jueves, 23 de mayo de 2013
LO QUE SE QUEDÓ EN EL TINTERO EN LA SESIÓN DEL 16 DE MAYO
UN ARTÍCULO REVOLUCIONARIO SOBRE EL ORIGEN DE LA VIDA
El 20 de mayo de 2007 falleció STANLEY MILLER. También en el
mes de mayo, el día 15 pero de 54 años antes, había publicado en la revista SCIENCE un artículo que
supondría el inicio de una línea de investigación que continúa hoy día. Miller
lo tituló: “Producción de aminoácidos en
las posibles condiciones de una Tierra primitiva”.
Miller, estudiante de doctorado con Harold UREY pretendía
poner de manifiesto que la aparición de materia orgánica, primer paso para la
generación de vida, podía haber surgido de manera espontánea bajo ciertas
condiciones fisicoquímicas, que eran plausibles en una Tierra primigenia.
Su experimento consistió en someter a descargas eléctricas
(producidas por tormentas eléctricas, p.ej) una mezcla de gases que podía
considerarse razonable estuvieran presentes en una atmósfera terrestres ausente
de oxígeno en aquellos momentos.
Después de varios días aparecieron, además de algunos ácidos
orgánicos, aminoácidos que son la base de la posterior síntesis de proteínas.
Este experimento, motivado por la obra de OPARIN y la
concepción evolutiva extendida al extremo, a la aparición de la vida, corroboró
estas hipótesis sobre la existencia de una “sopa prebiótica”.
En esta dirección se pude disponer del artículo de S. Miller
que, como otros trabajos que han revolucionado su campo, apenas ocupa un par de
páginas de la revista:
Sobre este asunto también se puede ver “Lo que se quedó en
el tintero del programa del 7 de marzo”.
EL NACIMIENTO DE LAS VACUNAS
Edward JENNER, un médico inglés, aficionado a la geología y la historia natural, que
tras declinar la invitación para embarcarse como naturalista en el segundo
viaje del Capitán COOK, ejercía la medicina un su pueblo natal. Nació el 17 de mayo de 1749 en el condado de Gloucestershire.
En la campiña inglesa era un lugar común aceptado que quienes
enfermaban accidentalmente de una relativamente leve afección del ganado
conocida como “viruela bovina” (producía en las ubres de los animales pústulas
similares a las que producía la viruela en humanos), luego no sufrían la
viruela humana.
El 14 de mayo de 1796 Jenner obtuvo fluido purulento de las manos
de una ordeñadora, las que más fácilmente se contagiaban de las vacas
infectadas con pústulas en las ubres y lo inoculó a James Phipps, un muchacho
de 8 años de edad, que, efectivamente se puso enfermo. Seis semanas después, le
inoculó viruela, pero el muchacho permaneció sano, sin sufrir la terrible
enfermedad.
Había inventado un método para prevenir la enfermedad
controladamente. Lo denominó “Vaccination”, del latín “vacca” y vaccinia”
(viruela).
Lo publicó como "Investigación sobre las causas y efectos de la viruela vacuna" y durante bastante tiempo fue un método repudiado por parte de la clase médica y la jerarquía de la iglesia inglesa.
Aquí se puede ver un buen documental del Canal Historia sobre Jenner y la vacuna de la viruela:
Pero en relación a esta vacuna, hay un episodio con
protagonistas españoles que es, a la vez, magnífico y dramático. Francisco Javier Balmis, cirujano de cámara de Carlos IV, transportó en
1803 la vacuna de la viruela hacia la América española y a Filipinas, donde la
enfermedad causaba estragos. Pero, ¿cómo transportar en aquella época una cosa
así? Pues manteniendo durante todo el viaje a alguna persona infectada de la
que, finalmente, ya en América, poder utilizar su pus infecto para vacunar.
Fueron 22 niños los que pasándose la enfermedad terrible de uno a otro durante
más de dos meses, transportaron la vacuna. Quizás los primeros héroes de la
historia de la medicina.
