jueves, 29 de abril de 2010

Dos premios Nobel en disolución

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Con el advenimiento del Tercer Reich, en 1933, el Instituto de Física Teórica de Copenhague, dirigido por el físico danés Niels Bohr (1885-1962), Premio Nobel de Física en 1922 "por sus aportaciones en la investigación sobre la estructura de los átomos y sobre las radiaciones que de ellos emanan", se convirtió en un refugio para físicos judíos que huían de la Alemania nazi. Aunque no eran judíos, los físicos alemanes Max von Laue (1879-1960) y James Franck (1882-1964) depositaron allí sus medallas Nobel para evitar que cayeran en manos de los nazis. Max von Laue había sido galardonado en 1914 "por su descubrimiento de la difracción de los rayos X en los cristales", descubrimiento que no solo confirmó que los rayos X eran un tipo de radiación electromagnética y permitió medir su longitud de onda, sino que creó un nuevo campo de investigación: la cristalografía de rayos X; Franck, por su parte, había compartido el premio con Gustav Hertz en 1925 "por su descubrimiento de las leyes que gobiernan el impacto de un electrón en un átomo", que confirmó la cuantificación de los niveles de energía de los electrones del modelo atómico de Bohr.
Poco después, Franck emigró a los Estados Unidos. Von Laue, que nunca ocultó su oposición al gobierno nazi, permaneció en Alemania y ayudó a muchos científicos perseguidos a huir.
En abril de 1940, los alemanes ocuparon Dinamarca. Como en la Alemania nazi estaba terminantemente prohibido sacar oro del país, y los nombres de Franck y von Laue estaban grabados en sus respectivas medallas, Bohr decidió ocultarlas. Su colaborador, el químico húngaro George de Hevesy (galardonado más tarde, en 1943, con el Premio Nobel de Química "por su trabajo en el uso de isótopos como marcadores en el estudio de procesos químicos"), propuso enterrarlas, pero a Bohr no le pareció lo bastante seguro. Así que de Hevesy decidió disolverlas. Cuando ya las tropas nazis marchaban por las calles de Copenhague, de Hevesy disolvió laboriosamente las dos medallas en un frasco de agua regia, una mezcla de ácidos nítrico y clorhídrico concentrados, que es uno de los pocos reactivos capaces de disolver el oro. Así, cuando los nazis registraron el laboratorio, pasaron por alto el frasco que, en una estantería a la vista de todos, guardaba las disolución. En 1943, Bohr y de Hevesy, que era judío, tuvieron que huir a Suecia para evitar su detención por la policía alemana. Cuando, tras la guerra, regresaron a Copenhague, encontraron el frasco intacto. Con el oro recuperado de la disolución, la Fundación Nobel volvió a acuñar las medallas.

lunes, 26 de abril de 2010

El lago Agassiz


Hace unos 13.000 años, al final de la última glaciación, la fusión parcial del casquete de hielo que cubría la mitad septentrional de Norteamérica creó un inmenso lago que llegó a ocupar la totalidad de la provincia canadiense de Saskatchewan, gran parte de Manitoba, el oeste de Ontario, el norte de Minnesota y el este de Dakota del Norte. Alcanzó una extensión máxima de 440.000 kilómetros cuadrados, mayor que el mar Caspio. Este lago, cuya existencia fue postulada por el geólogo estadounidense William Keating en 1823, lleva el nombre del naturtalista suizo-estadounidense Louis Agassiz, que estableció su origen glaciar en 1879. Varios lagos actuales, entre los que se cuentan el Winnipeg, el Winnipegosis, el Manitoba y el Lago de los Bosques, son restos del lago Agassiz.
Hace 12.800 años, un desbordamiento repentino vertió una gran parte del agua del lago al Atlántico Norte y al Océano Glacial Ártico. Esta enorme aportación de agua dulce y fría detuvo la circulación de la corriente del Golfo, lo que provocó un enfriamiento repentino en Europa, el periodo llamado Dryas Reciente. En pocos meses, la temperatura media bajó entre 5º y 15º. Los bosques de Escandinavia desaparecieron, reemplazados por una tundra glacial dominada por la planta ártica Dryas octopetala, que da nombre al periodo. En el Levante mediterráneo el clima se hizo más seco, lo que provocó una disminución de recursos que quizá forzó a la cultura natufiense a inventar la agricultura.
El enfriamiento hizo crecer de nuevo los casquetes glaciares; el lago volvió a llenarse y, hace unos 8.200 años se vació de nuevo en pocos meses; la apreciable elevación del nivel del mar que pudo dar origen a los diferentes mitos sobre inundaciones de las culturas prehistóricas, como el Diluvio Universal de la Biblia.

