La sombra de Júpiter da forma a sus anillos
Utilizando datos de la nave Galileo, de la NASA, un equipo de científicos mostró que la sombra de Júpiter da forma a los anillos del planeta y a las órbitas de las partículas dentro de los anillos. Los hallazgos aparecerán en la edición del 1° de mayo de la revista británica Nature.
Los anillos de Júpiter son débiles y ni remotamente visibles o majestuosos como los de Saturno. Fueron descubiertos en 1979 por la Voyager y consisten en diminutas partículas creadas por colisiones entre las lunas de Júpiter y meteoritos. Estos granos son tan minúsculos que si se alinearan mil de ellos sólo medirían un milímetro de largo, esto es, son tan pequeños como las partículas del humo del cigarrillo. La Galileo pudo medir directamente estas partículas.
Los científicos estudiaron el anillo cercano a Thebe, una de las lunas interiores de Júpiter. "Descubrimos que la sombra de Júpiter cumple un papel importante en la formación del anillo", dijo Douglas Hamilton de la Universidad de Maryland.
"En el lado diurno de Júpiter, la luz del sol carga positivamente a las partículas de polvo, mientras que en el lado nocturno las partículas tienen una carga negativa. Cargas diferentes reaccionan de manera diferente al campo magnético de Júpiter, produciendo cambios en las órbitas de las partículas, y cuando las condiciones son las correctas, incluso cambia la inclinación de las partículas del anillo", dijo Hamilton.
Por ejemplo, algunos granos de polvo están forzados a seguir órbitas inclinadas dentro del anillo de unos 20 grados respecto al ecuador de Júpiter. Esto sorprendió a los científicos porque las partículas en los anillos visibles tienen órbitas inclinadas de sólo 1 grado, aproximadamente.
Hamilton dijo que el polvo alrededor del planeta adquiere cargas eléctricas a partir de colisiones con plasma en órbita. La radiación solar actúa literalmente como un interruptor de luz y libera electrones de la superficie de las partículas del anillo. "Por lo tanto, en la luz solar los electrones son expulsados de los granos de polvo pero regresan cuando pasan por la sombra", agregó Hamilton.
Los datos fueron registrados por la Galileo, mientras volaba alrededor de Júpiter durante siete años y antes de que en un vuelo controlado terminara su misión en 2003 al zambullirse en la atmósfera de Júpiter. El detector de polvo supersensitivo de la nave registró miles de impactos de partículas de polvo en su trayectoria a través del sistema de anillos de Júpiter en 2002 y 2003.
Por medio de modelos hechos por computadora los científicos pueden explicar los nuevos fenómenos del anillo. "Nuestras mediciones revelan propiedades del anillo que eran desconocidas", dijo Harald Krüger del Instituto Max Planck de Investigaciones del Sistema Solar, Alemania. Por ejemplo, las partículas de polvo pueden encontrarse más lejos del planeta de lo que creían los científicos. "Además de eso, algunas partículas tienen órbitas que están muy inclinadas respecto del ecuador de Júpiter", agregó Krüger.
Según Hamilton, los mecanismos identificados en este artículo afectan a los anillos de cualquier planeta de todo sistema solar, pero los efectos podrían no ser tan evidentes como lo son en Júpiter. "Las partículas de hielo de los famosos anillos de Saturno son muy grandes y pesadas para que este proceso las afecte de manera significativa, lo que también explica porqué no se ven en Saturno anomalías similares", dijo. "Nuestros descubrimientos de los efectos de la sombra pueden también iluminar aspectos de la formación de los planetas, porque las partículas de polvo cargadas eléctricamente deben de alguna manera combinarse para formar cuerpos más grandes, con los que en última instancia se forman los planetas y las lunas."
Júpiter, el quinto planeta a partir del Sol, tiene 63 lunas conocidas. El polvo que forma los débiles anillos de Júpiter se produce cuando pequeñas motas de escombros espaciales chocan contra Adratea, Metis, Amaltea y Thebe, pequeñas lunas interiores de Júpiter (
en la imagen, clic para ampliarla). Este polvo se distribuye en un anillo principal, un halo interno y dos anillos gossamer, más distanciados y débiles. Los anillos más grandes están limitados por las órbitas de estas cuatro lunas, pero una débil protuberancia exterior de polvo, que se extiende más allá de la órbita de Thebe, había desconcertado hasta ahora a los científicos.
Fuentes:
NASA y
Science Daily (
enlaces en inglés).
La hipótesis de Gaia: ¿es posible que la Tierra sea un único organismo?
¿Puede considerarse que la Tierra es un único organismo viviente? Después de todo, el cuerpo humano está compuesto por cientos de miles de millones de bacterias, pero consideramos que el cuerpo es un único organismo. La hipótesis de Gaia (popularmente conocida como "la teoria de Gaia") va más allá de los organismos individuales que pueblan la Tierra, abarca a todos los componentes vivos o no vivos de la biósfera de la Tierra y propone que complejos sistemas interactivos regulan el ambiente en un grado muy alto. Tanto así pues que puede considerarse al planeta como un único organismo por propio derecho.
Es más, esta hipótesis fue desarrollada por un científico de la NASA que estaba buscando vida en Marte...Cuando uno se detiene a pensarlo, nuestro planeta actúa como un gran organismo. Si se consideran las interrelaciones entre plantas y atmósfera, animales y seres humanos, rocas y agua, un patrón complejo de procesos simbióticos parecen complementarse entre sí de una manera perfecta. Si una fuerza externa (como una inyección masiva de anhídrido carbónico atmosférico luego de una erupción volcánica) deja fuera de balance a un sistema, otros procesos se estimulan para contrarrestar la inestabilidad (aparece más filoplancton en los océanos para absorber el anhídrido carbónico en el agua). Muchos de estos procesos pueden interpretarse como un "sistema inmunológico global".
La hipótesis que sostiene que nuestro planeta podría ser un gran organismo fue el hijo intelectual del científico británico Dr. James Lovelock. Su hipótesis surgió en los '60, cuando Lovelock trabajaba en la NASA sobre métodos para detectar vida en la superficie de Marte, al tratar de explicar porqué la Tierra tenía unos niveles tan altos de anhídrido carbónico y nitrógeno. Lovelock definió recientemente a Gaia como:
[...] los organismos y su ambiente material evolucionan como un sistema único combinado, del cual emerge la autoregulación sostenida del clima y la química en un estado habitable para cualquier biota actual. (Lovelock J. (2003) The living Earth. Nature 426, 769-770.)
Por lo tanto, la obra de Lovelock apunta a sistemas ecológicos interrelacionados que fomentan el desarrollo de la vida actualmente viviente en la Tierra. Naturalmente, es una afirmación muy polémica la que sostiene que la Tierra misma es realmente un organismo vivo que abarca los mecanismos de pequeña escala que experimentamos dentro de nuestra biósfera, pero hay experimentos y pruebas que se han realizado para sostener esta teoría. Es probable que el modelo más famoso de la hipótesis de Gaia es el desarrollo de la simulación llamada
Daisyworld o
mundo de margaritas. Daisyworld es un planeta imaginario cuya superficie está cubierta de margaritas blancas, margaritas negras o nada en absoluto. Este mundo imaginario gira alrededor de un sol, que es la única fuente de energía para el crecimiento de las margaritas. Las margaritas negras tienen un albedo muy bajo (esto es, no reflejan la luz del sol), en consecuencia elevan su temperatura y recalientan la atmósfera que las rodea. Las margaritas blancas tienen un albedo alto y reflejan toda la luz a la atmósfera. Las margarita blancas se mantiene frías y no contribuyen al calentamiento atmosférico.
Ir a
Daisyworld (una simulación en Java)
Cuando se ejecuta esta básica simulación por computadora, emerge un cuadro bastante complejo. Con el objetivo de lograr un óptimo crecimiento de margaritas en Daisyworld, la población de margaritas blancas y negras fluctúa, regulando las temperaturas atmosféricas. Cuando se inicia la simulación, se producen grandes cambios en la población y la temperatura, pero el sistema se estabiliza con rapidez. Si la radiación solar cambia de improviso, la proporción de margaritas blancas:negras se compensa para estabilizar una vez más las temperaturas atmosféricas. Las plantas simuladas de Daisyworld autoregulan la temperatura atmosférica y logran optimizar su crecimiento.
Esta es una presentación supersimplificada de lo que podría estar ocurriendo en la Tierra, pero demuestra el argumento principal de que Gaia es un conjunto de sistemas autorreguladores. Gaia explica porqué las cantidades de gases atmosféricos han permanecido bastante estables desde que la vida se formó en la Tierra. Antes de que la vida surgiera en nuestro planeta hace 2.500 millones de años, el anhídrido carbónico dominaba la atmósfera. La vida se adaptó rápidamente para absorber este gas atmosférico, generando nitrógeno (de bacterias) y oxígeno (de la fotosíntesis). Desde entonces, los componentes atmosféricos se han regulado firmemente para lograr las condiciones óptimas para la biomasa. ¿Podría explicar también por qué los océanos no son demasiado salados? Es posible.
