativos del método científico.

Y claro, mucha es la diferencia entre las observaciones de Galileo sobre Júpiter al descubrir sus lunas, que el estudio de esos mismos cuerpos hechos por las sondas Galileo y Voyager ( 1 y 2 ) o el entender la naturaleza de los anillos de Saturno por Cassini y Huygens que las exploración del sistema por la sonda Cassini y el descenso sobre la luna Titan de la Huygens. Por no hablar de la diferencia entre ver y pisar la Luna y el avance de ir de las leyes de Kepler a las múltiples métricas del espacio-tiempo (descripciones matemáticas de la estructura del espacio). Es cierto hemos aprendido mucho sobre la estructura y funcionamiento del universo, pero en esta ocasión me gustaría hablar de algo que también ha cambiado y de lo que casi nadie habla. Es decir, de la ciencia en sí.

En realidad lo que se esta festejando este año es mas que el inicio de la astronomía moderna, sino el nacimiento de lo que hoy llamamos ciencia. El trabajo en conjunto de los principales personajes del renacimiento, Galileo, Kepler, Harriot, Tycho, Copernico, etc, no son mas que los elementos de lo que hoy llamamos método científico. Pero en aquellos tiempos, la ciencia como la conocemos hoy era una idea vaga en la mente de estos personajes, y no la fuerte herramienta que tenemos hoy.

En estos cuatro siglos mucho se la progresado no solo en aplicar la ciencia a todo lo que se nos cruce para exprimir de la naturaleza hasta el último secreto, sino en entender como usar la ciencia, entender sus limitaciones, que la puede hacer fallar y como corregirla. Inadvertidamente inició también el estudio de la ciencia como herramienta, la filosofía de la ciencia.

Hoyos Negros, de los objetos mas complejos y difíciles de entender tratados por la ciencia. Esta clase de entidades jamas se hubieran imaginado en tiempos de Kepler.

En ese vital año de 1609 no se cuidaban de tener cuidado con los paradigmas o ideas pre-concebidas, o al menos no de manera consiente. Ni se entendía muy bien la diferencia entre el modelo y la realidad, aunque la presencia de la noción se denota en los escritos que dejaron los científicos. La ciencia en el 2009 es una maquinaria refinada y con capacidad de auto-corrección cuyo funcionamiento entendemos bien y que seguimos estudiando. De manera similar a las hachas de mano, que partieron de ser una piedra burdamente cortada y una estructura de múltiples materiales tratados por procesos industriales. La ciencia ha evolucionado y se ha fortalecido.

El cambio mas substancial logrado por el desarrollo de la ciencia como herramienta en estos 400 años es mas profundo que la diferencia entre ver la lunas de Júpiter y mandar emisarios robot a ellas. El mayor logro en este periodo ha sido el abrir infinidad de nuevos campos de investigación incluyendo algunos de nadie, ni el mas borracho fabulador renacentista hubiera imaginado en sus mas alocados y etílicos sueños. Entre estos, destaca el conjunto de ideas y modelos que es considerados por muchos científicos como la mayor proeza del cerebro humano, la mecánica cuántica.

El nuestro es un cerebro que evolucionó para averiguar como alcanzar frutas y esquivar tigres, pero que tiene una habilidad que es fundamental para nosotros, nos permite ir mas allá de las limitaciones impuestas por nuestra biología. De encontrar como alcanzar frutas ha descifrar como funciona la naturaleza a una escala tan diferente a la que estamos acostumbrados donde la física que se aplica es algo tan abstracto que es casi imposible imaginarlo y solo lo podemos estudiar con nuestras herramientas matemáticas.

El principal avance de estos 400 años se puede decir en una frase:
Hoy podemos estudiar y comprender cosas que no podemos imaginar (literalmente).

Y creánme, que pronto serán muchas mas cosas, mas campos de investigación y nuevas ideas, con las que nuestro cerebro, disciplinado por la ciencia, estará explorando. Estos han sido solo los primeros 400 años.

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Y en segundo lugar....

