Máxima expectación por la primera fotografía de un agujero negro de la historia

Todo apunta a que el consorcio global del Event Horizon Telescope presentará dos imágenes del horizonte de sucesos de dos agujeros negros supermasivos, uno en el centro de la Vía Láctea y otro en la galaxia M87

Nunca hasta ahora se ha visto uno de estos objetos. El hallazgo es clave para confirmar las predicciones de la relatividad de Einstein y estudiar estos cuerpos, fundamentales en la evolución de las galaxias

Simulación del horizonte de sucesos de un agujero negro

Todo apunta a que faltan poco más de 24 horas para que la humanidad presencie, por primera vez en la historia, la fotografía de un agujero negro. Este podría ser el motivo por el cual este miércoles astrónomos de todos los rincones del mundo han convocado una docena de ruedas de prensa para anunciar los primeros resultados del consorcio del « Event Horizon Telescope», EHT, cuya finalidad es tomar una instantánea del horizonte de sucesos de un agujero negro. Aunque la existencia de estos objetos es aceptada de forma universal, gracias a sus efectos gravitatorios sobre cuerpos cercanos, nadie ha visto uno hasta ahora.

A las 15.00 de la tarde, hora peninsular española, los 200 astrónomos del proyecto EHT presentarán los resultados de su campaña de observación de 2017. Habrá ruedas de prensa en Bruselas, Lyngby, Santiago de Chile, Shanghai, Tokio, Taipei y Washington. En Bruselas, la rueda de prensa se celebrará en el edificio de la Comisión Europea, el Berlaymont, y, en Madrid, el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha convocado a todos los medios.

¿Qué veremos?

Por el momento, se desconoce cuáles son los resultados que se harán públicos, pero, en el caso más favorable, se observarán simulaciones del horizonte de sucesos del agujero negro supermasivo del centro de la Vía Láctea, conocido como Sagitario A*, y de otro situado en el centro de la galaxia vecina M87, en la constelación de Virgo, y que está emitiendo un jet de energía de miles de años luz de largo.

Imagen de M87. El agujero negro de su núcleo emite un enorme jet, visible en la imagen
Imagen de M87. El agujero negro de su núcleo emite un enorme jet, visible en la imagen– Wikipedia

Los agujeros negros supermasivos son objetos que almacenan la masa de millones de soles en espacios muy reducidos, y que se caracterizan por estar rodeados por una banda de plasma (gas muy caliente) girando a enormes velocidades. También se caracterizan por tener un horizonte de sucesos, que es una región que funciona como un punto de no retorno que, una vez atravesado, impide que nada, ni la luz, escapen del interior de estos objetos. Se puede decir, por tanto, que los agujeros son pozos gravitacionales en los que el espacio-tiempo colapsa y atrapan la luz y la materia a perpetuidad. Por último, dentro de los agujeros negros existe una singularidad gravitacional, un punto sin dimensiones con densidad infinita.

Tal como explicó para este periódico Sheperd Doeleman, director del proyecto EHT, en 2017, con estas observaciones se espera ver un anillo luminoso de materia rodeando los agujeros negros, caracterizado por su asimetría debido al efecto doppler: dado que los agujeros están rotando, y como en un lado del anillo la luz y la materia se mueven hacia nosotros, nos parece más brillante, mientras que en el otro lado la luz y el material se están alejando, por lo que parecen más tenues. Por tanto, en principio las imágenes de los agujeros negros recordarían mucho a las de la película «Interestellar», con la diferencia de que este no representa la mencionada asimetría.

Simulación de un agujero negro aparecida en la película «Interestellar»
Simulación de un agujero negro aparecida en la película «Interestellar» – Warner Bros. / Syncopy / Paramount Pictures

En todo caso, resta por ver si los astrónomos han conseguido que las imágenes sean lo suficientemente nítidas como para poder comparar lo observado con lo predicho por las teorías. De hecho, uno de los problemas que los investigadores han tenido que hacer frente es el ruido introducido por los sistemas electrónicos en las observaciones.

Un telescopio global

Sean cuales sean los resultados que se muestren este miércoles, son fruto de una campaña de observación llevada a cabo en 2017, en la que se coordinaron las observaciones de ocho radiotelescopios diferentes, por medio de relojes atómicos. Dichos telescopios observaron los agujeros negros en longitudes de onda de un milímetro (entre el infrarrojo y los microondas).

Estas observaciones se sincronizaron a través de una técnica conocida como interferometría, y que permite sumar varias antenas para lograr unos resultados similares a los de un instrumento gigantesco, tan grande como la Tierra. De hecho, en este caso se combinaron las observaciones de telescopios situados en Arizona y Hawái (Estados Unidos), España, México, Chile y el polo Sur.

Esta es la única forma de observar la silueta de los agujeros negros de la Vía Láctea o de M87 porque, aunque ambos son objetos grandes, para la escala humana, están extremadamente lejos. Por ejemplo, se cree que Sagitario A* (que tiene una masa de cuatro millones de soles) tiene un diámetro de 44 millones de kilómetros, lo que le permitiría caber en el interior de la órbita de Mercurio, pero resulta difícil de ver porque está a 26.000 años luz de la Tierra. El otro objeto, situado en M87, es 1.500 veces más masivo que Sagitario A*.

El reto es comparable al de ver una naranja puesta en la superficie de la Luna desde la Tierra

Según ha dicho Sheperd Doeleman, director del proyecto EHT, el reto es comparable al de ver una naranja puesta en la superficie de la Luna desde la Tierra.

Supercomputadoras y 4 petabytes de información

Hacer estas observaciones ha llevado mucho tiempo. Los astrónomos observaron estos agujeros negros durante cinco noches. Recogieron un total de cuatro petabytes de información (cuatro millones de gigabytes), que equivalen al «peso» que tendrían las canciones en formato MP3 necesarias para estar sonando 8.000 años seguidos. Los datos son tan voluminosos que los científicos no han podido transmitirlos por internet, sino que han tenido que moverlos por medio de discos duros.

Esta información se usó luego para elaborar modelos tridimensionales sobre ambos agujeros negros, contrastando los datos con las predicciones de la física para los agujeros negros en varias circunstancias. La tarea ha sido tan complicada, que los astrónomos han necesitado dos años para correlacionar, calibrar e interpretar los datos, con la ayuda de supercomputadores.

