viernes, 30 de noviembre de 2012

Supernova

¿Por quién doblan las campanas?
Están doblando por ti.

John Donne.


La muerte de una estrella pequeña como el sol es relativamente lenta y pacífica, pero las estrellas de gran masa terminan sus días con una espectacular pirotecnia: las supernovas, que arrojan al espacio grandes cantidades de materia estelar, y brillan como una galaxia entera durante semanas. Aunque todavía no se conoce a fondo el proceso que conduce a estas formidables explosiones a grandes rasgos es el siguiente.

Durante la mayor parte de su vida útil, las estrellas mantienen un sensato equilibrio entre el peso de su enorme masa, que trata de caer hacia el centro, y la energía radiante que consigue impedir esa caída. El centro de la estrella funciona como un reactor atómico: fusionando núcleos de hidrógeno en núcleos de helio. Esta es una reacción altamente energética: cuando cuatro núcleos de hidrógeno se amalgaman para formar uno de helio, la masa final es ligeramente inferior a la inicial: la fracción faltante se ha transformado en energía, que se emite en forma de calor y esta energía emitida hacia afuera, precisamente, contrarresta la presión gravitatoria que empuja toda la masa de la estrella hacia su centro. Las cosas pueden andar de esta manera durante millones de años, hasta el día fatal e inevitable en que el hidrógeno se acaba: es el principio del fin.

Porque al terminarse el hidrógeno, la radiación liberada hacia afuera disminuye y la presión gravitatoria, ni lenta ni perezosa, empieza a predominar, y el núcleo de la estrella se contrae. Al contraerse, se calienta lo suficiente como para que empiece a fusionarse el helio, formando carbono. Pero el helio también se agota, y el esquema se repite: esta vez son los núcleos de carbono los que se fundirán para dar neón, oxígeno y silicio. Todos estos procesos de fusión liberan energía (aunque cada vez menos) y por lo tanto pueden contrarrestar cada vez menos la presión gravitatoria de la enorme masa estelar.

El último acto del drama nuclear empieza cuando empieza a fusionarse el silicio y dar núcleos de hierro. Y ese es ya el final, porque el hierro es muy estable, y ya no puede fundirse a su vez en elementos más pesados. La estrella no puede ir más allá, y las campanas empiezan a doblar por ella. Si es una estrella chica (como el sol) se enfriará lentamente y quedará como una "enana blanca", brillando pálidamente y sin pena ni gloria. Si se trata de una estrella masiva, los sucesos se precipitan y estallará una supernova.

La fusión del silicio en hierro es muy rápida: en un día ya tenemos un núcleo de hierro perfectamente formado. Pero como en el núcleo de hierro ya no se produce energía como para detener a la enorme masa de la estrella, todo la materia se precipita hacia el centro, comprimiéndolo hasta densidades equiparables a las de un núcleo atómico: en este punto insoportable, la estrella hace un último intento por resistir y por un microinstante el proceso se detiene, produciendo ondas de sonido que viajan a través del material de la estrella. Pero estas dulces ondillas se alcanzan unas a otras y se acumulan a una cierta distancia del centro, que se denomina "punto sónico". Dejémoslas acumularse por un momento y veamos qué ocurre con el núcleo, que desarrolla sus últimas defensas.

Allí las cosas no permanecieron quietas: la materia que ofreció una fugaz resistencia, cede, se comprime más allá de sus posibilidades, y luego rebota (como un pedazo de goma que uno comprime y luego vuelve a su posición inicial): esta ida y vuelta del núcleo ultracomprimido agrega nuevas ondas a las que habíamos abandonado en el "punto sónico", y ahora sí, todas ellas se empaquetan en el fenómeno que se conoce como "onda de choque": una violenta discontinuidad en la presión, que se propaga a través de la estrella hacia afuera, a una velocidad de cincuenta mil kilómetros por segundo, arrancando materia y provocando una pavorosa explosión. El noventa por ciento del material que compone la estrella vuela por el espacio, y en el centro queda una pequeña estrella de neutrones contrayéndose. Todo el proceso, desde el comienzo del colapso, duró alrededor de un milésimo de segundo.

No todo es muerte, sin embargo, en una supernova: también hay transfiguración: la materia lanzada al espacio servirá para formar nuevas estrellas. Los átomos de carbono que forman nuestros cuerpos, se cocinaron alguna vez en alguna estrella primitiva y fueron reciclados por una supernova. En cierto sentido, las supernovas son una central de distribución de materiales, y constituyen así una palanca clave de la evolución del universo. Somos lo que somos porque alguna vez una supernova arrojó al espacio los átomos que nos constituyen, y aunque solo sea por eso, nos tienen que resultar simpáticas. Pero eso sí: si uno se entera de que la estrella de la otra cuadra está por convertirse en una supernova, mejor mantenerse a distancia.

lunes, 26 de noviembre de 2012

La herencia del origen (haiku)


Libérate de los nucleones que no te hacen falta
son solo vanidad, sólo lastre.
Emítelos, olvídalos, vive,
tu vida con los nucleones estrictos,
vuelve a ser el núcleo que eras
en los primeros tiempos
cuando el universo se formaba
o te estaban formando
en el centro de una estrella,
o al compás de una supernova.

jueves, 22 de noviembre de 2012

Juegos para conocer las montañas


DIALOGO CON ERNESTO CRISTALLINI, DOCTOR EN CIENCIAS GEOLOGICAS, LABORATORIO DE MODELADO GEOLOGICO, FCEN



Mediante lo que se llama “modelado análogo”, la geología busca averiguar la forma que adquieren las cosas que se deforman y se agrietan. Saber dónde hay fracturas tiene hoy una importancia fundamental, por ejemplo, para la extracción del shale gas.
 
