sábado, 13 de octubre de 2018

Neurozapping. 3) Breaking Bad y el envenenamiento con ricina

Os dejo una viñeta de Christopher Keelty, que vi hace tiempo, pues me pareció graciosa (y a la vez me hizo pensar), que nos cuenta qué ocurriría si el escenario de Breaking Bad hubiese sido otro país diferente a Estados Unidos, uno que dispusiera de un sistema sanitario público, universal y gratuito:

Viñeta traducida de Christopher Keelty
Viñeta de Christopher Keelty (traducida para Bloggingmyenthusiasm.blogspot.com)

En ese país Breaking Bad habría durado un capítulo.

Por si alguien no ha visto la serie, después de diagnosticarle cáncer al protagonista (Walter White, profesor de química en un instituto) se embarca con un antiguo alumno (Jesse Pinkman) a una carrera criminal sintetizando y vendiendo metanfetamina.

Walter White pasa de ser un hombre honesto, a convertirse en un ser amoral capaz de amenazar, golpear, chantajear y asesinar.

Y uno de los métodos favoritos de Walter para asesinar es usando venenos hechos con ricina (tóxico que deja muy poco rastro). Aquí os dejo la escena donde Walter le pone este veneno en la comida a Tuco Salamanca para matarlo:



La ricina es una proteína natural producida por la planta del ricino, la cual está muy extendida por el mundo como planta ornamental.

De esta planta también se extrae el aceite de ricino, usado para temas de salud, para las lámparas, cosméticos, pinturas, lubricantes, biodiesel, etc.

¡Mirad qué preciosidad!


Planta del ricino

Pues es mejor no tenerla cerca. Especialmente esos frutos rojos, tan bonitos y vistosos, dentro de los cuales están las semillas en cuya pulpa se encuentra la ricina, que es 6.000 veces más venenosa que el cianuro. Una masa de ricina parecida a un grano de sal, inyectada en sangre, es suficiente para matar a un adulto.

Y como puede usarse como arma química para la guerra o el terrorismo, se supone que los ejércitos británico y estadounidense tienen algún tipo de antídoto contra la ricina. Pero este no está disponible para el público.

El daño causado por la ricina depende del modo en que llegue al organismo (y sus efectos tardan horas o días en notarse; y la muerte se produce entre tres y cinco días después):
  • Si se respira: se produce un grave deterioro de los pulmones que desemboca en un fallo cardíaco.
  • Si se ingiere: el hígado, los riñones y el bazo dejan de funcionar y, finalmente, el afectado muere.
  • Si se inyecta: igual que en el caso anterior, más la necrosis alrededor del punto de inyección. La muerte llega por fallo orgánico múltiple.

El daño que la ricina le produce a las células se debe a que bloquea los ribosomas e impide la síntesis proteica, por lo que hasta que no se han gastado las proteínas funcionales del organismo, y no pueden ser sustituidas porque los ribosomas están bloqueados, el organismo no nota su efecto.

Como podéis ver, el uso de la ricina es terrible, y como tal tiene un buen historial criminal. Aunque, al menos, ha sido prohibida por la convención de armas químicas y biológicas.

Pero ello no garantiza que no se pueda utilizar para hacer daño. El autor nos cuenta algunos casos en que se ha utilizado para el bioterrorismo, el último de ellos ocurrido en 2013 cuando detectaron una carta con ricina dirigida al presidente Barack Obama.

Y, como con casi todo, la ricina también tiene su uso beneficioso. Pues se ha estudiado como agente anticancerígeno y se ha postulado para desarrollar modelos animales para el estudio de la epilepsia.

Ideas para el debate

Walter White no empezó su carrera criminal hasta que se vio en unas circunstancias que lo llevaron a ello. Eso me lleva a preguntarme, ¿todos, en las circunstancias adecuadas, podemos cometer actos atroces?

Según la viñeta que os he pasado, el país hubiera salido ganando si se le hubiera pagado el tratamiento a Walter White. Pues (siguiendo este argumento) la sociedad podría haber prevenido la aparición de un criminal. ¿Creéis que este hilo argumentativo tiene algún reflejo en la realidad?

Las armas químicas o biológicas son indiscriminadas y causan un sufrimiento innecesario. Pero hay armas que no son químicas ni biológicas, como las de municiones de racimo, que también son terribles. Utilizar armas químicas o biológicas te garantiza ser considerado un criminal de guerra, pero utilizar armas convencionales (aunque causen la misma cantidad, o más, de muertos y que sus efectos sean terribles), no. ¿Qué pensáis sobre el tema?

sábado, 6 de octubre de 2018

Neurozapping. 2) Los Simpson y el síndrome de Tourette


El siguiente capítulo de Neurozapping, el libro que estamos leyendo, centra su atención en el síndrome de Tourette y utiliza Los Simpsons para mostrar gráficamente algunas de las conductas clásicas del trastorno neurológico.



