«SIMETRÓN», O LA PARTÍCULA QUE EXPLICARÍA LA MATERIA OSCURA

Mecanismo del Campo de Higgs.
Tomado del blog https://enroquedeciencia.blogspot.com/

El término "materia oscura", que se tenga registro, fue definida por primera vez por el alemán Fritz Zwicky en 1933, pero su confirmación teórica no fue sino hasta 1974. En 2006 se detectó materia oscura gracias a las mediciones realizadas al Cúmulo Bala.

La materia oscura juega un papel esencial en la formación de las estructuras y evolución de las galaxias, y es considerada una de las causantes de la acelerada expansión del Universo.

Hace apenas unas semanas, el excelente divulgador científico español, José Nieves, escribió en su acostumbrada columna del periódico ABC un artículo en el que habla sobre un novedoso tema relacionado con la materia oscura: la caza del simetrón.

En su colaboración Nieves explica que los procedimientos para hallar evidencias del «simetrón» no son las mismas que las empleadas para hallar el «Campo de Higgs», que impregna todo el universo, y ello implica un reto mayor al que implicó el Bosón de Higgs.

Dr. Hartmut Abele

Cientos de científicos «llevan años, buscando no sólo pruebas materiales de la certeza de la existencia de materia y energía oscuras, también intentan explicar el hecho de que el Universo se esté expandiendo a un ritmo cada vez más acelerado».

Investigadores de la Universidad Técnica de Viena disponen ya de teorías y conceptos para explicar esa expansión acelerada, entre ellos se encuentra un ‘campo de simetrones’ que impregnaría también todo el espacio.

La teoría del simetrón la plantea el Dr. Hartmut Abele en los siguientes términos: «Ya tenemos pruebas del campo de Higgs, y el campo del simetrón está muy relacionado».

Tal y como explica el propio Abele, «nadie puede decir cuál es la masa de los simetrones, ni cuán fuerte interactúan con la materia normal. Es por eso que es tan difícil probar su existencia o inexistencia de forma experimental».

Los científicos no cesan en llevar a cabo pruebas y experimentos, y aún quedan muchas pruebas por realizar hasta dar con los simetrones, y eso es precisamente lo que el equipo ha buscado este experimento.

Por el momento, aunque existen avances significativos en la teoría del campo del simetrón, es aún demasiado pronto para excluir por completo su existencia.

«Hemos excluido un amplio dominio de parámetros -explica Abele-. Si hubiera simetrones con propiedades en este dominio, los habríamos encontrado». Sin embargo, para cerrar las lagunas que aún quedan, la ciencia necesita de medidas aún mejores.

Eso, o un descubrimiento importante e inesperado que brinde una solución completamente diferente al misterio de la energía oscura.



Esta nota pudo redactarse gracias a la información encontrada en:

* A la caza del «simetrón», la partícula que explicaría laEnergía Oscura, de José Nieves

* Materia oscura, de Gabriela Briceño V.

JOVEN INGENIERO CREA DISPOSITIVO QUE EVITA PERDER MILLONES DE LITROS DE AGUA

El agua es vida, literalmente, y para saberlo sólo es necesario estar vivo y emplear el sentido común, aunque a veces el sentido común nos falla de manera atroz.

Pese a su vital importancia nuestra civilización está empeñada en dilapidar y contaminar el agua, vía la imparable industrialización, la minería y la fractura hidráulica de la industria petrolera, que ocupa millones de galones de agua mezclada con sustancias de composición química desconocida.

A nivel mundial, se estima que se vierten al medio natural sin ningún tratamiento previo el 80% de las aguas residuales que se generan, lo cual tiene repercusiones graves en el medio ambiente y en la salud de las personas.

Una ingente cantidad de agua se desperdicia en las ciudades a través fugas de las descuidadas redes hidráulicas. Tan sólo en la ciudad de México, el Instituto de Ingeniería del a Universidad Nacional Autónoma de México (IIUNAM), calcula que existe una pérdida de entre el 30% y el 50% de agua por este concepto.

Un joven ingeniero de 28 años, de nombre Tu Wu, graduado en el Instituto de Massachussets, ha desarrollado un robot para encontrar fugas en tuberías de agua. A medida que el robot se mueve con el agua a través de una tubería detecta las fuerzas de succión causadas por las fugas, dijo Wu a Business Insider.

Wu tardó cinco años en crear un prototipo funcional. La versión actual, Lighthouse, fue lanzada en  para fabricación e industria. El joven ingeniero Wu y su amigo de la universidad, Tyler Mantel, ahora están trabajando para hacer crecer su negocio: WatchTower Robotics, que fundaron en junio, con el apoyo de Techstars Sustainability Accelerator.

lista Forbes '2018 '30 Under 30'

El método consiste escuchar los sonidos causados ​​por las vibraciones de la tubería y la reducción de la presión. Centrarse en la acústica no funciona bien en las ciudades debido a los niveles de ruido, dijo Wu, agregando que su robot Lighthouse es efectivo para estas tareas.

