El ascensor hacia la Luna podría construirse en una década

La idea de un elevador espacial ha estado rondando desde finales del siglo XIX, pero a pesar de los grandes sueños y años de investigación, el bajo coste y fácil acceso a la órbita que prometen los elevadores espaciales aún están a décadas de distancia. El mayor problema reside en el hecho de que nadie ha sido capaz de fabricar con éxito largos cables hechos de nanotubos de carbono ultraligeros y ultra-fuertes, el único material conocido lo bastante fuerte para un ascensor espacial. Pero el empresario Michael Laine cree que un ascensor lunar - un ascensor desde la superficie de la Luna - podría crearse a partir de materiales que ya están disponibles. Con más investigación y la cantidad adecuada de capital, Laine dice que el ascensor lunar podría construirse en una década.

Aunque Laine dijo que aún está "emocionalmente muy implicado" en el concepto de elevador espacial basado en la Tierra, por ahora ha cambiado su atención hacia el ascensor lunar. "Había una cuestión sobre dónde iba a poner mi tiempo", comenta a niverse Today, "y ser capaz de hacer esto pronto - tal vez en 5-7 años y no en unos míticos 15-25 años en el futuro, es tentador". Dado que la gravedad lunar es sólo un sexto de la terrestre, se reducen drásticamente los requisitos para los cables. Un material disponible actualmente que podría usarse, es un polímero sintético conocido como Zylon (poli(p-fenielo-2,6-benzobisoxazol), que tiene una gran fuerza y una excelente estabilidad térmica.
Adicionalmente, los componentes para construir el elevador que se enviarían a la Luna serían relativamente ligeros, por lo que un pequeño cohete podría hacer el trabajo. "Los requisitos físicos del sistema permiten usar un cohete estándar Atlas o Delta para lanzar los componentes", señala Laine. "Es genial que no tengas que crear algo como un Saturno V".
Aunque Laine dice que cree que es factible fabricar un elevador lunar en 5-7 años, no quiere que quede grabado que podría fabricarse en un periodo de tiempo tan corto sin añadir algunas advertencias.
El mayor obstáculo podría ser lograr el acceso a los 6 metros cúbicos de material Zylon. "Eso podría ser en realidad el mayor reto", dice Laine.
Adicionalmente, aún quedan muchas incógnitas sobre la construcción de tal sistema. "Suelo decir sobre el ascensor espacial, que aún no sabemos todas las preguntas, mucho menos las respuestas", comenta Laine, "y esto aún se cumple más para el elevador lunar".
El otro obstáculo es el dinero. Pero un ascensor lunar podría, en realidad, ser más barato que un elevador espacial desde la Tierra.
Un ascensor terrestre es, básicamente, un cable largo - tal vez de 100 000 km de largo - que está anclado en la Tierra en un extremo con un contrapeso en el otro extremo (un gran satélite, por ejemplo) en una órbita geosincrónica. Las aceleraciones gravitatoria y centrípeta logran que el cable, o la banda rígida y un pequeño elevador, o "Ascensor", pueda moverse hacia arriba con una pequeña fracción del coste energético y financiero de lanzar un objeto a la órbita. Una vez esté construido el ascensor, usarlo para poner objetos en órbita tendría un coste de cientos de dólares por libra (400 gramos aproximadamente) en lugar de los 7000 dólares por libra que se necesita para lanzar un satélite al espacio con la lanzadera espacial.
El ascensor lunar usaría una banda de al menos 50 000 kilómetros de largo, extendiéndose a través del punto L1 de Lagrange Tierra-Luna, desde un punto de anclaje cerca del centro de la parte visible de la Luna. Un cohete Atlas o Delta pequeño, podría enviar los componentes al punto L1, y la banda de Zylon sería desenrollada desde ese punto hacia la Luna y la Tierra.
"Se usaría material del Atlas como parte del contrapeso", dice Laine. "Pero éste es un contrapeso muy pequeño, lo que implica que la carga que estás subiendo y bajando desde la Luna, tiene que ser pequeña. Esto no pasa con el ascensor terrestre, donde puedes poner 100 toneladas a la semana en el espacio. Éste es un sistema muy pequeño, capaz de transportar 200-250 kilos".
Pero para ponerlo en perspectiva, dice Laine, todo el sistema de retorno de muestras para la sonda japonesa Hayabusa, que recientemente retornó de un asteroide, pesaba apenas 20 kilos.
Y esto es lo que Laine tiene en mente para el primer elevador lunar: una misión de retorno de muestras. "Sería una misión de retorno de muestras en los próximos 5-7 años, por lo que cree que es un precio bastante razonable", comenta.
Una vez que la banda inicial esté arriba y funcionando, Laine dice que se podrían enviar más bandas para reforzarla, usando la misma idea que para el elevador terrestre, tal como múltiples etapas de construcción y bandas que se añaden.
Por supuesto, nada de esto - incluyendo el dinero - es trivial. Aunque la primera cuerda puede ser menos cara que un elevador terrestre, la construcción adicional de un elevador lunar sería bastante cara, y llevaría más tiempo que el elevador terrestre. "Una vez que se construya la primera cuerda del elevador terrestre, trabajas desde abajo y vas arriba, mientras que en el ascensor lunar, tendrías que enviar las cosas desde la Tierra. Por lo que esa parte empieza añadiendo dificultades", señala Laine. "No tenemos una estimación completa del precio aún, pero sería el de un Atlas o Delta, que es un precio conocido y razonable. No estamos hablando de miles y miles de millones de dólares - tal vez cientos de millones - pero no miles".
Aún así, tiene una visión y un plan.
"No es la visión de ir a la Luna de la bandera y las pisadas", comenta Laine, "sino que va al corazón del nuevo presupuesto de la NASA y se centra el desarrollar tecnologías e infraestructuras de forma que pueda llevarse a cabo. Y esto es lo que esperamos hacer desarrollando la banda. Y luego iniciar el proceso de crear un puesto avanzado o un laboratorio de investigación. Hemos barajado la idea de usar un contrapeso en el extremo y usar un hábitat, algo como un Bigelow (Laine hace hincapié en que no ha hablado con la gente de Bigelow aún sobre esto) y su pudiésemos unir un par de módulos, harían un gran contrapeso y eso nos pondría en una posición interesante. Alguna gente no cree que ir a la Luna merezca la pena si vas a ir a Marte, pero mucha gente cree que un depósito de combustible tiene sentido. Podríamos tener un gran depósito de combustible para algunas de esas misiones de larga duración, debido a que queremos esa masa extra. En el ascensor terrestre, el contrapeso es, básicamente, una masa muerta. Para el elevador lunar, se convierte en un entorno de trabajo. Por lo que alguna gente va a los módulos, otros van a la Luna, y otros a Marte usando esto como una estación de construcción y abastecimiento. Una vez que está arriba y funcionando, tienes un acceso seguro y fiable a la Luna, por el precio de un Delta o un Atlas. Eso es genial".
Pero Laine dice que no quiere dar a nadie la impresión de que él y otros interesados en esta idea, lo tienen todo calculado. "Hemos estudiado esto lo suficiente para saber que es factible e interesante, y probable que se haga antes o después, y por esto es por lo que lo estamos abordando".
Por esto, Laine y un grupo central de entusiastas del elevador espacial, están empezando una serie de presentaciones para debatir la idea y abordar algunas cuestiones significativas con cualquiera que esté interesado y que pueda tener la capacidad intelectual y el espíritu de comprender y abordar tal proyecto.
"Soy un gran creyente de conectarlo con la comunidad, por lo que si artistas o músicos desean venir a las presentaciones, sería genial", señala Laine. "Ingenieros, científicos, especialistas en cohetería, serían de ayuda. Pero los políticos y la gente del márketing son igualmente importantes para responder a la gran pregunta de dónde deberíamos centrar nuestro tiempo y esfuerzo".
Laine empezó una compañía para el ascensor espacial en 2003, LiftPort, que tuvo problemas financieros en 2007. Ve el ascensor lunar como un posible renacimiento de la compañía, que tuvo en una época 14 empleados a tiempo completo. "Éste es un proyecto de renacimiento, un nuevo auge", dice. "Estoy aplicando mucho de lo que he aprendido con el elevador terrestre a esta nueva visión. Cuando abordé el ascensor terrestre, todo mi dinero procedía de mis bienes, y tenía mucho dinero para mis necesidades. Esta vez en distinto. Para construir esto tendremos que labrar nuestro camino".
"Pero creo que podría ser también fantásticamente lucrativo", continúa Laine. "Vamos a hacer grandes descubrimientos a lo largo del camino que llevarán a productos y servicios que no están relacionados con ir a la Luna. Creemos que hay una propuesta de valor sólida como parte de esto".