Este sistema autoregulatorio no es un proceso consciente; simplemente es un conjunto de ciclos de retroalimentación, donde todos trabajan para mejorar en grado sumo la vida en la Tierra. La hipótesis tampoco interfiere con la evolución de las especies ni señala a un "creador". En su forma moderada, Gaia es una manera de mirar los procesos dinámicos de nuestro planeta, además de proporcionar una comprensión de cómo los procesos físicos y biológicos, que en apariencia son dispares, en realidad se interrelacionan. Respecto a si Gaia existe como un organismo de propio derecho, depende de la definición de "organismo" que se sostenga (el hecho de que Gaia no pueda reproducirse es el gran inconveniente para ver a la Tierra como un organismo), pero ciertamente lo deja a uno pensando...
Fuente:
Ian O'Neill para Universe Today (
enlaces en inglés).
El mito del científico
El filósofo británico
Simon Blackburn presenta críticamente
diez mitos modernos, entre los que se cuentan el mito del significado, el de la creencia religiosa, el del científico, el de la democracia, el de la cultura, el del respeto igualitario. Traduzco uno de ellos y, a continuación, una aclaración, porque a juzgar por los comentarios de los lectores, este mito fue bastante mal comprendido:
El mito del científico
La afirmación de que hay una maestría o habilidad, ciencia, y que la gente que es buena en ella merece mucha atención. Esto es casi totalmente falso. No hay tal cosa como un científico, y es una vergüenza que William Whewell, un filósofo algo incompleto —aunque un hombre de Cambridge—, inventara el término. Sólo hay biólogos, químicos, físicos, matemáticos, etc. Pueden ser gente muy brillante, pero en el momento en que uno de ellos sale uno o dos milímetros de su especialidad, no son mejores que el resto de nosotros.
Problemas como la aftosa, la temperatura global o los tejones, para nombrar sólo tres, necesitan distintos paquetes de habilidades, suponiendo que haya que tenerse uno. Con mayor razón, no debe haber tal cosa como el científico del gobierno. Una versión de este mito es que algo llamado ciencia es una actividad auto-sustentada y auto-gobernada con una virtud particular, se dedica únicamente a la verdad. Esto ignora la enorme proporción de científicos-físicos que trabajan para el mal llamado Ministerio de Defensa y los científicos-biólogos que trabajan para las grandes compañías farmacéuticas, intentando conseguir patentes sobre drogas que hacen poco por la carga de la enfermedad en el mundo pero que pueden ser vendidas a los ricos. Los científicos tienen una respuesta estándar cuando deben confrontar con esos hechos desafortunados, la que afirma que la crítica debe ser alguna clase de relativismo. Este es un término berkeliano: nadie sabe qué significa, pero todos saben que es malo.
La idea aquí no es negar que los científicos puedan hacer una contribución valiosa al discurso público, sino atacar la noción de que de alguna manera la contribución de los científicos es sacrosanta o particularmente privilegiada por la única virtud de ser científicos. Esto es, S. Blackburn hace explícita la presencia de una forma atenuada de la falacia de apelación a la autoridad, que parece haberse introducido subrepticiamente en el discurso público. Por supuesto, los científicos tienen una autoridad significativa fuera de su especialidad, pero esto no les exime de presentar su opinión clara y rigurosamente. No hace ningún bien que la gente acepte el discurso del científico con un "bueno, debe saber de lo que está hablando, después de todo es un científico" —reemplácese "científico" por la especialidad que corresponda—.
¿Por qué no podemos enviar la basura al espacio?
La máquina de hacer preguntas otra vez en acción. En esta ocasión, Fraser Cain, de Universe Today, responde
¿Por qué no podemos enviar la basura al espacio? (
en inglés):
¿No sería esa una solución satisfactoria para un gran problema? Juntar todos los desperdicios, cargarlos en un cohete y lanzarlos al espacio. Quizá sólo arrojarlos al Sol. Podríamos vivir en un mundo sin basura.
Hay dos problemas con esa propuesta: los seres humanos producimos una enorme cantidad de basura y lanzar un cohete es extremadamente costoso. (
En la imagen: lanzamiento del Mars Odyssey, sin basura a bordo.)
Se ha estimado que poner material en órbita con el transbordador cuesta alrededor de u$s22.000/kg. Incluso si los ingenieros pudieran bajar los precios por un factor de 10, el lanzamiento de basura al espacio seguiría costando miles de dólares. Imaginemos un maravilloso mundo ideal, donde los costos de lanzamiento pudieran ser reducidos a u$s1.000/kg —20 veces menos de lo que cuesta lanzar un kg en el transbordador—.
También se estimó que sólo los EE.UU. producen 208 millones de toneladas métricas de desperdicios por día... ¡por día! Por consiguiente, lanzar toda esa basura al espacio le costaría a los EE.UU. u$s208 billones por día... ¡por día!
El producto bruto interno de los EE.UU. fue de u$s13,13 billones en 2006, lo que equivale a unos u$s36.000 millones por día. En otras palabras, los EE.UU. tendrían que gastar 5.800 veces su presupuesto bruto interno por día sólo para lanzar sus desperdicios al espacio.
¿Que pasaría con los residuos nucleares? Un reactor nuclear genera entre 25-30 toneladas de residuos de combustible por año. Con nuestro presupuesto ideal de u$s1.000/kg, costaría cerca de u$s25 millones lanzar los residuos de un sólo reactor al espacio. Según la
Wikipedia, existen 63 reactores en operación en los EE.UU., por lo tanto costaría u$s1.600 millones al año la disposición de los residuos nucleares generados.
Se calcula que Yucca Mountain —el plan actual de los EE.UU. para almacenar los residuos nucleares— tendrá un costo de cerca de u$s58.000 millones durante los próximos 100 años. De aquí que el almacenamiento de residos en Yucca Mountain costará cerca de un tercio del precio de lanzar ese material al espacio. Eso sin mencionar el riesgo enorme de lanzar cohetes llenos de residuos nucleares al espacio: imaginen qué podría pasar si un cohete explota en el medio de un vuelo...
El color de las plantas en otros mundos (Cronograma de la fotosíntesis)
Otro apartado que presenta un cronograma del desarrollo de la fotosíntesis en la Tierra, un material de apoyo del artículo de
Nancy Y. Kiang publicado en la revista
Scientific American del 7 de abril de 2008, cuya primera parte
traduje aquí.
Cronograma de la fotosíntesis en la TierraLa fotosíntesis evolucionó muy pronto en la historia de la Tierra. La rapidez de la emergencia indica que no fue una casualidad y es posible que aparezca también en otros mundos. A medida que los organismos liberan gases que cambian las condiciones de luz de las cuales ellos mismos dependen, deben desarrollar nuevos colores.
- 4.600 millones de años: Formación de la Tierra.
- 3.400 millones de años: Primeras bacterias fotosintéticas.
Absorbieron luz infrarroja en vez de visible y produjeron compuestos de sulfuros y sulfatos en vez de oxígeno. Sus pigmentos (posiblemente bacterioclorofilas) fueron los predecesores de la clorofila.
- 2.400 a 2.300 millones de años: Primera prueba en una roca del oxígeno atmosférico.
- 2.700 millones de años: Cianobacterias.
Estas bacterias muy comunes fueron los primeros seres productores de oxígeno. Utilizan una mezcla de pigmentos —ficobilinos, carotenoides y varias formas de clorofila— para absorber la luz visible.
- 1.200 millones de años: Algas rojas y marrones.
Estos organismos presentan estructuras celulares más complejas que las de las bacterias. Al igual que las cianobacterias, posee pigmentos ficobilinos y varias formas de clorofila.
- 750 millones de años: Algas verdes.
Las algas verdes se desenvuelven mejor que las algas rojas y marrones en la potente luz de las aguas poco profundas. Llevan a cabo el proceso sin pigmentos ficobilinos.
- 475 millones de años: Primeras plantas terrestres.
Musgos y briofitas descienden de las algas verdes. Como carecen de una estructura vascular (tallos y raíces) para extraer agua del suelo, no pueden crecer en altura.
- 423 millones de años: Plantas vasculares. Literalmente son las variedades de plantas de jardín, como helechos, hierbas, árboles y cactus. Pueden crecer y desarrollar copas altas para capturar más luz.
Volver a la
primera parte del artículo, al
apartado anterior (Slideshow) o continuar al
siguiente apartado (Otras biofirmas).
La Enciclopedia recreada
Unos cincuenta collages creados a partir de imágenes tomadas de
La Enciclopedia de Denis Diderot y Jean D'Alembert:
Como se aprecia en la imagen, la
nueva edición es un proyecto bastante alejado del espíritu original de la obra. Incluso, desde la perspectiva de la razón, este collage representaría un regreso a las explicaciones fantásticas del pasado que el siglo de las luces intentaba superar definitivamente. De todas maneras, los collages apuntan en conjunto más a una recreación imaginativa de los contenidos de La Enciclopedia que a un manifiesto oscurantista.
Vía
Hotlinks (
enlaces en inglés).