El dispositivo está diseñado para inspeccionar tuberías sin interrumpir el servicio de agua, y puede colocarse en tuberías en bocas de riego y en uniones de tres vías. A partir de ahí, un sistema analítico crea un mapa que le dice a los operadores de tuberías dónde están las fugas, qué tan grandes son y cuál es la probabilidad de una falla catastrófica.

Hasta ahora, los robots han sido probados en Arabia Saudita, Virginia y el Reino Unido.

Wu's Lighthouse también fue recientemente nombrado ganador nacional del Premio James Dyson, una competencia de diseño internacional.

«Mi objetivo final es poner nuestras herramientas robóticas en manos de técnicos de campo en cada ciudad del mundo, para que cada ciudad en el mundo pueda tener menos pérdida de agua debido a fugas y respaldar un mayor crecimiento de la población», dijo Wu.

Esta nota fue escrita con información del artículo publicado en Business Insider, llamado «A 28-year-old MIT graduate has created a leak-detecting robot that could eliminate some of the 2 trillion gallons of wasted drinking water annually»

PODRÍAN REVERDECER AL DESIERTO DEL SAHARA

Con una extensión superior a los 9 millones de kilómetros cuadrados, que abarca 12 países mediterráneos y africanos, el Desierto del Sahara es considerado el más grande del mundo. Pocos saben que allí existe un complejo arqueológico que alberga 250 misteriosas pirámides de color negro, entre otras maravillas.

El Sahara se encuentra cerca de Europa y Oriente Medio, que tienen una gran demanda de energía, y por supuesto del África subsahariana, cuyas necesidades energéticas se prevé que en breve se vean incrementdas

Energía renovable y el cambio del clima desértico

Hace apenas unos días, este espléndido e imponente desierto está dando qué hablar debido a que no sólo están buscando hacer rentable las poderosas condiciones que cuenta para proyectos de energía que desean aprovechar sus excelentes condiciones climáticas. Existe un ambicioso plan a través de granjas solares y eólicas que podrían traer lluvia y vegetación al desierto.

Eugenia Kalnay de la Universidad de Maryland, científico atmosférico del proyecto dice: «Descubrimos que la instalación a gran escala de parques eólicos y solares puede traer más precipitaciones y promover el crecimiento de la vegetación en estas regiones». 

Y añade: «El aumento de la lluvia es una consecuencia de las complejas interacciones tierra-atmósfera que ocurren porque los paneles solares y las turbinas de viento crean superficies de tierra más ásperas y más oscuras».

Lo novedoso de este proyecto es que no se tenía conocimiento exacto sobre los efectos que tiene construir un enorme complejo de energía renovable en el desierto.

El modelo de investigación, publicado en la revista Science, arroja información que sugiere que el ambiente del Desierto comenzará a transformarse al introducir turbinas de cuchillas y paneles solares, además del beneficio que aporta generar energía renovable.

Estos efectos surgen debido a que las turbinas de viento mejoran la mezcla vertical de calor en la atmósfera, empujando el aire más caliente hacia arriba, y aumenta la fricción de la superficie de la tierra, lo cual conduce a una mayor probabilidad de precipitación.

«Los resultados de nuestro modelo muestran que las granjas solares y eólicas a gran escala en el Sahara duplicarían con creces la precipitación en el Sahara, y el aumento más sustancial se produce en el Sahel, donde la magnitud del aumento de las precipitaciones oscila entre ~ 200 y ~ 500 mm por año», dice el primer autor del estudio Yan Li, quien comenzó la investigación en Maryland y ahora se encuentra en la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign.

«Como resultado, la fracción de cobertura vegetal aumenta en un 20 por ciento».

(Eviatar Bach)

«Este incremento en la precipitación, a su vez, conduce a un aumento en la cubierta vegetal, creando un ciclo de retroalimentación positivo», explica Li .

La reducción de la cantidad de reflectancia de la luz en la superficie gracias a que los paneles solares absorben los rayos del sol, termina aumentando la precipitación.

Sin embargo, no será fácil

Construir infraestructura productora de energía en los términos arriba descrito, no sería fácil. Estamos hablando de una granja solar aproximadamente del tamaño de China o Estados Unidos, interrumpida por gigantescas turbinas que cubren alrededor del 20 por ciento del Sahara.

No obstante, lograr semejante hazaña impulsaría un reverdecimiento gradual del Desierto del Sahara: también eliminarían completamente nuestra adicción a los combustibles fósiles, con el complejo suministro de aproximadamente 82 terawatts de energía eléctrica al año.

Dr. Yan Li

«En 2017, la demanda global de energía fue de solo 18 teravatios, por lo que obviamente se necesita mucha más energía de la que se necesita actualmente en todo el mundo», dice Li .

Un esfuerzo de estas dimensiones requeriría de la participación mundial, pues el cambio del clima del Sahara tal como arroja esta investigación, traería beneficios climáticos que ni siquiera imaginamos al plantea.