–Cuénteme qué es lo que quiere averiguar sobre este mundo.
–Básicamente, yo estudié geología porque siempre me gustó la naturaleza y todo lo que está relacionado con la parte no viva del planeta. Me interesa más que nada la formación de las montañas y todo lo que tiene que ver con el planeta en sí como lugar que habitamos.
–La formación de las montañas fue de alguna manera la línea conductora que fue regulando las distintas teorías geológicas, ¿no? –Exactamente. Un poco por eso me acerqué a la geología. A todos los geólogos nos gusta mucho la naturaleza. Dentro de eso, antes de empezar a estudiar ya coleccionaba minerales, me gustaban las piedras y las rocas. A medida que fui estudiando, fui dejando esa parte coleccionista del naturalista y me interesé más por los procesos de formación. Particularmente, estudio la deformación de las rocas: cómo se deforman y cómo gracias a esa deformación se producen montañas, cadenas montañosas. Yo, entonces, hice la tesis en la Cordillera de San Juan, en la parte más alta. Siempre uno tiene una visión muy parcial de la geología cuando está en el terreno, porque la mayor cantidad de la geología en realidad pasa por debajo de los pies de uno y del nivel de observación de uno. Siempre me interesó todo lo que tuviera que ver con la experimentación y los modelos. Mi padre y mi madre eran los dos científicos, químicos, y siempre me contagiaron el entusiasmo por los experimentos. Y dentro de la geología uno no terminaba haciendo demasiados experimentos. De ahí surgió generar una línea que acá no existía.
–¿Y cuál es? –Bueno, es toda la parte de modelado análogo: de alguna manera, se trata de jugar con materiales que representen a escala lo que está pasando en la naturaleza para determinar cuáles son los procesos que no vemos. Eso fue un poco lo que me condujo a empezar a formar un laboratorio de modelado, y de allí se desprendieron muchos estudiantes y muchos jóvenes. Dentro del modelado trabajamos tanto con la parte experimental como con la parte computacional, de modelados numéricos. La más divertida es la de modelado análogo, porque es un trabajo más manual.
–Cuénteme un poquito sobre eso. –En el modelado análogo, nosotros tratamos de representar un proceso. Por ejemplo, todo el plegamiento de una cadena montañosa en una caja donde ponemos capas de arena, inducimos determinadas fallas si queremos ver algún determinado proceso, etcétera. Cada experimento se plantea y después se comprime o se extiende de acuerdo con lo que queremos ver y vemos cómo se deforma eso. Lo que después hacemos es cortar el experimento en varias porciones y lo integramos en una visualización tridimensional donde tenemos acceso a todo lo que no tenemos acceso en la realidad.
–¿Esa analogía no es un poco débil? –Más o menos, según lo que quiera investigar. Todos los experimentos se intentan siempre a escala; nunca se puede hacer completamente el experimento. No se puede escalar geométricamente, dinámicamente... no se puede escalar en todas las variables. Se puede, con materiales, representar lo que se tiene en la naturaleza, pero no se pude escalar, por ejemplo, la gravedad, y eso trae una serie de problemas. Pero determinados procesos se pueden ver en el experimento aunque no esté completamente escalado. Y se pueden ver estructuras reales que confluyen en el experimento; no necesariamente van a ser exactamente iguales que las que tenemos en la naturaleza, pero son reales y podemos ver cómo evoluciona ese experimento, cuál es la cinemática, qué estructuras se desarrollan primero, cosas que por ahí no se pueden ver tan fácilmente de otra manera.
–¿Y las temperaturas y las presiones brutales se pueden escalar? –Depende de los experimentos. Hay experimentos que escalan las presiones y temperaturas. Si lo que me interesa mostrar es el cambio en esas presiones y temperaturas, por ejemplo, voy a hacer un experimento que contemple eso. Si no, lo que busco son materiales que me permitan hacer lo que yo quiero. Se usa mucho la arena por ejemplo, porque es un material sin cohesión. La roca, por el contrario, es un material muy cohesivo. El tema es el efecto de la gravedad sobre esa cohesión. Si yo hago un experimento en una caja chica y lo diseño como un material cohesivo como una roca, ese experimento no se va a deformar como una roca. En cambio, si lo diseño como un material no cohesivo, ese material va a representar a la roca, que sí es cohesiva, pero que está sometida a una presión importantísima por el espesor de esas capas que se están deformando. Hay muchos procesos que se pueden ver así y que se pueden estudiar, sobre todo lo que es geometría: las formas que adquieren determinadas estructuras.
–¿Está representando objetos que están dónde? –En general lo que nosotros trabajamos es lo que ocurre en la corteza superior, los últimos 5 o 10 kilómetros de espesor. Eso es por el interés particular de nuestro laboratorio, pero hay otros que trabajan para ver la deformación en otros ambientes.
–¿Y cómo es la otra manera de modelar? –Con modelos numéricos, modelos de elementos discretos, de elementos finitos.
–¿Se siguen usando? –Sí. Y los discretos en geología son mejores todavía.
–¿Cómo se forma el elemento discreto? –En el modelo de elementos finitos se modela un medio continuo, que se divide en pedacitos. Acá lo que se hace es al revés, se modela un medio discreto: son todos pedacitos separados uno de otro. A lo sumo uno puede ponerle un ligante para unirlos, pero se comporta como si fuera una arena virtual, donde cada elemento es una especie de esfera con propiedades mecánicas. En principio están sueltos, salvo que alguno le ponga algún tipo de “cemento numérico” que los adhiera y les dé una determinada cohesión. Lo bueno de este tipo de modelos es que permite muy bien todo lo que es el estudio de la propagación de las fallas, de las fracturas, que en elementos finitos es más difícil: se ve la zona de deformación, pero no se ve cómo se propagan las discontinuidades, porque justamente el modelo es un medio continuo. En cambio, en el modelo de elementos discretos el medio es discontinuo y tiene ligantes, que cuando se rompen marcan la posición de una falla o de una fractura.
–¿Y qué averigua con toda esa metodología? –El principal objetivo de nuestro tipo de trabajo es averiguar, por un lado, la geometría, es decir, la forma que adquieren las cosas deformadas. El interés de esto no es solamente básico sino también económico y está muy vinculado con la industria del petróleo: el petróleo se ubica muchas veces en trampas estructurales, que son justamente rocas que tienen una determinada forma porque están deformadas. De acuerdo con esa forma es la cantidad de hidrocarburo que se va a poder acumular ahí adentro. Por otro lado, también muy vinculado con la industria, averiguamos el tema del fracturamiento: dónde se rompe más la roca. Eso tiene una aplicación porque actualmente todos los reservorios de rocas que tenían porosidad primaria (las areniscas, los conglomerados) se están acabando porque ya fueron en gran parte explorados. Lo que se busca son rocas que inicialmente no se explotaban porque eran muy cerradas, pero que si están rotas sí tienen porosidad y permeabilidad. Si uno busca esos lugares rotos puede extraer más hidrocarburos. O todo lo que está ahora de moda, shale gas, shale oil, que tiene que ver con fracturarlo inducidamente.
–¿Cómo es eso? –Lo que actualmente se está buscando, en Vacamuerta por ejemplo, es hidrocarburo en la roca madre. La roca madre en general es una roca de granulometría muy fina y, por lo tanto, tiene mucha porosidad pero poca permeabilidad. La formación Vacamuerta tiene muchísimo petróleo, pero nunca se saca directamente de ahí, sino que se espera a que migre. Todas las técnicas que se están desarrollando ahora con el tema de YPF están vinculadas con romper esa roca, fracturarla y chupar el hidrocarburo directamente de allí. Para ello se necesita saber o bien dónde hay fracturas o bien dónde es más fácil fracturar la roca. Y eso muchas veces puede determinarse con los modelos que nosotros hacemos.