miércoles, 21 de abril de 2010

Hatzegopteryx, el pterosaurio gigante

En 2002, los paleontólogos Eric Buffetaut, Dan Grigorescu y Zoltan Csiki publicaron el descubrimiento en Transilvania de una especie voladora gigante, Hatzegopteryx, que vivió hace 65 millones de años. Aunque sólo se han encontrado parte de un cráneo y de un húmero (y quizá un fragmento de fémur), del tamaño de los restos se ha estimado que Hatzegopteryx tenía unos doce metros de envergadura de alas. Era un animal cuadrúpedo, con un largo cuello y un enorme pico. Se alimentaba como una cigüeña, capturando pequeños dinosaurios y otras presas del suelo...


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lunes, 19 de abril de 2010

Científicos olvidados: William Cullen


El médico y químico escocés William Cullen nació en Hamilton el 15 de abril de 1710 y murió en Edimburgo el 5 de febrero de 1790. Fue catedrático en las universidades de Glasgow y Edimburgo, Primer Médico del Rey en Escocia, presidente del Real Colegio de Médicos de Edimburgo, miembro de la Real Sociedad de Londres y fundador de la Real Sociedad de Edimburgo.
La principal aportación de Cullen a la Medicina fue la acuñación del término neurosis para referirse a las alteraciones emocionales provocadas por trastornos del sistema nervioso. Claro que Cullen creía que se trataba de trastornos en un supuesto fluido neural que llenaba el sistema nervioso...

miércoles, 14 de abril de 2010

La quinta dimensión... y siguientes

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(Publicado originalmente en Madrid Sindical)

En 1915, la teoría de la Relatividad General de Einstein logró un gran éxito al ser capaz de describir todos los fenómenos que ya explicaba la teoría de la Gravitación Universal de Newton, así como otros que permanecían hasta entonces inexplicados, como el desplazamiento del perihelio de Mercurio. La Relatividad General da además una explicación física de la gravedad, que en lugar de ser una fuerza que se propaga a distancia instantáneamente a través del espacio vacío, es una propiedad geométrica del espacio mismo. Pero, para ello, hay que añadir a las tres dimensiones habituales (longitud, anchura y altura) el tiempo como una dimensión adicional (con ciertas características especiales). Así, la Relatividad General plantea sus ecuaciones en un espacio de cuatro dimensiones, llamado espacio-tiempo.

La teoría recibió el espaldarazo definitivo al ser capaz de predecir que la gravedad es capaz de desviar incluso los rayos de luz, predicción que se confirmó en 1919, con la medición de la posición de las estrellas cercanas al borde del Sol durante un eclipse. De la noche a la mañana, Einstein y su teoría de la Relatividad se hicieron mundialmente famosos.

A la vista del éxito de Einstein, el matemático alemán Theodor Franz Eduard Kaluza (1885 - 1954) trató de seguir el mismo método para incorporar el electromagnetismo a la teoría. Para ello, entre 1919 y 1921 desarrolló las ecuaciones de Einstein en cinco dimensiones y, bajo ciertas condiciones, logró derivar de ellas tanto las ecuaciones de la Relatividad General en cuatro dimensiones como las ecuaciones de Maxwell del campo electromagnético. Sin embargo, la teoría también predecía la existencia de una partícula hipotética, el radión, que nunca ha sido encontrada. Además, nuestra experiencia nos dice que nuestro mundo no tiene cinco dimensiones; para evitar la paradoja, Kaluza propuso que la quinta dimensión se encuentra comprimida a escala microscópica en forma de círculo en cada punto del espacio-tiempo cuatridimensional. Ocurre lo mismo que cuando observamos un tejido: Los hilos, que se ven como líneas sin anchura a cierta distancia, cuando se observan muy de cerca se convierten en cilindros.