«Además de evitar las emisiones de gases de efecto invernadero antropogénicas de los combustibles fósiles y el calentamiento resultante, la energía eólica y solar podría tener otros impactos climáticos beneficiosos inesperados a gran escala en el Sahara, donde las condiciones son especialmente favorables para estos impactos», dijo el equipo.

Y, ¿qué se haría con la energía excedente?

Con el excedente de energía proporcionado por tal instalación, los investigadores dicen que podría ayudar a realizar otros proyectos ambientales difíciles a gran escala, como la desalinización del agua de mar y transportarla a regiones que sufren de escasez de agua dulce, a su vez reforzando la salud, la producción de alimentos, e incluso biodiversidad.

Aunque este proyecto sólo se basa en una simulación por el momento y una visión hipotética que sería difícil de realizar en la realidad, la idea permitiría revertir el daño que se le ha causado a nuestro querido planeta.

«El Sahara ha estado expandiéndose durante algunas décadas, y las granjas solares y eólicas podrían ayudar a detener la expansión de esta región árida», dice el investigador de calidad del aire Russ Dickerson de la Universidad de Maryland, que no participó en el estudio.

«Esto parece un ganar-ganar para mí», concluye el Dr. Yan Li.

Nota publicada con información de:

·       Peter Dockrill, «Scientists Have Announced an Incredible Plan to Make It Rain in The Sahara Desert».

DESARROLLAN MÉTODO PARA CONVERTIR EL PLÁSTICO EN COMBUSTIBLE

La basura se apodera del mundo, la colonización de los desechos se ha vuelto uno de los problemas más grandes de la humanidad. Y de los desechos, el más abrumador e invasivo es el plástico. 

Resultan estremecedoras incontables imágenes de ecosistemas y animales marinos, víctimas del plástico.

Creados debido a las corrientes marítimas, gigantescos montículos de basura y plástico se acumulan en los océanos Atlántico e Índico, pero el más grande, cuyas dimensiones alcanza tres veces el territorio de Francia, se ubica al norte del océano Pacífico, muy cerca de Hawai.

Pese a las medidas tomadas por algunos países para controlar al uso masivo del plástico, éstas han sido insuficientes ante el acelerado crecimiento de los desechos plásticos.

A estos esfuerzos se suma los resultados de la reciente investigación en la Universidad de Swansea. Se trata de un procedimiento químico consistente en transformar el plástico en combustible.

En una entrevista, el científico Moritz Kuehnel, jefe del equipo de investigación que desarrolló el procedimiento y que dio a conocer la noticia a la BBC, explicó cómo se agrega material absorbente de luz al plástico sin requerir ser limpiado previamente.

“La belleza de este proceso es que no es muy exigente. Puede degradar todo tipo uso si hay de

desechos. Incluso, si hay comida o un poco de grasa, no detiene la reacción, la mejora. Dijo Kuehnel,

Y añadió: “El proceso produce gas de hidrógeno, puedes ver burbujas saliendo de la superficie, puedes usarlo, por ejemplo, para alimentar un auto de hidrógeno. Sin embargo para extender el proyecto a nivel industrial podría estar a años de distancia.”

Este proyecto está financiado por el Consejo de Investigación de Ingeniería y Ciencias Físicas, y una empresa petroquímica de Austria.

El investigador entrevistado mencionó que otra mejoría que se deriva de su valiosa investigación es que a partir de ciertos desechos plásticos se pueden reciclar para fabricar plástico nuevo.

Ante el problema que se cierne en torno al problema de la acumulación plástica en los océanos de nuestro planeta, buscar opciones como los científicos de Swansea debiera ser una prioridad de organismos internacionales, donde todos los países, sin excepción, tendrían que colaborar.

Mientras ese milagro sucede, miramos con admiración y esperanza noticias como los que nos ofrece el doctor Moritz Kuehnel y su valioso equipo de colaboradores.

ENCUENTRAN POSIBLES EVIDENCIAS DE UN UNIVERSO ANTERIOR

Fondo Cósmico de Microondas (CMB), en 2014.

Recientemente el divulgador científico español, José Manuel Nieves, publicó en su espacio del diario ABC un interesante artículo en el que afirma que el célebre físico, Roger Penrose, encontró una serie de anomalías luminosas que podrían ser restos de un Universo anterior.

Se trata de extrañas espirales de luz, que serían posiblemente restos de agujeros negros que habrían sobrevivido a la destrucción de un universo que existió antes del Big Bang.

«Lo que afirmamos -explica Penrose- es que estamos viendo el remanente final de un agujero negro que se evaporó en el eón anterior». Junto a un grupo de colegas, el investigador británico acaba de publicar sus conclusiones en Arxiv.org.

Roger Penrose

La anterior explicación cobra sentido con la teoría de Penrose llama-da «Cosmología Cíclica Conforme» (CCC), según la cual el Universo pasa por una serie infinita de ciclos (eones), durante los cuales primero se expande y después se comprime hasta convertirse de nuevo en un punto. Lo cual podría permitir que, bajo ciertas condiciones, la radiación electromagnética sobreviviera a la destrucción de un Universo para pasar a formar parte del siguiente.