lunes, 19 de noviembre de 2012

EL DESTINO DE LAS ESTRELLAS



Si es cierto que nueve de cada diez estrellas usan cierto jabón de tocador, si es cierto que la vida de una estrella de cine es una lucha constante contra los periodistas que la acosan y esta plagada de escándalos, divorcios y reconciliaciones, la vida de una estrella de verdad es una lucha no menos permanente, esta vez contra la gravitación, que pretende aplastarla contra su centro. Las capas exteriores de una estrella presionan sobre las interiores, que a su vez empujan a las que tienen la desgracia de encontrarse todavía mas cerca del centro, y entre todas, tratan de que el astro se derrumbe sobre si mismo y quede reducido, si esto fuera posible, a un mero punto. Si el destino de una estrella de cine depende de su suerte (y en cierta medida de su talento), el destino de una estrella de verdad depende de su masa, es decir, de la cantidad de materia que contenga. Es esta la que decidirá si ha de terminar su carrera con una gigantesca explosión o se enfriara pacíficamente hasta ser olvidada, entre otras alternativas no menos interesantes.


El origen de una estrella no puede ser mas humilde: nacen en una cuna de hidrógeno, el material mas abundante y barato del universo como una nebulosa de este gas que se contrae y se calienta por acción de la gravedad. La contracción eleva la temperatura hasta el momento en que es suficientemente alta como para que en el centro se encienda un verdadero horno nuclear, donde el hidrógeno se cocina y fusiona en helio, liberando cantidades pavorosas de energía. En ese instante, la estrella comienza a brillar, y los procesos nucleares del centro generan una presión hacia afuera que consigue equilibrar el empuje gravitatorio y detener la contracción. Este equilibrio puede durar cientos o miles de millones de años, pero el hidrógeno no es eterno. Cuando se acaba y los procesos nucleares dejan de poder sostener a la estrella, la fuerza gravitatoria recupera la iniciativa y la estrella comienza inexorablemente a contraerse y elevar aun mas su temperatura hasta que el helio empieza a fusionarse en elementos mas pesados. Y aquí es donde entra a jugar la masa de la estrella, porque es el peso de la estrella sobre su centro quien determina las temperaturas que se podrán alcanzar y lo que ha de ocurrir a continuación.

Si la estrella es pequeña (si tiene una masa comprendida entre una y tres masas solares), el helio se funde calmamente en elementos mas pesados (carbono, oxigeno) y la estrella (tal vez después de atravesar una fase de expansión) se enfriará pacíficamente hasta convertirse en una enana blanca, una estrella pequeña y olvidable. Ese va a ser el destino de nuestro sol.

En las estrellas un poco mas grandes (entre cinco y ocho masas solares) el helio se funde y da carbono, luego oxigeno, que sufre una combustión explosiva, las llamadas supernovas de tipo I, que destruyen completamente la estrella, y no dejan detrás de si mas que una nube de polvo interestelar.

