Si bien no es mi especialidad, hace un tiempo que estoy aventurándome leyendo sobre termodinámica de sistemas fuera del equilibrio.
Qué forma terrible de empezar un artículo, no? el 99% de los potenciales lectores probablemente ya se alejaron y no están leyendo más. Y está bien, no todo puede ser quejas contra Tinelli y la iglesia y no se qué más.
Si usted no sabe qué es la termodinámica, podría mandarlo a leer a otro lugar… aunque ahora que lo pienso… Bah, seamos sinceros, puedo explicarle lo que es la termodinámica en un post? No. Pero básicamente concierne con cosas del estilo “la energía siempre se conserva”. Eso usted lo escuchó alguna vez. Bueno, ese es el primer principio de la termodinámica. Lo que tiene de bello la termodinámica es que al ser “macroscópica” (no me estoy metiendo con termodinámica estadística, que es el nexo entre la cuántica y la termodinámica clásica), no le preocupa particularmente la naturaleza física, o mejor dicho, la estructura, del sistema en estudio. Eso quiere decir que si usted tiene un sistema cerrado, la energía se va a conservar. Entiende el poder de esta frase? Nunca dijimos cual es el sistema, y eso no es una debilidad, eso quiere decir que vale para TODO sistema cerrado, sea cual fuere. Eso hace que uno empiece hablando de un sistema y el “universo” como aquello que es no-sistema, pero termine pudiendo sacar conclusiones del Universo de verdad (aunque a veces sean tiradas de los pelos y medio forzadas).
Si ese era el primer principio, habrá otro? Sí, hay más. El segundo, en particular, es el más bonito. Dice que la entropía del universo siempre aumenta. En realidad dice que o no cambia, o aumenta, pero nunca disminuye. Y qué es la entropía? En todos los libros pochocleros de divulgación, siempre asocian la entropía con desorden del siguiente modo:
“Espontáneamente su cuarto no se va a ordenar, con la ropa puesta en el placard, la cama tendida, todo acomodado, etc etc, sino que para eso se requiere un cierto esfuerzo, pero desordenarlo es más “fácil” (??), y eso está más desordenado.”
Ese desorden se lo relaciona con la entropía.
Otro:
“Un vaso se cae al piso y se parte en muchos pedacitos, eso es desordenado y pasa espontáneamente, pero no pasa que pedacitos del piso se junten y se forme un vaso”.
Estas concepciones son bastante chotas, porque parecen ligar el concepto de entropía al de “orden espacial”. Y no es la verdad del cuento, si no que tiene que ver con la forma en la que está ordenada la energía, por decirlo de algún modo. Más allá de eso, lo que sí es interesante del ejemplo del vasito que se cae y se rompe, es que el segundo principio da una flecha del sentido del tiempo: Aquello que no puede pasar espontáneamente no va a pasar, a menos que se pague el precio de otra manera (usted puede juntar los pedacitos del piso y pegarlos, pero en total, aunque el vaso haya “bajado su entropía” (!!!), usted la subió mucho más con su esfuerzo, porque se movió, transpiró, disipó calor, etc etc). O sea que la entropía nos da un sentido del tiempo: siempre sube, y eso nos dice para donde se mueve el tiempo. Todo lo que viene pasando hasta ahora, sube la entropía del universo. Si en este momento el mundo se parara y diera marcha atrás, tendría que bajar la entropía del Universo… y eso en principio no es posible… y simetría… y más cosas que no me voy a meter.
Ahora, todo es es muy bonito, pero funciona para cosas en equilibrio. Eso quiere decir que las cuentitas las hacemos diciendo “parto del estado A y llego a B” y hacemos cuentitas con esos estado. Pero y si las cosas no están en equilibrio, como por ejemplo en un ser vivo? Usted no está en equilibrio químico, ni térmico, ni mecánico, con nada de lo que lo rodea. Al equilibrio llega cuando se muere y pasa a ser un huesito, pero mientras vive es un sistema fuera del equilibrio.