Concretamente, hay una escena del capítulo 7 de la cuarta temporada en la que Bart, el primogénito de los Simpsons, siempre tratando de llamar la atención y evadiendo sus responsabilidades, finge padecer síndrome de Tourette ante su profesora, la señorita Edna Krabapple, en su intento de evitar hacer un examen. Se puede ver la escena de marras en el siguiente video.




En la escena, Bart emula algunas de las manifestaciones clásicamente asociadas al síndrome de Tourette como son los tics motores, haciendo muecas exageradas con la cara o incluso girando la cabeza. Este tipo de movimientos tónicos y descontrolados suelen aparecer en la infancia y son comunes en el trastorno neuropsiquiátrico. Sin embargo, el diagnóstico del síndrome también requiere la presencia simultánea de al menos un tic vocal. En la escena protagonizada por Bart Simpson se observan algunos bufidos y ladridos y también alguna expresión malsonante (coprolalia) que emite, aparentemente, de forma descontrolada.

Tal y como cuenta José Ramón Alonso en su libro, la interpretación de Bart Simpson de apenas unos segundos no quedó exenta de polémica tras la queja de Joshua Smith, un chico estadounidense de 13 años con el síndrome de Tourette que se sintió ofendido y emprendió un camino, apoyado por su familia, para enjuiciar a Fox, la productora de la serie. No sabemos quién ganó la disputa entre la libertad de expresión y el derecho a la no discriminación, pero desde luego que esta es una lucha de la más rabiosa actualidad.

El autor expone la historia del síndrome y presenta a la condesa de Dampierre, aristócrata francesa, como la primera descripción de la enfermedad. Esta descripción la hace Jean Marc Gaspard Itard en 1825, pero fue más tarde Gilles de la Tourette quien recopila, en un artículo publicado en 1885, una serie de ocho casos además del de la condesa de Dampierre, con el extraño trastorno.

Gilles de la Tourette (1957-1904)

Las causas que desencadenan estos tics motores y vocales aún no son del todo conocidas. En principio eran consideradas personas poseídas por el diablo que, o bien eran exorcizadas o bien acababan en la hoguera. Posteriormente fue también considerado una patología hereditaria y, aunque existen algunos factores genéticos asociados, también se han descrito algunos factores ambientales que, si bien no provocan directamente la enfermedad, sí que agravan la aparición de síntomas, como es el glúten. Por otra parte, se ha asociado también como síndrome secundario a lesiones cerebrales.
Sin embargo, hoy día parece que la vera causa del trastorno tiene una base orgánica a nivel microscópico, concretamente la síntesis y secreción de neurotransmisores como dopamina, serotonina y norepinefrina en algunas regiones cerebrales como son los ganglios basales, lóbulos frontales, donde reside gran parte del control de la personalidad y el carácter y la corteza cerebral, que entre muchas otras cosas controla los movimientos y la articulación del lenguaje. Déficits o alteraciones en la comunicación neuronal entre las neuronas de estas regiones encefálicas pueden ser las auténticas causantes del síndrome que el prestigioso cirujano Jean-Martin Charcot, bautizó con el nombre de su más avido y aventajado discípulo, el síndrome de Tourette.

Ideas para el debate:

El juicio de los Smith contra la productora de los Simpsons es quizás la parte que más me ha dejado pensando tras la lectura del capítulo y por eso quiero centrar ahí la atención de los comentarios.
Vivimos actualmente, y me atrevería a decir que lleva siendo así mucho tiempo, una continua batalla entre los límites de la libertad de expresión y la ofensa/discriminación. Y mi pregunta es un poco trivial pero, dónde están los límites del humor? ¿Hay que poner límites al humor? ¿Debemos limitar ciertas cosas para que nadie pueda sentirse ofendido? ¿Debe alguien controlar simplemente cómo se dicen o se muestran las cosas?

Evidentemente no nos podemos ir a los extremos y evidentemente, también, entre la total libertad de expresarnos y el riesgo de ofender/discriminar a algún colectivo hay todo un continuo de pequeños matices, por lo que la frontera de equilibrio, de existir, debe ser muy delgada.

Particularmente, los Simpson es una serie que constituye una crítica muy mordaz a muchísimos aspectos de la sociedad occidental actual. Desde la corrupción de políticos y policías, o la explotación laboral y falta de empatía del magnate millonario sin escrúpulos, pasando por la irresponsabilidad de Homer Simpson en uno de los puestos de trabajo con mayor peligrosidad, hasta el activismo de Lisa o Maggie, la gran abandonada de la familia mostaza.