«Lo que supondría la imagen del agujero negro, si la conseguimos, sería coger la predicción más extraña y extrema de la relatividad general, uno de los mayores logros de la mente humana, y combinarla con la tecnología más avanzada con una colaboración a escala planetaria, en la que se han empleado las técnicas estadísticas más avanzadas y nuevas técnicas de imagen», dijo Peter Galison, miembro del equipo del EHT y científico en la Universidad de Harvard, en una conferencia celebrada en marzo. «Es como hacer una nueva cámara con un nuevo tipo de película y de lentes, combinándolo con otras cámaras a la vez».

Poner a prueba a Einstein

Según resaltó Galison, tomar una foto de un agujero negro no solo probaría la existencia e estos objetos, sino que permitiría poner a prueba las predicciones de la relatividad de Einstein.

NASA/UMass/D.Wang et al., IR: NASA/STScI / Feryel Ozel
NASA/UMass/D.Wang et al., IR: NASA/STScI / Feryel Ozel

«Einstein nos dijo hace 100 años cuál debería ser el tamaño y la forma de la sombra –de un agujero negro–», dijo Doeleman en dicha conferencia. «Si pudiéramos poner una regla junto a la sombra, podríamos poner a prueba la teoría de Einstein del límite del agujero negro». Hasta ahora, las observaciones habían permitido averiguar que el tamaño de la silueta de Sagitario A* es el que predice la teoría y que el horizonte es asimétrico, tal como se espera.

Nunca hasta ahora se ha predicho la relatividad de Einstein a esta escala. El último «empujón» relevante a esta teoría ocurrió en 2015, cuando se detectaron de forma directa, por primera vez, las ondas gravitacionales predichas por este científico, gracias a la fusión de parejas de agujeros negros. Ahora está por ver si Einstein también acertó a la hora de predecir cómo son los agujeros negros supermasivos, millones de veces más pesados que aquellos.

Y comprender a Sagitario A*

Además de afianzar, o no, la relatividad, las observaciones del EHT probablemente también revelarán interesantes datos sobre el agujero negro supermasivo de nuestra Vía Láctea. Tal como ha explicado a ABC Charles Hailey, experto en este objeto en la Universidad de Columbia (EE.UU.), «nuestro agujero negro supermasivo es muy misterioso: no pone mucha de su energía en forma de rayos X, como sí ocurre con los otros agujeros negros de muchas otras galaxias. Decimos que es infraluminoso, pero apenas estamos comenzando a entender por qué».

La clave está en que se desconocen los detalles de cómo la materia, gas y estrellas, que engullen los agujeros, es transformada en potente radiación, y también cómo caen hacia ellos, previamente. «Es muy probable que el EHT dilucide todas estas preguntas, sobre todo en combinación con otras observaciones en la banda de rayos X».

Saber todo eso es fundamental para estudiar cómo los agujeros negros supermasivos que existen en la mayoría de las galaxias influyen en su evolución. «Incluso cuando estos objetos apenas contribuyen a una pequeña parte de la masa de una galaxia, parecen tener un efecto desmesurado en su evolución. Este es sin duda un campo muy activo en la astrofísica ahora mismo».

Parece que en los próximos años lo estará aún más. Sheperd Doeleman ha dicho en The New York Times que en abril del año pasado el EHT hizo otra observación de Sagitario A* y de M87, y que por entonces recogieron el doble de datos que en la primera observación. «Nuestro plan es llevar a cabo estas observaciones de forma indefinida y ver cómo las cosas cambian», ha reconocido.

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Científicos aseguran haber encontrado indicios de vida en Marte

Un nuevo estudio afirma haber hallado material orgánico en un meteorito marciano encontrado a fines de los años setenta en la Antártida

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El meteorito marciano con supuesto material orgánico incrustado – C. Meyer (2012)

A la pregunta de si es posible que ahora mismo haya algún tipo de vida en Marte, la NASAya ha afirmado que todo indica que no: en 1976, la agencia espacial aterrizó naves robot conocidas comoViking 1 y Viking 2 en en el planeta rojo, y tras estudiar durante cuatro y seis años el suelo marciano en busca de bacterias, los resultados fueron decepcionantes. El mundo más conocido a la Tierra del que tenemos pruebas no alberga rastros orgánicos. O, por lo menos, no han sido hallados hasta ahora. Pero en los más de 4.000 millones de años en los que lleva existiendo, ¿alguna vez la albergó? Eso es lo que se plantean ahora los científicos.

Y, según un estudio publicado en marzo en la revista «Open Astronomy», algunos seres habrían habitado Marte en la antigüedad. Al menos bacterias. Así lo afirman científicos de Hungría que aseguran haber encontrado huellas de material orgánico incrustadas en forma mineralizada en un meteorito marciano localizado a finales de los años 70.

Vida en Marte y en otros planetas

Oficialmente bautizado como ALH-77005, el meteorito marciano se encontró en Allan Hills, en la Antártida, durante la misión del Instituto Nacional de Investigación Polar de Japón entre 1977 y 1978. El nuevo estudio, de los autores Ildiko Gyollai, Márta Polgári y Szaniszló Bérczi, propone la presencia de bacterias activas en Marte. Su investigación también sugiere, además, que puede haber existido vida en otros planetas.

En concreto, se estudió una muestra de sección delgada del meteorito mediante microscopía óptica para microtextura y mediante microscopía FTIR-ATR para la interpretación de minerales biogénicos y material orgánico incorporado. Según el estudio, el ALH-77005 tiene texturas poikilíticas -cristales grandes con otros más pequeños de diferente mineral- con piroxenos gruesos y olivinos marrones, y con un burbuja de fusión recristalizada.

Los minerales de grano grueso no contienen ninguna alteración a lo largo de los límites del grano. La bolsa de material fundido y la proximidad de minerales opacos «contienen firmas biogénicas como formas filamentosas y coccoidales de bacterias oxidantes del hierro, presencia de material orgánico integrado, y la presencia de minerales biogénicos, como ferrihidrita, goetita y hematita», añade la investigación.