UN FÍSICO NUCLEAR (UNO MÁS) QUE DEVINO PACIFISTA
Andrej Sakharov nació el 21 de mayo de 1921. Ruso. Físico
que inició su andadura en la física teórica y el estudio de rayos cósmicos
hasta que, a finales de los años cuarenta, en el ambiente de la guerra fría que
se iniciaba, comenzó a trabajar con un grupo secreto para el desarrollo de una
bomba de hidrógeno, una bomba termonuclear, de fusión, no de fisión como había
sido la de Hiroshima, y en consecuencia, mucho más destructiva. Se le considera
el principal responsable de éxito soviético en la explosión de su primera bomba
termonuclear en 1954. (ver el “Tintero….” De la 2ª quincena de enero).
Sus investigaciones en este campo le llevaron a proponer métodos
de control de este tipo de explosiones,
y junto a I.E. Tamm, ideó lo que fue denominado “Tokamak”, un
dispositivo magnético de forma toroidal (como un donuts) que pudiera confinar
un plasma ionizado a temperatura extremadamente
alta, lo que sería la base para un reactor de fusión.
Sin embargo, en los años 60, al igual que hicieron otros
científicos en el bando americano,
derivó hacia la oposición a la proliferación nuclear y al activismo
político de defensa de los derechos humanos. Volvió a la física básica y la
cosmología.
En 1975 se le concedió el Premio Nobel de la Paz, lo que le
condujo a que se le desposeyera de todos los honores que le habían sido
concedidos en Rusia en su época de investigador armamentístico y que se le tuviera
permanentemente bajo vigilancia política y policial.
Su discurso de aceptación del Premio Nobel se titulo "Paz, progreso y derechos humanos" y se puede leer en este enlace: http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/peace/laureates/1975/sakharov-lecture.htmlv . El Premio tuvo que recogerlo su mujer, pues él no obtuvo permiso de salida del país.
Murió en diciembre de 1989. El Parlamento Europeo entrega
desde entonces el Premio Sajarov en su honor y en reconocimiento de la lucha por los
derechos humanos y las libertades civiles.
COMO VIVIR DE LOS FÓSILES: UNA BUSCADORA PRECOZ
Mary ANNING nació el 21 de mayo de 1799 y se hizo famosa
cuando no había superado los 12 años: la afición que le había inculcado su
padre por los fósiles, la necesidad de buscar sustento tras la muerte del padre (había
coleccionistas que pagaban por ellos) y, sin duda, uno “ojo” especial para su
búsqueda y localización (aunque es verdad que vivía en una zona, Lyme Regis, en la costa del Canal de la Mancha, con lechos marinos ricos en fósiles) le llevaron a descubrir un esqueleto entero de
Ictiosaurio, un monstruo de 10 metros proveniente del jurásico. Vendió muchos a los incipientes paleontólogos
y muchos más, de pequeños tamaño y tipos, a las gentes que iban a verla, de modo
que acabó siendo su modo de vida.
Sin estudios académicos, fue una autodidacta que llegó a
reconocer con solvencia fósiles y discutir con los especialistas que iban
apareciendo en la época. Todavía haría otro gran descubrimiento en 1823: un
fósil completo de Plesiosaurio.
A pesar de vivir en una época y una sociedad que no
permitía el acceso a la ciencia de las mujeres, de pertenecer a la clase
trabajadora y de ser una autodidacta que en ocasiones se quejó de los que los
hombre de ciencia académicos habían sacado de ella sin darle apenas nada a
cambio, el conjunto de sus descubrimiento finalmente llevó a la Geological Society
de Londres a nombrarla miembro honorario por su contribución a un nuevo modo de
entender la historia de la Tierra y los seres que la han habitado.
Detrás de ese aspecto tan común, era una mujer fuerte
y arriesgada en su ocupación: un deslizamiento de tierras estuvo a punto de
hacerla perecer en una de sus “cacerías”, aunque no pudo evitar que muriera su
compañero de fatigas, el perro Tray, que le acompaña en el retrato.