Así pues, ¿qué opináis al respecto? ¿Hasta dónde debe llegar el humor? ¿Cuáles son las puertas que no debe sobrepasar, de haberlas? ¿Cómo se resolvería hoy un caso como el de Joshua Smith? Estaré encantado de leeros y participar en el debate.

¡A disfrutar!

sábado, 29 de septiembre de 2018

Neurozappíng. 1) The big bang theory


El libro que tenemos entre manos surgió tras la anotación que el autor publicó en su blog (www.jralonso.es) acerca de Sheldon Cooper, el protagonista de la serie The Big Bang Theory, donde explicaba las similitudes de su comportamiento con los síntomas que presentaría una persona con síndrome de Asperger. El éxito que tuvo esa anotación fue el germen del que nació el libro que vamos a comentar en estas tertulias: Neurozapping.

Vamos a aprender «del cerebro, sus funciones, sus enfermedades, de la investigación más reciente en laboratorios y de los aspectos históricos de los intentos de entender el mundo y a nosotros mismos». Y todo ello de la mano de uno de los mejores investigadores y divulgadores de nuestro país, que sabe contar como nadie, de forma rigurosa a la par que amena y cautivadora, todo lo que siempre quisimos saber sobre nuestro cerebro y el mundo que nos rodea… Vamos a ello.

The Bin Bang Theory y el síndrome de Asperger


Creo que no me equivocaré si afirmo que casi todos los que seguís estas tertulias sabéis cuál es la serie de la que vamos a hablar en este primer capítulo: The Big Bang Theory. En España se emiten capítulos de la serie en varios canales de la TDT, pero también los tienes en algunas páginas de internet.

La serie tiene como principales protagonistas a dos físicos que trabajan en el Instituto Tecnológico de California, Sheldon y Leonard, amigos a su vez de Howard y Raj, que son presentados como unos completos frikis, alejados de las inquietudes y problemas de la gente común. Como es de esperar, las situaciones más cómicas se producen al mostrar las serias dificultades de los protagonistas masculinos para relacionarse con personas de fuera de su entorno, principalmente de sexo femenino (como Penny, aspirante a actriz, que se muda al apartamento de al lado en el primer episodio).

De los cinco personajes principales, el más llamativo es Sheldon Cooper, «extraño, socialmente inadaptado y extremo en muchas de sus ideas, convicciones y comportamientos». Y no es menos, porque Sheldon tiene muchas características que encajan en un diagnóstico de síndrome de Asperger.

El autor analiza algunas de las características del síndrome de Asperger que encajan en lo que Sheldon hace en la serie:

Habilidades sociales

-          Es torpe en las relaciones sociales. No sabe cómo actuar en muchas circunstancias y su conducta es a menudo inapropiada. No entiende las normas sociales implícitas de educación y, por todo ello, es fácil objeto de burla por sus compañeros.
-          Tiene poca tolerancia a la frustración. Sheldon no se conforma, no acepta no salirse con la suya y si la discusión no va por donde él quiere se puede levantar y marcharse. Quizás por ello se aferra a las rutinas, la seguridad de actividades que controla (algo muy similar a lo que les ocurre a personas con trastorno del espectro autista).
-          No tiene malicia y es desgarradoramente sincero, lo que de nuevo lo hace ser torpe ante la sociedad.

Habilidades de comunicación

-          Cree todo aquello que se le dice aunque sea disparatado, es decir, interpreta algunas frases literalmente y por eso no entiende las ironías, los sarcasmos o los dobles sentidos.
-          Habla mucho y se interesa poco por lo que dicen los demás. De nuevo, falta de adaptación a las «normas sociales».
-          Puede hablar con alguien sin mirarle a los ojos.

Habilidades de comprensión

-          Se siente incómodo en problemas muy largos y lo divide en problemas concretos.
-          Tiene una memoria excepcional para recordar datos (Sheldon habla a menudo de su memoria eidética, un recuerdo perfecto de lo visto y oído, lo que normalmente se conoce como memoria fotográfica).

Habilidades motoras

-          Sheldon tiene una pobre coordinación motriz (no conduce, anda y corre de una manera especial y no es hábil en los juegos de pelota).

En conclusión, el autor nos destaca la imagen positiva que esta serie da de los trastornos del espectro autista en general y del síndrome de Asperger en particular.

Nos damos cuenta de que Sheldon tiene una vida independiente y un trabajo exigente. Es capaz de desenvolverse con más o menos soltura en su día a día, como lo haría cualquier otra persona de su edad. Además, está rodeado de personas que no solo le toleran sino que le guían en momentos especialmente complicados para él. Con sus amigos, son capaces de encontrar un camino basado en el aprecio, el respeto y el buen humor.