Un estudio multidisciplinar

«Nuestro trabajo es importante porque integra las ciencias planetarias, terrestres, biológicas, químicas y ambientales, y será de gran interés para muchos investigadores en esos campos», explica la autora principal, Ildiko Gyollai, del Centro de Investigación HAS de Astronomía y Ciencias de la Tierra en Budapest. «La investigación también será de interés para los planetólogos, expertos en meteoritos y astrobiología, así como para los investigadores del origen de la vida, y para el público en general, ya que ofrece un ejemplo de un aspecto novedoso de la mediación microbiana en meteoritos de piedra», concluye Gyollai.

Esta nueva investigación podría cambiar el examen de los meteoritos en el futuro. A la luz de su descubrimiento, los autores plantean que los materiales del sistema solar deben estudiarse para establecer si hay evidencia de formas microbianas dentro de las rocas espaciales, y una indicación de que hubo vida en Marte.

Controversia por los meteoritos de Marte en la Antártida

La misión japonesa no ha sido la única que ha hallado meteoritos marcianos en la Antártida. En diciembre de 1984 una expedición del Instituto Smithsoniano descubrió en el mismo lugar otro trozo de roca proveniente del planeta rojo. Durante años se especuló, al igual que con el citado ALH-77005, con que algunas de las huellas grabadas en ese trozo de diogenita de color marrón oscuro hallado en Allan Hills se debían a la acción de seres vivos de origen marciano, pero al final se descubrió que la muestra se había contaminado en la Tierra.

La historia del meteorito de origen marciano ALH84001 también generó mucha expectación: después de que en 1996 la misma NASA junto con la Casa Blanca anunciasen que el trozo, de casi dos kilogramos de peso y que llegó a la Tierra hace unos 13.000 años, podía contener «restos fósiles de microorganismos que vivieron en el planeta Marte», toda la comunidad científica esperó ansiosa nuevos análisis que confirmaran estos resultados. Pero no ocurrió así: dos años después la revista «Science» ya apuntó a la posibilidad de que los restos encontrados se hubieran contaminado aquí, lo que finalmente se confirmó.

¿Podemos estar ante la misma situación? ¿O puede que la nueva metodología aportada por los húngaros revele algún misterio encerrado en el meteorito ALH84001? Seguramente los científicos no tarden en darnos una respuesta.

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La cosa se complica: hallan una segunda galaxia sin materia oscura

Una nueva investigación revela la existencia de otra galaxia cuyos movimientos no necesitan de esa extraña sustancia para poder explicarse

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En marzo de 2018, apareció en Nature un polémico estudio llevado a cabo por Pieter van Dokhum, astrofísico de la Universidad de Yale, en el que afirmabahaber encontrado, por primera vez, una galaxia sin materia oscura, algo que hoy por hoy se considera imposible.

Las críticas no se hicieron esperar. De hecho, los movimientos de las galaxias (y de sus estrellas) no pueden explicarse solo con la fuerza gravitatoria de la materia que vemos. Se necesita mucha más gravedad para justificar esos movimientos.

Fue así como surgió la idea de «otro tipo» de materia, uno que nos resulta invisible pero que ejerce su fuerza gravitatoria sobre la materia «ordinaria», la que sí podemos ver, y explica sus movimientos. Los cálculos, además, mostraron que esa misteriosa sustancia (que no emite radiación alguna y que por lo tanto resulta invisible para nuestros instrumentos) es cinco veces más abundante que la materia ordinaria. Sin la materia oscura, opinan muchos, las galaxias ni siquiera habrían llegado a formarse.

En su artículo de hace un año en Nature, van Dokhum hablaba de una lejana galaxia, NGC 1052-DF2, que llamó poderosamente su atención al observar la forma en que se movían algunos de sus cúmulos globulares. Y es que la velocidad de esos cúmulos podía explicarse perfectamente solo con la materia visible de la galaxia. Es decir, no hacía falta materia oscura para explicar sus movimientos. Su estudio fue recibido con escepticismo, sorpresa e incluso enfado por parte de algunos investigadores.

Nuevas pistas asombrosas

Pero van Dokhum, lejos de rendirse, siguió investigando. Y ha descubierto, para asombro de la comunidad científica, una nueva galaxias que tampoco parece contener materia oscura. Sus hallazgos aparecen en dos artículos recién publicados en The Astrophysical Journal Letters.

«Aunque la mayoría de las críticas a mi anterior trabajo solían ser constructivas y educadas -recuerda Dokhum- no todas lo fueron. Cada vez que surgía una nueva crítica, teníamos que pelear y revisar el trabajo por si se nos había pasado algo. En ocasiones, eso fue algo estresante».

Pero en sus nuevos artículos las evidencias de que existen galaxias sin materia oscura se multiplican y son, si cabe, aún más fuertes.

En el primero de los estudios, van Dokhum y sus colegas vuelven sobre NGC 1052-DF2 con nuevas observaciones actualizadas y más detalladas que las de hace un año. Y los resultados vuelven a ser los mismos: los movimientos de los cúmulos de estrellas de esa galaxia no necesitan de materia oscura para ser explicados.

El «problema de materia oscura que falta»

«Tras esta confirmación de la dispersión a baja velocidad de NGC1052-DF2 – puede leerse en el artículo- la pregunta más urgente es si este ‘problema de materia oscura que falta’ es exclusivo de esta galaxia o se aplica más ampliamente».

Y esa es, precisamente, la cuestión que se aborda en el segundo artículo. En él, en efecto, van Dokhum y sus colegas anuncian el descubrimiento de una segunda galaxia, bautizada como NGC 1052-DF4, que tampoco contiene materia oscura.

«Descubrir una segunda galaxia con muy poca o ninguna materia oscura resulta tan emocionante como el descubrimiento inicial de DF2» -asegura el investigador-. «Y eso significa que las posibilidades de encontrar más de estas galaxias son ahora más altas de lo que pensábamos hace un año. Dado que no tenemos aún buenas ideas de cómo pudieron llegar a formarse estas galaxias, espero que estos descubrimientos animen a más científicos a trabajar en este rompecabezas».

En conjunto, el trabajo de van Dokhum pone en tela de juicio una de las «verdades» más arraigadas de las últimas décadas: la propia existencia de la materia oscura. Miles de investigadores tratan, hasta ahora sin éxito, de encontrar tanto en sus laboratorios como en el espacio las partículas de esta misteriosa forma de materia que, por el momento, nadie ha conseguido ver.