CICLONES, CORRIENTES MARINAS… Y UNA “MISTERIOSA” FUERZA
El 21 de mayo de 1792 nació Gustave Gaspard CORIOLIS, quien
estudiando el movimiento de cuerpos en un sistema no inercial llegó a la
conclusión de que en estos sistemas de referencia aparece, por efecto debido
exclusivamente a la aceleración del mismo, un efecto (Efecto Coriolis) que
hace que los cuerpos que se mueven sufran una desviación de su trayectoria
inercial.
A veces se le denomina “fuerza de coriolis”, pero no es
ninguna fuerza, es decir, no es el efecto de una interacción entre dos cuerpos.
Es solo el resultado de moverse o “vivir” en un sistema acelerado.
Explicaré un poco estas nociones.
Un sistema de referencia
no es más que un reloj y unos ejes que nos permiten situar con sus
correspondientes coordenadas a los cuerpos que están en ellos. Si las
coordenadas varían con el tiempo, sabemos que el cuerpo se mueve.
Si el sistema
de referencia se mueve a su vez (un barco en cuya cubierta se desarrollan
carreras, por ejemplo) y lo hace con una velocidad rectilínea y uniforme (el
barco moviéndose siempre con la misma rapidez y en línea recta), entonces los
fenómenos físicos que sucedan en el barco son EXACTAMENTE LOS MISMOS que los que
sucederían si realizáramos las mismas pruebas en tierra firme.
Es el “principio
de relatividad” (de Galileo, primero, de Einstein, un poco más potente,
después). Es decir, NO HAY MANERA, mediante un experimento físico, de decidir
si estás en reposo o te estás moviendo de modo rectilíneo y uniforme. Los
sistemas de referencia con esas características se denominan INERCIALES.
Pero ¿qué pasa si el sistema de referencia se acelera? Por
ejemplo, cuando un autobús o un tren inician su movimiento o cambian de
velocidad, todos hemos experimentado que debemos sujetarnos si no queremos
irnos hacia delante o hacia atrás. Es como si algo nos “empujara” en ese
sentido. Pero no hay nada que esté actuando sobre nosotros. Por eso esa
“fuerza” que parece que nos empuja (y que puede hacernos caer si nos
despistamos y la aceleración es muy brusca) se denomina en ocasiones “fuerza
inercial” o “fuerza ficticia”, no existe y es solo un efecto de estar
ocurriendo las cosas en un sistema de referencia acelerado.
La Tierra, como sistema de referencia, al estar siempre
girando sobre sí misma, es un sistema de referencia acelerado, no inercial. Y
en ella se ponen de manifiesto efectos que son producto de esa aceleración.
Quizás el más importante de todos ellos sea el “efecto Coriolis”, que hace que
los disparos, sean balas de corto alcance, proyectiles o misiles balísticos, se desvíen de
su trayectoria y haya que tener en cuenta el efecto Coriolis para dirigirlos
correctamente.
O más importante para nuestras vidas: las corrientes marinas
circulan en sentidos opuestos en los dos hemisferios; los ciclones y
huracanes también giran en sentidos opuestos en los dos hemisferios.
La
meteorología y la oceanografía, entre otras ramas científico-técnicas deben
mucho a Coriolis.
Y como esas actividades, en general, mejoran nuestras vidas, pues hay que reconocerle a Gaspard Coriolis su mérito.
En esta animación de la Nasa, se puede ver algo de lo
que he contado:
A continuación van unas cuantas ilustraciones bastante
claras sobre el efecto Coriolis y sus consecuencias más visibles:
En este esquema aparecen las distintas velocidades lineales de un
punto de la superficie terrestre.
A medida que vamos acercándonos a los polos, aumentando
la latitud, la velocidad va disminuyendo, pues recorremos mucha menos distancia
en el mismo tiempo. Esa es la causa de que en los desplazamientos con
componente norte/sur, aparezca el efecto Coriolis.