«Y esos restos supervivientes son precisamente los que el físico británico y sus colegas creen haber identificado en el Fondo Cósmico de Microondas (CMB), la débil radiación residual del Big Bang que impregna por completo el Universo en que vivimos», comenta José Manuel Nieves.

Puntos de Hawking

Los investigadores han nombrado como «puntos de Hawking» a los círculos de luz que aparecen en las imágenes, evidentemente en honor al célebre Stephen Hawking, ni más ni menos quien predijo que los agujeros negros emitían pequeñas cantidades de radiación electromagnética que los llevó a su completa evaporación.

Pese a que la «radiación Hawking» no ha sido vista aún, Penrose considera que ha logrado detectar claros signos de esa radiación sobrante de un Universo anterior, y afirma que «Hawking habría estado encantado de ver en una observación real los efectos que él predijo».

Según el físico británico, los «puntos de Hawking» logran verse nítidamente en un mapa creado por BICEP2, un radiotelescopio situado en el Polo Sur a través del cual, en 2014, encontraron una serie de «remolinos» de luz polarizada en el Fondo Cósmico de Microondas. Para el equipo de BICEP2 esos remolinos fueron causados por las ondas gravitacionales provenientes del crecimiento del universo después del Big Bang. Pero Penrose y sus colegas tienen una explicación diferente.

El laboratorio del sector oscuro (DSL), ubicado a 3/4 de milla del polo sur geográfico,
alberga el telescopio BICEP2 (izquierda) y el telescopio del polo sur (derecha).
(Foto. Steffen Richter, Universidad de Harvard)

«Según la teoría CCC, toda la energía de un agujero negro que se evapora se comprimiría en un punto diminuto a medida que el universo se encogiera, antes de expandirse otra vez en un nuevo eón. No podemos ver los puntos de Hawking en los datos, dice Penrose, porque las mediciones del Fondo Cósmico de Microondas solo se remontan a 380.000 años después del Big Bang. Pero sí podemos ver los anillos luminosos».

Penrose reporta que ha localizaron cerca de 20 áreas de aumento de temperatura en los mapas de BICEP2; según su estudio por lo menos una de ellas es un «punto de Hawking», no obstante, señala que otras cuatro o cinco ameritan estudios más detallados.

Explicaciones alternativas

Pero ya existen reacciones en el mundo de la física. Algunos investigadores opinan que las «señales» de Penrose dan lugar a explicaciones alternativas, por ejemplo, que los círculos luminosos se deban, en realidad, a una simple curvatura de la luz al pasar cerca de algún objeto masivo.

Sin embargo, Penrose y su equipo descartan otros resultados utilizando mapas del CMB hechos por el telescopio espacial Planck, anterior al BICEP2, lo cual lleva a Daniel An, uno de los firmantes del artículo, a explicar que esos puntos no surgieron por casualidad, sino, «como consecuencia de algún fenómeno físico». Lo cual apunta a que la teoría, y las observaciones de restos de un Universo anterior, son correctas.

Artículo escrito con información de la colaboración de José Manuel Nieves (@josemnieves) en el diario ABC, titulada «Afirman haber encontrado restos de un Universo anterior».

DESCUBREN EL ORIGEN DE LA PLASTICIDAD CEREBRAL

Trae a tu recuerdo en este instante algún suceso que te haya marcado en tu infancia. Ahora, recuerda el momento cuando te explicaron y entendiste que los movimientos de rotación y traslación del planeta explican por qué existe tanto el día como la noche, así como los cambios de estación. A este tipo de eventos y otros muchos que retenemos en nuestra memoria se les llama experiencias significativas.

Las experiencias significativas o importantes que tenemos durante nuestra vida activa la plasticidad cerebral o neuroplasticidad, es la capacidad del sistema nervioso para modificar su estructura y su funcionamiento, como reacción a la diversidad del entorno. 

El término, muy empleado en psicología y psiquiatría, se utiliza también para referirse a los cambios suscitados en los diferentes niveles del sistema nervioso, desde las estructuras moleculares, hasta la expresión genética y del comportamiento.

La neuroplasticidad hace posible la regeneración de las neuronas, aunque también tiene repercusiones funcionales en la formación de nuevas conexiones sinápticas. La plasticidad neuronal faculta al cerebro para recuperarse y reestructurarse a partir de trastornos o lesiones, incluso alteraciones estructurales causadas por patologías como la esclerosis múltiple, Parkinson, deterioro cognitivo, etc.

Pero los neurocientíficos no han estado seguros de cómo exactamente la plasticidad ocurre en el cerebro; y es que en este proceso existe un enigma. Cuando algunas conexiones se fortalecen, las neuronas tienen que encontrar un balance ante la enorme entrada de información.

Entonces, ¿cómo funciona? Los investigadores del Instituto Picower para el Aprendizaje y la Memoria en el Massachusetts Institute of Technology ahora piensan que tienen una respuesta.