Una nueva imagen de la NASA detalla una colisión de galaxias

Lo que parecía ser una violenta colisión de galaxias es en realidad un fértil matrimonio que ha dado a luz miles de millones de nuevas estrellas, y una imagen revelada el martes entregó a los astrónomos el primer acercamiento al fenómeno.

 La nueva imagen de las galaxias Antennae permite a los astrónomos trabajar con el Telecopio Espacial Hubble para distinguir entre las nuevas estrellas y las constelaciones que las formaron.
La mayoría de las constelaciones, creadas por la colisión de las dos galaxias, se dispersará dentro de 10 millones de años, pero alrededor de 100 de las más grandes se convertirán en "cúmulos globulares", grandes grupos de estrellas halladas en muchas galaxias, incluyendo en nuestra propia Vía Láctea.
Las galaxias Antennae, situadas a una distancia de 68 millones de años luz de la Tierra, comenzaron a fusionarse hace 500 millones de años.
Un año luz es la distancia que las ondas de luz recorren en un año: alrededor de 10 billones de kilómetros.
La imagen tomada sirve como parámetro para la probable colisión de la Vía Láctea con la vecina Andrómeda, localizada a alrededor de 6.000 millones de años luz.

La lectura es buena para el cerebro

La iniciación a la lectura se produce a temprana edad y normalmente se le atribuyen beneficios para el cerebro. Pero, ¿cuáles son estos beneficios en concreto? Un equipo internacional de neurocientíficos se propuso responder a esta pregunta y descubrió que las personas que saben leer, independientemente de si son adultos o niños, muestran respuestas más intensas en distintas zonas del cerebro ante palabras escritas. En la revista Science se publicó recientemente un artículo sobre este trabajo.