La historia es un asunto curioso, por lo general existe alguna diferencia entre lo que pasó y lo que se dice que pasó (y en ocasiones, es algo completamente diferente). Un ejemplo es el caso del inicio del uso del telescopio para astronomía. Por lo general se considera que fue Galileo el primero en observar el cielo con un telescopio,(inclusive en la entrada "Galileo, las virtudes de ser peleonero" de este mismo blog, así se mencionó) pero como veremos en realidad fue el segundo.

Mapa de la Luna hecho por Harriot con su telescopio.

Cuatro meses antes que Galileo apuntara su telescopio a la Luna para realizar sus observaciones de montañas y valles selenitas, un graduado en matemáticas inglés de nombre Thomas Harriot (Harriot, Harriott o Hariot, según a quién le pregunten) compró un telescopio ("tronco Holandés", en la lengua de la época) y realizó el primer mapa de la Luna con instrumentación. Pero veamos quién fue este Thomas.

Mapas de la Luna por Galileo.

Nació al rededor de 1560 en Oxford, Inglaterra. Estudió matemáticas y participó en la expedición de Walter Raleight entre 1585-86 a Norte América, pasó su tiempo en la isla Roanoke donde estudio el lenguaje de los nativos y después escribió un libro sobre las personas y características del territorio. Y puesto que Sir Walter Raleight no solo era el lider de la expedición sino también protector de Harriot, este se encontró en muy buena posición económica, lo cuál le permitió hacer una labor muy reconocida por sus contemporáneos. Al ser arrestado Raleight en la Torre de Londres (hablando de historia) pasó a ser protegido de Henry Percy, noveno Heredero de Northumberland quién luego también sería arrestado por andar de conspirador en 1605 (Harriot también fue arrestado "por si las moscas" pero pronto se le dejó en libertad). En los años siguientes, aún con Percy tomándose unas vacaciones forzadas al fresco y resguardo de la guardia de la corona inglesa Harriot siguió viviendo en la mansión de Percy al oeste de Londres. En este sitio es donde continuó sus estudios referentes a diversos temas, incluyendo óptica con su telescopio y donde realizó sus mapas de la Luna.

Así que tenemos por una parte a Harriot, quién cuatro meses antes de Galileo se dedica a la cartografía selenita y produce los que serían los mejores mapas de la Luna durante décadas y por otra al nativo de Pisa quién tarde pero seguro observa la Luna, descubre cosas y se mete en líos. No quiero darle a esto un aire de "lucha de clases" en la ciencia al comparar al adinerado de Oxford con el profesor de Pisa. Pero si me gustaría aclarar algunos puntos.

Thomas Harriot, astrónomo, matemático, traductor, biólogo, etnólogo y acusado de asociación delictiva.

Es cierto que los primeros y mejores mapas de la Luna fueron de Harriot, pero el merito de Galileo no fue ser el primero, sino ser quién entendió las consecuencias de lo que observaba. Por otra parte Harriot no publicó sus resultados, según algunos, por que al estar en una posición económica acomodada, no sentía presión mas que la de tener contento a su mecenas(aunque no lo pudiera sacar de la carcel). El merito de Galileo fue darse cuenta que el hecho de que la Luna tenga una superficie que no era la esfera perfecta implicaba que dicho cuerpo tenía una naturaleza similar a la Terrestre. El merito de Galileo fue su logro en el terreno de la ciencia Y la filosofía, al transformar al cielo en parte del mundo natural.

Así que dicho sea lo justo; fue Harriot quién utilizó el telescopio para estudiar el cielo por primera vez (según nos dice la historia), pero fue Galileo quién lo utilizó para modificar nuestra percepción del universo.

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Paseo por el cielo de invierno

Para los habitantes del hemisferio norte esta temporada, aparte del frío, trae cielos muy llamativos, entre el aire mas frío y transparente y el hecho de tener una variedad de estrellas mas brillantes formando constelaciones fáciles de identificar.

Messier 42, NGC 1976 o Nebulosa de Orión, es una nube molecular que es un muy buen ejemplo de una región de formación estelar. Es fácil de observar en la constelación de Orión.