Lo que han encontrado es que cuando una conexión (también conocida como sinapsis ) se fortalece, las sinapsis vecinas se debilitan inmediatamente, para evitar que las neuronas se vean abrumadas, y aquí hay una proteína especial en juego.

«Los comportamientos colectivos de los sistemas complejos siempre tienen reglas simples», dice el neurocientífico del MIT y autor principal del estudio Mriganka Sur. «Cuando una sinapsis sube, dentro de 50 micras hay una disminución en la fuerza de otras sinapsis», añade.

El equipo invocó su propia plasticidad en las neuronas de la corteza visual de los ratones mediante el cambio del «campo receptivo» de la neurona, o el parche de visión particular del que sería responsable la neurona.

Para hacer esto, hicieron zoom sobre una espina particular de una dendrita, la punta de la neurona donde se encuentra la parte receptora de señales de una sinapsis.

A medida que movían el objetivo visual que el ratón estaba mirando, pudieron ajustar el campo receptivo de esa neurona y proyectaron una luz azul dentro de la corteza visual del animal. En estos animales genéticamente modificados en particular, los flashes activaron la neurona, ayudándola a fortalecer esa columna particular.

Y, a medida que creció esta columna vertebral reforzada, las espinas cercanas se encogieron, lo que provocó que las sinapsis relevantes se fortalecieran o debilitaran en consecuencia, demostrando así plasticidad en acción.

«Creo que es sorprendente que podamos reprogramar neuronas individuales en el cerebro intacto y ser testigos en el tejido vivo de la diversidad de mecanismos moleculares que permite a estas células integrar nuevas funciones a través de la plasticidad sináptica», dijo el primer autor, neurocientífico Sami El- Boustani.

El equipo descubrió que los receptores AMPA (ácido α-amino-3-hidroxi-5-metil-4-isoxazolepropiónico) se correlacionaban con el debilitamiento y el fortalecimiento de esas sinapsis.

Utilizaron una etiqueta química especialmente diseñada que rastreó la expresión del regulador de los receptores AMPA, una proteína llamada ARC, para determinar qué estaba causando los cambios.

Lo que encontraron fue que las sinapsis con menos proteína ARC podían expresar más receptores AMPA, pero el aumento del ARC en las espinas vecinas hacía que esas sinapsis expresaran menos.

«Creemos que ARC mantiene un equilibrio de recursos sinápticos», dice Jacque Pak Kan Ip , otro neurólogo y primer autor del MIT.

«Si algo sube, algo debe pasar. Esa es la función principal de ARC».

Aunque está lejos de ser la primera vez que los investigadores han analizado la plasticidad cerebral, estos hallazgos particulares podrían ayudar a resolver un problema que ha estado molestando a los neurólogos por edades, y ahora tenemos una serie de trucos nuevos para ayudarnos a estudiar cerebros vivos.

Artículo redactado con base en el trabajo de Jacinta Bowler. La investigación ha sido publicada en Science el 22 de junio de 2018.

SOBRE EL FUTURO DE LOS VIAJES INTERESTELARES

• Generaciones enteras vivirían y morirían en el trayecto

• Un viaje de 40 billones de kilómetros viajando a 200 km/s

¿Qué características debería tener el vehículo que llevaría a los humanos a sitios como Próxima Centauri? y ¿cuántas personas se necesitarían a bordo de esa nave?

En un documento reciente titulado «Computing the minimal crew para un viaje espacial multigeneracional hacia Próxima Centauri b», investigadores franceses calcularon el mínimo de personas que se requieren para garantizar que un equipo multigeneracional saludable pueda hacer el viaje a Proxima Centauri b.

El citado estudio que apareció en línea recientemente fue dirigido por el astrofísico Frederic Marin del Observatorio Astronómico de Estrasburgo, además del físico de partículas Camille Beluffi y es la segunda investigación de una serie de documentos que intentan ponderar la viabilidad de un viaje interestelar a Próxima b. El primero, titulado «Herencia: un código de Monte Carlo para evaluar la viabilidad de los viajes interestelares utilizando un equipo multigeneracional», se publicó el año pasado.

Sobre el tiempo de traslado

Para realizar un viaje interestelar el Dr. Marin y el Dr. Beluffi estudiaron los diversos conceptos propuestos, muchos de los cuales fueron explorados en el artículo «¿Cuánto tiempo tardaría en llegar a la estrella más cercana?», que incluyen la propulsión nuclear (Proyecto Orion ) y los cohetes de fusión (Proyecto Daedalus ), y más recientemente el concepto Breakthrough Starshot.

Aunque tales misiones no involucran aún vuelos espaciales tripulados, Marin y Beluffi tuvieron en cuenta las misiones que se lanzarán en los próximos años como la sonda solar Parker de la NASA, que alcanzará velocidades orbitales récord de hasta 724,205 km/h, que equivale a aproximadamente 200 km/s (o el 0,067% de la velocidad de la luz).