Científicos de Bélgica, Brasil, Francia y Portugal dirigidos por el especialista en neurociencia cognitiva Stanislas Dehaene, del Instituto Nacional de Salud e Investigación Médica de Francia (INSERM) en Gif-sur-Yvette (Francia), se propusieron descubrir si el alfabetismo mejora la función cerebral y también si conlleva algún tipo de contrapartida. Para ello midieron la respuesta cerebral de 63 participantes portugueses y brasileños ante textos orales y escritos, rostros, casas y varias herramientas mediante imágenes obtenidas por resonancia magnética funcional (RMf). De todos los participantes 10 eran analfabetos, 22 aprendieron a leer a una edad adulta y 31 durante su infancia.
Los resultados indicaron que todos presentaban respuestas más intensas ante las palabras escritas en varias zonas del cerebro que procesan lo que observamos. Además, en los que sabían leer, pero no en los analfabetos, las palabras escritas también provocaban actividad cerebral en partes del lóbulo temporal izquierdo que responden al lenguaje oral. Según el equipo, esto sugiere que la lectura activa circuitos cerebrales que evolucionaron para permitir el lenguaje oral, una «innovación» bastante más antigua que la lectura en la comunicación humana. La lectura es una invención relativamente reciente en la historia de la humanidad, pues tanto ésta como la escritura no tienen más de 5.000 años.
«El alfabetismo, ya sea adquirido durante la infancia o mediante formación para adultos, mejora las respuestas cerebrales en al menos tres maneras distintas», indican los autores en el artículo. Concretamente, «fomenta la organización de las cortezas visuales», la parte del cerebro que recibe y procesa impulsos procedentes de los nervios ópticos. La lectura surtió este efecto «en concreto mediante la inducción de una respuesta mejorada ante la escritura conocida en el "área de formación visual de palabras", situada en la corteza occipital temporal izquierda, y también mediante el aumento de las respuestas tempranas visuales en la corteza occipital, de forma parcialmente retinotópica», explican.
En segundo lugar, la lectura «permite que la práctica totalidad de la red del hemisferio izquierdo dedicada al lenguaje oral se active al observar frases escritas. Por consiguiente la lectura, un avance cultural tardío, se acerca a la eficiencia del canal de comunicación más evolucionado de la especie humana: el habla.»
Por último aducen que su investigación ha demostrado que la «capacidad para leer perfecciona el procesamiento del lenguaje oral mediante la mejora de una región fonológica, el planum temporal, y mediante la disponibilidad descendente de un código ortográfico».
No obstante, puede que exista una contrapartida a esta actividad cerebral adicional. Los investigadores descubrieron que una región de la corteza temporal occipital izquierda respondía en menor medida a imágenes de rostros en las personas que habían aprendido a leer a una edad temprana que en los voluntarios analfabetos.
«Estos cambios, en gran medida positivos, no deben ocultar que la capacidad de leer y escribir, al igual que otras capacidades, también conlleva un efecto de competencia en la corteza», aclaran los autores. «Se observó que el "área de formación visual de palabras" se activaba considerablemente menos ante patrones a cuadros y rostros.» No obstante, los científicos apuntan que será necesario profundizar en la investigación para determinar si la capacidad lectora va en detrimento de la de reconocer rostros.
No es la primera vez que se señala la importancia de la lectura para el funcionamiento del cerebro. El año pasado Manuel Carreiras, del Centro Vasco de Cognición, Cerebro y Lenguaje en San Sebastián (España), descubrió que los cerebros de adultos que habían aprendido a leer a edad avanzada presentaban una estructura distinta a la de los analfabetos.

Encuentran "bancos de arena" en el espacio

Los astrónomos han captado una visión de una inusual galaxia que ha iluminado nuevos detalles sobre un "banco de arena" celestial que conecta dos masivas islas de galaxias. La investigación se llevó a cabo, en parte, con el Telescopio Espacial Spitzer de la NASA.