No puedo terminar este pequeño resumen sin destacar lo que comenta José Ramón:

El síndrome de Asperger es parte de un espectro, y eso implica que cada persona es un caso específico e individual. Decir que algo es aplicable a cualquier persona con un trastorno del espectro autista no es decir que Sheldon es «alguien con Asperger». Sheldon es, antes que nada, Sheldon, un ser único e irrepetible, como todos.

Idea para el debate

Hay varias series y películas que han incluido como parte importante de su historia la intervención de personas con trastorno del espectro autista. Sin embargo, la mayoría de ellas se inclinan por personajes cuyas características principales pueden englobarse en el síndrome de Asperger (pienso ahora mismo en la reciente The good Doctor, Atípico, o la película Mercury Rising).

Es indiscutible que hacer patentes los desafíos y problemas de las personas con trastorno del espectro autista es el camino adecuado pero, me planteo, ¿no se estarán centrando demasiado en los aspectos «más llamativos» y dejando de lado las enormes dificultades que tienen que hacer frente? 

Me explico, mi impresión es que a la mayoría de los espectadores de esas series o películas, al final lo que les queda es que el personaje con trastorno del espectro autista es una persona terriblemente inteligente, un auténtico sabio, con algunos problemas sociales, pero nada más.

miércoles, 5 de septiembre de 2018

Vuelven las #TertuliasCiencia 2018


¡Ya están de vuelta las Tertulias Literarias de Ciencia!

Ha pasado un tiempo de silencio en el que todos hemos estado ocupados con otras actividades, disfrutando de la familia o simplemente teniendo unas largas vacaciones. Pero como lo bueno engancha, y leer libros y comentarlos con buenos amigos es de lo mejor que hay, teníamos que volver.

Por si todavía no conocéis las #TertuliasCiencia, os resumo el formato:

  1. Elegimos un libro de divulgación científica
  2. Cada semana un voluntario lee un capítulo del libro y lo resume. Adicionalmente, en base a lo leído en el capítulo, puede proponer una serie de preguntas para discutir con sentido crítico y aprender más sobre lo leído.
  3. Entre todos los participantes, comentamos el resumen, respondemos a las preguntas, planteamos nuevas preguntas, dudas y entre todos las respondemos o las abrimos en las redes sociales para aprender más.

En las #TertuliasCiencia puede participar cualquiera que tenga acceso a internet. Ya sea simplemente comentando o animándose a resumir un capítulo. ¡Cuantos más seamos, más posibilidades de aprender y pasarlo bien!

Y como las #TertuliasCiencia las hacemos entre todos queremos saber tu opinión acerca del cual será el próximo libro que leeremos juntos. Hemos estado haciendo una pequeña criba y nos hemos quedado con estos cinco.

Un número perfecto, de Santi García Cremades 





Neurozapping, de José Ramón Alonso


¿Cómo se fabrica un medicamento?, de María del Carmen Fernández Alonso y Nuria E. Campillo Martín


Pequeños pasos. Creciendo desde la prehistoria, de José María Bermúdez de Castro y Elena Bermúdez de Castro


Para que nos ayudes a elegir y nos digas cuál es tu preferencia de los próximos libros que leeremos en #TertuliasCiencia hemos creado este formulario de google que te pedimos que rellenes, indicando del 1 al 5 cuál es el libro que más te gustaría, siendo el 5 el que más y el 1 el que menos.


Los resultados de la votación los anunciaremos el lunes 17 de septiembre y comenzaremos con los resúmenes del libro elegido el sábado 29 de septiembre.

¡Anímate a participar en las #TertuliasCiencia!

ACTULIZACIÓN

Ya tenemos los resultados de la votación. Tras analizar todas las votaciones, la Comisión Evaluadora ha resuelto que se leerán dos libros:

1º Neurozapping, de José Ramón Alonso. La lectura de este libro comienza el 29 se septiembre.

2º Pequeños pasos. Creciendo desde la prehistoria, de José María Bermúdez de Castro y Elena Bermúdez de Castro. Se anunciará la fecha de comienzo de la lectura tras terminar Neurozapping.

¡Muchas gracias a todos por participar en las votaciones!



domingo, 25 de febrero de 2018

La cuchara menguante. 19) Por encima (y más allá) de la tabla periódica

Llegamos al último capítulo de un libro que nos ha permitido aprender y criticar casi a partes iguales, algo inédito en este blog.

Nos despedimos de La cuchara menguante con el saber agridulce de no haber conseguido enganchar a más gente en los debates pero satisfechos porque nos ha enriquecido mucho.

