domingo, 7 de mayo de 2017

Viajar en el tiempo, una idea loca, pero ¿imposible?

El físico Albert Einstein, padre de la Teoría de la Relatividad, en 1931. GETTY
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Sentimos una atracción especial por las cosas que nos son difíciles, más si nos son, creemos, imposibles. Así, nos atrae escalar montañas, viajar a lugares remotos, pero realmente nos fascinaría explorar otros mundos, ver a través de las paredes, conocer el futuro, y ¿por qué no? viajar en el tiempo. Puestos a pedir superpoderes, nos conformaríamos (supongo) con los de cualquier superhéroe de historieta. Pero, viajar en el tiempo, nos daría capacidades especiales: conocer pasado y futuro, saber cómo apostar en el póker y realizar hazañas que harían ver a Superman como un alfeñique de 50 kilos (por citar un clásico).

La fantasía suprema: viajar en el tiempo ¿Quién no ha pensado alguna vez en viajar por el tiempo? Una idea loca, mitad en el ámbito de la fantasía, mitad en el ámbito de la ciencia ficción. Y, ya que de ciencia ficción hablamos, ¿cómo queremos nuestro viaje? ¿en una máquina del tiempo a lo H.G. Wells o tele-transportado? Una idea loca, sí, pero ¿imposible?
Veamos. La primera dificultad es la naturaleza misma del tiempo, el mar en que navegaríamos, tan inaprehensible, como el agua, se nos escapa antes de poder agarrarlo. El tiempo, tema permanente de reflexión filosófica y religiosa de todas las épocas, que en los últimos 100 años ha pasado a ocupar el centro de discusiones en el ámbito de la física y de la neurociencia.
Probablemente, la definición más influyente en ciencia, sea la de Einstein que integró al tiempo como la cuarta coordenada (dimensión) de la geometría del continuo espacio-temporal donde vivimos. Integración donde la luz juega un papel fundamental. En efecto, en 1915 Einstein enunció la teoría general de la relatividad en la que la velocidad de la luz es invariante en todos los sistemas de referencia y que constituye el límite superior impuesto por la naturaleza a todas las velocidades (en particular, un objeto viajando a la velocidad de la luz, no siente pasar el tiempo). Además de su comportamiento como una onda, Einstein encontró que la luz está formada por cuantos que se conducen como corpúsculos: los fotones. Sorprendentemente la luz se comportaba a veces como onda y a veces como partícula. Esta dualidad, constituiría uno de los pilares fundamentales sobre los que se elaboraría la mecánica cuántica, teoría que nunca convenció del todo al gran Albert.
Percibimos a través de nuestros sentidos, y sin duda, el rey de los sentidos es la vista. Es verdad de Perogrullo decir que vemos porque existe la luz. La luz juega un papel central en todas las manifestaciones humanas: en la religión, en las artes plásticas, en la arquitectura, en la fotografía y en la cinematografía. Recordemos, por ejemplo, que Louis Daguerre, pionero de la fotografía, al referirse a las primeras imágenes que captó, dijo "He agarrado la luz, he detenido su vuelo". Lo que vemos, como una fotografía (o una película) muy personal, lo codificamos en nuestra mente. En este sentido, nuestra percepción del mundo es personalísima, única e irrepetible.
A diferencia de los cinco sentidos ordinarios, por los que percibimos el mundo exterior, la propiocepción es un sentido por el que tenemos conciencia del estado interno de nuestro cuerpo. Nuestra percepción del paso del tiempo se debe a este sentido, que coordina y ordena la relación espacial de las partes de nuestro cuerpo y de este con nuestro entorno. Así, nuestra percepción del tiempo es también muy personal e incomparable entre diferentes individuos. Esto es verdad a diferentes niveles, tanto física como biológicamente. Desde un punto de vista biológico y neurológico, el tiempo que puede medir un reloj atómico no tiene la relevancia que tienen nuestros propios ritmos circadianos (nuestro reloj biológico) y nuestra acumulación de memorias. Esto hace que la percepción del tiempo varíe según quiénes somos, cuántos años tenemos, qué hemos vivido y qué estamos viviendo en este momento. Por ejemplo, el neurocientífico David Eagleman realizó una serie de experimentos que muestran cómo cuando estamos asustados, y en general bajo el influjo de la adrenalina, el tiempo parece pasar más lento.
