Ciencistorias

LEJOS… MUY LEJOS

El cálculo anterior se fundamenta en que podemos mirar las galaxias gracias a que recibimos su luz, la cual viaja a la impresionante velocidad de 300 000 kilómetros por segundo, eso quiere decir que las estamos viendo no como son ahora, sino como fueron en el pasado. Efectivamente, las distancias en el universo son enormes, de tal manera que se hace necesario pasar de nuestras habituales unidades de longitud, metros (o kilómetros), hacia los monumentales años luz, que representan la distancia que viaja la luz en un año. Esta distancia en kilómetros es 9,4 x 10¹² km (9 460 000 000 000, nueve billones y medio de kilómetros). Según esta perspectiva, la luz de Alfa Centauro, la estrella más cercana a nosotros después del Sol, la veríamos una vez transcurridos 4,3 años, pues se encuentra a 4,3 años luz de distancia. Andrómeda, una de las galaxias más cercanas a la Tierra está a la fabulosa distancia de dos millones de años luz y, aún más impresionante (sostente de tu asiento), según las actuales estimaciones el tamaño del universo corresponde a unos increíbles 93 mil millones (93 000 000 000) de años luz de diámetro. El viaje en el sentido inverso también es interesante. La distancia desde el Sol a la Tierra es de 150 millones de kilómetros, unos 8 minutos luz, mientras que la distancia de la Tierra a la Luna es de “apenas” unos 384 000 km, esto es algo más de un segundo luz.

Si tomamos de nuevo las cifras, no es fácil ser conscientes de lo que significan las enormes distancias en el universo. Sabemos que es mucho, pero somos incapaces de estimar cuánto es ese mucho. Para hacernos una mejor idea, imaginemos que podemos contar a una velocidad de cinco números por segundo. Si no comemos, no dormimos, no vamos al baño, si solo nos dedicamos a contar los 365 días del año, las 24 horas del día, demoraríamos en llegar a la cifra de un billón (un millón de millones) en (¡glup!) 6 000 años. Esto quiere decir que si cuando inventamos la escritura hubiéramos empezado a contar en una especie de maratón gigantesca de números, ahora apenas estaríamos llegando a la cifra de un billón. ■

AL INFINITO Y MÁS ALLÁ

En 1609 Galileo apuntó su mensajero celeste, el telescopio, hacia nuestro satélite natural. Lo que observó cambió en forma radical la forma de mirar la Luna. Aquella, que se consideraba lisa, resultó tener una topografía desafiante: llena de montañas, planicies y cráteres. Ese mismo telescopio sugirió la existencia de anillos alrededor de Saturno y demostró que no todo tenía por qué girar en torno a la Tierra, tal como lo había dicho años antes Copérnico. A partir de ese momento, el antiguo deseo de explorar el espacio cobró nuevos aires para la humanidad.

EL PEQUEÑO PASO PARA UN HOMBRE

Solo por una casualidad del destino, en 1969, exactamente 360 años después del telescopio de Galileo, el primer ser humano, Neil Armstrong, dejó huellas sobre suelo lunar. Los titulares de los diarios de ese 21 de julio fueron alucinantes, solo comparables a la noticia de la decodificación del genoma humano y la clonación de Dolly. El “salto enorme para la humanidad” solo fue posible gracias a la conjunción de un extraordinario esfuerzo, enorme creatividad y mucho coraje. En ese momento, nadie que no fuese parte del equipo de la NASA podía imaginar cuán cerca del desastre estuvieron los tripulantes del mítico Apolo 11.

En 1972, tras seis misiones que lograron posarse en suelo lunar y con el “casi” desastre del Apolo 13, el programa de las misiones espaciales tripuladas se dio por finalizado. La NASA regresaría a la exploración espacial con una nueva y revolucionaria astronave: “el transbordador”.

EL AVIÓN COHETE

El transbordador espacial fue diseñado para ser lanzado de manera rutinaria, segura y barata como un cohete, para luego regresar sano y salvo, como si fuera un avión. En 1976 se realizó la demostración del despegue, vuelo en la atmósfera y aterrizaje para el Enterprise. Cuatro orbitadores adicionales lo seguirían: el Columbia, el Challenger, el Discovery y el Atlantis. En 1981, el transbordador Columbia se convirtió en el primero en ingresar en el espacio exterior.

Ninguno de los transbordadores ha estado libre de problemas. Dos viajes fueron fatídicos: el del Challenger, que en 1986 apenas alcanzó a despegar y, tras la falla en un empaque del propulsor de combustible, ardió ante la atónita vista del mundo, y el del Columbia, en 2003, que se desintegró a su reingreso a la Tierra, debido a la salida de un pequeño trozo de aislante del tanque principal que impactó sobre el ala izquierda.