Vamos con el contenido.

Comenzamos por reflexionar sobre los elementos naturales más raros,los que menos debemos encontrar son los que se desintegren antes. El campeón de velocidad de desintegración es el francio sin embargo encontramos menos ástato (qué susto me he llevado con la tilde, pero también se acepta y es más usado astato). Si hay algo que fascina a los científicos es encontrar algo que no se ajuste a las teorías. Habrá que explicarlo rápidamente. Antes de adentrarnos en el problema debemos asentar una base para las explicaciones.
Ambos elementos se diferencian en sólo dos protones, pero casi 90 protones y más de cien neutrones ocupan demasiado espacio para que la fuerza nuclear fuerte los mantenga unidos mucho tiempo ya que su alcance es muy corto, estamos al límite. Ya sabemos porqué no son estables los elementos pesados, excepción hecha de los que tengan números mágicos como el 92 del uranio o el 114 del flerovio (aunque la magia hace que sea mucho más estable de lo esperado no le llega para aparecer en la naturaleza). Dado que los números mágicos no tienen por qué tener un límite Seaborg propuso la existencia de una isla de la estabilidad  de elementos superpesados, el siguiente será el 126. En realidad sí aparece una limitación, para  más de 137 protones se esperaría una velocidad para los electrones que giran alrededor del núcleo igual a la de la luz lo que nos lleva a la prohición de superar ese número atómico. (Ampliación de Francis)
Oganessian la representó con una pericia inusual para ser físico nuclear, no encuentro otra explicación a fama de la imagen que aparece en el libro siendo, además, de un tipo que trabajaba en Dubna en lugar de en Berkeley.

Volvamos a nuestro problema de abundancia atómica.
Nos movemos entre elementos radioactivos y las desintegraciones producen otros también radioactivos hasta que la serie desemboca en uno estable terminando el proceso. Las desintegraciones tienen lugar por emisión alfa o beta. La partícula α es núcleo de helio por lo que el núcleo resultante tendrá un número atómico (Z) dos unidades menor, los dos protones que pierde con la partícula α. La partícula β es un electrón que surge del núcleo , proviene de un neutrón que se convierte en protón emitiendo un electrón y un antineutrino electrónico, con esto el núcleo ve aumentada su Z en una unidad por la aparición del protón.
Al fin somos capaces de desentrañar el misterio, las desintegraciones de los elementos transuránidos producen francio, el cuál, en lugar de desintegrarse con emisión α dando lugar al astato prefiere hacerlo con β dando lugar al radio. Las desintegraciones vuelven al camino α, Z varía de dos en dos, de forma que saltan al astato.

La segunda parte del capítulo se centra en la belleza de la propia tabla periódica. Es algo de lo que podemos estar orgullosos, incluso sería una de las cosas que mostraríamos a unos hipotéticos extraterrestres como uno de los logros superiores de nuestra civilización.
No puede el autor volver a loar a Seaborg por ampliar la tabla desde los EEUU.
A continuación abre varios frentes con nuevos átomos de antipartículas, átomos de átomos y otras formas de disponer los elementos en tablas menos cuadriculadas para terminar en todo lo alto con los  puntos cuánticos, su descubridor no es nombrado, con aplicaciones en computación cuántica sin necesidad de temperaturas ultrabajas.

Espiral
Kean termina pidiendo que se muestren más formas de organizar periódicamente los elementos en los libros.
Como me parece buena idea os dejo algunas:

Piramidal


Tipo galaxia
Juego de mesa
Exagonal















Reconocimientos y agradecimientos:

Ante todo quiero dar las gracias a mis allegados que me permiten dedicar un rato el fin de semana a leer y comentar los capítulos.
Vaya mi agradecimiento a nuestro futuro agente.
También quiero expresar mi agradecimiento a los pocos pero magníficos colaboradores de las tertulias.
No quiero olvidar a los lectores silenciosos a los que espero conocer en breve ya sea por comentarios o bien por animarse a resumir con nosotros.
Por último, tengo una especial deuda con de gartitud con Mendeléyev, Meyer, Newlands, Chancourtois, Odling, Hinrichs y otros desarrolladores de la tabla.