Estos "bancos de arena", o filamentos, se sabe que se extienden vastas distancias entre cúmulos de galaxias y forman una estructura en "rejilla" conocida como la red cósmica. Aunque inmensos, estos filamentos son difíciles de ver y estudiar en detalle. Hace dos años, los ojos infrarrojos de Spitzer revelaron que uno de tales filamentos intergalácticos, que contiene galaxias con formación estelar estaba, entre los cúmulos galácticos conocidos como Abell 1763 y Abell 1770. hora, estas observaciones se ven reforzadas por el descubrimiento, dentro de este mismo filamento, de una galaxia que tiene una extraña forma de boomerang e inusuales emisiones de luz. El gas caliente da forma la galaxia errante cuando pasa a través del filamento, presentando una nueva forma de evaluar la densidad de partículas del filamento. Los investigadores esperan que otras galaxias similares, con perfiles extrañamente curvados, sirvan como marcadores de los tenues hilos, lo que a su vez significa regiones listas para formar estrellas.
"Estos filamentos son integrales a la evolución de los cúmulos galácticos - entre los objetos gravitatoriamente ligados más grandes del universo - así como la creación de una nueva generación de estrellas", dice Louise Edwards, estudiante de posdoctorado en el Instituto Tecnológico de California en Pasadena, y autora principal de un estudio que detalla sus hallazgos en el ejemplar del 1 de diciembre de la revista Astrophysical Journal Letters. Sus colaboradores son Dario Fadda, también de Caltech, y Dave Frayer del Observatorio de Radio Astronomía de la Fundación Nacional de Ciencia en Charlottesville, Virginia.
Soplando en la brisa cósmica
Los astrónomos observaron la galaxia curvada a aproximadamente 11 millones de años luz del centro del cúmulo galáctico Abell 1763 durante observaciones de seguimiento con el Observatorio WIYN cerca de Tucson, Arizona, y observaciones de ondas de radio con el VLA cerca de Socorro, Nuevo México. El Observatorio WIYN toma su nombre del consorcio al que pertenece y lo gestiona, el cual incluyen a las Universidades de Wisconsin, Indiana y Yale , y los Observatorios Nacionales de Astronomía Óptica (NOAO).
La galaxia tiene una inusual proporción de radio a luz infrarroja, medidas por el VLA y Spitzer, lo que hace que se destaque como un faro. Esto se debe, en parte, a que la galaxia tiene chorros gemelos de material que se expulsan en direcciones opuestas desde el agujero negro supermasivo de su centro. Estos chorros se han hinchado formando lóbulos gigantescos de material que emite una tremenda cantidad de ondas de radio.
Edwards y sus colegas notaron que estos lóbulos parecen estar curvados hacia atrás, alejándose de la trayectoria de la galaxia a través del filamento. Esta forma de arco, razonan los astrónomos, se debe a que las partículas en el filamento empujan el polvo y gas de los lóbulos.
Midiendo el ángulo de los arqueados lóbulos, el equipo de Edwards calculó la presión ejercida por las partículas de los filamentos, y luego determinó la densidad del medio. El método es parecido a mirar las serpentinas de una cometa que vuela sobre tu cabeza, y juzgar la fuerza del viento y el grosor del aire.
De acuerdo con los datos, la densidad dentro de este filamento es, de hecho, de unas 100 veces la densidad media del universo. Este valor concuerda con el obtenido en un estudio previo de rayos-X de filamentos y también encaja bastante bien con las predicciones de las simulaciones por supercomputador.
Súper-cúmulos interconectados
Las galaxias tienden a agruparse como grandes islas del vacío espacio, conocidas como cúmulos galácticos. Estos agrupamientos de galaxias, a menudo se mantienen en compañía de otros cúmulos, en lo que se conoce como "súper-cúmulos" que surgen como gigantescos muros de galaxias gravitatoriamente asociados. Estas estructuras evolucionaron a partir de zonas de material más denso, cuando el universo se expandía rápidamente después del Big Bang, hace unos 13 700 millones de años.
Los cúmulos y hebras de esta materia primordial, finalmente se enfriaron, y parte de ellos se condensaron en las galaxias que vemos hoy. Los gas restante se esparce en filamentos entre los cúmulos de galaxias. Gran parte del mismo aún está bastante caliente - aproximadamente a un millón de grados Celsius - y resplandece en rayos-X de alta energía que impregnan los cúmulos galácticos. Los filamentos se detectan mejor, por tanto, en luz de rayos-X, y se ha obtenido previamente una lectura directa de la densidad de las hebras en esta banda de frecuencias.
Pero el gas de los filamentos que emite rayos-X es mucho más difuso y débil que en los cúmulos, de la misma forma que los bancos de arena sumergidos son extremadamente difíciles de ver en comparación con las islas que asoman sobre el agua. Por tanto, obtener unas observaciones de calidad de los filamentos necesita tiempo con los actuales observatorios espaciales.
La técnica de Edwards y sus colegas, que usa frecuencias de radio que pueden alcanzar una gran cantidad de telescopios terrestres, apunta a una forma más fácil de estudiar el interior de los filamentos de los cúmulos galácticos. En lugar de trabajar para encontrar sutiles pistas de rayos-X, los astrónomos podrían confiar en estos arqueados "faros" galácticos para indicar dónde yacen los filamentos cósmicos.
Saber cuánto material contienen estos filamentos y cómo interactúan con los cúmulos de galaxias, será muy importante para la comprensión de la evolución general del universo, comenta Edwards.

Proyecto DINOPRO

Una investigación reciente financiada con fondos comunitarios ha señalado a un aumento de la concentración de dióxido de carbono (CO2) en la atmósfera como el responsable de un fenómeno de calentamiento global ocurrido en el Eoceno Medio, hace 40 millones de años. Este descubrimiento, publicado en la revista Science, podría resultar útil para predecir los posibles efectos que tendrá el CO2 en el calentamiento de nuestro planeta.

El estudio fue financiado en parte por el proyecto DINOPRO («De protista a testigo: los dinoflagelados como portadores de información del ciclo del carbono y el clima durante transiciones climáticas extremas del pasado y del presente»), al que se adjudicó una subvención de inicio del Consejo Europeo de Investigación (CEI) por valor de 1,5 millones de euros por medio del Séptimo Programa Marco (7PM) con el fin de desarrollar y aplicar un método sofisticado para la reconstrucción íntegra de cambios pasados en el ciclo del carbono y del cambio climático.
Se cree que la Tierra se calentó durante un periodo breve, interrumpiendo un periodo de enfriamiento que se había prolongado diez millones de años. Este periodo cálido, denominado «Óptimo Climático del Eoceno Medio» (Middle Eocene Climatic Optimum, MECO), duró 400.000 años. Los científicos, coordinados por la Universidad de Utrecht y el Real Instituto de Investigación Marina de los Países Bajos (NIOZ), aplicaron una técnica innovadora denominada paleotermometría orgánica molecular a fósiles de plancton y determinaron que la atmósfera había absorbido cantidades ingentes de CO2 y que esto vino acompañado de una subida térmica de hasta 6 °C.
Los autores resaltan que la relación causal entre el incremento de la concentración de CO2 y de las temperaturas marinas coincide con las previsiones de modelos recientes, que apuntan a subidas térmicas en la superficie marina de entre 2 y 5 °C en respuesta a una duplicación del CO2. Cabe señalar que el periodo de calentamiento MECO se ha documentado en diversos puntos de todo el mundo.
«El nuestro es uno de los primeros trabajos en señalar una variación paralela de la concentración de CO2 y de la temperatura en dicha época», declaró a Reuters el Dr. Peter Bijl, de la Universidad de Utrecht, primer firmante del artículo.
Este hallazgo aviva el debate en torno al uso de los modelos climáticos existentes. Jeff Kiehl, jefe de la «Sección de investigación del cambio climático» del Centro Nacional de Investigación Atmosférica de los Estados Unidos, que no participó en el estudio, declaró a la misma fuente que este estudio describe un fenómeno de calentamiento real, no revelado por un modelo. «Este trabajo muestra que el planeta es sensible al CO2 y que éste provoca aumentos de temperaturas en la superficie marina», adujo. «No son datos obtenidos mediante ningún modelo; se trata de datos reales con los que contrastar la validez de los modelos actuales.»
Los investigadores evaluaron muestras de testigos sedimentarios recogidos en la Meseta de Tasmania Oriental, concretamente en el punto 1172 del «Programa de perforación oceánica» (Ocean Drilling Program, ODP), en el Océano Antártico. Las muestras fueron recogidas hace una década por investigadores que pretendían simular la abertura entre los subcontinentes de la Antártida y Australia, que estaban comunicados hasta hace cerca de 40 millones de años. El equipo evaluó las moléculas de las algas fósiles encontradas para calcular las concentraciones de CO2 en aquel periodo.
En alusión a este hallazgo, el Dr. Bijl declaró: «En pocas palabras, el cambio en el CO2 registrado hace 40 millones de años tuvo demasiada magnitud para ser consecuencia de un cambio térmico y de efectos asociados. Sin lugar a dudas, un cambio de tal magnitud en el CO2 proporciona una explicación plausible de las variaciones de la temperatura en la Tierra.»