El propio Frederic Marin le dijo a Universe Today, publicación especializada en astronomía, respecto a los viajes interestelares: «Esto depende pura y completamente de la tecnología disponible en el momento de la misión. Si creáramos una nave espacial en este momento, solo podríamos alcanzar unos 200 km/s, lo que se traduce en 6,300 años de viaje. Por supuesto, la tecnología está mejorando. Con el tiempo y para cuando se construya un proyecto interestelar real, podemos esperar haber mejorado la duración en un orden de magnitud, es decir, 630 años. Esto es especulativo ya que la tecnología aún no se ha inventado».

Con su línea de base para la velocidad y el tiempo de viaje establecido, es decir, 200 km/s y que equivale a 6,300 años -, el Dr. Marin y el Dr. Beluffi se dispusieron a determinar el número mínimo de personas necesarias para garantizar que un equipo saludable llegara a Próxima b. Para hacer esto, ambos científicos realizaron una serie de simulaciones de Monte Carlo utilizando un nuevo código creado por Frederic Marin. Esta técnica matemática toma en cuenta los eventos casuales en la toma de decisiones para producir distribuciones de posibles resultados. A este respecto dijo:

Sobre el tamaño de la tripulación

«Estamos utilizando un nuevo software numérico que he creado, se llama HERITAGE. Es un código estocástico de Monte Carlo que da cuenta de todos los posibles resultados de las simulaciones espaciales al probar cada escenario aleatorio para la procreación, la vida y la muerte. Al hacer ciclos de simulación miles de veces, obtenemos valores estadísticos que son representativos de un viaje espacial real para un equipo multigeneracional. El código representa tantos factores biológicos como sea posible y actualmente se está desarrollando para incluir más datos en este sentido».

Los factores biológicos consideran el número de mujeres y hombres, edades, esperanza de vida, tasas de fertilidad, tasas de natalidad, y tiempo de reproducción de la tripulación. También se tuvo en cuenta algunas posibilidades extremas, que incluían accidentes, desastres, eventos catastróficos y la cantidad de tripulantes que probablemente serían afectados.

Posteriormente promediaron los resultados de las simulaciones en más de 100 viajes interestelares basados ​​en estos diversos factores y valores para determinar el tamaño de la tripulación mínima. Marin y el Beluffi concluyeron que se necesitaría un mínimo de 98 miembros para sostener un viaje multigeneracional al sistema estelar más cercano con un exoplaneta potencialmente habitable.

En este sentido Frederic Marin explicó:

«Nuestras simulaciones nos permiten predecir con gran precisión el tamaño mínimo de la tripulación inicial que se requiere para viajes espaciales de siglos. Al permitir que la tripulación evolucione bajo una lista de principios de ingeniería social adaptativa (como las evaluaciones anuales de la población que realizan en buques, comerciales o las restricciones de descendencia y las restricciones de crianza), mostramos en este documento que es posible crear y mantener una población sana de forma prácticamente indefinida».

Pese a que la tecnología y los recursos para un viaje interestelar se encuentran a varias generaciones de distancia, los estudios de este tipo son los primeros pasos para incrementar su probabilidad y serán de gran importancia para esas misiones cuando ocurran. 

La importante de este estudio y el que lo precedió estriba en que son los primeros en tener en cuenta factores biológicos clave (como la procreación) y los factores que afectarán a un equipo multigeneracional. 

El Dr. Marin concluyó: «Nuestro proyecto tiene como objetivo proporcionar simulaciones realistas de naves espaciales multigeneracionales con el fin de preparar la futura exploración espacial, en un proyecto multidisciplinario que aprovecha los conocimientos de físicos, astrónomos, antropólogos, ingenieros de cohetes, sociólogos y muchos otros. Código dedicado de Monte Carlo para calcular la evolución probabilística de una tripulación basada en el parentesco a bordo de un «barco interestelar», lo que permite explorar si una tripulación del tamaño propuesto podría sobrevivir durante varias generaciones sin reservas artificiales de material genético adicional.

«Determinar el tamaño mínimo de la tripulación es un paso esencial en la preparación de cualquier misión multigeneracional, que afecte los recursos y el presupuesto necesarios para tal empeño, pero también con implicaciones para los factores sociológicos, éticos y políticos. Además, estos elementos son esenciales al examinar la creación de cualquier colonia autosuficiente, no solo los humanos que establecen asentamientos planetarios, sino también con impactos más inmediatos: por ejemplo, manejar la salud genética de las especies en peligro o la asignación de recursos en ambientes restrictivos», afirmó Marin.

El objetivo del proyecto establece el tamaño mínimo de una misión espacial autosostenida y de larga duración, en términos de hardware y población. Al hacerlo, pretendemos obtener estimaciones científicamente precisas de los requisitos para viajes interestelares multigeneracionales, desbloqueando el futuro de la exploración espacial humana, la migración y la habitación. En estos términos lo ha expresado el Dr. Frederic Marin, a quien además se la ha citado recientemente en The Conversation, sobre las distancias de los exoplanetas más cercanos (40 billones de kilómetros) y el tiempo y la velocidad necesarios para llegar a ellos.