Según van Dokhum, sin embargo, «precisamente así es como se supone que funciona el proceso científico: ves algo interesante, otras personas no están de acuerdo, obtienes nuevos datos y al final aprendes un poco más sobre el Universo».

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Los eructos de las vacas son incluso peor para el medioambiente de lo que se había calculado

Los eructos de las vacas son incluso peor para el medioambiente de lo que se había calculado

Una nueva estimación de las emisiones globales de metano en vacas es 11 por ciento más alta que las estadísticas anteriores. El estudio ha sido financiado por el programa del Sistema de Monitoreo de Carbono de la NASA, y publicado en la revista Carbon Balance and Management.

Esto es importante, porque las vacas ya estaban en el centro de mira como un importante responsable de las emisiones globales de metano.

Metano

Una vaca genera mucho metano a lo largo de una jornada, sobre todo metano, producido por las bacterias que fermentan la hierba que ingiere para alimentarse. Sin embargo, este gas no sale en forma de flatulencia, sino de eructo: las flatulencias se producen más adelante, en el intestino, y en el intestino de las vacas se produce poco proceso digestivo. En realidad tampoco es un eructo en sentido estricto: el metano lo expulsan con la respiración, sin que nos percatemos de ello.

El 4 % de las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero los producen estos eructos de vaca. La cría de ganado produce el 18 % de todos los gases de efecto invernadero (más que todos los coches y otras formas de transporte del mundo).

Esta estimación actualizada dice que el ganado lanzó cerca de 119,1 millones de toneladas de metano al aire solo en 2011. Las emisiones de dióxido de carbono son mucho mayores en términos de volumen, pero debido a que el metano captura más energía del sol, en realidad es un gas de efecto invernadero más potente.

No hay pautas universales para estas cosas, por lo que los climatólogos tienen que construir modelos. Cuando esos modelos se basan en información obsoleta, están obligados a ser inexactos. Las estimaciones de 2006 se basaron en una tasa de cambio diferente, porque después de 2006 la tasa de producción de metano se disparó. Además, la forma en que criamos a las vacas ha evolucionado. Los bovinos de hoy en día son más grandes, por ejemplo, lo que significa que consumen más alimento y bombean más gas.

Las vacas estadounidenses y canadienses de alguna manera han logrado producir cantidades crecientes de metano, a pesar de su número decreciente. ¿Una posible explicación? Cómo manejamos su deposiciones. El estiércol también emite metano, por lo que en Europa gestionan las heces de las vacas de una manera que minimiza las fugas de gas. Las compañías norteamericanas prefieren centralizar su procesamiento de estiércol para la eficiencia económica, pero en el proceso también están emitiendo más metano en el aire.

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Europa ha comenzado a disminuir su producción agrícola de metano, pero el resto del mundo parece estar empeorando. Científicos de muchas disciplinas intentan encontrar formas creativas para evitar que las vacas produzcan tantos gases de efecto invernadero, pero no están exactamente cerca de implementarlo en toda la industria.

Podemos alimentar con ajo a las vacas y modificar sus microbiomas para evitar la formación de metano en el intestino. Pero esos cambios tomarán mucho tiempo para que realmente tengan un efecto significativo. Y mientras tanto, estamos nublando nuestra atmósfera con cantidades masivas de eructos de vaca.

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Las lecciones de construcción que podemos aprender de las termitas

Las lecciones de construcción que podemos aprender de las termitas

Un soldado de “Trinervitermes geminatus”, una termita granjera CreditC. Jost, CRCA, CBI, CNRS, Toulouse

En la capital de Zimbabue, un edificio llamado Eastgate Centre ocupa 3250 metros cuadrados de espacio para oficinas y tiendas. Usa un 90 por ciento menos energía que el edificio de al lado que es de un tamaño parecido.

¿Cuál es el secreto de Eastgate Centre? Las termitas.

En la década de los noventa, Mick Pearce, el arquitecto del edificio, se inspiró en los montículos que construyen las termitas que cultivan hongos, cuando los vio en un programa televisivo sobre la naturaleza. Los insectos creaban sus propios sistemas de aire acondicionado que hacían circular aire frío y caliente entre el montículo y el exterior.

A medida que los arquitectos y constructores buscan nuevas maneras de enfriar los edificios sin usar más energía en un mundo que se calienta cada vez más, un estudio sobre otro tipo de montículo también de termitas sugiere que Pearce no será la última persona en recibir consejos de diseño de parte de estos primos de las cucarachas.

“Creemos que los humanos son los mejores diseñadores, pero esto no es realmente cierto”, dijo Kamaljit Singh, ingeniero en Imperial College de Londres y uno de los autores del estudio publicado el 22 de marzo en la revista Science Advances. “Podemos aprender de los animales pequeños”.

Singh y sus colegas usaron tecnología de escaneo de alta resolución, así como simulaciones físicas y computarizadas para examinar la estructura microscópica de las paredes externas de los nidos de termitas africanas. En losas que a simple vista parecen ser sólidas, el equipo encontró una red de diminutos poros interconectados. A partir de principios básicos de física, estos poros regulan la ventilación, la humedad, y quizá la temperatura, dentro del montículo y el nido. Estas estructuras naturales podrían servir de inspiración para ingenieros y constructores, demostrando cómo puede lograrse la comodidad solamente gracias a la estructura.

Las lecciones de construcción que podemos aprender de las termitas

El sistema de aire acondicionado del Eastgate Centre en Harare, Zimbabue, estuvo inspirado en nidos de termitas. CreditDavid Brazier vía Wikimedia Commons

Hay alrededor de 2600 especies de termitas, y solo aproximadamente dos decenas de estas infestan y destruyen edificios. Muchas más son constructoras altamente sociables que buscan proteger a sus reinas y asegurar que sobrevivan sus colonias.

El dióxido de carbono debe salir para que no se sofoquen en sus nidos subterráneos, y el oxígeno debe entrar. Los montículos que construyen las termitas sobre los nidos son los pulmones que hacen posible esta respiración.

Pero hay diferentes tipos de montículos. Las termitas que cultivan hongos construyen estructuras con chimeneas y aberturas que hacen las veces de ventanas. En las estructuras de las termitas que no son granjeras, como las que los investigadores recolectaron en Senegal y Guinea, no se alcanzan a ver aberturas. A simple vista, “todo está bloqueado”, dijo Singh.