En este esquema el sentido de giro representado corresponde a anticiclones. Las borrascas giran en sentido contrario.
domingo, 12 de mayo de 2013
LO QUE SE QUEDÓ EN EL TINTERO EN LA SESIÓN DEL 2 DE MAYO
UNOS CINTURONES MUY ESPECIALES: LOS DE VAN ALLEN
El primero de mayo de
1958 el periódico Washington Evening Star reseñaba el anuncio que en el simposio
conjunto que la National Academy of Sciences y la American Physical Society
habían celebrado en Washington DC días atrás, se había anunciado la existencia
de una zonas que rodeaban a la Tierra que parecían estar llenas de partículas
cargadas. El descubrimiento lo había dado James.
A. Van Allen, de la Universidad de Iowa.
Van Allen era entonces un científico interesado en el
estudio del origen de los inquietantes rayos cósmicos que aprovechó el
lanzamiento el 31 de enero de 1958 del primer satélite artificial americano, el
Explorer I, para montar en él unos detectores que estudiaran los rayos cósmicos
a distintas altitudes y latitudes aprovechando la órbita del cohete.
Pero sus detectores detectaron también una inusual
concentración de partículas cargadas de alta energía. Sus mediciones fueron
corroboradas meses después con los datos obtenidos del satélite Pioneer III,
lanzado en octubre de ese mismo año, y presentadas ya definitivamente como la
existencia de dos zonas del campo magnético que rodea la Tierra en las que se
encuentran “atrapados” protones y electrones.
Las dos zonas se denominan “cinturones de radiación de Van Allen”, hay dos y se extienden desde unos 1.000 kilómetros hasta 5000 Km el “interior” y desde unos 15.000 hasta más de 60.000 Km. el “exterior”.
Son muy aproximadamente como se
presentan en estas ilustraciones:
Las dos zonas se denominan “cinturones de radiación de Van Allen”, hay dos y se extienden desde unos 1.000 kilómetros hasta 5000 Km el “interior” y desde unos 15.000 hasta más de 60.000 Km. el “exterior”.
Son muy aproximadamente como se
presentan en estas ilustraciones:Van Allen recibió desde entonces multitud de premios y distinciones y fue, quizás lo de mayor repercusión curiosamente, portada del Times del 4 de mayo de 1959.
Las partículas cargadas atrapadas en ellos son provenientes
del sol y de los rayos cósmicos esencialmente.
Pero las partículas cargadas muy energéticas son un serio problema para los circuitos eléctricos y electrónicos que se les pongan por medio y también para las personas que vivieran en su seno. ¿Existen dispositivos y personas que vivan ahí? Pues los hay: satélites espaciales, tripulados o no, sobre todo satélites meteorológicos y de comunicaciones. Todos ellos deben o bien situarse fuera de los cinturones o bien llevar una protección adecuada. De no haber sabido de su existencia, casi con seguridad que la tecnología espacial habría fracasado o, al menos, sufrido retrasos importantes hasta descubrir por qué se les estropeaban los dispositivos eléctricos.
Pero las partículas cargadas muy energéticas son un serio problema para los circuitos eléctricos y electrónicos que se les pongan por medio y también para las personas que vivieran en su seno. ¿Existen dispositivos y personas que vivan ahí? Pues los hay: satélites espaciales, tripulados o no, sobre todo satélites meteorológicos y de comunicaciones. Todos ellos deben o bien situarse fuera de los cinturones o bien llevar una protección adecuada. De no haber sabido de su existencia, casi con seguridad que la tecnología espacial habría fracasado o, al menos, sufrido retrasos importantes hasta descubrir por qué se les estropeaban los dispositivos eléctricos.
Pero el descubrimiento de los cinturones de Van Allen supuso
el inicio moderno del estudio del campo magnético terrestre a gran escala y a
grandes distancias de la tierra: la
Magnetosfera Terrestre. Un estudio fascinante cuya historia puede seguirse
en este estupendo documental que recomiendo encarecidamente a los interesados, a pesar de
su duración:
Hay que tener en cuenta que la magnetosfera es el escudo que
protege a la Tierra de las emisiones de plasma magnetizado que emite el sol.