Solo las estrellas de masa suficientemente grande (más de 10 masas solares) pueden alcanzar en su centro una temperatura suficientemente elevada como para sintetizar el hierro, el elemento mas estable de la naturaleza, cuya fusión no es ya una fuente de energía, y no puede, por lo tanto, contener el colapso gravitatorio. El derrumbe del núcleo de hierro desata una pavorosa explosión llamada supernova de tipo II, que lanza violentamente al espacio interestelar las capas externas de la estrella: en el centro, queda un pequeño núcleo contrayéndose: una estrella de neutrones, o si la estrella es más masiva aun, un agujero negro. Los gases lanzados al espacio servirán para el nacimiento de futuras generaciones de estrellas. El físico poeta español Rodríguez Fontevecchia gloso en un romance este curioso destino de las estrellas, oscilando entre la seguridad nuclear y el colapso gravitatorio.


Suelen nacer las estrellas

como una nube de gas
que se contrae y calienta
hasta ponerse a brillar.
Las reacciones nucleares
compensan la gravedad
mas si falta el combustible
y la estrella no da más
la fuerza gravitatoria
comienza a predominar
y la estrella se colapsa
como si fuera de pan.

Si su masa es muy pequeña

como la masa solar
quedará una enana blanca
como recuerdo estelar.
Mas si la estrella es masiva
el colapso será tal
que una explosión muy violenta
marcara el duro final.
No envidies a las estrellas
poder ni serenidad
no son tranquilas ni eternas:
como tú y yo, pasarán.

miércoles, 14 de noviembre de 2012

Ciencia, posmodernismo y literatura

DIALOGO CON SOLEDAD QUEREILHAC, DOCTORA EN LETRAS, INVESTIGADORA DEL CONICET

La literatura de fines del siglo XIX y principios del XX tuvo una relación íntima con la ciencia, los nuevos descubrimientos y el futuro que se esperaba. Una fascinación de la literatura con la ciencia que la mirada posmoderna interpreta incorrectamente.