Pero los poros están ahí, porque los montículos constan de bolas apiladas de arena mezclada con saliva y tierra. Se forman espacios pequeños dentro de estas bolas y otros más grandes entre ellas. Investigaciones previas con tomografías computarizadas revelaron los poros pequeños en las paredes exteriores de estos nidos.

Pero con microescáneres de tomografía computarizada, el equipo vio el interior con más profundidad, con mayor resolución y quedaron al descubierto las conexiones entre los poros más pequeños y los más grandes. El hecho de que esta microestructura fuera prácticamente la misma, sin importar si se había construido con arena seca de Senegal o arcilla húmeda de Guinea, sugería que la estructura y no el material era la clave de la ventilación.

Cuando el equipo hizo una simulación con vientos fuertes, las estructuras sin los poros más grandes no podían respirar tan bien y acumulaban más dióxido de carbono. Los investigadores también empaparon las paredes de los montículos con agua para reproducir el efecto de una lluvia intensa. La estructura de poros grandes y pequeños se secó más rápidamente.

Scott Turner, un fisiólogo que no participó en el estudio, dijo que la investigación de Singh mostró cómo estos poros ayudan a gestionar el flujo de gas y el sistema de drenaje.

“Si observas la física del intercambio de gases en el pulmón, se parece mucho a cómo está organizado el montículo de las termitas”, afirmó Turner.

El movimiento creado por el viento, al igual que las contracciones musculares, permite que los gases se mezclen y lleguen a lugares importantes, como un nido de termitas o la sangre humana. “Si piensas en qué es el montículo”, explicó, “es literalmente un órgano fisiológico construido con tierra por un montón de pequeñas termitas”.

Las lecciones de construcción que podemos aprender de las termitas

Tres vistas de un nido de termitas, incluyendo, desde la izquierda, una fotografía del nido, una tomografía del interior del nido y las redes de galerías y caminos que hay en él. CreditG. Theraulaz, CRCA, CBI, CNRS, Toulouse

El equipo también piensa que los poros podrían ayudar a regular la temperatura. Pero Turner afirma que en otros nidos es la tierra la que hace esto; se necesita investigar más al respecto.

Tampoco queda claro cómo trabajan juntas las termitas para construir estas estructuras. Podrían coordinar acciones por medio de la sinergia, una especie de sistema de comunicación indirecta en el que las termitas responden a residuos químicos que otras van dejando, dijo Guy Theraulaz, biólogo francés que también trabajó en el estudio. Se cree que una feromona, o una señal química en la saliva de las bolas de arena, les dice a las termitas ciegas cuándo construir.

“No tienen que pensar en realidad”, dijo. Siguen reglas que resultan de fuerzas evolutivas y funcionan como un programa de inteligencia artificial.

Piensen o no, “en lo personal me gustaría que más personas fueran como las termitas y se sintieran más cómodas con una ventilación natural”, dijo Maki San Miguel Paulson, arquitecta que da asesoría sobre la envolvente de las edificaciones, las capas exteriores que hacen que el aire se quede sellado dentro del edificio. Ella dijo que las termitas, “no quieren un ambiente hermético; quieren que el aire fluya en su edificación”.

Generalmente los constructores se concentran en la ventilación mecánica —ventiladores, calefacción, enfriamiento— que usa combustible y es más fácil de controlar. Los edificios ecológicos suelen ser más pequeños de tamaño, pues es difícil lograr la comodidad en sistemas que dependen de climas con variaciones. “¿No sería genial si las personas pudiéramos hacer un edificio que lograra ambas cosas?”, se preguntó.

Singh y sus colegas esperan que los estudios futuros de los nidos de otras especies de termitas revelen principios generales de diseño que se puedan replicar a escala humana. Y, como ya lo demuestra el Eastgate Centre, los edificios inspirados en termitas no tienen que verse como si las termitas los hubieran construido.

“Es peligroso ver formas y figuras hermosas en la naturaleza y simplemente copiarlas”, dijo Pearce. “No estamos copiando las formas. Estamos copiando el proceso que creó esa forma”.

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Solidaridad: Cuba regala al mundo la vacuna contra el Cáncer de Pulmón.

Luego de 25 años de estudio y de ensayos clínicos se ha demostrado la seguridad y efectividad de la vacuna contra el cáncer de pulmón el Centro de Inmunología Molecular de Cuba desarrolló

En miras a poder mejorar la calidad de vida de los pacientes que padecen de cáncer de pulmón (uno de los tipos de cáncer más comunes y mortales), luego de 25 años de investigación, finalmente Cuba dio con una vacuna contra el cáncer de pulmón, por medio de la cual se busca combatir esta nefasta enfermedad.

CIMAvax:Solidaridad: Cuba regala al mundo la vacuna contra el Cáncer de Pulmón.

El nombre de esta vacuna es CIMAvax, y fue desarrollada por el Centro de Inmunología Molecular (CIM), quien además de producirla la comercializa; la CIMAvax es una vacuna que se administra por vía intramuscular y va dirigida a pacientes que posean la enfermedad en un estado bastante avanzado.

El objetivo de su aplicación es disminuir el crecimiento de células malignas en el organismo; dirigiendo su acción, no a las células cancerosas como tal, sino al sistema inmunológico del paciente, para que éste entorpezca el desarrollo del tumor e impida el avance del mismo.

Tomando en cuenta esto podemos afirmar que la CIMAvax no es un método preventivo para el cáncer, ya que no es capaz de eliminar el tumor, sino que sólo limita su desarrollo.

Radiografía de Cáncer de Pulmón:Solidaridad: Cuba regala al mundo la vacuna contra el Cáncer de Pulmón.

La vacuna podría ser considerada más bien una alternativa de tratamiento para pacientes terminales, que hayan agotado otras herramientas terapéuticas; surgiendo así como una alternativa que permite mejorar su expectativa de vida de los pacientes hasta por 5 años; de esta manera lo ha corroborado el experto Kaleb León, del CIM.

En Cuba ya han sido 5000 los pacientes que se han sometido al tratamiento con la CIMAvax, arrojando resultados favorables al aumentar el tiempo de vida que se les había pronosticado, además de refleja bajos niveles de toxicidad y efectos secundarios; y ante estos positivos resultados ha estado disponible a partir del 2008.