Para motivar los comentarios os propongo:

- La frase en la que considera la Tierra "un cósmico error de redondeo" en referencia a la mínima abundancia de los elementos diferentes a H y He

- La hipótesis sobre configuraciones de elementos superpesados que no seguirían las reglas habituales

- El obligado comentario general del libro

Monumento a la tabla



Feliz semana y próspero libro nuevo

sábado, 17 de febrero de 2018

La cuchara menguante. 18) Instrumentos de ridícula precisión


Medir el mundo le sirve a la ciencia para poderla describir en lenguaje matemático. Y a partir de aquí hemos sido capaces de hacer predicciones que pasan del papel a la realidad. Es decir, la realidad la convertimos en números, a estos les hacemos un conjuro (que anteriomente ha pasado por el método científico) en forma de matemáticas y obtenemos la magia de una predicción. Probadamente mejor que cualquier otro método de vaticinio que hayamos probado. Pero para ello es muy necesario traducir la realidad a números, y mejor que estos sean lo más exactos posible.

Aquí entra el arte de la medición, los estándares internacionales y la exactitud de estos. Y este es el tema al que nos introduce el autor en este capítulo.

La capacidad para realizar mediciones cada vez más finas, a partir de fragmentos cada vez menores de información, es fundamental para el progreso en muchos campos científicos.

Un objetivo al que se quiere llegar es que toda unidad se defina de forma que un científico pueda enviar por correo electrónico la definición a otro colega en otro continente, y que éste pueda reproducir algo con esas dimensiones exactas, a partir únicamente de la descripción incluida en el mensaje.

Por ejemplo, la unidad de longitud que llamamos metro se ha definido como la distancia que recorre cualquier luz en el vacío en 1/299.792.458 de segundo. Y la unidad de tiempo, el segundo, se basa en los relojes atómicos de cesio que (en cada segundo) cuentan las 9.192.631.770 oscilaciones de la radiación emitida en la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del isótopo 133 del cesio.

Pero este tipo de definiciones no se ha conseguido hacer con el kilogramo que aún se basa en una muestra en la que se comparan todos los prototipos del kilogramo del mundo y se hacen copias basándose en ella.

La oficina de estándares francesa Bureau International des Poids et Mesures (BIPM) actúa como oficina de estándares de las oficinas de estándares. Y es en ella dónde se cuida y mantiene el Prototipo Internacional del Kilogramo. Que se trata de un cilindro de cinco centímetros de ancho hecho de platino (90%) e iridio, y tiene una masa de exactamente 1,000000... kilogramos.

La densidad del platino hace que se minimice la superficie expuesta al polvo, su dureza mitiga la probabilidad de una mella en él y al ser un buen conductor de la electricidad reduce la acumulación de electricidad estática «parásita» que pudiera acabar con algunos átomos.

Personalmente, “la precisión” en las medidas no me parece “ridícula” (tal como se indica en el título del capítulo), pero las condiciones de custodia y mantenimiento del estándar de peso (sobre todo, tal y como lo narra el autor) sí que me ha parecido que se adecúa más el adjetivo “ridículo”, por las situaciones a las que se ven abocados y el calvario que supone para sus responsables.

Prototipo del kilogramo
Pero a pesar de todos los esfuerzos por no alterar el estándar del BIPM, durante las últimas décadas el kilogramo está encogiendo de forma misteriosa, medio microgramo por año, y nadie sabe por qué.

Los valores numéricos de constantes como la carga del electrón, la fuerza de la gravedad o la velocidad de la luz cambian según la unidad de medida, pero las constantes fundamentales no lo hacen, pues no dependen de estas. Una importante constante adimensional es la de la estructura fina (a la que llamaremos alfa), que está relacionada con la división fina de los electrones, y es la que controla la fuerza con la que los electrones negativos están unidos al núcleo positivo. También determina la fuerza de algunos procesos nucleares. Pero su importancia vital está en que si hubiera sido ligeramente menor justo después del Big Bang, la fusión nuclear en las estrellas nunca habría llegado a ser lo bastante caliente para sintetizar el carbono. Y al contrario, si alfa hubiera sido ligeramente mayor, los átomos de carbono se habrían desintegrado hace muchísimo tiempo, mucho antes de llegar a formar parte de nosotros.

A principios del siglo XX el astrónomo inglés Arthur Eddington comenzó a confeccionar pruebas de que alfa era exactamente 1/136, pero más tarde se reveló que alfa era más cercano a 1/137, aunque en la actualidad alfa es igual a 1/137,0359, más o menos.

Alfa permite que los átomos existan y además les permite que reaccionen con el vigor suficiente para formar compuestos, pues los electrones ni vuelan demasiado libres de su núcleo, ni se pegan a éste con demasiada fuerza. Este balance en su justo punto ha llevado a muchos científicos a la conclusión de que el universo no puede haber dado con su constante de estructura fina por accidente.

En 1976 un científico soviético (hoy americano) llamado Alexander Shlyakhter declaró que alfa estaba aumentando. Esta afirmación la deducía por las investigaciones que realizó en un lugar de África llamado Oklo (Gabón) donde existe el único reactor de fisión nuclear natural que se conoce. Se puso en marcha hace unos 1.700 millones de años y es impulsado solo por uranio, agua y algas.