Se estima que en cuestión de décadas los telescopios de próxima generación descubran miles más de exoplanetas. Consideran que estos instrumentos de alta resolución revelen cosas sobre los exoplanetas que permitan caracterizarlos y reconocer los espectros de sus atmósferas que permitirán a los científicos saber con mayor certeza si son realmente habitables.

Con los avances que va a pasos agigantados se estará cada vez más preparados para el día en que puedan lanzarse los viajes interestelares. Para entonces los científicos contarán con la información necesaria para garantizar que las personas que lleguen estén preparadas para enfrentar los desafíos de explorar un nuevo mundo.

Este artículo se basó en la información presentada por Matt Williams publicada inicialmente Universe Today . Lee el artículo original, What’s The Minimum Number Of People You Should Send In A Generational Ship To Proxima Centauri?

ROBOT BIOHÍBRIDO IMPULSADO POR UN PAR ANTAGÓNICO DE TEJIDOS MUSCULARES ESQUELÉTICOS

Los robots biohíbridos atraen la atención como candidatos prometedores para mejorar la aplicabilidad del robot a los estudios sobre diseños biológicos y la construcción in vitro de sistemas dinámicos biológicos. El rápido progreso de los robots biohíbridos con tejidos musculares esqueléticos formados sobre un sustrato flexible ha permitido varios tipos de locomoción impulsados ​​por el tejido muscular. Sin embargo, ha sido difícil lograr altos niveles de activación de los tejidos del músculo esquelético debido a su contracción espontánea a lo en el cultivo de tejidos. Para superar esta limitación, se ha adaptado el concepto de sistemas biológicos y se ha desarrollado un robot biohíbrido accionado por un par antagónico de tejidos musculares esqueléticos. Este robot logró considerables mejoras (~ 90° de rotación de una articulación) mediante contracciones selectivas de los tejidos del músculo esquelético y una larga vida (~ 1 semana) al equilibrar las tensiones de ciertos tejidos para evitar la contracción espontánea. Los robots biohíbridos han consiguido la manipulación de objetos con un solo clic. Esta investigación puede proporcionar una plataforma para superar las limitaciones del diseño en robots biohíbridos convencionales y replicar varios movimientos realistas.*

* Este extracto fue traducido del original que puede consultar aquí, publicado el 30 de mayo de 2018 en la revista Science Robotics.



VIDEO RECOMENDADO:

Video de BioroboticsLabCCF

A continuación, ensayos de un simulador musculoesquelético del pie en el laboratorio biorobótico de la Clínica Cleveland, midiendo la presión de la articulación de pies con y sin diabetes.

CUESTIONANDO LA VERDAD, LA REALIDAD Y EL PAPEL DE LA CIENCIA

Philip Ball*

Escritor colaborador

de Quanta Magazine

En una era en la que prevalecen ideas incontrastables como el multiverso, Michela Massimi defiende la ciencia de aquellos que la consideran irremediablemente desvinculada de la realidad física.

Es un momento interesante para defender la filosofía de la ciencia. Por un lado, algunos científicos que trabajan en ideas como la teoría de cuerdas o el multiverso, ideas que van más allá de nuestros medios actuales para ponerlas a prueba, se ven obligados a defender filosóficamente las investigaciones que no pueden confiar en las pruebas de hipótesis tradicionales. Por otro lado, algunos físicos, como Richard Feynman y Stephen Hawking , fueron notablemente desdeñosos del valor de la filosofía de la ciencia.

Ese valor es afirmado con una gentil pero firme garantía por Michela Massimi, la reciente ganadora de la Medalla Wilkins-Bernal-Medawar, un premio otorgado anualmente por la Royal Society del Reino Unido. En su discurso del premio Massimi defendió tanto a la ciencia como a la filosofía de la ciencia de irrelevantes acusaciones; argumentó que ninguna de las empresas debe ser juzgada en términos puramente utilitarios, y afirmó que deben aliarse en defensa del valor social e intelectual de la exploración abierta del mundo físico.

Además de defender el valor de la ciencia, Massimi investiga cuestiones relacionadas con el «realismo» y el «antirrealismo»: cómo, en todo caso, la ciencia se relaciona con una realidad objetiva. Su trabajo pregunta si el proceso de la ciencia se acerca a una concepción única y verdadera del mundo, o si se contenta simplemente con describir fenómenos físicos, ignorando si las historias que cuenta sobre el mundo son verdaderas. Massimi, nacida en Italia, radica actualmente en la Universidad de Edimburgo, en Escocia, se pone del lado de los realistas, y argumenta, en una posición que ella llama «realismo de perspectiva», que la ciencia puede progresar, una palabra muy cuestionada en filosofía, a pesar de estar inevitablemente moldeada por factores sociales e históricos. Quanta Magazine se encontró con Massimi mientras se preparaba para pronunciar su conferencia premiada. Una versión editada y condensada de la entrevista sigue.