–Cuénteme cuál es su tema de investigación.
–Estudio literatura y ciencias ocultas en Argentina a partir de la década del ’10. Mi tema de doctorado, del cual sigo enamorada, son las formas de imaginación científica que surgen de ámbitos no tradicionalmente científicos.
–¿Por ejemplo? –Holmberg, Quiroga, Lugones, los espiritistas (que querían conocer la naturaleza material del espíritu). De hecho, muchos científicos fueron espiritistas y estuvieron honestamente convencidos de que había que estudiar los fenómenos paranormales.
–Marie Curie... –Bueno, y Wallace, el “coautor” de la teoría de la evolución, se enfrentó con Darwin en un juicio a los mediums. Darwin costeó los gastos de quien hacía el pleito, un señor que declaraba haber sido engañado. Y Wallace salió en defensa del médium, afirmando que él había sido testigo de los fenómenos espiritistas, que no los podía explicar, pero que eran empíricamente ciertos. Y hay una carta en la que Darwin le dice a Wallace: “No hiera de muerte a nuestra criatura”. Wallace estaba absolutamente convencido, y para Darwin era un problema más meterle espiritismo a una teoría tan difícil de aceptar como lo era la de la evolución. Después está William Crookes. Y después Lombroso se convirtió al espiritismo.
–Pero Lombroso se entiende más... –Sí, es cierto. Bueno, a mí me interesa mucho ver eso operando en Argentina. Lugones, por ejemplo, fue teósofo...
–Primero teósofo y después fascista. –Es que la teosofía se presta para ambas cosas, puede ser maximalista o fascista. Porque tiene detrás toda una cosa de la elite... bueno, mi tesis fue sobre eso, sobre la literatura y los círculos ocultistas, pero también sobre la prensa y la divulgación. Estudié Caras y Caretas a lo largo de veinte años, rastreando sus noticias de ciencia para ver qué es lo que consideraban científico. ¿Qué categoría era lo científico para el “vulgo”? No tanto qué decían los científicos que era la ciencia, sino qué se pensaba en general que era la ciencia. Y como estaba tan cerca lo ocultista... Yo lo que notaba leyendo Caras y Caretas es una manera muy particular de contar lo que hacía Marie Curie en su laboratorio o cómo aparecían nuevos rayos que atravesaban los cuerpos y sacaban fotografías.
–¿Cómo lo transmitían? –Con una perspectiva hacia lo maravilloso, pero con una ductilidad que les daba la visión mecánica del mundo. Tanto los escritores como los lectores del semanario podían compartir un código. Los objetos de la ciencia eran más palpables. Con la física cuántica, con Planck, con Einstein, los legos quedamos afuera de la ciencia, y la literatura sigue trabajando con una idea de lo científico que es muy propia del siglo XIX.
–Hasta la revolución de la ciencia ficción. –Puede ser, pero Argentina queda bastante afuera.
–Eso no pasó con Borges. Porque como estaba muy atento a las nuevas teorías, tiene cuentos que las reflejan muy bien. Por ejemplo, “La biblioteca de Babel” o “La lotería en Babilonia”, que es una interpretación de la teoría cuántica. –Es cierto, no lo había pensado. Ahí está más presente la ciencia contemporánea. Y Bioy Casares, que está más cerca de lo que a veces algunos críticos llaman ciencia ficción, está pensando todavía en los elementos que le provee la ciencia de entresiglos (por los pases magnéticos, por ejemplo). William James, el psicólogo, escribe una novela, Plan de evasión, con la idea de que se puede intervenir en el cerebro...
–Y eso duró hasta la década del ’50. –Pero nunca tuvieron un Wallace en el siglo XX, no lograron convencer a los científicos. El mayor representante del espiritismo en Inglaterra es Conan Doyle, médico, que es un convencido espiritista, pero no es un científico que investiga. El espiritismo ya no atrae a los científicos porque no los convence. La ciencia es otra cosa en el siglo XX.
–Más allá de eso, me dijeron que en sus clases usted defiende el “positivismo” o, mejor, ataca el posmodernismo. Yo pienso que el posmodernismo es aún un veneno que intoxica nuestras facultades. ¿Por qué? –Nuestras facultades adolecen de posmodernismo y caen, por eso, en una suerte de maniqueísmo según el cual todo lo que se acerca al positivismo es malo. Eso se asocia al nacimiento de todos los prejuicios raciales en el seno de las ciencias sociales, que se les atribuye a las teorías “positivistas” como la teoría de la evolución. Obviamente que yo rechazo eso, rechazo a Bunge hablando de las razas en América, rechazo las páginas más estigmatizantes de Ingenieros. Pero el positivismo como tal no puede ser rechazado como algo malo per se, y nuestras facultades, con una tremenda ignorancia de lo que es el positivismo, piensan que cualquier pensamiento racional, o la ciencia en sí misma, es incompatible con las humanidades y es algo que se debe conjurar porque limita nuestras libertades. Es mejor tener 50 mil opciones, que cada uno piense lo suyo y que no discutamos y no hagamos grandes afirmaciones. Eso cae en lo reaccionario: los grandes defensores de Foucault, o de Deleuze, que se creen a la vanguardia del pensamiento revolucionario, terminan siendo muy reaccionarios, porque el mensaje final es que nada se puede explicar, que nada se puede conocer, que no sabemos nada... En una carrera como la de Letras no es tan grave no tener un conocimiento estricto y preciso, pero me molesta cuando el discurso se pelea para siempre con la realidad. El discurso tiene que referir a su objeto de interés, en mi caso a la literatura, a las cosas que leo. Muchas veces el discurso posmoderno ni siquiera habla del objeto del que quiere hablar, habla circularmente, sin producir nada ni comunicar nada.
–El relativismo es un invento de la derecha. –Y a veces las posturas tan posmodernas y tan laxas, que niegan la posibilidad de afirmar algo, se riñen con, por ejemplo, la historia. Se niegan los procesos históricos concretos: en Letras es común que se escuchen lecturas disparatadas de las obras por separarlas de la época a la que pertenecen. En el caso que a mí me ocupa, muchos críticos que ven aparecer cuestiones científicas en textos de Quiroga, por decir alguno, enseguida aplican el salmo: “A través del fantástico se critica el discurso de la ciencia”. No pueden entender que hay escritores de la época fascinados por la ciencia, fascinados por la potencialidad fantástica del propio discurso científico, y que no están protestando contra el conocimiento secular. Todo lo contrario: es una literatura que surge a la luz de todo el material que el conocimiento científico le está proveyendo en esa época, no al científico que está solo en su laboratorio, sino a la sociedad en su conjunto. Hay un prejuicio acerca de lo que la ciencia produjo en la Modernidad, un prejuicio que raya en la ignorancia de la historia. Me asusta que algunos universitarios caigan en esos maniqueísmos.
–Y aparte no hay una conciencia clara de la época. –Claro. En la prensa de divulgación de entresiglos se capta mucho esa visión de que la ciencia mejora, pero no sólo en una publicidad. Un periodista de Caras y Caretas que va a divulgar dice que es el siglo de la ciencia, que es el siglo con menos enfermos, presenta a los médicos con una perspectiva positiva. Entonces yo me pregunto: ¿dónde está la reacción antipositivista acá? Una cosa es el positivismo a nivel de una filosofía discutida por hombres cultos en sus ensayos y otra cosa es cómo impacta esa ciencia a nivel de la vida cotidiana de la gente. Hay que atender a esa distinción. Y otra cosa a la que hay que atender es a qué tipo de fantasías despierta la ciencia en la literatura. Yo cuando despotriqué contra el posmodernismo fue porque una chica preguntó, a raíz de una nota en Caras y Caretas sobre los rayos N, si ahí no había positivismo. En una notita pequeña, sin firma, ya se veía una crítica al positivismo. Y eso era un claro problema de mezcla de niveles: ¿qué sabía el redactor de Caras y Caretas de eso? Eso despertó mi reacción: tenemos que separar niveles, tenemos que distinguir, no todo el positivismo es racismo sociológico.
–Lo que hay que decir, también, es que el progreso va con el tren y el rifle. –Sí, absolutamente. Tampoco quiero caer yo en maniqueísmos, pero a veces me enojo porque veo demasiado oscurantismo y nihilismo. Lo cierto es que cuando uno va a estudiar la época que estudio yo, se rastrea una discursividad social respecto de los avances científicos en la vida cotidiana que es muy positiva, y la imagen del científico es muy positiva. Por ejemplo, Edison...
–Que era un reaccionario y un antisemita feroz... –Pero que como científico era muy admirado. .. Cambio un poco de tema. Argentina no tiene ciencia ficción propiamente dicha: la literatura de Holmberg, de Chiappore, de Quiroga suele tomar un dato de la ciencia, un dato vinculado con la licuación de gases por ejemplo, y tomando esos datos de la ciencia real, lo mezclan con la realidad y arman una fantasía muy interesante. Y eso señala que en la época, la fantasía pasa por lo secular, por lo racional, no por el misterio. Yo siempre pongo un ejemplo: Horacio Quiroga escribe y publica “El almohadón de plumas”. Era un caso real, una nota que salió en La Prensa en 1880. Después de todo el desarrollo fantástico, de la sospecha que despierta de vampirismo, Quiroga termina con un cierre en el cual explica todo desde una perspectiva sumamente racional: “Estos parásitos de las aves, diminutos en el medio habitual, llegan a adquirir en ciertas condiciones proporciones enormes. La sangre humana parece serles particularmente favorable, y no es raro hallarlos en los almohadones de plumas”. O sea que afirma que esos bichos existen y pueden incidir en la vida de los lectores.
–Volviendo al posmodernismo un poco, ¿usted cree que está en retroceso y estamos ante un nuevo racionalismo? –Honestamente, no sé. Lo que sí sé es que veo el panorama un poco más mezclado. Una consecuencia positiva del posmodernismo es que una tolerancia a la diferencia (no a cualquier diferencia, pero a las diferencias sociales, de género, de elección sexual) ya está muy instalada. Y eso en parte, hay que admitirlo, es gracias a cierto pensamiento posmoderno. Respecto de lo otro... no sé si los racionalistas estamos ganando.