Sin embargo, también existieron magníficos triunfos, como el lanzamiento de la sonda Galileo, la reparación en órbita del telescopio espacial Hubble o la ayuda para reconstruir y poner en marcha a la imponente Estación Espacial Internacional. Lastimosamente, el programa de los imponentes transbordadores se encuentra fuera de juego en la actualidad.

LOS HERMANOS ESPACIALES

La exploración espacial tripulada es extremadamente costosa, en vidas y en billetes. Hay que buscar otras alternativas. Las misiones que incluyen sondas son una buena salida. En 1957 la antigua Unión Soviética inauguró la era espacial con el lanzamiento del Sputnik, el primer satélite artificial, y en 1959 la humanidad contempló por primera vez la cara de la Luna gracias a las imágenes enviadas por la sonda soviética Lunik 3. El “rostro” de Marte fue develado por primera ocasión cuando la sonda norteamericana Mariner 4 orbitó al planeta en 1965, mientras que el primer amartizaje (descenso sobre superficie marciana) lo realizó la sonda soviética Mars 2, en 1971. En el sentido opuesto, hacia Venus, también ha habido aciertos: la sonda Mariner 2 sobrevoló por vez primera a este planeta en 1962 y reveló que su atmósfera está compuesta principalmente de CO₂. Unos años después, en 1975, la Mariner 10 descubrió algunos secretos de la superficie de Mercurio.

LOS PRIMOS Y LOS PARIENTES LEJANOS

Los gigantes gaseosos no han estado fuera de nuestro alcance. Las sondas Pionner 10 y 11 (1971 y 1972) fueron las primeras en llegar más allá de Marte, al acercarse a Júpiter y descubrir un anillo adicional en Saturno. El proyecto Voyager (1 y 2) visualizó Júpiter en 1979, y Saturno en 1980 y 1981. Luego puso su vista en Urano y Neptuno en 1986 y 1989, y suministró importante información acerca de Titán y Europa, satélites de Saturno y Júpiter, respectivamente.

Si nos acercamos al presente, se enviaron misiones de seguimiento mediante la sonda Galileo hacia Júpiter en 1989 y Cassini-Huygens a Saturno, en 1997. Ahora conocemos que los cuatro planetas gaseosos tienen anillos, que la densa atmósfera de Titán está saturada de metano y que el satélite contiene muchos lagos, quizás llenos de etano y metano líquidos, e incluso un probable océano lleno de agua. Cassini también encontró agua líquida en Encélado, otro satélite de Saturno, que bulle de actividad con cientos de géiseres activos.

Actualmente, la misión New Horizons ha dejado a Plutón, y ha llegado al denominado cinturón de Kuiper (un sector lleno de asteroides en el límite del sistema solar), y la Messenger sobrevoló a Mercurio. El satélite Plank, de la Agencia Espacial Europea, estudia los orígenes del universo y la sonda Kepler amplía la búsqueda de planetas similares a la Tierra fuera del sistema solar. Increíblemente, la antigua Voyager 1 todavía se encuentra activa. Es el objeto de construcción humana que más lejos ha conseguido llegar. Se encuentra en el espacio interestelar desde 2012, y sigue en viaje con su señal cada vez más débil. Los descubrimientos realizados por estas naves demuestran que el espacio es un lugar bastante dinámico, incluso violento, y muy probablemente apto para la vida. Lo que el tiempo nos depara, si nos mantenemos como una civilización inteligente, quizás sea la frontera espacial de Star Trek. Incluso podríamos pensar en la metáfora de Buzz Lightyear: “Hacia el infinito y más allá”. ■

RICITOS DE ORO Y LA VIDA EXTRAÑA

Para ponernos en contexto de la posible vida en otros lugares del universo, veamos la siguiente metáfora. En un soleado día campestre, Ricitos de Oro se dirige hacia la casa de su abuela que se encuentra enferma. Sin mucha prisa, se desvía del camino para jugar por los alrededores y pierde la noción del tiempo. Consciente de que el bosque es peligroso en la tarde, porque los depredadores buscan presas para su festín, decide buscar refugio urgentemente. No muy lejos encuentra una pequeña casa. Al ingresar se encuentra con las fotos de sus dueños: una familia de ositos. Sin encontrar a quién pedir permiso y con su estómago crujiendo del hambre, piensa en buscar qué comer. Ingresa a la cocina y siente un delicioso olor a sopa recién preparada. Mira en la mesa y encuentra tres platos de una magnífica sopa de letras. Toma el plato más grande, el de papá oso, y, al llevar la sopa a su boca, siente que su lengua arde del dolor a causa de la quemadura. Prueba la sopa del plato más pequeño, el del bebé osito, y ahora la encuentra demasiado fría. Finalmente, intenta con la del plato de tamaño intermedio, el de mamá osa, y la temperatura es perfecta.^1* Se la termina toda. El final de la historia es conocido…