En un sentido estricto, frecuentemente viajamos en el tiempo mentalmente: siempre estamos planeando el futuro. Esta actividad no sólo es decisiva en nuestro futuro individual, sino ha sido decisiva en nuestro futuro como especie animal. Por ejemplo, al ir a cazar por comida (o en tiempos más modernos, al ir de compras al supermercado), nos vemos mentalmente cazando (o comprando) antes de hacerlo realmente. Esto es fundamental para no terminar como lunch de quién pretendemos almorzar. No es casual que enfermos con desajustes del sistema de propiocepción pierdan la noción de peligro (que por supuesto, requiere de anticipación, de imaginar lo que pasará).
Los neurólogos australianos Suddendorf y Corbalis, al iniciar el estudio formal de los viajes mentales en el tiempo, abrieron una puerta al entrelazamiento de la neurofisiología con la física y las matemáticas. Estas relaciones están en una etapa inicial de desarrollo. A mediados del siglo XX se comenzó a discutir, también, sobre la relación entre el estado de un sistema y la cantidad de información que contiene y que puede transmitir. Si un sistema en la naturaleza exhibe organización, contiene información. A mayor orden, mayor información. En termodinámica, conforme un sistema se acerca al equilibrio, esto es, al estado más probable, el sistema se encuentra más desordenado. De esta manera el desorden, la probabilidad de un estado y la falta de información están correlacionadas. En este nivel cualitativo de ideas, se puede decir que la entropía de un sistema se altera al alterar su organización, lo que resulta en un cambio de la cantidad de información que el sistema contiene.
Aunque los viajes en el tiempo de cuerpo presente (y con los calcetines puestos) no pasan de ser una especulación, la ciencia ha demostrado que los viajes en el tiempo para partículas elementales (fotones, electrones, y otros ‘bichitos’) son posibles. Por un lado, la teoría de la relatividad general, nos muestra que el tiempo pasa más lentamente para partículas que se mueven cerca de la velocidad de la luz (como referencia, la luz tarda 8 minutos en viajar del sol a la tierra). El mismo Einstein decía que “el pasado y el futuro no son sino una ilusión, aunque eso sí, muy convincente”. Por otro lado, la teoría de los agujeros negros, iniciada por Einstein, propalada por Stephen Hawkins, desde su silla de ruedas, y estudiada por cientos de astrónomos alrededor del mundo, nos muestra cómo ciertos agujeros negros, formando agujeros de gusano en el espacio, permitirían a la luz tomar caminos más cortos y llegar más rápido al futuro. Física y neurobiología, ese es el camino de las investigaciones sobre el tiempo el día de hoy.
La percepción del tiempo no es sino un fenómeno emergente de la conciencia, o como dijo el filósofo suizo Henri-Frédéric Amiel ‘el tiempo, no es sino la distancia entre nuestros recuerdos’. Y si el tiempo existe de manera colectiva, inscrito en el fondo del universo, ¿no podría ser la manifestación de una mente universal? Pero eso ya es tema de especulación, de la poesía y las religiones. El tiempo, ese elemento de la realidad, a la vez, tan tiránico y elusivo, no se deja dominar, pero comenzamos a entrever sus secretos. Todavía la rendija por donde atisbamos es reducida, pero la ciencia la ensancha día con día.
José Antonio de la Peña es matemático y profesor en la UNAM y el ITAM. Es miembro del Colegio Nacional de México. Acaba de publicar ‘Historia y ciencia de los viajes en el tiempo’ (editorial Guadalmazán).

sábado, 4 de marzo de 2017

El ser en aforismos

Imagen de exoplanetas proporcionada por la NASA.