jueves, 8 de noviembre de 2012

En busca de las causas del autismo

DIALOGO CON AMAICHA DEPINO, DOCTORA EN BIOLOGIA

El Jinete Hipotético es solitario, pero no autista, y se interesa por esa terrible enfermedad. Por eso cabalga hasta la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, para averiguar qué es lo que están haciendo allí y cómo estudian las causas del autismo.

–Hola, yo soy el Jinete Hipotético.
–Y yo soy Amaicha Depino, doctora en biología.
–Por la Facultad de Ciencias Exactas de la Universidad de Buenos Aires. –E investigadora del Conicet, no se olvide.
–Cierto. ¿Y en qué trabaja? –Trabajo en un modelo animal de autismo.
–Cuénteme un poquito sobre eso. –Tratamos de estudiar cuáles son los mecanismos que regulan algunos de los comportamientos que están relacionados con la enfermedad del autismo en humanos. Son principalmente los que tienen que ver con la sociabilidad y con algunos de los comportamientos que se conocen como estereotipados o repetitivos.
–¿Se sabe en humanos cuál es el conjunto de elementos biológicos que generan la enfermedad? –En humanos, hasta hace muy poco ni siquiera se la trataba como una enfermedad con bases biológicas; esquivaba bastante a la fisiología. Recién en los últimos veinte años empezó a verse que era un problema biológico y recién en los últimos diez se empezó a pensar que se podían usar modelos animales para estudiar qué era lo que pasaba.
–¿Qué modelos animales usan? –Usamos ratones. Básicamente los exponemos a una droga (el ácido valproico), que es un anticonvulsionante.
–Se usa para epilepsias, ¿no? –Sí. Lo que se vio hace unos años es que mujeres que eran tratadas por epilepsia y lo tomaban durante el embarazo tenían una muy alta incidencia de hijos con autismo. Entonces, hace unos pocos años se probó qué pasaba si se inyectaba durante la preñez a ratonas o ratas y se vio que las crías efectivamente tenían bajos niveles de sociabilidad. Entonces se empezó a usar como modelo de autismo a las ratas.
–Y una vez que se supo eso... –Hecho el modelo, ahora estamos tratando de ver qué es lo que pasa en el desarrollo del cerebro que hace que esos animales sean menos sociables.
–¿Y qué es lo que pasa? –La verdad es que todavía no se sabe mucho.
–Bueno, pero tendrán alguna hipótesis, alguna idea. –En particular, nosotros estamos estudiando la inflamación en el cerebro y tratando de ver si ése puede ser uno de los mecanismos a través de los cuales se modula o cambia el desarrollo del cerebro.
–¿Inflamación de qué? –Inflamación a nivel de tejido nervioso, la activación glial y la expresión de citoquinas.
–Y eso es producto del ácido valproico. –No solamente. Esas crías, aun cuando son adultas, tienen signos de inflamación en el cerebro. Nuestra hipótesis es que esa inflamación está alterando el funcionamiento normal del cerebro.
–¿Y qué resultados están obteniendo? –Sabemos eso, que los animales expuestos a ácido valproico tienen inflamación en el cerebro, acompañada de una menor sociabilidad, y lo que estamos tratando de estudiar es qué pasa si nosotros modulamos eso, si habrá algún efecto en la sociabilidad.
–Usted está buscando resultados. Pero ahora vamos al terreno de la hipótesis. –Bueno, mi hipótesis es que en general los seres humanos tenemos distintos niveles de sociabilidad y distintos niveles de comportamientos en general. Si estamos dentro de un cierto promedio se nos considera normales y si nos vamos a alguno de los extremos empiezan a aparecer las patologías. Lo que hace el autismo es llevar estos comportamientos hacia un extremo en el cual tienen grandes problemas de interacción con otros pares.
–¿Es sólo eso el autismo? –No, es varias cosas más. Pero lo bueno de trabajar con modelo animal es que podemos dividir una enfermedad en pequeñas preguntas que son más abordables.
–¿Es una enfermedad o son muchas? –Es un síndrome, así que son muchas. Son muchas y en distintos grados. En particular, cuando yo uso un modelo animal, lo que hago es concientizarme de que estoy estudiando sólo una partecita de la enfermedad. En particular, algo que pasa con los ratones es que son muy sociables. Un ratón poco sociable es raro.
–¿Cómo mide la sociabilidad de los ratones? –Cuando uno pone un ratón nuevo, por ejemplo, en general el resto de los ratones va a conocerlo. Los ratones que han sido expuestos a ácido valproico no lo hacen, evitan eso.
–¿Cómo es eso? –Los ratones son animales sociables y curiosos. Cuando se presenta un ratón nuevo, el ratón que no lo conoce va a ir a inspeccionarlo, a ver quién es, cómo es, si tiene que eventualmente pelearse por espacio, si tiene que aparearse. Tiene interés por saber quién es ese ratón nuevo y desconocido.
–Ese es un ejemplo de sociabilidad. –Sí.
–¿Hay algún otro? –Ese es en general el test que usamos nosotros. Después, lo que se puede estudiar es el apareamiento, que es otra forma de sociabilidad, o el establecimiento de jerarquías, pero ahí en general se asocia más con agresiones y por eso no lo usamos mucho en el modelo de autismo.
–Recapitulemos: usted piensa que el ácido valproico produce una inflamación en el cerebro y esa inflamación influye sobre la sociabilidad. Hablar de inflamación del cerebro es algo muy general... –Sí, y tal vez pueda explicar por qué hay tantas causas distintas de autismo, tanto genéticas como ambientales. Todas podrían llegar a confluir en una inflamación del cerebro que afecte la sociabilidad.
–¿Y qué otras causas se supone que hay? –Se supone que es una suma de una susceptibilidad genética que está dada por muchos genes distintos. En general son genes que hacen muchas cosas, como factores de transcripción... las causas ambientales también son muchas causas distintas.
–¿Por ejemplo? –Virus, infecciones bacterianas en períodos críticos de desarrollo, intoxicaciones por metales pesados. Todavía se está estudiando esto.
–Es tan general que no dice mucho. –Claro. Por eso nuestro intento es tratar de encontrar un plano más chiquito con el que trabajar, poder llevar toda esa multicausalidad a algo más concreto y estudiable.
–¿Hay formas de curar el autismo? –Por ahora, lo que más funciona es la estimulación temprana, empezar muy temprano a estimular a los chicos de manera social. Hacerlos interactuar con otras personas, hacer actividades colectivas. Pero a nivel biológico no hay drogas que curen el autismo.
–Tampoco se sabe bien cuál es la transformación fisiológica que está en la base de todo. –Y por eso es muy difícil buscar un tratamiento.
–¿Qué es lo más que puede conseguir un chico autista con estimulación temprana? –Lo que pasa es que el autismo es una enfermedad tan amplia que hay chicos que pueden llegar a tener vidas completamente normales. Pero la verdad es que yo no trabajo con humanos.
–¿Pero eso se ve en los ratones también? –Bueno, si hacemos crecer a los ratones “tratados” con ácido valproico con ratones normales, son más sociables cuando llegan a adultos. Es nuestro experimento más lindo, porque nos hace pensar que la resolución del problema no corre sólo por el lado de la biología, sino que socialmente también se puede.
–Es razonable pensar que pase algo así. –Bueno, sí. Pero es una respuesta a algo que es fisiológico: poder modularlo ya en la adolescencia a través del estímulo social es bastante novedoso.