Los científicos podrían ser capaces de encontrar a los hermanos del Sol

Imagina que intentas organizar una reunión de la guardería, visitando hogares de ancianos a través de todo el país. Esto es parecido al reto al que se enfrentar los astrónomos que buscan las estrellas que nacieron junto a nuestro Sol. Ahora, investigadores de Rusia, dicen que la búsqueda de los hermanos del Sol será aún más difícil debido a que los brazos espirales de la Vía Láctea han lanzado las estrellas de un lado a otro.

Aunque la nebulosa que generó el Sol hace 4600 millones de años, hace tiempo que dejó de existir, la mayor parte de las miles de estrellas nacidas en el mismo cúmulo deberían haber sobrevivido. Pero como una gota de tinta roja en el océano, esas estrellas surgieron en un objeto enorme - una galaxia que genera miles de millones de otras estrellas. in embargo, el año pasado el astrónomo Simon Portegies Zwart de la Universidad de Leiden en los Países Bajos, afirmó que los científicos podrían ser capaces de encontrar a los hermanos del Sol. Calculó cómo se dispersaban las estrellas conforme orbitaban alrededor del centro de la galaxia y estimó que entre 10 y 60 de ellas deberían residir a menos de 330 años luz de la Tierra. A esa distancia, una estrella similar al Sol sería visible con unos binoculares. Tales estrellas compartirían con el Sol la edad, composición química y movimiento a través del espacio - y podrían dar una visión del nacimiento del Sistema Solar.
Pero el astrónomo Yury Mishurov de la Universidad Federal del Sur en Rostov-on-Don, Rusia, no estaba convencido de que los hermanos del Sol fuesen tan fáciles de descubrir. "Creo que el modelo [de Portegies Zwart] era demasiado simplista, debido a que no tenía en cuenta los efectos de los brazos espirales", los cuales pueden lanzar estrellas muy lejos con su gravedad. Por lo que Mishurov y la astrónomo Irina Acharova, también de la Universidad Federal del Sur, ejecutaron simulaciones que modelaron un cúmulo de estrellas que orbitan el centro de la galaxia. Las simulaciones rastrearon los hermanos del Sol conforme entraba y salían de los brazos espirales de la galaxia a lo largo de 4600 millones de años.
"Las estrellas se dispersaron en un espacio muy amplio", señala Mishurov.
En algunas simulaciones, las estrellas se esparcen a lo largo de una órbita completa alrededor del centro galáctico. En estos casos, sólo tres o cuatro de las miles de estrellas permanecerían a menos de 330 años luz de la Tierra. "No podemos decir que sea absolutamente imposible encontrar hermanos, pero es una tarea muy difícil", comenta Mishurov, cuyo trabajo aparecerá en un próximo ejemplar de la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Portegies Zwart dice que da la bienvenida al nuevo estudio. "Incluso aunque parecen ser bastante críticos con mi trabajo anterior, estoy bastante contento con esta publicación", dice. "Era el siguiente paso lógico", debido a que usa un modelo más sofisticado de galaxia incorporando los brazos espirales. "Al final, por supuesto, lo que cuenta es si encontraremos o no a los hermanos solares. Creo que es un gran error dejar de buscarlos".
El astrónomo Gerard Gilmore de la Universidad de Cambridge en el Reino Unido no está seguro. Aunque reconoce que es un tema interesante, dice que la búsqueda global de hermanos solares es dudosa. Establecer que una estrella tiene la edad exacta del Sol es imposible, dice, y muchas estrellas no relacionadas comparten su composición química. "No es difícil encontrar una lista de estrellas bastante parecidas al Sol, pero saber si esa estrella era uno de tus hermanos perdidos hace tiempo es una pregunta mucho más difícil de responder".

¿Qué ocurre cuando respiramos nanopartículas?

Un grupo de investigadores observa el movimiento de nanopartículas fluorescentes a través del sistema respiratorio, un avance que podría llevar a la creación de mejores medicamentos.