La teoría de Kaluza fue refinada en 1926 por el físico sueco Oskar Benjamin Klein (1894 - 1977). Éste combinó la teoría de Kaluza con algunas ideas de la mecánica cuántica y pudo calcular el tamaño de la quinta dimensión: el radio del círculo de la quinta dimensión mide sólo 10-30 cm, mil billones de veces más pequeño que un núcleo atómico.

En los años 30 del siglo XX, con el descubrimiento de las fuerzas nucleares, el objetivo de unificar todas las fuerzas físicas en una sola teoría se complicó. Ya no bastaba con unificar la gravedad y el electromagnetismo, la teoría unificada tendría que incluir la fuerza nuclear fuerte (responsable de la estabilidad de los núcleos atómicos) y la fuerza nuclear débil (responsable de la radiactividad).

Las modernas teorías de cuerdas y supercuerdas son teorías de Kaluza-Klein combinadas con los principios de la física cuántica, necesarios para incorporar las fuerzas nucleares. El número de dimensiones en las teorías de cuerdas viene dado por la necesidad de que la reducción de la misma al espacio-tiempo macroscópico de cuatro dimensiones sea consistente. Las teorías de cuerdas y supercuerdas más populares tienen 10, 11 ó 26 dimensiones; las dimensiones comprimidas ya no son simples círculos, sino lo que se llama variedades; una variedad es la generalización de una curva (variedad de una dimensión) o una superficie (variedad de dos dimensiones) en cualquier número de dimensiones. Pero ninguna de esas teorías ha logrado aún imponerse: sólo la experimentación nos dirá si alguna de ellas consigue el Santo Grial de la física: la unificación de todas las fuerzas de la naturaleza. Aunque, por el momento, las enormes energías necesarias para la verificación experimental de las teorías de cuerdas están fuera del alcance de los aceleradores de partículas actuales y de los que previsiblemente se van a construir en el futuro.

viernes, 9 de abril de 2010

Los primeros animales que no respiran oxígeno

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En el fondo del mar Mediterráneo existen seis cuencas anóxicas hipersalinas, lagos submarinos con una concentración tan alta de sal que sus aguas no se mezclan con las aguas oxigenadas que los cubren. Estas cuencas son vestigios de la desecación del Mediterráneo que ocurrió hace cinco millones y medio de años. En los sedimentos acumulados bajo esas cuencas, ricos en sulfuro de hidrógeno, tampoco hay oxígeno, y hasta ahora se creía que sólo estaban habitados por virus y organismos unicelulares. Pero tres expediciones realizadas por un equipo de científicos italianos y daneses a una de esas cuencas, la de L'Atalante, situada 192 kilómetros al oeste de Creta, ha descubierto tres especies de animales pluricelulares que viven en esos sedimentos completamente privados de oxígeno. Se trata de tres especies de loricíferos, unos animales hermafroditas de menos de un milímetro de longitud que viven en los sedimentos del fondo del mar y que no fueron descubiertos hasta la segunda mitad del siglo XX. Las células de estas nuevas especies carecen de mitocondrias, los orgánulos encargados de la respiración aeróbica; en su lugar, tienen hidrogenosomas, unos orgánulos productores de hidrógeno, presentes en ciertos microorganismos anaerobios, que probablemente evolucionaron a partir de las mitocondrias. Son los primeros animales conocidos que no necesitan oxígeno para vivir.

jueves, 8 de abril de 2010

La cabra enana balear, un mamífero de sangre fría

La cabra enana balear era un animal de sólo cincuenta centímetros de alzada y entre doce y quince kilos de peso que vivió en la isla de Mallorca. La cabeza, pequeña y con el hocico corto, recuerda a la del conejo, aunque estaba adornada con dos cuernos cortos y rectos, presentes en ambos sexos. Los ojos no estaban dirigidos hacia los lados, como en sus parientes actuales, sino hacia el frente. Tenía una joroba, sus patas eran cortas y una larga cola...


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