Las algas de un río cercano a Oklo producían un exceso de oxígeno tras realizar la fotosíntesis. El oxígeno volvía el agua tan ácida que mientras se infiltraba en la tierra por el suelo poroso, iba disolviendo el uranio de la roca madre. Todo el uranio tenía entonces una concentración mayor del isótopo que se usa en las bombas atómicas, el uranio-235; un 3 por ciento en comparación con un 0,7 por ciento en la actualidad. Así que el agua ya era volátil, y cuando las algas bajo el suelo filtraron el agua, el uranio quedó concentrado en un lugar, alcanzando así una masa crítica.  Cuando el uranio puro se fisiona, sus átomos disparan neutrones «rápidos» que rebotan en los vecinos como las piedras planas rebotan en el agua. Ésos son los que no valen, los neutrones desperdiciados. El uranio de Oklo inició una reacción nuclear sólo porque el agua del río frenó los neutrones lo bastante para que los núcleos vecinos los pillaran. Sin el agua, la reacción nunca hubiera comenzado. La fisión también produce calor. Y la razón de que no haya un cráter mayor en África en la actualidad es que cuando el uranio se calentó, hizo hervir el agua hasta evaporarla. Sin agua, los neutrones se tornaron demasiado rápidos para poder absorberlos, y el proceso se paró. Sólo cuando el uranio se enfrió pudo entrar de nuevo el agua, y el reactor volvió a entrar en funcionamiento.

Por lo que Oklo es un reactor de fisión nuclear que se autorregula, y que ha consumido unos 6.0 kilogramos de uranio a lo largo de más de 150.000 años en dieciséis lugares alrededor de Oklo, en ciclos de encendido y apagado de 150 minutos.

(Aquí se argumentan algunas objecciones sobre la posibilidad de un reactor nuclear natural)
Situación geológica en Oklo (Gabón) que desencadena reactores de fisión nuclear: 
1. Zona donde ocurrieron las reacciones de fisión 
2. Arenisca 3. Mena de uranio 4. Granito
Y cuando en 1976 Shlyakhter comparó los residuos nucleares de Oklo con los residuos modernos, encontró que se había formado demasiado poco de algunos tipos de samario. Y de allá dedució (dando un salto en el vacío) que sólo con que la constante de estructura fina hubiese sido un poco más pequeña cuando Oklo estaba en marcha, sería fácil explicar las discrepancias. Pero los cambios medidos son tan pequeños, y el registro geológico tan fragmentario después de 1.700 millones de años que esto no puede ser prueba suficiente para afirmar que alfa haya cambiado.

No obstante a partir de ese momento el estudio de los cambios en las constantes es hoy un campo de investigación activo. De hecho, tras investigar los sistemas de estrellas llamados quásares y las nubes de polvo interestelar, algunos astrónomos australianos aseguran haber detectado los primeros indicios reales de inconstantes.

Analizando la amplitud producida por el cromo y otros elementos hace miles de millones de años cerca de un quásar y comparándola con la de átomos actuales en el laboratorio, los científicos pueden determinar si alfa ha cambiado desde entonces. Y creen que sus mediciones ultrafinas indican que alfa cambió en un 0,001 por ciento a lo largo de diez mil millones de años. Y aunque es muy poco, la magnitud es menos importante que la posibilidad de que una constante fundamental cambie.

Muchos científicos cuestionan los resultados de Australia, pero si resisten las críticas, o si algún otro de los científicos que trabajan en las constantes variables encontrara pruebas positivas, los científicos tendrían que repensar el Big Bang y la forma en que se explora el cosmos en busca de signos de vida.

Y con ello llegamos a la Paradoja de Fermi. Pues dada la cantidad enorme de estrellas y planetas que hay en cosmos, y el muchísimo tiempo que ha transcurrido desde el Big Bang, el universo debería estar lleno de vida a rebosar, pero «entonces, ¿dónde están todos?» (se dice que se preguntó Fermi).

El astrofísico Frank Drake en 1961 escribió lo que hoy conocemos como la ecuación de Drake, y que se basa en una serie de conjeturas, muchas de ellas difíciles de evaluar, que pretende calcular la posibildad de vida extraterrestre y inteligente. Y es importante pues sentó los cimientos de la astrobiología.

Con las grandes mejoras recientes en telescopios y otros aparatos de medición del firmamento, los astrobiólogos pueden medir directamente indicios directos de la presencia de vida, buscando elementos como el oxígeno, el carbono o el magnesio (utilizado en la corona del centro de la clorofila o en el funcionamiento del ADN, e implica también presencia de agua líquida).