Bueno, sobre eso estoy leyendo ahora, estructuras disipadoras y demás. Como no soy para nada un experto en la materia, no me voy a poner a contarle ahora lo que estoy leyendo. Pero si quería recomendar autores: Prigogine y Onsager. Por lo pronto al segundo no lo toqué, pero estoy leyendo cosas del primero, que de paso le cuento que se ganó el Premio Nobel en química (nota aparte: No le parece que está medio devaluado el Nobel? Dárselo a Obama? en fin).
Así que bueno, si le interesa y tiene algo para decir, lo escucho. Si tiene algo para preguntar, lo escucho. Y si no, en algún momento volveré con el tema.
Publicado en Aprendé! el Septiembre 16, 2009 por Punto Omega
Saludos!
Vuelvo al core ñoño total del blog. Esto es una mezcla de post con noticia un poco atrasada. De terror! Pero never mind. Como ya dije mil veces (estoy seguro) no releo los posts viejos, lo cual hace que yo ahora no sé qué dije o no dije respecto a mi posición sobre la conciencia, el pensamiento humano, etc. Pero sí sé que hablé algo sobre el teorema de Gödel, que algo mencioné de Turing… en fin.
Como tengo miedo de volverme demasiado iterativo, no voy a explayarme mucho (espero!), pero básicamente: Un ser humano es una colección de átomos, o sea núcleos y electrones y alguna que otra partícula más que pueda dar cuenta de interacciones y demás pero no me voy a meter con eso. En principio, eso es una piedra, eso es una montaña, eso es un árbol, y eso es una persona. La diferencia entre un perro y usted está dada por el tipo, cantidad, y diposición espacial de esas partículas. La diferencia entre usted y su vecino es la misma. No solo las diferencias físicas, si no también mentales. Las diferencias entre el pensamiento de Hitler y el suyo (espero que las haya) se deben a cómo están distribuídas esas particulitas en su cerebro, lo cual se manifiesta luego en la psicología de cada uno. No solo el pensamiento, si no también recuerdos, etc. O sea, todo. Hace poco vi a un tipo decir que si uno podía teletransportar por ejemplo un átomo de un lugar a otro, y hacía eso extensivo y podía terminar teletransportando a una persona haciendo solamente a partir de sus átomos… qué quería decir eso? sobre su naturaleza? su esencia? su existencia? donde estaba “el alma” o elemento afín?.
La respuesta corta es que no hay. La larga es que no hay. Por lo menos yo pienso así, y es un extremo. En el otro extremo está la cosa toda más flu flu, y después todo lo del medio. No voy a hablar de eso. No me voy a meter con esas cosas. Pero… el proceso de razonamiento, es inherentemente humano? solo los hombres? o como es producto de cosas de átomos que hacen cositas, se puede emular con otros átomos haciendo otras cositas?.
No voy a decir que estos muchachos lograron generar conocimiento, ni que hicieron pensar a una computadora, pero se publicó en Abril de este año que unos científicos de la Universidad de Cornwell lograron algo muy pero muy interesante.
El artículo creo uqe se publicó en Science, y todavía no lo leí. Por ahí debería leerlo antes de escribir esto. Lo voy a leer después, y si algo hay que cambiar acá, lo cambiaré. Lo interesante es lo que hicieron: Programaron una computadora para que analice datos. Qué computadora? Una con 32 procesadores. Sí, tranquilo, no es que su Quad Core se haya quedado viejo, en realidad los centros de cómputos grosos tienen muuuuuuchos procesadores en paralelo. 32 es chiquito comparado con las cosas que se pueden hacer. La cuestión es que esos 32 procesadores en una cuestión de días se pusieron a analizar datos. Datos de qué? De movimiento. Movimiento de qué? Péndulos, resortes. En teoría la máquina no tenía cargado ningún dato relacionado con física o geometría. No sabía leyes. Lo que sí sabía era matemática, y la programaron con lo que llaman “algoritmo genético”.