Estos cielos son una buena oportunidad para los astrónomos amateurs que no temen a las inclemencias de la intemperie (los que llamo "astrónomos con el quásar en los huesos") para estudiar algunos objetos de sumo interés y fáciles de observar en estas fechas con telescopios pequeños o inclusive binoculares. Algunos de los mas llamativos son:

La nebulosa de Orión.- Esta enorme nube molecular es fácil de identificar como la estrella central en la espada de Orión, el cazador. Lo interesante es la gran cantidad de detalle que se le puede observar y que la hace no solo algo muy bonito sino un objeto digno de estudio para los amateurs que quieren aprender mas sobre astrofísica.
Los filamentos que se pueden ver por cualquier telescopio y las regiones oscuras son indicativos de la estructura de la nebulosa. Las partes oscuras y que aparentan estar "vacías" son en realidad regiones ricas en polvo que son tan densas que no dejan que la luz de las estrellas recién nacida en el interior de la nebulosa salga al exterior.
Esta nube es una de las regiones de formación estelar activas mas cercanas y fáciles de estudiar. Esas regiones muy densas de la nube es donde se están formando las nuevas proto-estrellas y las estrellas brillantes del centro de la nebulosa son las estrellas recién nacidas emiten grandes cantidades de radiación que "barre" el gas y polvo de los alrededores. Así que en esta nebulosa se ve el proceso de formación estelar en pleno acto.

M45, o Pléyades. Ejemplo del siguiente paso en la vida de una estrella. Se ve aún un poco del gas que queda de la primitiva nebulosa.

Las Pléyades.- Una de las ventajas del cielo de invierno es que se pueden estudiar las múltiples fases de la vida de una estrella en una sola noche. Si después de la nebulosa de Orión vemos a las Pléyades nos estaríamos adelantando unas cuantas docenas de millones de años. Las Pléyades son un Cúmulo Abierto, es decir un sistema de estrellas jóvenes en proceso de separarse.
Después de que formarse dentro de las nubes moleculares, las estrellas se aceleran por la atracción mutua y esta velocidad recién adquirida las termina por alejar. En el caso de la Pléyades aun se puede ver un poco del gas primitivo de la nebulosa que algún día ocupó su lugar. Así que primero observen la Nebulosa y luego las Pléyades y verán dos cuadros en la película de la vida temprana de una estrella.

Betelgeuse y Aldebarán.- Estas son unas estrellas que se usan mucho como ejemplos del tipo Gigante Roja, es decir, una estrellas viejas. Estas son estrellas que como las jóvenes brillan mucho, pero no es por la gran cantidad de energía que producen, sino por que al envejecer se expanden y se tiene mucho material que brilla. Las estrellas jóvenes son "gas muy denso que brilla mucho" y las viejas, "gas tenue y extendido que brilla poco". Así que las jóvenes son como un conjunto de pocos focos muy brillantes y las viejas un enorme conjunto de focos débiles. Estas estrellas están en la últimas etapas de sus vidas.

Mapa de la constelación de Orión con la posición de algunos de los cuerpos mencionados.

Como pueden ver, el cielo de invierno ofrece un menú de cuerpos a estudiar, les recomendaría que luego de leer sobre estos temas, las estrellas viejas, formación estelar, etc, salgan y aprecien ejemplos de dichos fenómenos, verán como lo "bonito" de la naturaleza se aprecia en realidad cuando se entienden los fenómenos que la gobiernan. Para ustedes la nebulosa de Orión ya no es "una nubecita muy bonita en el cielo", ustedes ahora saben lo que es y lo que pasa en su interior, todos estos cuerpos ahora son para ustedes tan naturales como cualquier piedra en la Tierra.

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Y siguen las lluvias

Después del espectáculo que nos ofrecieron las Leónidas tendremos otra oportunidad mas de apreciar una lluvia meteórica importante este año. Del 7 al 17 de Diciembre, con un máximo el 14 (a las 5:10 Tiempo Universal) será temporada en observar las Gemínidas.

Lo interesante de esta lluvia, que no promete ser muy llamativa visualmente es que el objeto padre 3200 Phaethon suele ser considerado como un asteroide y no un cometa. Pero ya vimos en la entrada sobre la Leónidas que en cada ocasión que un cometa pasa cerca del Sol y parte del hielo pasa de estado a gas (recuerden que sin una atmósfera no se puede tener el estado líquido) liberan fragmentos que se quedan en órbita y al ser atraídos por la fuerza gravitatoria de la Tierra caen, transformándose en lo que solemos llamar meteoros. De aquí que la lluvias meteóricas estén asociadas con algún cometa, cuerpo al que se le considera "padre" de esa lluvia en particular.