martes, 6 de noviembre de 2012

¿ES ESTABLE EL SISTEMA SOLAR?

Me he esforzado por garantizar la eternidad del Sistema Solar -dijo el demiurgo - no porque me preocupe el destino de las criaturas que lo habitan, sino porque, si se destruyera, se perdería un objeto intrínsecamente bello.

John Bowles: The God and the Rabbit.



A fines del siglo XVI, Copérnico revolucionó la astronomía introduciendo el sistema heliocéntrico, que corregido por Kepler, y perfeccionado hasta el paroxismo por Newton, es el que hoy todos conocemos: alrededor del sol giran, en órbitas elípticas, nueve excelentes planetas, muchos de los cuales (aunque no todos) tienen satélites, que los contornean graciosamente. Cada tanto diversos cometas se introducen. . . y se van. En realidad, a partir de Newton y gracias a las ecuaciones de la mecánica celeste, el sistema solar ya no es un misterio: haciendo abstracción del viento solar y otras minucias por el estilo, y suponiendo que los planetas y el sol son esferas perfectas, las posiciones de los astros se pueden predecir de manera contundente.

Sin embargo, queda pendiente una cuestión. Si el sistema solar consistiera en un solo planeta girando alrededor del sol, se puede demostrar matemáticamente que es estable: es decir: que seguirá siempre así, y que el planeta nunca se escapará por el espacio. Tratándose de nueve planetas, la cosa se complica, porque no solo la gravedad del sol actúa sobre cada uno de los planetas, sino que todos atraen a todos: para calcular la trayectoria hay que tener en cuenta los efectos de cada planeta y cada satélite sobre todos los demás.