El viaje de la Kon-Tiki
Había alborozo en la bahía del Callao el día que la Kon-Tiki debía ser remolcada mar afuera. El Ministro de Marina había ordenado que el remolcador Guardían Ríos nos remolcara fuera de la bahía y nos llevara lejos del tránsito de la costa, allá donde en tiempos idos, los indios acostumbraban pescar desde sus balsas. Los periódicos habían publicado las noticias con grades encabezamientos y había una multitud de gente en los muelles desde muy temprano en la mañana del 28 de abril.
Así comenzaba, hace 61 años, el legendario viaje de la
Kon-Tiki a través del Pacífico; luego de que el remolcador lo alejara de la costa, la balsa, comandada por el explorador noruego
Thor Heyerdahl, pondría rumbo noroeste hacia la Polinesia.
¿Cuál era la razón del viaje? Heyerdahl sostenía que pobladores procedentes de Sudamérica podrían haber llegado hasta la Polinesia ya en tiempos precolombinos y que, por consiguiente, el poblamiento de la Polinesia se hubiese llevado a cabo por vía marítima, desde América del Sur. Pero su tesis había sido rechazada, cuando no ignorada, porque se dudaba, en primer lugar, de que tal viaje pudiera siquiera realizarse. Por consiguiente, Heyerdahl, junto con otros cinco escandinavos, construyeron una balsa tal como lo hacían los indígenas precolombinos y se lanzó a cruzar el Pacífico con el sólo impulso de las mareas, las corrientes y la fuerza del viento, que es casi constante, en dirección este-oeste, a lo largo del Ecuador.
La travesía duró 101 días durante los cuales recorrieron unos 7.000 km por el Océano Pacífico, hasta encallar en un arrecife en el atolón de Raroia, en las islas Tuamotu, el 7 de agosto de 1947.
La
Kon-Tiki fue construída con 18 troncos de madera balsa cruzados, medía 14 m de largo por 7,5 m de ancho, del fondo a la cubierta había 1,5 m, el mástil tomaba una altura de 9 m. y la vela cubría una superficie de 27 m
2. En todos los casos los exploradores cuidaron de construir una copia fiel de las balsas indígenas según habían sido descriptas e ilustradas por los conquistadores españoles.
Posteriormente Thor Heyerdahl escribió
Kon-Tiki - A través del Pacífico en una balsa (*) —un auténtivo best-seller, pues vendió más de 20 millones de ejemplares en 66 idiomas—, en el que relata la travesía, y editó un documental con material filmado durante el viaje, que fue premiado con un Oscar en 1951.
(*) La cita de arriba corresponde a este libro, de la Editorial de Ediciones Selectas S.R.L., Buenos Aires, décimotercera edición, 1965, pág. 91. Este libro me lo regalaron cuando yo tenía unos doce años y mientras lo leía —en realidad, me lo devoré— no podía creer lo que esta gente había hecho. Si bien llevaban a bordo algunos objetos modernos como una radio, relojes, mapas, sextantes y cuchillos, este hecho no disminuye el coraje de los exploradores ni deja de probar la viabilidad del viaje en balsa. Releí el libro un par de veces, la última hace muchos años: será, quizá, porque ahora me interesan otros viajes —aunque es justo reconocer que el espíritu sigue siendo el mismo—.
El color de las plantas en otros mundos (Slideshow)
Un apartado que resume en imágenes y breves epígrafes parte del contenido de un artículo de
Nancy Y. Kiang publicado en la revista
Scientific American del 7 de abril de 2008, cuya primera parte
traduje aquí.
Variados tipos de follaje para las estrellas F: Si no es fácil ser verde en la Tierra, donde la clorofila está bien adaptada para absorber la mayoría de la energía presente en la luz amarilla de nuestro sol, imagínense las dificultades en otros lugares de la galaxia. Las plantas que crezcan en mundos alrededor de estrellas más frías, brillantes o tempestuosas, podrían depender de pigmentos rojos, azules o incluso negros para sobrevivir. Esa perspectiva proporciona a los astrónomos nuevas claves para dirigir el curso de sus investigaciones en la búsqueda de vida extraterrestre.
Fotosíntesis: Los pigmentos recolectores de luz de los organismos fotosintéticos absorben de forma preferencial fotones de colores determinados, dispersando el resto. Las plantas en la Tierra obtienen la mayor parte de su energía de fotones azules y rojos, dispersando o reflejando los fotones verdes. La energía del fotón se transmite a lo largo de las redes de moléculas de pigmentos hasta un centro de reacción, que disocia agua a fin de obtener electrones energéticos para las reacciones bioquímicas.
Plantas terráqueas: Nuestro sol es una estrella del tipo G. Aunque el espectro de la energía de la luz solar en la superficie de la Tierra alcanza su máximo en el azul-verde, el pigmento fotosintético de la clorofila absorbe preferencialmente la luz roja y azul, además de los pigmentos carotenoides (que producen los rojos brillantes y los amarillos del follaje caído). Para nuestras plantas es sencillo ser verdes.
Estrellas del tipo M: Las estrellas del tipo M (enanas rojas) son débiles, por lo tanto las plantas en un planeta similar a la Tierra que gire alrededor de esas estrellas podrían tener la necesidad de ser negras, a fin de absorber toda la luz disponible.
Las jóvenes estrellas M: Las jóvenes estrellas M bombardean la superficie planetaria con erupciones ultravioletas, por consiguiente los organismos deben ser acuáticos.
Estrellas del tipo F: Alrededor de estrellas del tipo F las plantas podrían recibir mucha luz y estarían forzadas a reflejar la mayor parte.
Las supergigantes estrellas del tipo F: Una planta brillante y de pigmentos azules espera el asalto abrasador de su sol, una estrella supergigante del tipo F.
Estructura de una planta: El equivalente de plantas en otros mundos aún puede poseer algo parecido a los tallos y las hojas como estructuras eficientes para recolectar la energía solar, pero lo que utilicen como pigmento fotosintético podría ser algo muy diferente de la clorofila.
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primera parte del artículo o continuar al
siguiente apartado (Cronograma de la fotosíntesis).
El color de las plantas en otros mundos (5ta. y última parte)
Continuación del artículo de
Nancy Y. Kiang publicado en la revista
Scientific American del 7 de abril de 2008, cuya primera parte
traduje aquí.
Un pálido punto púrpuraLa experiencia de la vida en la Tierra indica que los primeros fotosintetizadores oceánicos en planetas alrededor de estrellas F, G y K podrían sobrevivir la atmósfera inicial carente de oxígeno y desarrollar la fotosíntesis oxigénica que conduciría en última instancia a las plantas terrestres. Para las estrellas M, la situación es más difícil. Calculamos un punto óptimo, alrededor de los nueve metros debajo del agua, donde los primeros fotosintetizadores pudieron sobrevivir a las erupciones UV y aún tener la luz suficiente para ser productivos. Aunque es posible que no podamos verlos por telescopio, estos organismos podrían crear el marco adecuado para la vida en la superficie de otro planeta. En los mundos de estrellas M, las plantas terrestres que explotasen un rango más amplio de colores podrían ser casi tan productivas como las plantas de la Tierra.
Una pregunta importante para todos los tipos de estrellas será si el área terrestre de un planeta es lo suficientemente grande como para que los futuros telescopios espaciales puedan verla. La primera generación de tales telescopios verá al planeta como un simple punto, ya que carecerá de la resolución para realizar mapas de la superficie. Todo lo que tendrán los científicos será un espectro promediado globalmente. Tinetti estima que para que las plantas terrestres se muestren en este espectro, por lo menos el 20 por ciento de la superficie deberá ser terrestre, además de estar cubierta por vegetación y carecer de nubes. Por otro lado, la fotosíntesis oceánica libera más oxígeno a la atmósfera. Por consiguiente, cuanto más se destaque la biofirma del pigmento, más débil será la del oxígeno, y viceversa. Los astrónomos podrán ver una biofirma o la otra, pero no ambas.
Si en el espectro de la luz reflejada de un planeta un telescopio espacial ve una banda oscura en uno de los colores previstos, entonces quien siga las observaciones desde una computadora quizá sea el primero en ver signos de vida en otro mundo. Por supuesto, habrá que descartar otras interpretaciones falsas, tales como si los minerales pueden tener la misma firma. Ahora mismo podemos identificar una paleta de colores plausible que indique vida vegetal en otro planeta; por ejemplo, podemos predecir que otra Tierra tendrá plantas verdes, amarillas o anaranjadas. Pero hoy en día es difícil realizar predicciones más finas. Hemos podido determinar que en la Tierra la firma de la clorofila es exclusiva de las plantas, razón por la cual podemos detectar plantas y fitoplancton oceánico con satélites. Tendremos que descubrir firmas de vegetación exclusivas para otros planetas.