Sin ella difícilmente se habría desarrollado la vida en nuestro planeta, al
estar sometida a toda esa radiación.
Y eso nos lleva a un asunto muy interesante relacionado con
una posible “catástrofe natural” en
la que casi nadie entre la gente corriente piensa: una eyección gigantesca de
materia solar, podría deformar tanto la magnetosfera que las partículas llegaran
a muy poca altura sobre la superficie terrestre, o a la superficie misma. Ya se
han dado algunos casos: el “episodio Carrington”, en 1859, cuando nada se sabía
de esto, prácticamente inutilizó gran parte de las incipientes líneas
eléctricas y telegráficas. Y en 1989 (!!) la provincia de Quebec sufrió un
apagón eléctrico de más de 8 horas a causa de lo que llegó a la Tierra producto
de una enorme tormenta magnética solar.
Si en uno de los ciclos de gran actividad solar, que se
producen, sin que se sepa por qué, con un periodo de entre 10 y 12 años, se produjera
una eyección de plasma solar lo suficientemente grande, quizás una parte
importante de EE.UU., o de Europa, o de China, según fuera la parte del planeta
con que “chocara”, podría quedarse prácticamente sin instalaciones eléctricas.
Y durante no se sabe cuánto tiempo.
Claro que en Etiopia o Burkina Faso ni se enterarían: me
parece que es la única “catástrofe natural” que afectaría casi exclusivamente a
los ricos.
Estos son los enlaces a una serie de 3 programas de History Channel
en los que se cuentan cosas y peligros de las tormentas magnéticas solares:
UNA RESPUESTA MERECIDA
El 4 de mayo de 1825
nació Thomas Henry Huxley, conocido más que merecidamente por sus estudios
y trabajos de anatomía comparada, quizás el mejor especialista del siglo XIX.
Pero su fama mayor se debió a la defensa que mantuvo de la teoría
evolutiva de Darwin una vez que en 1859 se publicó “el Origen de las Especies”.
Y dentro de esa defensa se hizo famosa su polémica con el Obispo Wilderforce, de Oxford, en la Asociación Británica para el
Avance de las Ciencias, cuando en una sesión dedicada a la teoría de la
evolución el obispo le preguntó si había hecho su filiación familiar evolutiva
y si sabía si descendía del mono por línea materna o paterna. Huxley le contestó
sin inmutarse que puesto en la situación de elegir como antepasado entre un
pobre y miserable mono y alguien que siendo una persona educada era capaz de
preguntar ese tipo de cosas en un debate científico, elegiría sin duda al mono.
Este es T.H. Huxley y en este frontispicio de su libro ·Evidence as to Man´s place in Nature” (1863), Huxley publicó por vez primera su famosa imagen comparando el esqueleto de los simios al de los humanos.
EL TERRIBLE FINAL DEL PADRE DE LA QUÍMICA MODERNA
Miembro de la Academia de Ciencias francesa desde 1768,
Lavoisier ocupó a lo largo de su vida algunos puestos políticos, aunque de
carácter técnico y tras la Revolución Francesa participó en la comisión que
iniciaría el proceso de establecer un sistema internacional único de pesas y
medidas. También trató de introducir reformas en los sistemas educativo y
monetario.
Pero en los tiempos confusos y desordenados en la época del
Terror, tuvo un enemigo temible, Jean Paul Marat, quien muy probablemente motivado
por el resentimiento y el deseo de
venganza (Lavoisier había hecho una crítica muy dura a la traducción que
publicó de la “Optica” de Newton), se concentró en instigar sobre dos
cuestiones con las que Lavoisier estaba muy comprometido: la Academia de
Ciencias, acusada de elitista y reflejo del “antiguo régimen”, y la “Ferme
Général”, una sociedad privada que servía al gobierno prerrepublicano para la
recaudación de impuestos y que había sido disuelta en 1791.