LA ZONA DE RICITOS DE ORO

Lo importante en este relato es que Ricitos de Oro, una vez adulta, decide convertirse en astrofísica y dedicar su existencia a explorar la vida en otros planetas. Tomando como referencia la experiencia en la casa de los ositos, logra convencer a otros científicos de que la vida en un planeta específico es posible siempre y cuando se encuentre a una distancia adecuada de su estrella (el plato de mamá osa). Si dicho planeta está muy cerca de la estrella, tal como sucedió con el plato de papá oso, la temperatura será demasiado alta para permitir una atmósfera adecuada, y no existe la posibilidad de agua líquida en la superficie. Si el planeta está demasiado lejos de su estrella (el plato del osito), la temperatura es tan baja que el planeta solo puede contener agua congelada, y un clima gélido. Desde aquel momento, y aquí termina la metáfora, los astrofísicos denominan “zona de Ricitos de Oro”, o zona habitable, a la franja de espacio dentro de la cual debe encontrarse un planeta para tener una temperatura adecuada y permitir la presencia de agua en estado líquido.

La astrobiología es una disciplina científica en la cual confluyen la química, la biología, la geología y la astronomía (física), cuyo fin primordial es buscar posibles escenarios cósmicos que puedan albergar vida, es decir, planetas habitables fuera de los límites impuestos por nuestro sistema solar. En efecto, los astrobiólogos creen que las sustancias químicas básicas con las que se construye la vida (aminoácidos) se encuentran en muchas partes y, en consecuencia, sería muy extraño que solo la Tierra presente vida en el universo. Este hecho, en conjunto con la zona de Ricitos de Oro, hace que la búsqueda sea lenta y difícil, pero no imposible.

¿Qué tipo de vida esperan encontrar los astrobiólogos? Ellos están seguros de que, en principio, la búsqueda no se trata de descubrir vida inteligente, ni mucho menos escuálidos humanoides con grandes cabezas y ojos saltones. Lo esperado es vida no compleja con base en carbono. Este, según nuestros conocimientos, es el mejor elemento químico para formar una casi infinita cantidad de moléculas compuestas por muchos átomos. Estos átomos deben ser estables y poder almacenar gran cantidad de información, características que son necesarias para la existencia de la vida en el único lugar en el universo en donde estamos absolutamente seguros de encontrarla: la Tierra.

VIDA EXTRAÑA Y LA EXPLORACIÓN ESPACIAL

La visión de quienes exploran el espacio es muy amplia. Se basan en la gran variedad de vida que existe en la Tierra. En el mundo de los seres microscópicos existen organismos que pueden adaptarse a los ambientes más inhóspitos posibles. Estos seres se denominan extremófilos, por vivir en lugares extremos y prosperar en ambientes letales para los demás seres. No es de extrañar que microorganismos pertenezcan a este peculiar grupo de seres vivos. Se conocen microorganismos que soportan la radiación de un reactor nuclear, otros que viven a 100 grados centígrados y alta presión o, por el contrario, a muy bajas temperaturas; también existen algunos que viven en medios con altísimo contenido en sal, y otros cuyo “hogar” presenta una elevada acidez, denominados acidófilos o “amantes del ácido”.

Según los últimos avances científicos y gracias a los nuevos telescopios como el Gran Telescopio Canarias y el Very Large Telescope (ubicado en Chile), además del lanzamiento de las sondas Cassini, Huygens, y, recientemente, las sondas francesa Corot y la estadounidense Kepler (enviada en 2009), se ha logrado delimitar una zona, todavía dentro de nuestra galaxia, desde 400 años luz hasta los sorprendentes 6 000 años luz (por Kepler). Tomando en cuenta los datos finales hasta cuando Kepler se desactivó en 2018, solo en esta pequeña región del universo existen 2600 planetas candidatos a girar en torno a una estrella; de estos, se espera que al menos unos 10 sean rocosos y con tamaño similar a la Tierra, y orbiten estrellas parecidas a nuestro Sol. Quizá alguno de ellos tenga lo necesario para la vida, se encuentre en la zona de Ricitos de Oro y, si ha tenido el tiempo adecuado, incluso contenga vida similar a la de nuestros extremófilos o nuestras bacterias. Ya veremos qué nos dice el futuro… ■

MONSTERS INC.

A pesar de la isla de tranquilidad que representa nuestra Tierra en el sistema solar, el universo es un lugar muy agitado, incluso violento. Mediante las observaciones realizadas por los telescopios de última generación, hemos descubierto que el universo no es el lugar apacible que creíamos conocer. El cosmos es, en realidad, una magnífica máquina de creación de los más terribles y salvajes eventos jamás encontrados; es Monsters Inc. hecho realidad.