Hallar vida en otros planetas —vida abundante, no sólo fósiles o microbios sobreviviendo a duras penas bajo condiciones extremas— es una realidad que se acerca rápidamente. ¿Qué estrellas debemos observar, dado que hay tantas en el universo? ¿Podremos medir el espectro de los planetas alrededor de estrellas M, que tienden a estar muy cerca de sus estrellas? ¿Qué rango de longitud de onda y resolución necesitan tener los nuevos telescopios? Nuestra comprensión de la fotosíntesis será clave para diseñar estas misiones e interpretar sus datos. Estas preguntas conducen a una síntesis de las ciencias de la que hoy estamos dando los primeros pasos. Nuestra propia capacidad para buscar vida en otra parte del universo exige, en última instancia, una comprensión más profunda de la vida en la Tierra.
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cuarta parte o continuar al
primer apartado (slideshow).
La isla de los preguntones (13)
Al día siguiente, mientras el inspector todavía estaba analizando la conversación con
el tercero de los pacientes, éstos decidieron irse de
la isla de los preguntones. Probablemente habían regresado de manera voluntaria al manicomio de donde habían escapado, ya que la vida fuera del manicomonio les debió parecer aún más loca que la de adentro.
Poco a poco las cosas volvieron a la normalidad en la isla, dando lugar a situaciones propicias para profundizar en las costumbres y tradiciones de los lugareños. Días después le llegó al inspector un rumor que le interesó mucho, que podría haber un brujo en la isla. Los brujos siempre le habían fascinado, así que estaba deseando conocer a uno de verdad, si es que el rumor era cierto y no una leyenda isleña.
No tardó mucho en averiguarlo, porque la suerte lo ayudó: cuando caminaba despreocupadamente por un sendero alejado, un nativo le hizo una pregunta de la cual el inspector dedujo que debía haber un brujo en la isla.
¿Pueden decir cuál es la pregunta?
Alguien podría preguntarse cómo el inspector pudo haber oído un rumor sobre un brujo en la isla o cualquier cosa sobre la isla, si los habitantes nunca hacen declaraciones, sino sólo preguntas. La solución de este problema mostrará cómo pueden transmitir información los habitantes tan libremente —si bien de manera más torpe— como cualquiera.
Recordemos las reglas: Los preguntones, o sea, los habitantes de la isla, hacen sólo preguntas que requieren la respuesta sí o no. Cada preguntón pertenece a uno de dos tipos, afirmativos y negativos. Los del tipo afirmativo hacen sólo preguntas cuya respuesta correcta es sí; los del tipo negativo hacen sólo preguntas cuya respuesta correcta es no. Por ejemplo, un habitante del tipo afirmativo podría preguntar: "Dos más dos, ¿son cuatro?". Pero no podría preguntar si dos más dos son cinco. Un habitante del tipo negativo no podría preguntar si dos y dos son cuatro, pero podría preguntar si dos y dos son cinco, o si dos y dos son seis. Ejemplo de análisis:
¿Soy del tipo negativo?Respuestas en los comentarios (
clic en sofismas). Tomen en cuenta que lo importante es fundamentar las respuestas por vía lógica y no recurriendo a las artes adivinatorias.
Basado en
este libro de Robert Smullyan.
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décimosegundo problema o continuar al
décimocuarto problema.
Entre el limbo y las nubes noctilucientes
Fotografiada por un miembro de la Expedición 7 a bordo de la Estación Espacial Internacional el 27 de julio de 2003, la parte inferior de la imagen muestra el limbo de la Tierra en transición a la troposfera (en naranja), la porción más baja y densa de la atmósfera terrestre.
(
clic en la imagen para ampliarla). La troposfera termina abruptamente en la tropopausa, que en la imagen aparece como el límite nítido entre el naranja y el azul de la atmósfera. Las nubes noctilucientes (*) de un color azul plateado se extienden muy por encima de la troposfera de la Tierra. La hoz de la Luna poniente domina la esquina superior derecha de la imagen.
La imagen pertenece a las
diez mejores fotografías realizadas por los astronautas de las sucesivas tripulaciones de la Estación Espacial Internacional. De cada imagen se ofrecen dos tipos de resolución y una breve explicación escrita y en audio (
en inglés).
(*) O noctilucentes: Nombre que reciben las nubes compuestas por cristales de hielo que se forman por encima de los 80 km.
El color de las plantas en otros mundos (4ta. parte)
Continuación del artículo de
Nancy Y. Kiang publicado en la revista
Scientific American del 7 de abril de 2008, cuya primera parte
traduje aquí.
El negro es el nuevo verdeSin importar la situación específica, los pigmentos fotosintéticos aún deben satisfacer las mismas reglas que en la Tierra: los pigmentos tienden a absorber los fotones o bien más abundantes, de las longitudes de onda más corta disponibles (más energéticos), o bien los de longitudes de onda más larga disponibles (absorbidos en el centro de reacciones). La resolución del problema de cómo el tipo de estrella determina el color de la planta, llevó a que los investigadores de diversas disciplinas armaran todas las piezas estelares, planetarias y biológicas.
Martin Cohen, un especialista en astronomía estelar de la University of California, Berkeley, reunió datos de una estrella F (sigma Bootis), una estrella K (epsilon Eridani), una estrella M eruptiva (AD Leo) y una estrella M hipotéticamente inactiva con una temperatura de 3.100 kelvins. Antígona Segura, una astrónoma de la Universidad Autónoma de México, efectuó simulaciones por computadora de planetas similares a la Tierra en la zona habitable de estas estrellas. Empleando modelos desarrollados por Alexander Pavlov, ahora en la University of Arizona, y James Kasting de la Pennsylvania State University, Segura estudió la interacción entre la radiación estelar y los probables constituyentes de la atmósfera (asumiendo que los volcanes en estos mundos emiten los mismos gases que en la Tierra) para deducir la química de las atmósferas planetarias, tanto para cantidades insignificantes de oxígeno como para niveles de oxígeno similares a la Tierra.
Giovanna Tinetti, una física del University College London, calculó con los resultados de Segura el filtrado de la radiación según un modelo desarrollado por David Crisp del Laboratorio de Propulsión a Chorro, California (JPL). (Este es uno de los modelos considerados para calcular la cantidad de luz que llega a los paneles solares de los robots exploradores o
rovers de Marte.) La interpretación de estos cálculos necesitó del conocimiento combinado de cinco especialistas: la bióloga microbiana Janet Siefert de la Rice University, los bioquímicos Robert Blankenship de la Washington University en St. Louis y Goindjee de la University of Illinois en Urbana-Champaign, la científica planetaria Victoria Meadows de la University of Washington y de la autora de este artículo, una biometeorologista del Goddard Institute for Space Studies, de la NASA.
Encontramos que los fotones que llegan a la superficie de los planetas alrededor de estrellas F tienden a ser azules, con una mayor abundancia en los 451 nm. Alrededor de estrellas K, el pico es en el rojo en los 667 nm, casi lo mismo que en la Tierra. El ozono cumple un rol importante, ya que hace a la luz de la estrella F más azul de lo que de otra manera sería y a la luz de la estrella K más roja. La radiación útil para la fotosíntesis estaría en el rango visible, como en la Tierra.
De esta manera, las plantas en los planetas alrededor de las estrellas F y K podrían tener colores casi como los de la Tierra pero sin variaciones tenues. Para las estrellas F, el flujo de fotones azules energéticos es tan intenso que las plantas podrían tener la necesidad de reflejarlos por medio de un pigmento de pantalla similar a la antocianina, dándoles un tinte azul. Alternativamente, las plantas podrían tener la necesidad de recolectar sólo el azul y descartar el verde de menor calidad por medio de luz roja. Eso produciría un borde azul característico en el espectro de la luz reflejada, que resaltaría en la observación telescópica.
El rango de las temperaturas de las estrellas M posibilita una variación muy amplia en el color de las plantas extraterrestres. Un planeta alrededor de una estrella M inactiva recibiría cerca de la mitad de la energía que la Tierra recibe de nuestro sol. Aunque esa cantidad es abundante para la recolección de los seres vivos —cerca de 60 veces más del mínimo que las plantas terráqueas adaptadas a la sombra necesitan— la mayoría de los fotones son del infrarrojo cercano. La evolución podría favorecer una variedad mayor de pigmentos fotosintéticos a fin de seleccionar el rango completo de la luz visible e infrarroja. Al reflejar poca luz, las plantas podrían parecer negras a nuestros ojos.
Un pálido punto púrpuraLa experiencia de la vida en la Tierra indica que los primeros fotosintetizadores oceánicos en planetas alrededor de estrellas F, G y K podrían sobrevivir la atmósfera inicial carente de oxígeno y desarrollar la fotosíntesis oxigénica que conduciría en última instancia a las plantas terrestres. Para las estrellas M, la situación es más difícil.
Volver a la
tercer parte o continuar a la
quinta y última parte.
¿Qué tan grande puede ser un planeta?
La máquina de hacer preguntas otra vez en acción. En esta ocasión, Fraser Cain, de Universe Today, responde
¿Qué tan grande puede ser un planeta? (
en inglés):
En el Sistema Solar hay tres clases de planetas: los planetas terrestres interiores, los gigantes gaseosos y los planetas helados. Conocemos el tamaño de nuestros planetas, pero ¿qué tan grandes pueden ser en otros sistemas solares? ¿Cuáles son los planetas más grandes posibles?