Ese término tiene raíces en la evolución y básicamente lo que hacía la computadora era algo así: analizaba el movimiento de un péndulo, o un resorte, y trataba de describirlo mediante ecuaciones que en principio generaba más o menos aleatoriamente. Suponga que generaba 100 ecuaciones. De las 100, 90 eran una reverenda cagada que no explicaban nada. Pero había 10 que más o menos ajustaban bien a los resultados. Se descartan las 90, se queda con las 10, y a esas les hace modificaciones, agregando sumas, o derivadas, o términos, o lo que sea, y genera otras 100 (estos números son ficticios, pero el proceso más o menos es así). Para cuando terminó de hacer esto, sabe a lo que llegó la computadora?
La computadorita redescubrió las leyes de Newton del movimiento. No solo eso, si no también las leyes de conservación de la energía y del momento angular. La computadora no se “emocionó” cuando encontró esos resultados -a diferencia de lo que probablemente le pasó a Newton- ni se sintió grosa, por lo que todavía está lejos de ser humana, pero llegó. No sé si queda clara la importancia de lo que hizo, la cantidad de interrogantes que abre de acá al futuro. Si esto se puede hacer extensivo, cómo va a cambiar el desarrollo de la ciencia en mediano y largo plazo? No sé si las computadoras eventualmente se van a hacer cargo de “generar conocimiento” o crear leyes o lo que sea. La verdad es que hubo humanos que se sentaron a programar la computadora para analizar los resultados, y que también es cierto que la computadora no puede interpretar la trascendencia o aplicación directa de lo que “descubrió”. Pero también es cierto que hace 40 años una computadora super avanzada lo que podía hacer era sumas y multiplicaciones y no mucho más. En el fondo siguen haciendo eso, pero eso es otra historia.
Leí bastantes artículos que opinaban sobre esto. Algunos eran un poco alarmistas. Otros tenían cierto tono de preocupación… si el papel del humano iba a quedar finalmente relegado. Yo no sé, pero la verdad no me preocupa. O sea, no me importa si “las computadoras” nos van a “desplazar”. No porque no creo que no pueda pasar, pero no es algo que me “preocupe”. Tampoco creo que Skynet y los Terminators estén a la vuelta de la esquina.
Paralelamente a eso, en la Universidad de Cambridge otros científicos desarrollaron un robot que llamaron Adam que pudo generar hipótesis, hacer experimentos y testearlas, respecto a la regulación génica en levaduras. Esta es otra noticia que se merece un recontra “Holly shit!”.
Sea como sea, es todavía muy pronto para empezar a hacer pronósticos (cualquiera sea, desde “Las computadoras serán la fuente de todo conocimiento en el futuro” hasta “Si un humano no las programa nunca serán más que una licuadora). Eso no quieta que uno no pueda fantasear y mucho. A mí particularmente me interesan mucho las implicaciones “filosóficas”, por llamarlas de alguna manera. Para mí este tipo de cosas en algún punto fundamenta mi postura descripta más arriba. Igual, no la terminan de corroborar para nada, no soy tan necio. Pero siento que es algo que apunta en esa dirección.
Pondría un link a las noticias, pero busquen, no sean vagos. “Computer discovers Newton’s laws” o cosas, y encontrarán. Saludos.
Alguien llegó acá buscando “Por qué los electrones no pueden colapsar en el núcleo”.
Es una pregunta válida. Los protones tienen carga positiva, no? los electrones negativa, no? o sea que se atraen, right? Bueno. Hay muchas muchas cosas para decir.
Una es que, a veces eso pasa. Pocas veces, no siempre. Pero así como existe el decaimiento beta, en el que un protón decae y se forma un neutrón y una partícula beta, algo así como el proceso inverso también existe. Kinda. Sort of.