Órbita de un cometa y rastro de los fragmentos del cometa. Así se van desgastando los cometas poco a poco al dejar su materia por el espacio interplanetario terminando como "asteroides".

Por lo tanto lo que pasa con las Gemínidas es que su cuerpo padre, 3200 Phaethon, es el núcleo de un cometa ya tan viejo que casi no contiene hielo por haber pasado tantas veces junto al Sol. De aquí que en ocasiones se el considere mas bien un asteroide con un poco de hielo que un cometa.

Esto también explica por que esta lluvia no suele ser muy poblada, ya que su ZHR (la cantidad de meteoros que se verían en condiciones de observación perfectas) es de apenas 120, pero lo meteoros que la componen suelen ser muy duraderos por que tienen mucho mas polvo del normal.

Es decir, los meteoros de las Gemínidas son pocos pero brillantes. Espero que al igual que con las Leónidas muchas personas las observen y contribuyan sus observaciones a la IMO para aumentar nuestro entendimiento de estos fenómenos.

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Esto

Entre los temas tratados en este blog, uno de los que mas han llamado la atención fue el de los Neandertales y en general los de paleoantropologia y una pregunta que siempre lo asalta a uno es: ¿que distingue a nuestra especie?

Si ya vimos como los Neandertales desarrollaron tecnología, muy probablemente lenguaje comparable con el nuestro y cultura, entonces ¿que nos hace diferentes? ¿es solamente las pequeñas diferencias físicas? ¿son la curvatura de la piernas y la articulación del hombro nuestra marca distintiva? Por que, vamos, en cuanto a comunicación somos buenos, pero no los únicos, en cuanto a desarrollo de tecnología, los Neandertales eran mas lentos pero dándoles tiempo podían ser igual de eficientes, en lo referente al desarrollo de cultura, pues ellos mismos no se quedaban atrás. Entonces, si no podemos alardeamos de nuestra amada tecnología, nuestro complejo lenguaje y complejas sociedades ¿que tenemos de especial?

Molécula de ADN, especializada en el almacenamiento de información referente a la construcción y operación básica de un organismo. Una especie de manual molecular.

Algunos mencionan el arte, la expresión artística como producción meramente Homo Sapiens Sapiens, pero esto es demaciado conflictivo y difícil de probar, otros se van por la agricultura, pero esto sería hacer un poco de trampa ya que fue un descubrimiento fortuito de alguna otra especie de la misma familia podría haber hecho. Así, me propongo postular un desarrollo que considero ser representante de la naturaleza del Homo Sapiens Sapiens.

Se trata de una solución que encontramos para el problema básico para la vida, almacenar información. La forma mas elemental y nuestro respaldo base (nuestro ROM, por usar términos técnicos) es el ADN, conteniendo la información requerida para el funcionamiento del cuerpo. Pero el ADN cambia muy lentamente, de aquí la utilidad del cerebro, y en particular el cerebro de mamífero, que permite la asimilación rápida de información. Luego la invención del lenguaje permitió la homogenización del conocimiento entre individuos, es decir el pasar información de un cerebro a otro. Pero hace unos pocos miles de años nos topamos con que nuestra habilidad para entender la naturaleza estaba dando tan buenos resultados que nuestro cerebro no fue capaz de cumplir su función de almacenar TODO lo que queríamos meterle. Y por esa época aparece el invento mas importante desde que se quebró intencionalmente la primer rama para utilizarla como herramienta y el evento mas relevante desde el control del fuego. Apareció esto.

Si esto. La escritura. Es algo que definitivamente es exclusivo del Homo Sapiens Sapiens. Requiere un lenguaje con sintaxis definida y que sea flexible como para expresar cualquier idea, la tecnología que nace de la manipulación de la naturaleza, la coordinación entre personas, propia de una sociedad bien estructurada que permita hacerla útil, la capacidad de abstracción para dar a símbolos un significado específico y sobre todo, requiere la inventiva e innovación que facilite reconocer su prácticidad.