La Academia fue presentada como una institución
aristocrática y contrarevolucionaria y finalmente disuelta en 1793. En
septiembre de ese mismo año, se dicto auto de prisión contra los antiguos
asentistas de la Ferme, entre ellos Lavoisier, acusados de apropiación
indebida, malversación de fondos, fraudes diversos…etc. De los 31 detenidos, 28
fueron condenados el 8 de mayo de 1794 y el mismo día ejecutados en la
guillotina. Lavoisier fue el cuarto.
A VUELTAS CON LA LUZ y LA MATERIA
En esta primera decena del mes de mayo se cumplen las efemérides de dos personajes relacionados con el establecimiento de la naturaleza de la luz: THOMAS YOUNG, médico, físico, egiptólogo (contribuyó a descifrar la "piedra rosetta") y políglota, que murió el 10 de mayo de 1829 y AGUSTÍN JEAN FRESNEL, nacido también el 10 de mayo, pero de 1788.Cuál era la naturaleza de la luz, de qué estaba hecha o constituida, se venía discutiendo desde la antigüedad. Pero la controversia más conocida es la que se establece entre la “teoría corpuscular” (“la luz está constituida por partículas”), propuesta y sostenido por el gran NEWTON, y la “teoría ondulatoria” (la luz era una onda, una vibración, como el sonido), propuesta y sostenida por Christian HÜYGENS. Los dos explicaban casi todo los fenómenos relacionados con la luz que podían manejarse experimentalmente en la época. Pero los más característico de las ondas es que INTERFIEREN, es decir que cuando se encuentran dos o más ondas y se superponen, se produce una redistribución de la energía que transportan y originan lo que se denomina “interferencias”.Pues bien, no había manera de producir interferencias luminosas. Y por tanto (como debe ser), una propuesta explicativa que no es capaz de mostrar que sucede lo que propone (aunque haya otros fenómenos que sí sea capaz de explicar), debe retirarse. Además, la “autoridad científica” de Newton, que en 1704 publicó su magnífico trabajo sobre Óptica, era tan abrumadora que el pobre Hüygens, un pilar de la física del XVII por muchas otras cosas, quedó relegado.
Pero en 1801 YOUNG consiguió producir interferencias luminosas. Lo hizo de manera sorprendentemente simple (sobre el papel, claro) al ocurrírsele cómo conseguir dos focos coherentes. Poco después, FRESNEL amplió los experimentos y fundamentó teóricamente las interferencias luminosas. Entre los dos mandaron al garete la teoría corpuscular del inefable Newton. Porque en la naturaleza, en aquel entonces, o se era onda, o se era corpúsculo. Pero no las dos cosas. La naturaleza de la luz quedó establecida como un fenómeno ondulatorio.
La cosa, sin embargo, no acabó ahí. En el primer cuarto del siglo XX entre Planck, Einstein y el resto de creadores de la Mecánica Cuántica, pusieron encima de la mesa que la luz tenía una naturaleza que podía ser ondulatoria o corpuscular. ¡¡Pero no simultáneamente!! : dependía del experimento que hicieras: si se pretendía que interfiriera, interfería. Y si se pretendía que “chocara”, como las partículas, pues chocaba. Pero no existe experimento que le haga comportarse a la vez como onda y corpúsculo.La cosa se complicó con la propuesta atrevida de Luis de Broglie, quien dijo: si la luz es una onda que se puede comportar como un corpúsculo, (y, ojo, dada la simetría que reina en la naturaleza),¿por qué no se van a comportar como ondas las partículas tradicionales?El tercer personaje que traemos en este periodo del mes de mayo logró probar experimentalmente la hipótesis de De Broglie: George Paget Thomsom, nacido en el 3 de mayo de 1892 e hijo de J.J. Thompsom (descubridor experimental del electrón y Premio Nobel de Física en 1906) evidenció experimentalmente que los electrones también tenían un comportamiento ondulatorio al lograr producir una difracción de electrones con los resultados previstos teóricamente. Fue Premio Nobel en 1937.
Así pues, todo es onda y todo es corpúsculo, pero su manifestación, como dijo en una cuarteta Campoamor, depende del color del cristal con que o mires.
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