 Por primera vez, los científicos han logrado hacer un seguimiento del flujo de nanopartículas desde los pulmones al torrente sanguíneo. El trabajo podría permitir el desarrollo de nuevos medicamentos y mostrar cómo la contaminación puede causar problemas respiratorios.
Los investigadores del Centro Médico Beth Israel Deaconess y la Escuela de Salud Pública de Harvard inyectaron nanopartículas fluorescentes en pulmones de ratas y utilizaron imágenes de infrarrojo cercano para ver cómo las partículas se trasladaban a través de sus cuerpos. Después de haber sido inyectadas, los investigadores hicieron un seguimiento de la distancia que lograron recorrer varias nanopartículas de diferente tamaño, forma y carga superficial-así como la rapidez con la que lo hicieron. Descubrieron que las nanopartículas de entre seis y 34 nanómetros de diámetro fueron capaces de atravesar las defensas de los pulmones para llegar a los ganglios linfáticos y el torrente sanguíneo. Esto podría proporcionar valiosas directrices para el diseño de medicamentos basados en nanopartículas.
El minúsculo tamaño de las nanopartículas las hace potencialmente útiles para la distribución de medicamentos. Un medicamento tiene que pasar por las barreras de tejidos y luchar contra las células inmunes para finalmente distribuir su carga terapéutica antes de salir del cuerpo y prevenir una reacción tóxica. Los científicos están manipulando el tamaño, la forma y otras características de las nanopartículas para encontrar la combinación correcta que les ayude a moverse a través del cuerpo efectivamente.
"Existe una curva de aprendizaje por la que todos nosotros estamos pasando", afirma Steven Brody, profesor asociado de medicina en la Escuela de Medicina de la Universidad de Washington. "Si comenzamos a diseñar nanopartículas como vehículos de distribución de medicamentos, tenemos que empezar por entender cuáles son las reglas. Esto empieza a proporcionarnos algunas reglas".
Akira Tsuda, científico principal de investigación en la Escuela de Salud Pública de Harvard, afirma que los pulmones pueden ser un buen punto de entrada para los medicamentos: poseen una delgada y gran superficie a través de la cual los medicamentos pueden acceder al resto del cuerpo. Sin embargo, los pulmones también poseen potentes mecanismos de defensa: las células inmunes están en constante patrullaje en busca de moléculas foráneas que destruir. Hasta ahora, no ha estado exactamente claro cuál es el mecanismo que permite que algunas partículas pasen a través de los pulmones, mientras que otras acaban siendo atrapadas y destruidas. La identificación de estos parámetros podría ayudar a los investigadores a diseñar fármacos más eficaces, y también proporcionar una mejor comprensión de los contaminantes ambientales.
Tsuda se asoció con el experto en la toma de imágenes John Frangioni, de la Escuela Médica de Harvard. Frangioni diseñó el sistema de toma de imágenes utilizado para realizar el seguimiento de las nanopartículas. Hak Soo Choi, instructor de medicina en la Escuela Médica de Harvard, ayudó a diseñar una serie de nanopartículas de puntos cuánticos-pequeños cristales semiconductores-y alteró sistemáticamente su tamaño, forma y carga superficial. Adjuntaron una sonda fluorescente a cada una de las nanopartículas para hacerlas brillar a través del cuerpo al ser observadas con el dispositivo de imágenes de infrarrojo cercano.
Pelham Plastics, un fabricante de dispositivos médicos con sede en New Hampshire, desarrolló un catéter hecho a medida para posicionar las nanopartículas en el pulmón de la rata. El catéter permitió a los investigadores inyectar nanopartículas directamente en el pulmón, manteniendo al mismo tiempo la ventilación pulmonar para simular la respiración.
El equipo hizo el seguimiento del flujo de las nanopartículas en tiempo real, hasta una hora después de la inyección. Tsuda encontró que el tamaño era el factor determinante más importante para pasar a través de los pulmones, seguido de la carga superficial de las nanopartículas. Las partículas menores de seis nanómetros y dipolares (cargadas tanto positiva como negativamente) viajaron desde los pulmones a los ganglios linfáticos y en el torrente sanguíneo en tan sólo unos minutos. Estas mismas partículas se iluminaron en los riñones poco después, lo que implica que fácilmente podrían ser expulsadas del cuerpo. Los resultados se publican en el último número de la revista Nature Biotechnology.
David Edwards, profesor Gordon McKay de práctica de ingeniería biomédica en la Universidad de Harvard, cree que las conclusiones del grupo son un punto de partida para el diseño de vacunas eficaces, que a menudo tienen como objetivo las células inmunes en los ganglios linfáticos. Edwards afirma que sus resultados podrían proporcionar una explicación molecular para el éxito de ciertas vacunas, como por ejemplo la vacuna contra la hepatitis B, compuesta de moléculas en el rango de los seis a los 34 nanómetros. "Esto de pronto clarifica la cuestión sobre qué entra exactamente en el sistema linfático y sobre lo que es posible insertar en el torrente sanguíneo", asegura Edwards.
"Este trabajo abre el camino a nuevos enfoques terapéuticos, no sólo para la distribución local en los pulmones, sino también para la distribución sistémica a través de la administración pulmonar", señala Joseph DeSimone, director de nanomedicina en la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill.
En el futuro, Tsuda y sus colegas planean realizar estudios similares para evaluar el comportamiento de nanopartículas desde las cavidades nasales al cerebro. Esperan definir directrices similares con las que se puedan diseñar y administrar medicamentos por vía intranasal para el tratamiento de trastornos neurológicos.
"Sería interesante utilizar su método para explorar los problemas y las oportunidades provenientes de cruzar la barrera sangre-cerebro a través de la administración intranasal," explica DeSimone.