A partir del 2016, en miras de seguir promoviendo y potenciando esta alternativa de tratamiento, los expertos y estudiosos de Cuba se han unido con científicos estadounidenses para seguir practicando pruebas que permitan verificar la efectividad y seguridad de la CIMAvax.

Uno de los ensayos clínicos que se llevó a cabo fue el de del departamento de Inmunología de Roswell Park, arrojando resultados que afirman que además de ser efectivo y seguro, los efectos secundarios que genera son incluso menos que el de otras alternativas terapéuticas.

Solidaridad: Cuba regala al mundo la vacuna contra el Cáncer de Pulmón.

“los datos muestran que la vida se ha prolongado, especialmente en pacientes menores a los 60 años, con una supervivencia media de 18,53 meses en los vacunados en comparación con los 7,55 meses para los no vacunados”, fueron palabras del director del departamento de Inmunología, Kelvin Lee.

Tomando en cuenta la seguridad y efectividad que la CIMAvax ha mostrado a lo largo de estos años de estudio, actualmente se está comerciando a más de 20 países entre los que se encuentra Paraguay, Colombia y Argentina.

Con Información de Cuba en Miami.

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Por qué el tiempo parece pasar más deprisa a medida que envejecemos

Un investigador logra explicar por qué los días de nuestra infancia parecen durar más que los de nuestra madurez

Cuandos nos hacemos mayores, el tiempo parece pasar más deprisa

A todos nos ocurre. A medida que nos vamos haciendo mayores el tiempo parece acelerarse y los días, las semanas, los meses e incluso los años, se suceden en nuestras vidas a velocidad de vértigo, sin que casi nos demos cuenta. ¿Otra vez verano? ¡Pero si parece que fue ayer cuando estábamos de vacaciones y ya ha pasado un año!

Ahora, Adrian Bejan, investigador de la Universidad de Duke, ha hallado una explicación de por qué esos días interminables de nuestra infancia parecían durar mucho más tiempo que los de nuestra madurez. Y la razón no es otra que la Física. Los resultados de esta investigación se acaban de publicar en la revista European Review.

“Las personas – afirma Bejan- a menudo se sorprenden de lo mucho que recuerdan de los días que parecían durar eternamente en su juventud. Y no es que sus experiencias fueran mucho más profundas o más significativas entonces que ahora, sino que se estaban procesando mucho más deprisa”.

Según Bejan, en efecto, el fenómeno se debe a los cambios físicos que se producen en el cuerpo humano durante el proceso de envejecimiento. De este modo, a medida que las enmarañadas redes de nervios y neuronas maduran, van creciendo en tamaño y complejidad. Y eso conduce a que las señales que recibimos del exterior tengan que recorrer caminos más largos hasta llegar al cerebro. Después, y a medida que esos caminos empiezan a envejecer, se degradan, ofreciendo más resistencia aún al flujo de las señales eléctricas que los recorren sin cesar.

Menos imágenes nuevas

En otras palabras, la velocidad a la que se adquieren y procesan nuevas imágenes mentales disminuye con la edad. Según Bejan, no hay más que fijarse en la frecuencia a la que se mueven los ojos de un bebé en comparación a los de un adulto. Y es que los bebés procesan las imágenes mucho más rápido que una persona mayor, y sus ojos se mueven más a menudo, adquiriendo e integrando continuamente nueva información.

El resultado final es que, dado que los adultos ven menos cantidad de imágenes nuevas en la misma cantidad de tiempo, les parece que el tiempo está pasando más rápido.

“La mente humana siente que el tiempo cambia cuando las imágenes percibidas cambian -asegura Bejan-. El presente es diferente del pasado porque la visión mental ha cambiado. Y los días parecen durar más durante la juventud porque las mentes jóvenes reciben más imágenes durante un día que la misma mente en la madurez”.

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Ahora puedes contemplar el centro de nuestra galaxia en un vídeo de 360º en Ultra Alta Definición

Ahora puedes contemplar el centro de nuestra galaxia en un vídeo de 360º en Ultra Alta Definición

Contemplar el centro de nuestra galaxia como si estuvieran sentados en su agujero negro supermasivo ahora es posible gracias al siguiente vídeo inmersivo de 360 grados en ultra alta definición combinando simulaciones de supercomputadoras con datos del telescopio espacial Chandra de la NASA.

Código de colores

Esto es lo que significa cada color en el vídeo:

  • Azul y cian: representan la emisión de rayos X del gas caliente con temperaturas de decenas de millones de grados.
  • Rojo: emisión de rayos ultravioleta de regiones de gas más frío con temperaturas de decenas de miles de grados.
  • Amarillo: el gas más frío con las densidades más altas.

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Hallan evidencias de un «sexto sentido magnético» en los humanos

Durante un experimento, varios sujetos disminuyeron su actividad cerebral ante la variación controlada de un campo magnético

El investigador Joseph Kirschvink se convirtió en el primer sujeto de su experimento
El investigador Joseph Kirschvink se convirtió en el primer sujeto de su experimento – Spencer Lowell/Science

Un equipo multidisciplinar de geocientíficos y neurobiólogos del Instituto Caltech, en California, y la Universidad de Tokio, acaba de publicar en la revista eNeuro un artículo en el que aseguran haber encontrado evidencias de un “sexto sentido magnético” en los seres humanos. Según Joseph Kirschvink, Shin Shimojo y sus colegas, en efecto, el cerebro humano es capaz de responder de forma inconsciente a los sutiles cambios que se producen en el campo magnético terrestre.

El estudio, que puede consultarse en BioRxiv, vuelve a poner sobre la mesa un área de investigación que había permanecido “dormida” durante décadas.

Sabemos que muchos animales, entre ellos las aves migratorias o las tortugas marinas, disponen de un agudo “sentido geomagnético” que les permite orientarse en el aire o el océano en viajes de muchos miles de km para regresar, con extraordinaria precisión, a sus lugares de nidificación o desove. Y también se ha demostrado que otros seres vivientes, desde bacterias a moluscos, artrópodos, peces o varios grupos de vertebrados, poseen igualmente un órgano sensible a los cambios magnéticos. Sin embargo, y aunque la magnetorrecepciónha sido bien estudiada en todos estos animales, los científicos no habían conseguido, hasta el momento, determinar si también los humanos comparten esta extraordinaria capacidad.