No importa. Lo importante es que hay varios motivos por los cuales esto no pasa -por lo menos no demasiado seguido-. Uno de los más lindos es que si los electrones colapsaran en el núcleo, eso quiere decir que van a acercarse infinitamente mucho, mientras que se va a mover infinitamente lento una vez que se acerce -porque si se moviera rápido se podría escapar, y entonces no colapsa-. Si eso ocurriera, conocerías tanto la velocidad (cero) como la posición con mucha exactitud.
Hete aquí que existe algo que se llama principio de incertidumbre. En este caso, los operadores no conmutan. Así que no podés conocer con una precisión arbitraria a los dos, si no que están sujetos a una relación que no tengo ganas de escribir ahora pero que si la buscás en google aparece instantánteamente.
Eso no más, me pareció divertido que alguien busque eso.
Ingredientes necesarios, relativamente pocos. Energía? Cuerdas? Qué se yo. Algo. Explosión (alias Big Bang). No solo se expande “la materia” adentro del “espacio”, si no que se expande el espacio mismo. Inflación (no la de los precios, la de Guth, la de Linde). Fluctuaciones pequeñas de un volumen muy pequeño causalmente conectado, que luego se expande. Fluctuaciones tales que al expandirse al inmenso tamaño del Universo hoy en día hace que haya tanto espacio vacío (vacío?) por un lado y galaxias por el otro. Acá les muestro los estertores, lo que quedó de semejante acontecimiento:
Radiación Cósmica de Fondo
Qué es eso, se preguntarán? Es la radiación “residual” del proceso. No es igual en todas partes, como verán. Y esas diferencias, como dije antes, son las que resultan en el Universo que vemos hoy.
Al principio, mucha energía, mucho calor. El Universo se expande, se enfría, y lo que antes tenía la suficiente energía para moverse rápido (“rápido” es muy rápido), ahora no la tiene. Cosas que podían escaparse una de las otras aunque antes se atrayeran, ahora ya no pueden. Se encuentran un protón y un electrón, qué queda? pues el primer átomo de hidrógeno. El primer átomo, para el caso.
Un simple átomo.
Qué sencillo, no? Un átomo. Pero y ese protón? es un puntito azul que va por la vida llevando a cuestas una carga positiva? No. Es 3 quarks. Libertad asintótica. Y esos quarks? Bueno, en principio son tan fundamentales como el electrón. Al menos hoy. Pero sigue pareciendo sencillo ese átomo no?.
Pero hay muchos. Se forman miles. Miles de millones. Miles de millones de miles de millones de billones (bueno, por ahí exagero… o por ahí no). Se forman cúmulos, nubes de hidrógeno. Se condensan, y voilà. Say hello to a newborn galaxy. Sí señor, en realidad todavía no le cabe el rótulo. Pero así es, se imagina la atracción gravitatoria que un átomo puede ejercer sobre otro? tiene ganas de calcularlo? Pero el tiempo que tiene el Universo es mucho, así que varios átomos se vay atrayendo. mientras eso sucede, dependiendo de la disposición inicial y de chiquicientos factores más, esos cúmulos adoptan distintas conformaciones. Giran. O no. O hacen cualquier cosa. Y sí, al principio son hidrógeno, helio, y la spooky materia oscura. Polvo, gas, whatever.
Tu galaxia
Cuando se van aglutinando pasa de todo. Algunos átomos se juntan tanto que… se siguen juntando porque cada vez se atraen más. Y empiezan las reacciones de fusión nuclear. Se juntan núcleos de átomos con otros núcleos de átomos y se van formando otros átomos, más pesados. Helio, por ejemplo. Así no más? Por un lado es mucho más complejo, pero por el otro es así de sencillo. Los átomos se van formando porque se van fusionando núcleos de átomos y forman los de átomos más pesados. Pero estos a su vez pueden descomponerse (no necesariamente en los mismos que se juntaron para formarse) y entonces se forman otros nuevos.