QM. A menudo se cita a Richard Feynman diciendo que la filosofía de la ciencia es de mucha utilidad para los científicos, como lo es la ornitología para las aves. ¿Cómo lo defiendes?

MM. Las afirmaciones despectivas de los físicos famosos de que la filosofía es un ejercicio intelectual inútil, por ser incapaz de progresar, parecen partir de la falsa suposición de que la filosofía tiene que ser útil para los científicos o no sirve para nada.

 Al parecer, lo que importa es que sea de alguna utilidad. No evaluaríamos el valor intelectual de la historia romana en términos de cuán útil podría ser para los propios romanos. Lo mismo para la arqueología y la antropología. ¿Por qué la filosofía de la ciencia debería ser diferente?, ¿De qué sirve, entonces, la filosofía de la ciencia si no fuera para los propios científicos? Veo al beneficiario objetivo como humanidad, en términos generales. Los filósofos construimos narrativas sobre la ciencia. Examinamos las metodologías científicas y los modelos puestos en prácticas. Nos involucramos con los fundamentos teóricos de la ciencia y sus matices conceptuales. Y le debemos esta investigación intelectual a la humanidad. Es parte de nuestro patrimonio cultural e historia científica. El filósofo de la ciencia que explora los métodos bayesianos [estadísticos] en cosmología, o que examina las suposiciones detrás de modelos simplificados en física de alta energía, no es diferente del arqueólogo, el historiador o el antropólogo en la producción de conocimiento que es útil para nosotros como humanidad.

QM. Muchos científicos a principios del siglo XX estaban profundamente comprometidos con la filosofía, incluidos Einstein, Bohr, Mach y Born. ¿Hemos perdido ese compromiso?

MM. Sí, creo que lo que hemos perdido es una forma distintiva de pensar sobre la ciencia. Perdimos la idea, que se remonta al Renacimiento y la revolución científica, de que la ciencia es parte de nuestra historia cultural más amplia.

A principios del siglo XX, los padres fundadores de la teoría de la relatividad y la mecánica cuántica fueron entrenados para leer filosofía. Y algunos de los debates más profundos en física en ese momento tenían una naturaleza filosófica. Cuando Einstein y Bohr debatieron sobre la completitud de la mecánica cuántica[i], lo que estaba en juego era la definición misma de «realidad física»: cómo definir lo que es «real» en la física cuántica. ¿Puede atribuirse a un electrón la posición «real» y el impulso «real» en la mecánica cuántica, incluso si el formalismo no nos permite capturar ambos? Esta es una profunda pregunta filosófica.

Es difícil encontrar debates similares en la física contemporánea, por muchas razones. Actualmente, los físicos no necesariamente leen otras materias en la universidad ni se capacitan en una amplia gama de temas académicos. Las grandes colaboraciones científicas imponen un nivel más detallado de experiencia científica. Más concretamente, todo el espíritu de la investigación científica -reflejado en las prácticas institucionales sobre cómo se incentiva, evalúa y distribuye la financiación de la investigación científica- ha cambiado. Hoy, la ciencia tiene que ser útil para un grupo bien identificado, o se considera que no sirve para nada.

Pero al igual que con la filosofía, necesitamos investigación fundamental en ciencia (y en humanidades) porque es parte de nuestro patrimonio cultural e historia científica. Es parte de lo que somos.

QM. Una crítica hecha es que la ciencia avanza, pero la filosofía se mantiene con las mismas viejas preguntas. ¿Ha motivado la ciencia nuevas preguntas filosóficas?

MM. Creo que nuevamente deberíamos resistir la tentación de evaluar el progreso de la filosofía en los mismos términos que el progreso en la ciencia. Para empezar, hay diferentes puntos de vista sobre cómo evaluar el progreso en la ciencia. ¿Está la ciencia cada vez más cerca de la teoría de la verdad última? ¿O en términos de una mayor resolución de problemas? ¿O del avance tecnológico? Estas son en sí mismas preguntas filosóficas sin resolver.

La visión recibida hasta la década de 1960 era que el progreso científico debía entenderse en términos de producir teorías que eran cada vez más probables de ser verdaderas, en el sentido de ser mejores y mejores aproximaciones a un límite ideal de investigación científica, por ejemplo, a algún tipo de teoría de todo[ii], si existe. Con el trabajo histórico de Thomas Kuhn en la década de 1960, esta visión fue en parte reemplazada por una alternativa que considera nuestra capacidad para resolver más y mayores problemas y acertijos como la medida de nuestro éxito científico, independientemente de si existe o no un límite ideal de la investigación científica a la que todos estamos convergiendo.

 

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* Traducido del original: «Questioning Truth, Reality and the Rol of Science».

[i] El criterio de la completitud del teorema Einstein-Podolsky-Rosen (EPR) establece: "Cada elemento de la realidad física debe tener una contraparte en la teoría física". (La Redacción de DR).

[ii] Cursivas, de La Redacción de DR.