Durante una buena parte del siglo XX, la mayoría de los investigadores colocaban la magnetorrecepción en el mismo cajón en el que se encuentran la radiestesia o la telepatía. Es decir, en el escabroso y controvertido terreno de lo paracientífico. Hubo que esperar a que se demostrara que muchos animales son capaces de percibir el campo magnético (las palomas mensajeras fueron las primeras) para que la magnetorrecepción, junto a la posibilidad de que también los humanos poseamos ese “sexto sentido”, empezara a ser tomada en serio.

Una brújula incorporada

Cuando la evidencia empezó a ser abrumadora, muchos se refugiaron en la idea que que “llevar incorporada una brújula” podía ser aceptable para algunos animales migratorios, aunque en ningún caso para el resto de los seres vivos. Pero con el paso de los años los investigadores han ido descubriendo que animales menos “viajeros”, como gusanos, caracoles, ranas o tritones, también poseen este enigmático sentido. Incluso muchos mamíferos parecen ser capaces de responder al campo magnético terrestre. Experimentos llevados a cabo con ratones y topos mostraron, por ejemplo, que usaban las líneas del campo magnético para ubicar sus madrigueras. Incluso el ganado o los ciervos alinean sus cuerpos con la orientación de esas líneas cuando pastan. Y los perros “miran” hacia el norte o hacia el sur (las líneas dominantes del campo magnético terrestre), cuando orinan o defecan.

Pero, ¿y los humanos? Kirschvink y el resto de los autores del presente estudio se propusieron abordar esta vieja pregunta utilizando las más modernas técnicas de encefalografía para estudiar y registrar la actividad cerebral de un grupo de voluntarios adultos ante las manipulaciones de un campo magnético llevadas a cabo por los científicos en un ambiente cerrado y aislado, una jaula de Faraday.

Sentir el campo magnético

Hay que tener en cuenta que hasta ahora, la mayor parte de la evidencia científica de la magnetorrecepción se ha basado en los cambios de conducta o los patrones de movimiento de animales ante las variaciones magnéticas de su entorno. En otras palabras, ahora los científicos saben que los animales son capaces de “sentir” el campo magnético, pero siguen sin tener ni idea de cómo lo hacen a nivel celular o neuronal.

La barrera que separa lo que sabemos de lo que es desconocido parece estar en la biología, es decir, en cómo exactamente el cerebro es capaz de utilizar la información “magnética” que recibe. Ya en 2012, David Dickman, neurobiólogo de la Facultad de Medicina en la Universidad de Houston, demostró que una serie de neuronas específicas en los oídos internos de las palomas están involucradas, de alguna forma, en la respuesta de esos animales a los cambios en la dirección, polaridad o intensidad de los campos magnéticos.

Pero localizar con exactitud dónde están los magnetorreceptores responsables de desencadenar esas respuestas ha sido como buscar una aguja en un pajar. De hecho, no se ha encontrado un “organo sensorial” específico que los científicos pudieran diseccionar y estudiar. Ydado que los campos magnéticos son ubicuos, barren constantemente todo el cuerpo, durante todo el tiempo. Los receptores, pues, podrían estar, literalmente, en cualquier parte.

En este sentido, se piensa por ejemplo que en las palomas (así como en algunos peces y bacterias), el sensor magnético consiste en una serie de cristales de óxido de hierro (magnetita) conectados de alguna forma a otros orgánulos que la Ciencia, aún, no termina de comprender. En las abejas, por el contrario, la magnetita se localiza en las membranas de ciertos tipos de neuronas, e incluso los seres humanos tienen, como han mostrado diversos estudios (como el publicado en Neuroscience en 2007 por S. Carrubba, C. Frilot, A.L Chesson y A.A Marino), depósitos de materiales magnéticos en el hueso etmoides de la nariz.

Órgano misterioso

Ya en 2016, la revista Science dedicó un extenso artículo a los intentos de Kirschvink por encontrar evidencias de que también los humanos poseemos ese “órgano misterioso” que nos permite detectar los campos magnéticos. Y ahora, en su nuevo estudio, Kirschvink y sus colegas publican los resultados de una serie de experimentos cuidadosamente controlados y que revelan una clara disminución de la actividad cerebral en la banda alfa, que responde a la información sensorial, en algunos de los voluntarios.

Después, los investigadores replicaron este efecto en los participantes que mejor habían respondido y confirmaron que esas respuestas se ajustaban a las variaciones del campo magnético en el hemisferio norte, donde se llevó a cabo el estudio. “Presentamos aquí -escriben los investigadores- una respuesta cerebral fuerte y específica a rotaciones ecológicamente relevantes de los campos magnéticos de la Tierra. Tras la estimulación geomagnética, se produjo una disminución en la amplitud de las oscilaciones de EEG alfa (8-13 Hz) de manera recurrente”. Por supuesto, dónde se encuentra y cómo funciona exactamente ese misterioso “sensor magnético” sigue siendo un misterio.

A pesar de ello, los investigadores están convencidos de que futuros estudios de magnetorrecepción llevados a cabo en distintas poblaciones humanas de otras regiones del planeta proporcionarán nuevas y valiosas pistas sobre la evolución y la variación individual de este antiguo, y al parecer generalizado, sistema sensorial.

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Los esqueletos de la península ibérica cuentan su historia genética

Los esqueletos de la península ibérica cuentan su historia genética

Un esqueleto recuperado de La Braña, en León, España CreditJulio Manuel Vidal Encinas

La península ibérica, donde se ubican España y Portugal, ha servido como un lugar de cruce durante miles de años.

Los fenicios de Medio Oriente construyeron puertos comerciales en ese punto hace tres mil años y los romanos conquistaron la región en el año 200 a. C., aproximadamente. Los ejércitos musulmanes navegaron desde el norte de África y tomaron el control de Iberia en el siglo VIII d. C. Casi tres siglos después comenzaron a perder territorio ante estados cristianos.

Ahora, junto con registros históricos y excavaciones arqueológicas, los investigadores tienen una perspectiva nueva del pasado de Iberia: el ADN conservado en los esqueletos antiguos de la región. Los arqueólogos y genetistas están extrayendo el material genético que abarca no solo la historia escrita de la península, sino también su prehistoria.