La vida es pura física y no química

La idea de que la vida se reduce a química, está siendo usurpada por una idea mucho más ambiciosa, dicen dos de los biofísicos más importantes del mundo.

 En la historia de la ciencia, hay muchos ejemplos de cambios simples en la perspectiva que han llevado a profundas visiones de la naturaleza del cosmos. La invención del telescopio es tal vez un ejemplo. Otro, es darse cuenta de que la energía química, la energía termodinámica, la energía cinética y demás, son todas manifestaciones de lo mismo. Seguramente podrías poner tus ejemplos favoritos aquí.

Uno de los ejemplos más importantes de la ciencia del siglo XX, es que la biología es el resultado de la evolución, y no al revés. Mediante esta forma de pensamiento, la evolución es un proceso, incluso un algoritmo; aunque uno de una potencia inimaginable. Aprovecha la evolución y habrá pocas cosas que no puedas lograr.
En los últimos años, los científicos de la computación han empezado a aprovechar el sorprendente poder de la evolución. Una cosa que han experimentado una y otra vez es el progreso ciego de evolución. Pon un algoritmo genético a funcionar y explorará el paisaje evolutivo, buscando mínimos locales. Cuando halla uno, no se sabe si es la mejor solución posible o si se sitúa dentro de una distancia de un abismo evolutivo que representa una solución de un orden de magnitud completamente distinto.
Esto apunta a la posibilidad de que la vida tal y como ha evolucionado en la Tierra sea un mínimo local en un vasto paisaje de posibilidades evolutivas. Si éste es el caso, los biólogos están estudiando una fracción ridículamente pequeña de algo más grande. Mucho más grande.
Hoy, logramos una importante visión en el estado de este asunto gracias a un fascinante artículo publicado por Nigel Goldenfeld y Carl Woese de la Universidad de Illinois. Goldenfeld es físico de carrera, mientras que Woese, también físico, es una de las grandes figuras de la biología. En la década de 1970, definió un nuevo reino de la vida, el Arquea, y desarrolló una nueva teoría sobre el origen de la vida conocida como la hipótesis del mundo ARN, la cual ha ganado gran fama o notoriedad dependiendo de tu punto de vista.
Juntos, sugieren que los biólogos tienen que pensar acerca de su campo de una nueva forma radicalmente distinta: como una rama de la física de la materia condensada. Su conjetura básica es que la vida es un fenómeno emergente que tiene lugar en sistemas que están lejos del equilibrio. Si aceptas esta premisa, entonces surgen inmediatamente dos cuestiones: qué leyes describen tales sistemas, y cómo llegamos a ellas.
Goldenfeld y Woese dicen que los biólogos cerraron esta vía de pensamiento aludiendo a una frase: toda la vida es química. Nada puede estar más lejos de la realidad, dicen ellos.
Tienen una interesante analogía para ayudar a su causa: el ejemplo de la superconductividad. Sería fácil observar la superconductividad e imaginar que puede explicarse completamente mediante las propiedades de los electrones conforme se transfieren fuera y dentro de los orbitales atómicos. Podrías ir más allá y decir que la superconductividad trata de átomos y química.
Pero la explicación real es mucho más interesante y profunda. Resulta que muchos de los problemas de la superconductividad se explican mediante teorías que describen la relación entre los campos electromagnéticos y un orden de largo alcance. Cuando se rompe la simetría de esta relación, el resultado es la superconductividad.
Y esto no sólo sucede con materiales de la Tierra. Este tipo de ruptura de simetría surge en otros exóticos lugares, tales como los núcleos de las estrellas de quarks. La superconductividad es un fenómeno emergente y tiene poco que ver con el comportamiento de los átomos. Un químico quedaría pasmado.
De acuerdo con Goldenfeld y Woese, la vida es como la superconductividad. Es un fenómeno emergente que tiene que comprenderse a través de las leyes fundamentales de la física que gobiernan su comportamiento. Por consiguiente, sólo una disciplina similar a la física puede revelar tales leyes, y la biología, tal y como se practica hoy, no cae en esta categoría.
Ésta es una osada y provocadora idea que puede que no sea una sorpresa completa para la última generación de biofísicos. Para el resto, esto debería ser una llamada a las armas.
Estaremos esperando el resultado con gran interés.

Ciertas señales en el fondo cósmico de radiación podrían corresponderse con eventos sucedidos en un universo previo

Según Roger Penrose patrones circulares en el fondo cósmico de radiación sugieren que el Universo no se generó por primera vez durante el Big Bang, sino que lo que vemos ahora formaría parte de una serie de ciclos o "eones" en los que un universo sucedería a otro reiteradamente. La idea se basa en datos tomados por WMAP durante siete años de observaciones y en la Cosmología Cíclica Conforme, una teoría cosmológica propuesta por el propio Penrose.