Comencemos con los planetas terrestres, como la Tierra. Fijaremos el tamaño de la Tierra como 1 radio terrestre y la masa como 1 masa Terrestre. Se sabe que los planetas terrestres pueden ser más chicos, como Marte y Mercurio y los astrónomos han detectado planetas terrestres más grandes orbitando otras estrellas.
El planeta rocoso conocido más grande se cree que es
Gliese 436 c (
en la imagen, clic para ampliarla). Es probable que éste sea un mundo rocoso de unas 5 masas terrestres y 1,5 veces el radio de nuestro planeta. Parece increíble, pero se cree que este planeta está dentro de la zona habitable de su estrella.
Información actualizada (
en inglés).
¿Cuál es el planeta rocoso más grande posible? F. Cain le trasladó la pregunta al Dr. Sean Raymond, un investigador postdoctoral del Centro de Astrofísica y Astronomía Espacial (CASA) de la Universidad de Colorado. Esto fue lo que le respondió:
Por lo general se considera que el planeta terrestre más grande es aquel que no llega a tener una atmósfera muy gruesa, lo que sucede cerca de las 5-10 masas terrestres (algo como 2 radios terrestres). Esos planetas son más similares a la Tierra que a Neptuno.
Por supuesto, los gigantes gaseosos pueden ser mucho más grandes. Júpiter tiene 317 veces más masa que la Tierra, y es 11 veces más grande. Pueden caber 1,400 Tierras dentro de Júpiter.
El planeta extrasolar más grande conocido (al momento de esta nota) es
TrES-4 (
en inglés), ubicado a 1.400 años luz de distancia, en la constelación de Hércules. Las mediciones indican que el planeta tiene 1,4 veces el tamaño de Júpiter, pero sólo 0,84 la masa de Júpiter. A causa de su poca densidad, los medios se refirieron a TrES-4 como el planeta hinchado.
Y una vez más, ¿qué tan grandes pueden ser? De nuevo responde el Dr. Raymond:
En términos de planetas gaseosos, una vez que alcanzan unas 15 masas de Júpiter el núcleo tiene ya la suficiente presión para que se encienda la fusión de deuterio, en consecuencia se los considera "enanas marrones" en vez de planetas.
M86 en el Cúmulo de Virgo
La brillante galaxia lenticular M86 se encuentra cerca del centro de esta vista cósmica, en el corazón del Cúmulo de Galaxias de Virgo. Otras galaxias brillantes en las proximidades incluyen a M84 en la parte superior derecha, la espiral de canto NGC 4388 cerca del borde derecho, un llamativo par de galaxias en interacción, los Ojos de Markarian, en la esquina inferior izquierda, y NGC 4402, otra espiral de canto, alrededor de las 11 en punto:
(
clic en la imagen para ampliarla.) Con muchos más de mil miembros, el Cúmulo de Virgo es el más cercano de los grandes cúmulos de galaxias. En promedio, este cúmulo está a unos 50 millones de años luz de distancia. Es difícil apreciar la totalidad del Cúmulo de Virgo porque abarca un área muy grande, que se extiende a más de 10 grados en el cielo. La imagen de arriba cubre una región un poco menor a 1 grado de ancho o aproximadamente una vez y media el tamaño de la Luna Llena.
Vía
Foto astronómica del día correspondiente al 25 de abril de 2008. Esta página ofrece todos los días una imagen o fotografía del universo, junto con una breve explicación escrita por un astrónomo profesional. Crédito y Copyright: Greg Morgan (
Sierra Remote Observatories) (
enlaces en inglés).
El color de las plantas en otros mundos (3ra. parte)
Continuación del artículo de
Nancy Y. Kiang publicado en la revista
Scientific American del 7 de abril de 2008, cuya primera parte
traduje aquí.
Pintando al mundo de rojoPara buscar pigmentos fotosintéticos en un planeta de otro sistema solar, los astrónomos deben estar preparados para ver planetas en cualesquiera de sus posibles estadios de evolución. Por ejemplo, pueden obtener la vista de un planeta que se asemeje a nuestra Tierra de hace dos mil millones de años. También deben admitir que los fotosintetizadores extrasolares pudieron haber desarrollado habilidades que sus contrapartes terráqueas no tienen, tal como disociar agua por medio de fotones de longitudes de onda largas.
Con todo, la longitud de onda más larga observada en los fotosintetizadores terráqueos es de alrededor de 1.015 nm (en el infrarrojo), en bacterias anoxigénicas púrpuras. La longitud de onda más larga observada en la fotosíntesis oxigénica es de aproximadamente 720 nm, en una cianobacteria marina. Pero las leyes de la física no determinan un límite superior estricto. Una gran cantidad de fotones de longitud de onda larga pueden cumplir la misma función que unos pocos de longitudes de onda corta.
El factor limitador no es la viabilidad de pigmentos nuevos sino el espectro de luz disponible en la superficie del planeta, que depende principalmente del tipo de estrella. Las estrellas se clasifican según su color, que se relaciona con la temperatura, tamaño y duración. Sólo cierto tipo de estrellas viven lo suficiente para que los seres complejos evolucionen. Los tipos de estrellas, ordenadas de más calientes a más frías, son: F, G, K y M. Nuestro sol es una estrella G. Las estrellas F son más grandes, más brillantes y más azules, y agotan su combustible en un par de miles de millones de años. Las estrellas K y M son más pequeñas, más débiles, más rojas y duran más.
Alrededor de cada una de estas estrellas hay una zona habitable, un rango de órbitas donde los planetas pueden mantener una temperatura compatible con el agua líquida. La zona habitable, en nuestro sistema solar, es un anillo que rodea las órbitas de la Tierra y Marte. En una estrella F, la zona habitable para un planeta de tamaño similar a la Tierra es mayor; en una estrella K o M, es menor. Un planeta en la zona habitable de una estrella F o K recibe casi tanta radiación visible como la Tierra. Tal planeta podría fácilmente utilizar una fotosíntesis oxigénica como la de la Tierra. El color del pigmento simplemente puede cambiar de posición dentro de la banda visible.
Las estrellas M, también conocidas como enanas rojas, tienen un interés especial porque son las estrellas más abundantes de nuestra galaxia. Emiten mucha menos radiación visible que nuestro sol; su emisión llega a su pico en el infrarrojo cercano. John Raven, un biólogo de la Universidad de Dundee, y Ray Wolstencroft, un astrónomo del Observatorio Real de Edimburgo, Escocia, sostienen que la fotosíntesis oxigénica es teóricamente posible con fotones del infrarrojo cercano. Un organismo tendría que utilizar tres o cuatro fotones del infrarrojo cercano para disociar H
2O, en vez de los dos que serían suficientes para las plantas terráqueas. Los fotones trabajan en conjunto como las etapas de un cohete para suministrar a un electrón la energía necesaria mientras realiza las reacciones químicas.
Las estrellas M plantean un desafío adicional a la vida: cuando son jóvenes, emiten poderosas erupciones UV. Los organismos podrían evitar la dañina radiación UV en las profundidas subacuáticas, ¿pero no quedarían entonces necesitadas de luz? Si es así, podría no surgir la fotosíntesis. Sin embargo, a medida que las estrellas M envejecen, dejan de tener erupciones, y en ese estadio emiten incluso menos radiación UV que nuestro sol. La capa de ozono, que absorbe el UV, podría no ser necesaria para proteger a los organismos; éstos podrían prosperar en la tierra aun cuando no produzcan oxígeno.
En síntesis, los astrónomos deben considerar cuatro escenarios dependiendo de la edad y el tipo de estrella:
- Vida oceánica, anaerobia. La estrella principal es una estrella joven de cualquier tipo. Los organismos no necesariamente producen oxígeno; la atmósfera podría estar compuesta de otros gases, como metano.
- Vida oceánica, aerobia. La estrella principal es una estrella más vieja de cualquier tipo. Ha transcurrido el tiempo suficiente para que se desarrolle la fotosíntesis oxigénica y comience a acumularse el oxígeno atmosférico.
- Vida terretre, aerobia. La estrella principal es una estrella madura de cualquier tipo. Las plantas cubren la tierra. La vida en la Tierra transcurre ahora en este estadio.
- Vida terretre, anaerobia. La estrella es una estrella M inactiva, por consiguiente la radiación UV es insignificante. Las plantas cubren la tierra pero pueden no producir oxígeno.
Queda claro que las biofirmas fotosintéticas para estos diferentes casos no serían las mismas. De acuerdo con la experiencia recogida en el análisis de imágenes satelitales de la Tierra, los astrónomos estiman que cualquier tipo de vida oceánica estaría muy esparcida y no sería visible por medio de los telescopios. En consecuencia, los dos primeros escenarios podrían no producir biofirmas de pigmentos fuertes; la vida sólo se nos revelaría por los gases atmosféricos producidos. Por lo tanto, el estudio de los colores de las plantas extraterrestres requiere que los investigadores concentren sus esfuerzos en las plantas de la superficie terrestre, en planetas alrededor de estrellas F, G y K con fotosíntesis oxigénica, o en planetas alrededor de estrellas M con cualquier tipo de fotosíntesis.