Hemos tenido mucha suerte. Sí, porque el universo en el que vivimos es solo uno entre infinitos posibles y, si sus constantes no fueran justamente las que son, no habría vida en él. Hemos tenido mucha suerte. Sí, porque en un radio de millones de años luz solo aquí, en la Tierra, se han dado las condiciones idóneas para que la materia evolucione hasta el punto de preguntarse por ella misma. Y yo, concretamente yo, también he tenido mucha suerte por ser quien soy y no uno cualquiera de los otros 250 millones eventuales hermanos míos procedentes de otros tantos espermatozoides que compitieron conmigo en aquella memorable carrera hacia el óvulo que completó el ser que he llegado a ser. El producto de estas tres probabilidades es una cantidad tan ínfima que nadie apostaría un euro por mi existencia. La probabilidad era muy pequeña, pero no nula. Quizá por ello la extrañeza de mi propia condición no se me antoja tan extraña. La probabilidad solo está definida antes de la ocurrencia de un suceso, después solo queda certeza. La discontinuidad entre el no ser y el ser es abisal. De ahí el vértigo que da pensar la posibilidad de llegar a ser desde la certeza del que ya es.
1. Una pregunta es una verdadera pregunta si es posible imaginar para ella una respuesta, aunque sea una respuesta falsa.
2. La pregunta de Leibniz “¿por qué existe algo en lugar de nada?” acaso no sea una verdadera pregunta.
3. La pregunta de Heidegger sobre el sentido del ser quizá sea una falsa pregunta.
4. No se puede imaginar una sola respuesta sobre el sentido del ser, pero sí unas cuantas sobre el sentido de dejar de ser.
5. Dos cargas de igual valor y signo opuesto no son nada juntas, pero pasan a ser algo si se separan.
6. Todo fluctúa, incluso la nada.
7. El ser es una fluctuación cuántica de la nada.
8. A menudo es difícil saber si un problema filosófico no se resuelve por su contenido o por el lenguaje inventado para formularlo.
9. La palabra omnipotente contamina cualquier lenguaje porque el enunciado “un ser omnipotente crea una piedra que ni él mismo puede levantar” es indecidible, es decir, no puede ser verdadero sin ser falso ni falso sin ser verdadero.
10. El conflicto entre ser y tiempo está oculto en el lenguaje porque no se puede existir si después no se persiste, ni se puede persistir si antes no se existe.
11. Principio antrópico: si las constantes de la naturaleza no hubieran sido exactamente las que son, la emergencia de la humanidad no hubiera tenido lugar, pero maravillarse de ello es consecuencia del vértigo que da pensar en la posibilidad de llegar a existir desde la certeza del que ya existe.
12. A los partidarios del principio antrópico: señoras y señores: los árboles se caen en el bosque aunque no haya nadie mirando.
13. Tuvo que elegir entre dos opciones: desterrar el mal del mundo o garantizar la libertad del ser humano…, por lo que no tuvo más remedio que equivocarse.
14. Todo lo real es pensable (hipótesis de la ciencia), pero todo lo pensable no tiene por qué ser real (hipótesis de la literatura), luego la imaginación es más grande que la realidad entera (tesis científico literaria).
15. Para dejar de ser primero hay que ser, pero nada obliga a no ser como paso previo a ser.
16. La idea de la creación del mundo procede de la hipótesis, por lo demás gratuita, de que el ser procede del no ser.
17. Todo lo que es acaba o se transforma.
18. “Ser o no ser, he aquí la cuestión” shakesperiana del darwinismo, el ser o no ser de un gen, el ser o no ser de un organismo, el ser o no ser de un grupo, el ser o no ser de una sociedad…
19. Según E. O. Wilson, un ser altruista lo tiene peor que un ser egoísta para sobrevivir dentro de un grupo, pero un grupo de altruistas sobrevive mejor que un grupo de egoístas. Así nació la idea de sociedad.

jueves, 2 de marzo de 2017

Hallada la evidencia de vida más antigua que se conoce

El descubrimiento de tubos y filamentos fósiles de hace 4.000 millones de años indica una alta probabilidad para la evolución rápida de la vida


Tubos de hematita en las fumarolas hidrotermales, que representan los microfósiles más antiguos.
MATTHEW DODD / EPV