Pero toda esta búsqueda descansa sobre la suposición de que la ciencia que nos controla aquí vale para otras galaxias y otros tiempos. Pero si la alfa ha cambiado con el tiempo, la vida tal vez no pudiera existir hasta que esta se «relajara» lo bastante para permitir la formación de átomos estables de carbono, y tal vez entonces la vida surgió sin esfuerzo, sin necesidad de apelar a un creador.

Una posibilidad a la que nos lleva esto es que la vida surgió aquí, en un planeta aparentemente nada especial, porque sólo aquí se dieron las estrictas condiciones para la formación de átomos y moléculas resistentes. Esto resolvería la paradoja de Fermi de un solo golpe: nadie ha llamado a nuestra puerta porque no hay nadie.

Pero los indicios actuales no apuntan a que ocupemos un lugar privilegiado en el universo, pues con el descubrimiento de miles de planetas, parece que la Tierra es un lugar muy ordinario.

Aunque el descubrimiento de vida extraterrestre (que requerirá todo el ingenio del que seamos capaces para la medición) sería el más importante de toda la historia y la prueba final de que los seres humanos no somos tan especiales… salvo porque también existimos y podemos entender y hacer esos descubrimientos.

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Y aquí están algunas propuestas para comentar, si os apetece:
  • ¿También opináis que es bochornosa la situación actual de la unidad de peso, con un prototipo del kilogramo que se encoge?
  • Algunos teólogos dicen que alfa demuestra que un creador ha «programado» el universo para que produzca moléculas y, posiblemente, vida. ¿Qué pensáis?
  • ¿Qué pensáis de la Paradoja de Fermi y la posibilidad de que realmente seamos especiales?
¡Que tengáis una feliz semana!

P.D. El siguiente párrafo del capítulo (que tiene poco o nada que ver con el resto de la temática) personalmente ha hecho ganar puntos al autor: «... la precisión que separa a las ciencias «duras» de ciencias sociales como la economía, donde los caprichos y la simple idiotez de los seres humanos hacen que las leyes universales sean imposibles.»
¿¡No os recuerda a mi recurrente argumento sobre «la estupidez humana»!? XD

sábado, 10 de febrero de 2018

La cuchara menguante. 16) Esferas de esplendor: La ciencia de las burbujas

¿Quién no se ha quedado embobado delante de una bebida carbonatada mirando cómo suben las burbujas? Seguro que muchos, solo que pocos se preguntan el por qué e intentan saber más sobre ellas.

Este capítulo trata sobre las burbujas. Burbujas de todo tipo. Burbujas que han ayudado a hacer descubrimientos directa o indirectamente relacionados y también a descubrir nuevos elementos.
La ciencia de las burbujas abarca muchos campos.

Mediante una cámara de burbujas se ha podido estudiar parte de los fundamentos de la materia a nivel nuclear y recibir un premio Nobel, además de tener mucho potencial en actividades educativas.

Cámara de burbujas con la primera imagen de un neutrino
Las burbujas permiten estudiar las células por semejanza y aprender cómo funcionan los tejidos o incluso modelar infecciones víricas.

Estudiando las burbujas de gas que emanan de sustancias radiactivas se han descubierto nuevos elementos y se ha conseguido descifrar la base de la radiactividad y la transmutación de un elemento en otro. Es impactante saber que, sin ser un concepto exclusivo de la alquimia, un elemento, por sí solo, puede convertirse en otro y moverse a lo largo de la tabla periódica. Eso sí, no todo vale y las restricciones están ahí.

Gracias al estudio de la radiactividad, derivado de las emanaciones de las burbujas de gas, también se encontró que la edad de la Tierra era mucho mayor, desmontando así las teorías de grandes y conocidos científicos.

Las burbujas también se hallan en el interior de las rocas y su búsqueda es una práctica habitual en el avance y conocimiento de la geología.

Por supuesto, las burbujas tienen una forma y un comportamiento que sin ayuda de las matemáticas nunca podrían ser estudiadas en detalle.

Hemos pasado por la física, la química, la biología, la geología y las matemáticas. Las burbujas están en todas las ramas de la ciencia e incluso del ocio porque, ¿quién no ha jugado con una botella de coca cola y mentos?



He resumido el capítulo sin mencionar muchas cosas del capítulo para que cada uno pueda dar su opinión después de leer el capítulo y no solo el resumen, intentando ser así más imparcial.

Y para el debate, como por aquí pasamos biólogos, químicos, geólogos, físicos, matemáticos, ingenieros… ¿cuántos gazapos científicos o expresiones mal utilizadas habéis encontrado?


¡Buena semana a todos!