El negro es el nuevo verdeSin importar la situación específica, los pigmentos fotosintéticos aún deben satisfacer las mismas reglas que en la Tierra: los pigmentos tienden a absorber los fotones o bien más abundantes, de las longitudes de onda más corta disponibles (más energéticos), o bien los de longitudes de onda más larga disponibles (absorbidos en el centro de reacciones). La resolución del problema de cómo el tipo de estrella determina el color de la planta, llevó a que los investigadores de diversas disciplinas armaran todas las piezas estelares, planetarias y biológicas.
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segunda parte o continuar a la
cuarta parte.
El imaginario arte victoriano de Travis Louie
Las
pinturas de Travis Louie tienen su origen en dibujos en miniatura y en muchos escritos de su diario. Según cuenta en su página, creó su mundo imaginario basado en la estética de dos épocas: la victoriana y su heredera, la eduardiana:
Este mundo está habitado por seres humanos muy extraños, seres mitológicos y otros personajes del mundo que en sus retratos marcan su existencia y lugar en la sociedad. La característica que conecta a todos los personajes son las circunstancias inusuales que dan forma a lo que fueron y a como vivieron.
Algunos de esos orígenes son un completo misterio, en cambio otros están aludidos. Un hombre es maldecido por una cabra, otro supera su fobia por las arañas, un conductor no parece dejar de vibrar en sueños, etc. Utilizando ingeniosas técnicas de pintura con aguadas acrílicas y simples texturas sobre fondos lisos, Travis Louie crea retratos de un universo alternativo que pudo o no pudo haber existido.
Vía
The Presurfer (
enlaces en inglés).
Entradas relacionadas:
el arte seminal de Richard Powers y
las ilustraciones digitales de Pacal Nubret.
Guayaquil de Borges a propósito de Heidegger
Me entero en
Enowning de
Guayaquil, un relato de Borges que tiene a Heidegger como a uno de los personajes secundarios, cumpliendo el ingrato papel del intelectual al servicio del poder. El cuento, incluído en
El informe de Brodie (1970), trata sobre la conocida entrevista entre San Martín y Bolívar en esa ciudad ecuatoriana. Pero como producto borgeano, la recursividad no podía estar ausente y una nueva entrevista se despliega con motivo de la primera, la que proporciona, además, el arquetipo al cual la entrevista relatada deberá ajustarse.
Este es el fragmento del relato en que Borges menciona a Heidegger, a propósito de la presentación de un ficcional doctor Eduardo Zimmermann:
Trátase, como tal vez lo sepa el lector, de un historiógrafo extranjero, arrojado de su país por el Tercer Reich y ahora ciudadano argentino. De su labor, sin duda benemérita, sólo he podido examinar una vindicación de la república semítica de Cartago, que la posteridad juzga a través de los historiadores romanos, sus enemigos, y una suerte de ensayo que sostiene que el gobierno no debe ser una función visible y patética. Este alegato mereció la refutación decisiva de Martín Heidegger, que demostró, mediante fotocopias de los titulares de los periódicos, que el moderno jefe de estado, lejos de ser anónimo, es más bien el protagonista, el corega, el David danzante, que mima el drama de su pueblo, asistido de pompa escénica y recurriendo, sin vacilar, a las hipérboles del arte oratorio. Probó asimismo que el linaje de Zimmermann era hebreo, por no decir judío. Esta publicación del venerado existencialista fue la inmediata causa del éxodo y de las trashumantes actividades de nuestro huésped.
Nota: Si te gustó la cita, podés descargar
desde aquí el relato completo.
El color de las plantas en otros mundos (2da. parte)
Continuación del artículo de
Nancy Y. Kiang publicado en la revista
Scientific American del 7 de abril de 2008, cuya primera parte
traduje aquí.
Recolectando la luz[...]
La forma en que las plantas recolectan la luz solar es una maravilla de la naturaleza. Los pigmentos fotosintéticos como la clorofila no son moléculas aisladas, ya que operan en una red como un sistema de antenas, cada una preparada para seleccionar los fotones de una longitud de onda determinada. La clorofila absorbe preferentemente la luz roja y azul, y los pigmentos carotenoides (que producen los rojos brillantes y amarillos del follaje caído) seleccionan un tono levemente diferente de azul. Toda esta energía se canaliza a una molécula de clorofila especial en el centro de reacciones químicas, que disocia al agua y libera oxígeno.
El proceso de canalización es la clave de los colores que los pigmentos seleccionan. El complejo de moléculas en el centro de la reacción puede realizar reacciones químicas sólo si recibe un fotón rojo o la cantidad de energía equivalente en alguna otra forma. Para aprovechar los fotones azules, los pigmentos de la antena trabajan al unísono para convertir la alta energía (de los fotones azules) en una energía más baja (más roja), como una serie de transformadores que reducen los 100.000 voltios de las líneas de energía eléctricas a los 120 o 240 voltios de un toma corriente de pared. El proceso comienza cuando un fotón azul golpea un pigmento que absorbe el azul y energiza a uno de los electrones de la molécula. Cuando el electrón regresa a su estado original, emite esa energía —pero por la pérdida de energía debidas al calor y a las vibraciones, emite menos energía de la absorbida—.
La molécula del pigmento emite energía no en la forma de otro fotón sino como una interacción eléctrica con otra molécula del pigmento que tenga la capacidad de absorber energía en ese nivel más bajo. A su vez, este pigmento emite una cantidad de energía aún menor, y así continúa el proceso hasta que la energía del fotón azul original se ha degradado al rojo. El sistema de los pigmentos también puede convertir el cian, verde o amarillo al rojo. El centro de la reacción, como el extremo receptor de la cascada, se adapta para absorber los fotones disponibles de energía más baja. Los fotones rojos son los más abundantes en la superficie de nuestro planeta y también los de energía más baja dentro del espectro visible.
En cambio, los fotones rojos no son necesariamente los más abundantes para los fotosintetizadores subacuáticos. Los nichos de luz cambian con la profundidad debido a que el agua filtra la luz al disolver substancias y a la superposición de los propios organismos. El resultado es una clara estratificación de las formas de vida de acuerdo con su combinación de pigmentos. Los organismos en capas de agua más bajas tienen pigmentos adaptados para absorber los colores de la luz dejados por las capas superiores. Por ejemplo, las algas y las cianobacterias tienen pigmentos conocidos como ficobilinas que recolectan fotones verdes y amarillos. Las bacterias que no producen oxígeno (anoxígenas) tienen bacterioclorofila que absorbe la luz del rojo lejano y del infrarrojo cercano, que es todo lo que llega hasta las oscuras profundidades.
Los organismos adaptados a condiciones de luz baja tienden a crecer más lentamente, porque tienen que esforzarse más para recolectar la luz a su disposición. En la superficie del planeta, donde la luz es abundante, sería desventajoso para las plantas procesar pigmentos extras, por lo tanto son selectivas en su uso del color. Los mismos principios evolutivos operarían en otros mundos.
Así como las criaturas acuáticas se han adaptado a la luz filtrada por el agua, los habitantes terrestres se han adaptado a la luz filtrada por los gases atmosféricos. En la capa superior de la atmósfera de la Tierra, los fotones amarillos (con longitudes de onda entre los 560 y los 590 nanómetros) son la clase más abundante. El número de fotones cae gradualmente en las longitudes de onda más largas y abruptamente en las más cortas. Cuando la luz atraviesa la atmósfera superior, el vapor de agua absorbe la luz infrarroja en varias bandas de longitudes de onda más allá de los 700 nm. El oxígeno produce líneas de absorción —rangos estrechos de longitudes de onda que el gas bloquea— a 687 y 761 nm. Sabemos que el ozono (O
3) en la estratósfera absorbe fuertemente el ultravioleta (UV). Es menos conocido que también absorbe más débilmente a lo largo del rango visible.
Reuniendo toda esta información, nuestra atmósfera delimita las ventanas a través de las cuales la radiación llega a la superficie del planeta. La ventana de la radiación visible se define en su límite azul por el decaimiento en la intensidad de los fotones de longitud de onda corta emitidos por el Sol y por la absorción del ozono del UV. EL límite rojo se define por las líneas de absorción del oxígeno. El pico de la abundancia de fotones está corrido del amarillo al rojo (alrededor de los 685 nm) por la gran absorción del ozono a lo largo del rango visible.
Las plantas están adaptadas a este espectro, el que está determinado en gran parte por el oxígeno —pero de todos modos son las plantas las que ponen el oxígeno en la atmósfera—. La atmósfera carecía de oxígeno cuando aparecieron los primeros organismos fotosintéticos en la Tierra, por consiguiente deben haber utilizado pigmentos diferentes a la clorofila. Sólo con el tiempo, a medida que la fotosíntesis alteró la composición de la atmósfera, la clorofila emergió como óptima.