El origen de la vida no es el problema más acuciante de la investigación biológica, pero sí el más profundo, y tal vez el más filosófico. Algunos científicos lo abordan intentando reproducirlo en el laboratorio, y otros explorando las rocas más antiguas del planeta en busca de sus evidencias más remotas. Esta segunda línea de indagación acaba de hacer un descubrimiento deslumbrante. Y de batir un récord histórico.
Un equipo internacional de geólogos, paleontólogos y nanotecnólogos han hallado unas estructuras tubulares y filamentosas que, según interpretan, representan bacterias fósiles. Y las han hallado en unas rocas canadienses (el cinturón Nuvvuagittuq) que provienen de fumarolas hidrotermales del fondo oceánico de hace 3.770-4.280 millones de años. La Tierra tiene 4.500 millones de años, de modo que estos microfósiles representan las evidencias de vida más antiguas de las que hay constancia hasta ahora. Y ya no queda mucho margen para seguir viajando hacia el pasado.
Los microfósiles más antiguos confirmados hasta ahora tienen 3.500 millones de años. Eso es 1.000 millones de años después del origen de la Tierra, pero los primeros cientos de millones de años del planeta fueron un verdadero infierno geológico. En el Sistema Solar recién formado, el diluvio permanente de meteoritos, cometas y otros objetos celestes aún mayores –como el que nos arrancó la Luna de un solo y brutal impacto— generaron unas condiciones no ya incompatibles con la vida, sino incluso con los procesos químicos que la precedieron.
El nuevo hallazgo, que se remonta a 3.770-4.280 millones de años atrás, solapa ya con aquella época infernal. Si los microfósiles canadienses representan vida bacteriana, debe tratarse de algo muy parecido a las primeras formas de vida en la Tierra. Y ya eran bastante variadas en aquella época primigenia. Matthew Dodd, del University College de Londres, y sus colegas de Leeds (Reino Unido), Ottawa (Canadá), Crawley (Australia) y los servicios de inspección geológica de Noruega y Estados Unidos presentan su investigación en el artículo principal de Nature.
El cinturón de Nuvvuagittuq, en Quebec, contiene algunas de las rocas sedimentarias (originadas por la acumulación de sedimentos en el fondo del mar) más antiguas que conoce la geología. En sus orígenes, estas rocas eran parte de una fumarola hidrotermal (un géiser submarino) donde abundaban las emanaciones de hierro. En esas cunas ricas en energía y minerales, piensan muchos científicos, surgieron las primeras formas de vida –las primeras bacterias— hace alrededor de 4.000 millones de años, cuando los meteoritos empezaron a amainar.
“Nuestro descubrimiento”, dice Dodd, “apoya la idea de que la vida emergió en fumarolas calientes del fondo del mar, poco después de que se formara el planeta. Esta rápida aparición de la vida en la Tierra encaja con otras evidencias recientes de túmulos datados en 3.700 millones de años atrás que fueron configurados por microorganismos”.

Bandazos geológicos

La datación de los fósiles más antiguos de la Tierra ha sufrido considerables bandazos en los últimos tiempos. Hace 15 años, era común en la literatura científica citar las alfombras bacterianas descubiertas por William Schopf, y datadas en 3.900 millones de años. Más tarde los geólogos las pusieron en cuestión, pues descubrieron mecanismos abióticos (independientes de la vida) capaces de generar esas arquitecturas. Desde entonces, los fósiles bacterianos más antiguos, y aceptados por todos los paleontólogos, se han datado en 3.500 millones de años.
El nuevo hallazgo vuelve a retrasar la fecha, incluso más que en los cálculos de Schopf. Dodd y sus colegas han dedicado lo mejor de su trabajo a argumentar, con datos y sistemas de análisis de vanguardia, que sus tubos y filamentos canadienses son producto de procesos bióticos (asociados a la vida), y que son muy similares a otras estructuras mucho más modernas que se aceptan sin discusión como biológicas. Algunas son fósiles, y otras siguen vivas en las fumarolas oceánicas actuales.
“Nuestros descubrimientos”, dice Dodd, “demuestran que la vida se desarrolló en la Tierra en un tiempo en que tanto la Tierra como Marte tenían agua líquida en la superficie, lo que plantea una cuestión emocionante sobre la vida extraterrestre. Nuestra predicción, por tanto, es que se hallarán evidencias de vida en Marte de hace 4.000 millones de años. De lo contrario, la Tierra será una excepción muy especial”.