Estos efectos distan de ser despreciables, se llaman perturbaciones seculares, y se observan desde el siglo XVIII. ¿Cómo podemos estar seguros de que la gravedad del resto de los planetas sobre uno de ellos no lo está empujando de a poquito hasta obligarlo a abandonar el sistema solar y perderse en el espacio? En otras palabras: ¿el sistema solar será estable? ¿Durará para siempre o un buen día un planeta se escapará? Los primeros matemáticos que se pusieron a estudiar este problema, desde fines del 1700, notaron con desazón que no era fácil descartar esta última posibilidad. Cuando tenemos tantos cuerpos celestes interactuando entre sí (el llamado problema de N cuerpos) la cantidad de ecuaciones es enorme, y calcular de manera explícita las trayectorias de todos, imposible.

En su célebre Mecánica Celeste, Laplace propuso una solución simplificada: ignorando ciertas ecuaciones probó rigurosamente que con esa simplificación, el sistema solar es estable: ningún planeta se escapa. Sin embargo, las ecuaciones que ignoró Laplace corresponden a fenómenos astronómicamente perceptibles y que no se pueden ignorar.

Quedaba, pues, abierto el problema de determinar si el sistema solar es estable considerando todas las ecuaciones, cuestión por cierto muy difícil. En 1885 el rey Oscar II de Suecia, que tenía aficiones literarias y científicas, ofreció un premio de varios miles de coronas a quien resolviera el problema y demostrara la estabilidad del sistema solar. A principios de este siglo, Henri Poincaré estudió ciertas soluciones de las ecuaciones de la mecánica celeste (soluciones semiperiódicas) y llegó a la conclusión de que para algunas condiciones iniciales (o sea, partiendo de determinadas posiciones) el sistema solar es estable. Es algo, pero no lo suficiente como para cobrar el premio. El sistema solar será estable para ciertas posiciones iniciales, pero ¿quién nos asegura que partió precisamente de una de ésas? ¿Y si partió de otra? Lo que a uno le interesa saber es si es estable para todas las configuraciones iniciales. Flaco consuelo sería que un buen día Júpiter se extraviase en el espacio y el fantasma de Poincaré dijera: yo no me equivoqué: para esa configuración, no era estable. Lo siento.


¿Cómo podemos estar seguros de que la gravedad del resto de los planetas sobre uno de ellos no lo está empujando de a poquito hasta obligarlo a abandonar el sistema solar y perderse en el espacio? En otras palabras: ¿el sistema solar será estable? ¿Durará para siempre o un buen día un planeta se escapará?




Recién en los alrededores de 1970, fue posible reclamar el premio del rey de Suecia, aunque sea parcialmente. El gran matemático ruso Kolmogorov, ya anciano, su joven discípulo Vladimir Arnold e, independientemente, el también joven matemático alemán Jürgen Moser mostraron que "para casi toda configuración inicial hay estabilidad". Lo cual significa lo siguiente: podrían ponerse (tal vez) los planetas en una cierta posición que t¿Cómo podemos estar seguros de que la gravedad del resto de los planetas sobre uno de ellos no lo está empujando de a poquito hasta obligarlo a abandonar el sistema solar y perderse en el espacio? En otras palabras: ¿el sistema solar será estable? ¿Durará para siempre o un buen día un planeta se escapará?erminara con la huída de alguno de ellos, pero tendría que ser exactamente ésa: la mas mínima perturbación hace que ninguno se escape. O como lo graficó el matemático argentino Alfredo Iusem en una conferencia sobre el tema, a la que puso fin con la siguiente frase: "Para todos los fines prácticos, la teoría KAM (por Kolmogorov, Arnold y Moser) demuestra que el sistema solar es estable. Porque supongamos que la configuración actual fuera tal que, digamos, Saturno se escapará en un futuro no distante. Alcanza con que yo mueva mi brazo: esa perturbación mínima basta para que el sistema solar se deslice en la estabilidad y ningún planeta se escape jamás". Y acto seguido, levantó su brazo, estabilizando el sistema solar, conservando a Saturno para las futuras generaciones y dando por terminadas las seis horas que consumió la conferencia. El público, obviamente, dio un suspiro de alivio. De paso sea dicho, Vladimir Arnold y Jürgen Moser recibieron, por los importantes servicios prestados, la medalla Field (el equivalente en matemáticas del Premio Nobel). Kolmogorov no, porque la medalla Field se otorga sólo a menores de cuarenta años.

sábado, 3 de noviembre de 2012

Rock de los objetos




El universo está lleno de prodigios
que nunca podré ver ni tocar
el universo está lleno de prodigios
de los que quiero escapar


La radiación me golpea sin pausa.
Y yo quiero huir, huir
pero no existe otro lugar.



Hay fuegos de artificio
estrellas de estirpe solar
y minúsculas estrellas
que apenas logran brillar.


Y la radiación me golpea sin pausa.

Las estrellas nacen en sus cunas de hidrógeno
Los pulsares giran a enorme velocidad.
Qué haré, a dónde iré,
cómo comprenderé ese misterio?


Y la radiación me golpea sin pausa.


Me golpea, me atraviesa sin piedad
ahora, hoy mismo, a cada instante
mi cuerpo es una antena que recibe
el grito infantil del universo
el rock de la materia naciendo


Qué haré, a dónde iré

En los confines del mundo potentes quasars
brillan como millones de soles
Y los agujeros negros devoran
a la materia incauta.


Y explotan las estrellas devolviendo
su materia al universo de la infancia
las galaxias chocan y se desarman.


Qué haré, a dónde iré.

Si la radiación que a cada instante me atraviesa
impregna mi cuerpo de aventura y misterio


Qué haré, a dónde iré.
Si la radiación me golpea sin pausa!