La prueba fósil firme de la fotosíntesis data cerca de 3,400 millones de años, pero fósiles anteriores muestran señales de lo que pudo haber sido la fotosíntesis. Los primeros fotosintetizadores tuvieron que comenzar bajo el agua, en parte porque el agua es un buen solvente para las reacciones bioquímicas y en parte porque proporciona protección contra la radiación UV del Sol —un escudo que era esencial en la ausencia de la capa de ozono atmosférica. Los primeros fotosintetizadores fueron bacterias subacuáticas que absorbían fotones infrarrojos. Sus reacciones químicas incluían hidrógeno, sulfuro de hidrógeno o hierro, en vez de agua, por consiguiente no producían gas oxígeno. La fotosíntesis generadora de oxígeno (oxigénica) por parte de cianobacterias en los océanos comenzó hace 2.700 millones de años. Los niveles de oxígeno y la capa de ozono aumentaron lentamente, lo que permitió que emergieran las algas rojas y marrones. A medida que las aguas menos profundas estuvieron a salvo de la radiación UV, las algas verdes evolucionaron. Carecían de ficobilinas y estaban mejor adaptadas a la luz brillante de las aguas superficiales. Finalmente, las plantas que descendieron de las algas verdes emergieron a la tierra, dos mil millones de años después de que el oxígeno comenzó a acumularse en la atmósfera.
Y entonces explotó la complejidad de la vida vegetal, desde musgos y biofritas en el suelo a plantas vasculares con copas altas que capturaban más luz y tenían adaptaciones especiales a climas determinados. Las coníferas tienen copas que capturan eficientemente la luz a elevadas latitudes con ángulos bajos del Sol; las plantas adaptadas a la sombra tienen antocianina a modo de pantalla solar para protegerse de mucha luz. La clorofila verde no sólo está bien preparada para la composición actual de la atmósfera sino que también ayuda a mantenerla —un círculo virtuoso que mantiene verde a nuestro planeta—. Podría ocurrir que otro camino de la evolución favoreciera a un organismo que se aproveche de la sombra bajo la copa de los árboles y utilice las ficobilinas que absorben la luz verde y amarilla. Pero aún así los organismos de la copa de los árboles probablemente seguirán siendo verdes.
Pintando al mundo de rojoPara buscar pigmentos fotosintéticos en un planeta de otro sistema solar, los astrónomos deben estar preparados para ver planetas en cualesquiera de sus posibles estadios de evolución.
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tercera parte.
El futuro de los libros
Otras imágenes de la portátil en la carpeta artística o
portfolio de
Kyle Bean.
Vía
Waxi (
enlaces en inglés).
Entrada relacionada:
Otras esculturas librescas.
Apple sigue sumando
Apple informó de un resultado récord para su segundo trimestre fiscal: u$s1.050 millones de beneficio. Lo más destacado del informe, con comparaciones con el mismo trimestre del año anterior:
- u$s1.050 millones de beneficio, contra u$s700 millones.
- Poco menos de 2,3 millones de Macs vendidas, lo que representa un 51 por ciento de crecimiento en unidades y 54 por ciento en ingresos.
- 10,6 millones de iPods vendidos, un crecimiento del 1 por ciento pero 6 por ciento en ingresos.
- 1,7 millones de iPhones vendidos.
Vía
Daring Fireballs (
en inglés).
Entrada relacionada:
Trimestre anterior de Apple.
¿Hay planetas alrededor de Alfa Centauri?
La máquina de hacer preguntas ataca de nuevo. En esta ocasión, Fraser Cain, de Universe Today, responde
¿Por qué no se han detectado planetas alrededor de Alfa Centauri? (
en inglés):
Como Alpha Centauri está a poco más de 4 años luz de distancia, por qué no están los astrónomos investigando si hay planetas en ese sistema, en lugar de observar estrellas más distantes.
Los astrónomos incluyen estrellas como Alpha Centauri en su búsqueda de planetas extra solares o exoplanetas, simplemente todavía no han podido encontrarlos. Esto se debe a que las técnicas utilizadas para hallar exoplanetas tiene como condición que los planetas sean muy grandes y giren muy cerca de sus estrellas principales.
La primera técnica se denomina el método de la velocidad radial. Aquí es cuando la gravedad del planeta tironea de su estrella principal: el cambio de la velocidad de la estrella puede medirse en la luz que llega a la Tierra.
La segunda técnica busca tránsitos, o sea, cuando el planeta, al pasar por delante de la estrella principal, atenúa levemente su luz. Al medir la disminución de la luz de la estrella, los astrónomos pueden determinar si hay un planeta en ese sistema, calcular su tamaño e incluso determinar los componentes de su atmósfera.
Una tercera técnica detecta microlentes gravitacionales. Una estrella enfoca con su gravedad la luz de otra estrella más lejana. Desde la Tierra vemos un destello brillante cuando las dos estrellas se alínean perfectamente. Si la estrella más cercana tiene un planeta girando alrededor suyo, se producirá un cambio en la curva de luz que, al ser detectado, le permite a los astrónomos calcular el tamaño del planeta.
La mayoría de los planetas descubiertos a la fecha se conocen como
Júpiter calientes: son planetas mucho más grandes que Júpiter con un radio orbital menor al de Mercurio.
Un equipo de astrónomos dirigidos por Javiera Guedes, de la Universidad de California, piensa que debe ser posible detectar a un planeta del tamaño de la Tierra orbitando Alpha Centauri. Para eso necesitan conseguir un telescopio expresamente dedicado a observar la estrella. Según sus cálculos, encontrar una respuesta sólo tomaría cinco años de intensas observaciones con un telescopio exclusivamente dedicado a esa tarea.
Fuente:
Fraser Cain para Universe Today (
enlaces en inglés).
El color de las plantas en otros mundos
Un artículo del
Scientific American de
Nancy Y. Kiang y publicado el 7 de abril de 2008, que se pregunta por el color de las plantas en planetas girando alrededor de estrellas de tipo distinto a la nuestra y con una composición atmosférica diferente. Así, las plantas de otros mundos podrían ser rojas, azules o, incluso, negras. Este conocimiento podría ser útil para la búsqueda de vida extraterrestre.
El artículo completo es largo, así que lo iré subiendo a medida que lo vaya traduciendo.
Conceptos claves:- ¿Cuál será el color de las plantas extraterrestres? La pregunta tiene su importancia científica porque el color de la superficie de un planeta puede revelar si allí hay vida; específicamente, si los organismos captan energía de la estrella principal por el proceso de fotosíntesis.
- La fotosíntesis se adapta al espectro de la luz que llega a los organismos. Este espectro es el resultado del espectro de radiación de la estrella principal, combinado con los efectos de filtración de la atmósfera del planeta y, para criaturas acuáticas, del agua líquida.
- La luz de cualquier color, desde el violeta profundo hasta el infrarrojo cercano, puede impulsar la fotosíntesis. Alrededor de estrellas más calientes y más azules que nuestro sol, las plantas tenderían a absorber el celeste y podrían parecer desde verdes a amarillas y hasta rojas. Alrededor de estrellas más frías como las enanas rojas, los planetas recibirían menos luz visible, de manera que las plantas podrían intentar absorber tanta como les sea posible, lo que las haría parecer negras.
La posibilidad de hallar vida extraterrestre no pertenece más al dominio de la ciencia ficción o de los cazadores de OVNIs. En vez de esperar a que los extraterrestres vengan a nosotros, nosotros los estamos buscando. Podría ocurrir que no encontremos civilizaciones tecnológicamente avanzadas, pero podemos buscar las señales físicas y químicas de los procesos fundamentales de la vida: "las firmas biológicas" o "biofirmas". Más allá del Sistema Solar, los astrónomos han descubierto más de 200 mundos girando alrededor de otras estrellas, los llamados planetas extrasolares o exoplanetas. Aunque no hemos sido capaces de decir si estos planetas albergan vida, eso es sólo una cuestión de tiempo. En julio del año pasado, los astrónomos confirmaron la presencia de vapor de agua en un exoplaneta al observar el pasaje de la luz de una estrella por la atmósfera del planeta. Las agencias espaciales de todo el mundo se encuentran desarrollando telescopios que buscarán señales de vida en planetas del tamaño similar a la Tierra mediante la observación de su espectro de luz.
En particular, la fotosíntesis puede producir biofirmas muy visibles. ¿Qué tan plausible es la aparición de la fotosíntesis en otro planeta? Mucho. El proceso es tan exitoso en la Tierra que es el fundamento de casi toda la vida. Aunque algunos organismos viven del calor y del metano de los respiraderos hidroterminales oceánicos, la totalidad de los ricos ecosistemas de la superficie del planeta dependen de la luz solar.
Las biofirmas fotosintéticas pueden ser de dos clases: gases atmosféricos generados biológicamente como el oxígeno y su producto, el ozono; y los colores que se encuentran en la superficie, que indican la presencia de pigmentos especializados como la clorofila verde. La idea de buscar esos pigmentos tiene una larga historia. Hace un siglo, los astrónomos intentaron atribuir el oscurecimiento estacional de Marte al crecimiento de la vegetación. Estudiaron el espectro de la luz reflejada en la superficie marciana buscando señales de plantas verdes. Una dificultad con esta estrategia fue evidente para H. G. Wells, quien imaginó un escenario diferente en
La guerra de los mundos: "El reino vegetal de Marte, en vez de tener al verde como color dominante, es de tinte rojo-sangre vívido". Aunque ahora sabemos que Marte no tiene vegetación en su superficie —el oscurecimiento está causado por tormentas de polvo—, Wells fue un visionario al especular que los organismos fotosintéticos de otro planeta podrían no ser verdes.