BESTIAS DEL ESPACIO

En el centro de muchas galaxias, incluida la nuestra, existen verdaderos titanes encargados de crear el caos y la violencia, son los agujeros negros supermasivos. A 27 000 años luz de la Tierra se encuentra un agujero negro con una masa cuatro millones de veces mayor que nuestro Sol. Este monstruo es capaz de engullir estrellas sin esfuerzo y, como si se tratara de un juego de tenis galáctico, puede sacar de órbita a otras estrellas arrojándolas a gran velocidad. La temperatura que alcanza el material en torno al agujero es monumental: ¡cientos de millones de grados! Un verdadero monstruo.

DRÁCULA ESPACIAL

Las enanas blancas son una especie de cadáver estelar que se generan una vez que una estrella, de entre dos a ocho veces la masa de nuestro Sol, agota su combustible nuclear. Hasta hace poco tiempo se creía que estas carecían de actividad; sin embargo, parece que algunas de ellas podrían girar a gran velocidad y crear monumentales campos magnéticos millones de veces más intensos que los terrestres. En el caso de que la enana blanca sea miembro de un sistema binario, la enorme actividad de giro sería abastecida por el material de su compañera estelar. Como resultado, la enana blanca también se convierte en una emisora de rayos X, lo que la hace detectable mediante nuestros radiotelescopios. A 322 años luz de nuestro planeta, investigadores japoneses detectaron una “enana vampiro” que se nutre de su víctima salpicando el entorno espacial con monumentales cantidades de rayos X. Si uno de estos macabros vampiros estuviera cerca de nuestro Sol, todo dejaría de existir como lo conocemos y no duraríamos para contarlo.

LA DANZA DE LA BELLA Y LA BESTIA

En la constelación de Cáncer, a unos 3 500 millones de años luz de distancia, existe una galaxia en cuyo centro ocurre la más dramática de las danzas. Un agujero negro supermasivo, el de mayor masa conocida, con 18 000 millones de masas solares, tiene girando a su alrededor otro agujero negro con “solo” 100 millones de masas solares. Esta colosal pareja presenta la peculiaridad de emitir pulsos de energía de manera casi periódica, lo que demuestra que el agujero pequeño orbita al mayor aproximadamente cada 12 años. Estas emisiones son tan monumentales que se superponen a la actividad normal de la propia galaxia. No se conoce a ciencia cierta el destino final de este baile celestial, pero quizá corresponda a la fusión de los dos agujeros para formar uno de masa mayor, ¡un supermonstruo!

DOOMSDAY

Si eres fanático de los cómics, cómo no recordar a aquella forma de vida suprema, agente de destrucción y responsable del armagedón en buena parte del universo. Me refiero al supervillano Doomsday, responsable de la muerte de Superman, en el ya mítico título de 1992, La muerte de Superman. Sin duda es un buen monstruo, al tener la capacidad para derrotar al máximo superhéroe de todos los tiempos. No obstante, el Doomsday del universo real es supremamente más poderoso y letal. Se trata de un inusual evento que tiene que ver con la muerte de estrellas de entre 8 y 10 veces la masa de nuestro Sol. Cuando estas estrellas gigantes terminan con el hidrógeno que las alimenta, y después de explotar como supernovas, el tirón gravitacional hacia el centro es tan potente que combina los electrones atómicos con los protones en el núcleo y genera lo que se conoce como una estrella de neutrones. En este especial evento, la estrella de neutrones es ultradensa, de tal manera que una cucharadita de su materia pesaría 100 millones de toneladas; además, como resultado de su fabulosa velocidad de giro, se produce un campo magnético enorme. Este portento de la naturaleza se llama magnetar, y su campo magnético es mil veces más fuerte que el de las estrellas de neutrones ordinarias, y 10 000 millones de veces mayor que el campo magnético de la Tierra. Los magnetares son los imanes más potentes del universo, y expulsan en un breve periodo enormes cantidades de energía en forma de rayos X y gamma.

A pesar de que pueden generarse al otro extremo de la galaxia, las explosiones de los magnetares emiten energía detectable desde la Tierra. En 2005 la NASA captó una explosión que tuvo la efímera duración de 250 segundos, pero que produjo la misma cantidad de energía que generaría nuestro Sol en 10 000 millones de años. En la opinión de los astrónomos, si una explosión magnetar se produjera a solo unos 10 años luz de la Tierra, que corresponde a la distancia que nos separa de algunas de las estrellas más cercanas, la vida en nuestro planeta peligraría seriamente, debido al efecto conjunto en la destrucción de la capa de ozono, de la atmósfera y la alteración en el clima global.

Hasta el momento estos son algunos portentos del cosmos que hemos descubierto con la tecnología que poseemos. El futuro, con mejores y nuevos telescopios y el añadido de las sondas espaciales, nos sorprenderá con nuevas maravillas que mejorarán la comprensión acerca de nuestro hermoso universo. Todo es cuestión de tiempo. ■