A veces el tamaño de lo que se va nucleando no es lo suficientemente grande como para durar por mucho tiempo (el “mucho tiempo” es relativo). Se enfría relativamente “rápido”. Voilà, tu primer “planeta”. Y si dura mucho tiempo más? si es mucho más grande? Siguen produciéndose reacciones nucleares, donde los núcleos de átomos más livianos se unen para dar átomos más pesados. Y en general lo más pesado que se forma es hierro. En el núcleo de estos cuerpos, se llega a formar mientras que más afuera siguen produciéndose las reacciones, liberándose muchísima energía en muchas formas, pero una de ellas es radiativa. Voilà, su primera estrella. Que por fusionarse sus núcleos en reacciones increíblemente violentas y muy pero muy exotérmicas (liberan mucha energía) emiten radiación electromagnética, que comprende, entre otras cosas, a la luz
En el medio, su ya conocida luz.
Ve la imagen? a la izquierda, otro tipo de radiaciones. Que usted no puede ver. Pero la infrarroja (“por debajo del rojo”) por ejemplo, usted la siente como calor. Y más allá, la de microondas (que usted usa para calentar comida) y aun más allá, las de radio. Sí, como las que capta para escuchar en su aparatito diminuto. A la derecha las de mas energía, ultravioleta (“más allá del violeta”), rayos X y demás. Los colores (y todas las demás radiaciones) se clasifican por la frecuencia que tiene que ver con cuántas veces por segundo oscila esa ondita que usted ve ahí. Si algo oscila (o “vibra”) muy rápido, tiene mucha energía, como por ejemplo, los rayos gamma. Si algo oscila poco, tiene una frecuencia baja y poca energía, como la radiación de microondas. Y sabe qué? Como las estrellas pierden energía con el tiempo, al principio las reacciones que tienen lugar dan mucha energía y las vemos azul (bah, usted desde su casa no puede ver ninguna, así que le muestro un par).
Hola, somos las Pléyades. Jóvenes y azules.
A su vez, por el color (y por lo tanto la energía) se puede estimar qué temperatura hay en la superficie de esa estrella. Cuánto que aprendió hasta acá, no? Y así una estrella joven es azúl, una medio medio es amarilla, y mientras más vieja, más roja. Nuestro sol está “amarillo anaranjado”, o sea que está por la mitad de su vida más o menos. Las estrellas no evolucionan todas igual, depende principalmente de la masa que tienen. Algunas se apagan rápido y como dije antes se forman planetas. En otros casos siguen, y pueden pasar por distintas fases con nombres como “gigante roja” (nuestro Sol va para allá), “enana blanca”, y demás cosas. Entreténgase:
La “Secuencia Principal” y sus derivados.
Básicamente así se clasifican las estrellas. Creo que en algún post muy viejo puse que el Sol era de clase espectral G. Y puse que si querían saber qué era eso, que preguntaran. Nadie preguntó, pero acá está nontheless. Y ya que estoy con tantos dibujitos, les muestro qué va a pasar con el Sol:
De dónde viene y a dónde va.
También como ya dije en algún post, cuando sea gigante roja va a ser tan pero tan grande que incluso va a englobar a la Tierra. Y la va a hacer puré.
Así que como les dije antes, casi todo depende de la masa. Poca masa, se apaga rápido. Masa mediana (aunque en realidad es poca) puede salir algo como nuestro Sol. Y dependiendo de eso el tamaño que pueden llegar a tener y qué pasa después. Si son lo suficientemente grandes para llegar a ser una supernova, entonces la gravedad tan intensa que se produzca en la estrella va a hacer que colapse para luego “”"”"”"rebotar”"”"”" contra su núcleo. Eso produce una explosión increíblemente potente (eso es la “explosión” de una supernova) y además la energía suficiente para la nucleosíntesis de los materiales más pesados que el hierro, como la plata, el oro y demás. (poque la tabla periódica no termina en el hierro, my friend).