No mas grande, mas complejo. La versatilidad del cerebro humano radica en su complejidad no en su tamaño. Es muy útil ya que no solo permite el comprender el mundo sino también guardar información recién adquirida.

Aún seres tan parecidos a nosotros como los Neandertales difícilmente hubieran desarrollado algo de este nivel de abstracción y que requiera tantas innovaciones juntas (la tecnología Neandertal era muy práctica pero se desarrollaba lentamente).

¿Y por que declarar a la escritura tan importante? Muy sencillo, la habilidad del lenguaje de transferir información de un cerebro a otro se hace independiente del tiempo, es decir, quien escribe nos puede hablar directamente de su cerebro al nuestro sin importar hace cuanto murió y es muy superior a la comunicación oral de generación en generación por no sufrir alteración (salvo por algún traductor no muy docto). Otra gran ventaja es que permite que el mensaje llegue a mas personas. Mientras que el lenguaje hablado llega a unos cuantos que estén lo suficientemente cercanos como para escucharnos, el texto puede pasar por un sin fin de manos y ojos. Y si metemos las ventajas tecnológicas actuales, donde hasta el audio y video se distribuyen en masa, vemos que el texto no se queda atrás. Este texto, por ejemplo, puede ser reproducido en su forma electrónica incontables veces usando casi los mismos recursos naturales para diez copias como para diez millones.

He aquí algunos ejemplos de escritura, es decir, de personas que les están hablando desde otros lugares y épocas:

Hace pocos años, como bien sabe vuestra serena alteza, descubrí en los cielos muchas cosas no vistas antes de nuestra edad. La novedad de tales cosas, así como ciertas consecuencias que se seguían de ellas, en contradicción con las nociones físicas comúnmente sostenidas por filósofos académicos, lanzaron contra mí a no pocos profesores, como si yo hubiera puesto estas cosas en el cielo con mis propias manos, para turbar la naturaleza y trastornar las ciencias, olvidando, en cierto modo, que la multiplicación de los descubrimientos...

Carta a la Gran Duquesa Madre, Galileo Galilei

-La carta -dijo Sancho- no la leyó, porque dijo que no sabía leer ni escribir; antes la rasgó y la hizo menudas piezas, diciendo que no la quería dar a leer a nadie, porque no se supiesen en el lugar sus secretos, y que bastaba lo que yo le había dicho de palabra acerca del amor que vuestra merced le tenía y de la penitencia extraordinaria que por su causa quedaba haciendo. Y, finalmente, me dijo que dijese a vuestra merced que le besaba las manos, y que allí quedaba con más...

Don Quijote de la Mancha, Miguel de Cervantes

Es, por lo tanto, de la mayor importancia llegar a la clara percepción de los medios de modificación y coadaptación, por lo cual desde el principio de nuestras observaciones nos parecía probable que el cuidadoso estudio de los animales domésticos y de las plantas cultivadas ofrecería más probabilidades para aclarar tan oscuro problema...

El origen de las especies por medio de la selección natural, Charles Darwin.

Es evidente, por otra parte, que si existiendo A lleva consigo necesariamente la existencia de B, pudiendo existir A, necesariamente B puede existir igualmente. Porque si la existencia de B no es necesariamente posible, nada obsta a su existencia sea posible. Supóngase, pues, que A es posible; en el caso de la posibilidad de la existencia de A, admitir que A existe no supone ninguna imposibilidad. Ahora bien, en este caso B existe necesariamente. Pero hemos admitido que B podría ser imposible. Supóngase a B imposible...

Metafísica, Aristóteles

Ejemplo de escritura, sirve para que la sociedad presente y pasada comparta información.

Así que, como pueden ver la escritura es indudablemente práctica y para una especie de criaturas cuyo método de supervivencia es entender el mundo donde viven, representa una herramienta invaluable ya que no solo los humanos existentes nos aliamos para beneficio común, sino que inclusive las generaciones hace siglos muertas nos ayudan a sobrevivir. Siempre y cuando, hayan escrito.

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Hasta que la muerte los separe (en pedacitos) II

Bien, ya hablamos en la entrada pasada sobre el proceso que hace a las estrellas envejecer. Y se ha mencionado brevemente los posibles resultados del proceso de muerte estelar, es decir; la enana blanca, estrella de neutrones y hoyos negros, pero ahora veremos ya bien a bien, de que se trata.