“Queríamos relacionar a las poblaciones antiguas con las modernas”, comentó Íñigo Olalde, un genetista de la Facultad de Medicina de Harvard. Olalde es el autor principal de un ensayo publicado el 14 de marzo en Science que analiza el ADN de 271 íberos de la antigüedad.

Con un total de 419 genomas pertenecientes a humanos de la antigüedad y obtenidos por distintos laboratorios, Iberia ofrece un tesoro valioso. Los científicos han recuperado solo 174 genomas antiguos en el Reino Unido y apenas ocho en Japón.

Este denso registro demuestra que el perfil genético de Iberia cambió notablemente en respuesta a sucesos relevantes de la historia, como la conquista romana. No obstante, los investigadores también descubrieron pruebas de que hubo migraciones que anteriormente se desconocían.

El ADN más antiguo del que se tenía registro en Iberia pertenece a un esqueleto de 19.000 años de antigüedad encontrado en 2010 en una cueva llamada El Mirón, al norte de España. El esqueleto perteneció a una mujer de una tribu de cazadores y recolectores de la Edad de Hielo.

Olalde y sus colegas analizaron el ADN de otros cuatro cazadores y recolectores, mientras que un equipo por separado, con sede en el Instituto Max Planck para la Ciencia de la Historia Humana, extrajo el ADN de otros diez.

Ambos equipos obtuvieron el mismo resultado sorprendente: los cazadores y recolectores ibéricos presentaban una mezcla extraordinaria de genes, lo que demuestra que provenían de dos grupos extremadamente distintos de los primeros cazadores y recolectores europeos.

Es posible rastrear que el origen de uno de estos grupos se remonta hasta hace 35.000 años, gracias a un esqueleto descubierto en una zona de Bélgica conocida como Goyet. La población de Goyet se dispersó por toda Europa, para terminar siendo remplazada en gran parte del continente hacia finales de la Era de Hielo por una población genéticamente distinta.

El primer indicio del segundo grupo apareció hace 14.000 años, cuando los investigadores lo identificaron por medio del ADN en un esqueleto encontrado en una región italiana llamada Villabruna.

Los nuevos estudios revelaron que, en Iberia, los habitantes de Goyet y Villabruna coexistieron. Los cazadores y recolectores de toda la península presentaban una mezcla de linaje de ambos pueblos.

“Esto es bastante sorprendente, porque no está sucediendo en otras áreas”, comentó Vanessa Villalba-Mouco, autora principal del estudio de Max Planck, publicado en Current Biology.

Villalba-Mouco especuló que la geografía de Iberia podría haber permitido al pueblo de Goyet sobrevivir en ese sitio después de haber desaparecido de los demás lugares. “Tal vez nadie molestaba a estos cazadores y recolectores”, dijo.

Sin embargo, cualquier tipo de aislamiento que Iberia pudo haber ofrecido llegó a su fin hace unos 7500 años, cuando llegaron nuevos grupos provenientes de Anatolia con cultivos y ganado.

Después de su llegada, la configuración genética de los íberos cambió de forma drástica. El 90 por ciento del ADN de los esqueletos más recientes proviene de agricultores de Anatolia; el diez por ciento proviene de cazadores y recolectores.

Los investigadores descubrieron que, durante los siglos posteriores, hubo muy pocos cambios en el perfil genético de los íberos, sin embargo, hay pistas de algunas migraciones relevantes.

Un esqueleto de una tumba muy elaborada que se halló en el centro de España, de 4400 años de antigüedad aproximadamente, perteneció a un hombre cuya ascendencia era cien por ciento norafricana.

“Es una locura”, afirmó David Reich, genetista de la Facultad de Medicina de Harvard y coautor del ensayo publicado en Science. “Lo verificamos más de una vez porque nos parecía muy extraño”.

Hubo otro resultado sorprendente que surgió cuando los investigadores analizaban el ADN de una mujer que vivió hace 3500 años. Llegaron a la conclusión de que tenía un abuelo norafricano.

Estos descubrimientos sugieren que los grupos se trasladaban de África a Iberia más de tres mil años antes del surgimiento del Imperio romano.

El linaje norafricano aumentó en Iberia todavía más después de que los romanos tomaron el control. Entonces la península fue parte de un imperio que floreció gracias al comercio generalizado. Al mismo tiempo, habitantes del sur de Europa y del Medio Oriente también comenzaron a dejar ahí huella.

Este cambio en el linaje podría explicar uno de los misterios más grandes de la historia ibérica. Desde hace mucho tiempo, los investigadores han estado intrigados por la cultura de la zona vasca al norte de España.

Los vascos hablan un idioma que no tiene relación con las lenguas europeas. Algunos investigadores han especulado que estos habitantes descienden de una población que se había diferenciado desde la Edad del Bronce o antes.

Parece que no es así, al menos en lo que respecta a la genética. Antes de la época de los romanos, los vascos tenían un ADN idéntico al de otros íberos de la Edad del Hierro. No obstante, los genes romanos no entraron al País Vasco.

Después de la caída de Roma, el ADN antiguo en Iberia refleja su historia medieval. Los esqueletos de la era musulmana muestran un crecimiento del linaje tanto del norte de África como del África subsahariana.

Esto nos trae, un milenio más tarde, a la época actual. En febrero, Clare Bycroft, del Centro Wellcome Trust de Genética Humana en la Universidad de Oxford, y sus colegas publicaron un estudio del ADN de 1413 personas en España.

El equipo identificó fragmentos de ADN norafricano en personas de toda España. Los investigadores calcularon que los ancestros norafricanos de los participantes vivieron hace ochocientos años, durante el dominio musulmán.

Los investigadores también lograron agrupar a los españoles en cinco subgrupos genéticos. En un mapa, estos grupos forman cinco franjas con dirección de norte a sur. Estas franjas se alinean a la perfección con la historia.

En la cumbre del dominio musulmán, unos cuantos pequeños estados cristianos sobrevivieron en la costa norte de España. Cuando los musulmanes empezaron a perder el poder, esos estados expandieron sus fronteras del sur, hace novecientos años aproximadamente.

Hasta ahora, los estudios genéticos de personas vivas estaban separados de los estudios de ADN antiguo por amplias brechas de tiempo, pero ahora, en lugares como Iberia, se empiezan a llenar los huecos y se crea una cronología genética ininterrumpida.

“Ambos mundos comienzan a encontrarse”, afirmó Bycroft.

https://www.nytimes.com/es