 Según la teoría ya estándar del Big Bang el Universo aparecería a partir de un punto de infinita densidad y entropía casi nula hace unos 13.700 millones de años. Una fracción de segundo después del momento cero el Universo sufriría una expansión muy rápida, una inflación, en la que aumentó en muchos órdenes de magnitud su tamaño para después seguir expendiéndose a un ritmo normal durante el cual surgieron galaxias, estrellas, planetas, gente, etc.
No hay pruebas directas de dicho periodo inflacionario. Su introducción se debe a que es la única explicación que nos permite explicar que el Universo sea homogéneo tal y como lo vemos ahora. Esto es especialmente importante para el fondo cósmico de microondas (FCM) que es muy homogéneo. La inflación habría expandido, entre todas las demás, una pequeña región de Universo primitivo en equilibrio térmico conectada causalmente que daría lugar al universo observable. Lo que vemos es homogéneo porque todo lo que vemos procede de un objeto muy homogéneo. Sin embargo, Penrose niega la existencia de tal inflación.
Se espera que en un futuro distante el Universo se siga expandiendo (aceleradamente o no) hasta alcanzar un estado vacío y frío. En ese momento todos los agujeros negros se habrán evaporado y sólo quedarán fotones (carentes de masa) moviéndose a la velocidad de la luz.
Bajo este punto de vista, Penrose argumenta que, sólo quedarían partículas de masa nula (fotones y gravitones). Como los fotones no ven el tiempo, el propio tiempo llegaría a su fin. En ese punto quedaría solamente una geometría suave tipo de Sitter.
En su idea de la Cosmología Cíclica Conforme ese universo infinitamente expandido y vacío sufriría una transición a través de otro Big Bang hacia otro eón en donde surgiría otro universo bajo una expansión tradicional.
El punto importante es poner en correspondencia las entropías antes y después de la transición, que serían muy bajas en ambos casos. Penrose asumen que los agujeros negros formados durante la evolución del universo destruyen la información que entra en ellos y al evaporarse, según el universo se expande, eliminan entropía del mismo. El universo infinitamente expandido, cuando ya todos los agujeros negros se hayan evaporado, tendrá una entropía muy baja y podría dar lugar a otro universo a través de otro Big Bang y otro eon. No hay colapso ni Big Crunch. Todo según el modelo de Penrose.
Esta transición es conseguida por Penrose a través de un artilugio puramente matemático. Es divertido ver a Penrose usar dibujos de Escher para ejemplificar este tipo de cosas junto a sus transparencias escritas a mano (es interesante ver los vídeos de los enlaces, aunque su calidad técnica sea muy mala). Penrose usa conceptos como una distorsión tipo Weyl y la magnificación tipo Ricci entre otras cosas para explicar su idea.
Básicamente los aspectos conformes en este modelo significan que se puede escalar el universo en espacio y tiempo de tal modo que un espacio infinito en un tiempo infinito puede ser descrito como un punto sin necesidad de cambiar las leyes físicas.
Ahora Penrose, junto a Vahe Gurzadyan, dice haber encontrado pruebas en el fondo cósmico de microondas de que su modelo es correcto. Usando tanto datos del WMAP como de los globos BOOMERanG, han identificado círculos concéntricos en ciertas regiones del cielo en donde la temperatura es un poco menor que el entorno (ver imagen).
Según estos físicos los círculos se corresponderían a eventos ocurridos en el eón anterior, concretamente serían producidos por las ondas gravitatorias generadas en colisiones de agujeros negros. Este resultado iría en contra del modelo tradicional que sostiene que las variaciones en el fondo cósmico de radiación se dan al azar de un modo más o menos gausiano.
Según Julian Barbour, profesor visitante en la Universidad de Oxford y no implicado en el estudio, sería sensacional y notable que se confirmaran estos resultados, pues nos tenderíamos que deshacer del modelo inflacionario tradicional. Sin embargo, cree que los resultados son muy controvertidos y otros investigadores mirarán con lupa los datos. Además dice que hay aspectos muy discutibles del modelo de Penrose, incluidos el que todas las partículas de un futuro distante carecerán de masa (no hay pruebas del decaimiento de electrones) o que se dé ese cambio abrupto de escala entre eones (algo central en el modelo).

Una bacteria luminosa permite detectar vertidos de petróleo

Una nueva técnica que emplea bacterias que se iluminan, y por lo tanto fáciles de localizar, podría ayudar a detectar mejor la contaminación generada por los vertidos de petróleo y otras filtraciones peligrosas para el medio ambiente, informaron investigadores suizos.

 Estas bacterias coloreadas son baratas y pueden alertar a los científicos para que reduzcan los niveles de filtraciones en conducciones subterráneas y centros de almacenamiento de petróleo o de otras sustancias que puedan filtrarse al suelo o el mar, explicó Jan Van der Meer, de la Universidad de Lausana en Suiza.
"El centro de nuestro sistema sensor cromático son las bacterias en sí", señaló en un comunicado. "Se reproducen por sí mismas (...) lo que hace a todo el sistema realmente económico", añadió.
Van der Meer, que presentó su investigación en un encuentro de la Sociedad de Microbiología General en Dublín, indicó que los científicos han probado con éxito el empleo de estas bacterias, midiendo una serie de contaminantes dañinos mediante un simple dispositivo de registro de la luz.
El principal problema en la detección de los vertidos de petróleo y otras sustancias tóxicas es que muchos de los químicos más peligrosos no se disuelven en el agua, lo que los hace difíciles de detectar, explicó el autor.
En cambio, estos contaminantes suelen adherirse a las rocas, las aves marinas y los mariscos, donde permanecen durante muchos años.
A diferencia de los métodos actuales, la nueva técnica no requiere productos químicos para determinar la fuente de las filtraciones, y es más beneficiosa para el medio ambiente, aseguró el experto.
"Dado que las bacterias son organismos simples unicelulares, es relativamente fácil equiparlas con un sensor y una 'proteína indicadora' de color brillante, que se aprecia en el microscopio y nos alerta de diversas sustancias que se filtran en el suelo o el mar por vertidos de petróleo", concluyó Van der Meer.