En la imagen: Tierra Roja, Tierra Verde, Tierra Azul: las estrellas de tipo M (enanas rojas) son débiles, por consiguiente las plantas en un planeta similar a la Tierra que gire alrededor de esta estrella podrían necesitar ser negras para absorber toda la luz disponible (primer panel). Estrellas jóvenes de tipo M fríen las superficies planetarias con erupciones ultravioletas, de manera que los organismos deben ser acuáticos (segundo panel). Nuestro sol es del tipo G (tercer panel). Alrededor de estrellas de tipo F, las plantas podrían obtener demasiada luz y necesitarían reflejarla en su mayor parte (cuarto panel).
Incluso la Tierra tiene una diversidad de organismos fotosintéticos junto a las plantas verdes. Algunas plantas terrestres tienen hojas rojas, y algunas algas submarinas y bacterias fotosintéticas muestran un arcoiris de colores. La bacteria púrpura absorbe la radiación infrarroja solar tan bien como la luz visible. ¿Entonces cuál será el color dominante en otro planeta? ¿Y cómo lo sabremos cuando lo veamos? Las respuestas dependen de los detalles de cómo la fotosíntesis extraterrestre se adapta a la luz de una estrella principal de un tipo diferente al de nuestro sol, filtrada por una atmósfera que podría no tener la misma composición que la terrestre.
Recolectando la luzEn el intento de imaginarnos cómo la fotosíntesis podría operar en otros planetas, el primer paso es explicar cómo se lleva a cabo en la Tierra. El espectro de energía del rayo de luz en la superficie de la Tierra tiene su máximo en el azul-verde, de forma tal que los científicos se preguntaron durante mucho tiempo acerca de por qué las plantas reflejan el verde, de tal modo que desperdician lo que parece ser la mejor luz disponible. La respuesta es que la fotosíntesis no depende de la cantidad total de la energía de la luz sino de la energía por fotón y del número de fotones que componen la luz.
Mientras que los fotones azules transportan más energía que los rojos, el Sol emite más fotones rojos. Las plantas usan los fotones azules por su calidad y los fotones rojos por su cantidad. Los fotones verdes, que se ubican en el medio, carecen de la energía y del número, de manera que las plantas se adaptaron para absorber menos de ellos.
El proceso básico de la fotosíntesis, que fija un átomo de carbón —obtenido del dióxido de carbono, CO
2— en una molécula simple de azúcar, requiere un mínimo de ocho fotones. Se necesita un fotón para dividir el enlace oxígeno-hidrógeno en agua (H
2O) y de ese modo obtener un electrón para las reacciones bioquímicas. Un total de cuatro de tales enlaces deben romperse para crear una molécula de oxígeno (O
2). Cada uno de esos fotones es correspondido por al menos un fotón adicional para un segundo tipo de reacción para formar azúcar. Cada fotón debe tener una cantidad mínima de energía para impulsar las reacciones.
Continuar a la
segunda parte.
Un reloj a fuerza de palabras
Su autor,
Christiaan Postma, explica cómo funciona:
El punto de partida de este proyecto fue un estudio personal sobre la forma y el tiempo. Reuní más de 150 piezas individuales que al trabajar en conjunto componen un reloj. A medida que avanzan las horas, las piezas escriben los números [que representan las horas] con letras. Leyendo en el sentido de las agujas del reloj, el reloj muestra la hora con una palabra que se va formando lentamente hasta completarse, 12 palabras de "one" o uno a "twelve" o doce.
Por ejemplo, la palabra
one o uno se lee completa cuando es la 1 h exacta (
en la imagen) y se irá transformando otra vez a medida que pasa el tiempo. La palabra
two o dos comienza a aparecer y cuando son las 2 h exactas la palabra se lee con claridad. Para ese entonces, la palabra de la hora pasada —
one— se devaneció por completo y no puede leerse más.
Por si quedan dudas, pueden ver una
animación acelerada de una vuelta completa del reloj.
Vía
Boing Boing (
enlaces en inglés).
¿Cuánto tarda un viaje a la Luna?
Si en el futuro el viaje a la Luna será algo tan rutinario como para enviar turistas, el viaje debería ser lo más corto posible. ¿Pero cuánto tarda un viaje a la Luna? Hombres y máquinas ya han hecho ese viaje, algunos tomaron mucho tiempo y otros fueron increíblemente veloces.
Muchas misiones ingresaron en órbita lunar y descendieron en la superficie del satélite, pero el medio para arribar a destino varió muchísimo. Sea que una misión utilice un cohete para volar hasta allí o un refinado motor iónico para acercar lentamente su carga, hay muchas opciones abiertas para cuando viajemos en el futuro a la Luna. He aquí un rápido resumen de los vuelos que recorrieron los
380 mil km hasta el satélite natural de la Tierra, desde el más lento al más rápido:
El viaje más lento: 1 año, 1 mes y 2 semanasLa misión más lenta para volar a la Luna fue en realidd una de tecnologías más avanzadas enviadas al espacio. La nave lunar ESA SMART-1 fue lanzada el 27 de septiembre de 2003 y empleó un revolucionario motor iónico para impulsarse hacia la Luna. El SMART-1 siguió una lenta espiral para alejarse de la Tierra y arrivó a su destino un año, un mes y dos semanas más tarde, el 11 de noviembre de 2004. El SMART-1 pudo haber sido lento, pero por lejos fue el más eficiente en el consumo de combutible. La nave utilizó sólo 82 kg de xenón para toda la misión, la que finalizó con un impacto lunar en 2006.
No tan despacio: 5 díasLa misión SMART es única porque por mucho es la misión más larga a la Luna, el resto de las misiones demoró sólo algunos días para entrar en órbita lunar. La misión china Chang'e-1 fue lanzada desde el Centro Espacial Xichang el 24 de octubre de 2007 pero se mantuvo en la órbita terrestre hasta el 31 de octubre, cuando comenzó a recorrer el trayecto a la Luna. Entró en órbita lunar el 5 de noviembre. Por lo tanto la Chang'e-1 tardó cinco días en cubrir la distancia, utilizando cohetes impulsores.
Las misiones tripuladas son más rápidas: 3 días, 3 horas, 49 minutosEn comparación, las misiones Apolo fueron mucho más rápidas para llegar a la Luna. Los astronautas de la Apolo XI fueron lanzados en la parte más alta de un Saturno V, un enorme cohete de tres secciones, el 16 de julio de 1969 desde el Centro Espacial Kennedy y enviados rápidamente a destino, alcanzando la órbita lunar luego de sólo tres días en el espacio, el 19 de julio de 1969.
Incluso la primera misión fue rápida: menos de 2 díasLa primera misión a la Luna fue la nave soviética Luna 1, que completó su sobrevuelo en 1959. Esta pionera pero elemental nave fue lanzada el 2 de enero y el 4 de enero pasó a unos pocos miles de kilómetros de la Luna. Demoró sólo 36 horas en hacer el viaje y, por lo tanto, viajó a una velocidad promedio de 10.500 km/hr.
Estableciendo el récord del viaje a la Luna: 8 horas, 35 minutosPor mucho la misión más rápida en sobrevolar la Luna fue la New Horizons, una misión de la NASA con rumbo a Plutón. La misión tuvo un lanzamiento veloz, ya que los cohetes impulsaron la nave a más de 58.000 km/hr para imprimir un buen comienzo a su largo viaje a Plutón y a la zona exterior del Sistema Solar. Aunque sea impresionante, vale la pena tomar en cuenta que la New Horizons no desaceleró para entrar en órbita lunar —como las anteriores misiones, destinadas a la Luna—, y es probable que todavía estuviera acelerando cuando la Luna era un punto en su espejo retrovisor. No obstante, demoró ocho horas y 35 minutos para recorrer los 380 mil km. Impresionante.
Así pues, las compañías de turismo espacial tienen algunas opciones para sus viajes turísticos alrededor de la Luna. Pueden ofrecer travesías largas, con suaves deslizamientos hacia la Luna, empleando motores iónicos para que los turistas se acostumbren lentamente al panorama, o pueden optar por un vigorizante e irrepetible paseo en cohete, llevando turistas y trayéndolos de regreso en un día o dos.
¿Qué opción preferirías?
Vía
Ian O'Neill para Universe Today (
en inglés).
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Los anillos de Júpiter son débiles y ni remotamente visibles o majestuosos como los de Saturno. Fueron descubiertos en 1979 por la Voyager y consisten en diminutas partículas creadas por colisiones entre las lunas de Júpiter y meteoritos. Estos granos son tan minúsculos que si se alinearan mil de ellos sólo medirían un milímetro de largo, esto es, son tan pequeños como las partículas del humo del cigarrillo. La Galileo pudo medir directamente estas partículas.