Como se dijo en la última entrada, las estrellas al morir se despedazan y solo queda el núcleo para formar el llamado "remanente" (es decir el "cadáver" de la estrella) el cuál puede ser de diferente masa. Y esto es lo fundamental, ya que al ser el remanente de diferente masa su destino cambiará, veamos los tres casos:

Diagrama de la vida de una estrella como el Sol, terminando en una Enana Blanca.

Hasta 1.4 veces la masa del Sol.- Es el caso de estrellas relativamente chicas, que al morir dejan un remanente pequeño. En este caso, la materia que queda después de la formación de la nebulosa planetaria se comienza a enfriar y a compactarse. Inicialmente emitirá luz y calor por la temperatura que tiene (por eso es "enana BLANCA") y tarde o temprano llega a la una temperatura tan baja en la cual no puede emitir mas de manera apreciable y se termina transforma en enana negra.
En estos cuerpos la materia se compacta tanto como al materia que tenemos en la Tierra, donde las parte exterior de un átomo (la nube de electrones) chocan directamente contra la de su vecino y eso detiene el proceso de colapso. Es decir, una enana blanca se mantiene de un tamaño determinado por el choque sus átomos.
Un remanente con la masa del sol que sea enana blanca tendría el tamaño aproximado de la Tierra.

De 1.4 a 3 veces la masa del Sol.- Supongamos que la estrella recién fallecida deja un remanente en este rango de masas, al enfriarse y compactarse se llega al punto en el cuál un átomo cualquiera choca con sus vecinos. Pero por la enorme masa, la gravedad será suficiente como para aplastar los átomos y quebrarlos, haciendo chocar electrones de la nube exterior con los protones del núcleo. En este caso, lo que quedan son neutrones, tanto los que ya tenían los átomos originales como los resultantes del choque electrón-protón. De aquí el nombre de Estrella de Neutrones.
Curiosamente, estos cuerpos que son mas masivos que las enanas blancas son mas pequeños ya que su gravedad es mucho mayor y en consecuencia se compactan mas. Además, la fuerza que las sostiene es el choque de un neutrón contra otro, lo que permite que la materia se compacte mucho ya que los átomos tienen mucho espacio vacío (son casi tan vacíos como el sistema Solar) y ese espacio es mejor aprovechado al tener puros neutrones uno contra el otro.
Un cuerpo de la masa del Sol, pero con la densidad de una estrella de neutrones tendría el tamaño de una ciudad.

Esquema ilustrativo de la diferencia entre materia normal y la degenerada (como se le llama a la materia muy compacta) la materia normal se encuentra en casi toda la enana blanca, salvo el núcleo que contiene un poco de materia electro-degenerada. Las estrellas de neutrones contienen de la baryo-degenerada.

Mas de 3 veces la masa del sol.- Ok, se necesita una estrella realmente grande para dejar un remanente de estas dimensiones, pero si sabemos de algunas. Pero ¿que pasa con la materia bajo estas condiciones? Pues pasa por la etapa de enana blanca, se continúa compactando hasta ser puros neutrones.....pero continúa compactándose. La gravedad de estos cuerpos es tan alta que no existe fuerza, proceso o proceso burocrático que la detenga (la Secretaría de Hacienda está trabajando en ello, creo que quieren poner un impuesto a la gravedad) en tal caso se forman los hoyos negros.
Por definición la materia que formó al hoy negro no tiene tamaño alguno, de hecho el concepto de "tamaño" no se aplica muy fácilmente en estos sistemas. El nombre de "hoyo negro" se da por que la gravedad se dispara de manera tal que se forma un "región" de donde la velocidad de escape es mayor a la de la luz que es lo más rápido en el universo, por lo tanto nada puede salir.

Simulación del paso de un hoyo negro entre una galaxia lejana y un observador. El hoyo negro no emite luz, pero su gravedad es tan fuerte que curva la luz que pasa cerca de él distorsionando las imágenes.

Así vemos que lo que sea de la estrella muerta dependerá de su masa, espero en otra entrada hablar mas al detalles sobre como al masa determina el futuro de las estrellas.

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