Miren qué Bonito. Háganme click y me agrando.
Entonces ya sabemos mucho más. Ya sabemos básicamente cómo se genera la diversidad de materia en el universo (dejamos de lado la materia oscura). Y simplemente para seguir y seguir con las figuritas, así quedaría una estrella antes de hacer cosas locas:
"That's all folks!". Espero se entienda el chiste.
Así que más o menos ahí tienen distribuido como sería más o menos la cuestión. Si la estrella es muy pero muy masiva, entonces no “explota”, si no que sigue colapsando, y empiezan a ocurrir otras cosas. Se forman estrellas de neutrones como si (y hago énfasis en el “como si”) los electrones que dan vuelta al rededor de los protones “colapsaran” y se formara un neutrón (ah! porque además de protones y electrones, también hay neutrones, de carga neutra, en el núcleo, junto a los protones!). Ahora sería un buen momento para hablar de las otras fuerzas fundamentales — pausa, pausa… ¿fuerzas fundamentales? Bueno, de una ya le hablé. Es la gravedad. Y las otras? el electromagnetismo (por ahí ya le suena raro que “electricidad” y “magnetismo” estén juntas pero bueno… es lo que hay… son dos caras de lo mismo), la fuerza nuclear débil y la fuerza nuclear fuerte. Y podría seguir un poco más, pero estas dos últimas digamos que de alguna manera son responsables, de distinta forma, de la integridad del núcleo (sí, por lo menos quédese tranquilo si alguna vez se preguntó cómo es que en un núcleo que es algo tan tan tan tan chiquito pueden convivir tantas cargas positivas juntas sin salir volando… que hay una explicación… ahora está tranquilo, no? antes no podía dormir, verdad?). Pero bueno, la cuestión es que con la suficiente masa, la gravedad le gana a todo lo demás… o algo así. Y si hay mucha masa, y por lo tanto mucha gravedad, todo puede colapsar a un punto “infinitamente denso”. Por qué? porque tengo mucha masa. Se atrae, y por lo tanto se contrae. Pero ahora están más cerca las partículas! y la gravedad entre dos partículas que se acercan es cada vez mayor. Pero tengo muchas muchas partículas. Y se atraen cada vez más. Ya no hay ni principio de exclusión ni otra fuerza ni nada que pueda hacer nada. Nada escapa, ni siquiera la luz. En realidad, se está deformando el espacio-tiempo de una manera brutal, y aparece un “horizonte de sucesos”. Todo lo que esté a una distancia menor que ese horizonte, ya no puede escapar, ni siquiera la luz. Y qué tengo? Voilà, tengo un agujero negro.
Una representación de un agujero negro.
Como que le falta emoción a esa representación. No quieren una con más pompa? Bueno.
Este parece más groso!
Sí! Mucho más power. La cuestión es que la curvatura del espacio-tiempo es enorme. Epa. espacio-tiempo? no eran “espacio y tiempo”? Son lo mismo? Curvatura? No es que la manzana se le cayó en la cabeza porque la tierra “atrae” a la manzana? qué es eso de curvatura? Ja!
Y esto con qué se come?
Bueno. Ahí la tienen. La relación entre la presencia de materia/energía (cómo??? ahora resulta que materia y energía son lo mismo?? Bueno, usted siempre lo supo, aunque no se de cuenta, porque no me va a hacer creer que no conoce la ecuación E=mc² donde E es energía, m es la masa en reposo y c es la velocidad de la luz en el vacío) y la curvatura del espacio-tiempo. Esta ecuación se la debemos a Einstein, y básicamente es el sustento de la relatividad general. Big stuff.
Ah, y for the sake of completeness… si eso es la gravedad, qué pasó con las otras 3? bueno, la gravedad se lleva bien con Einstein. Las otras 3 se llevan bien con la física cuántica, y todavía no se las pudo integrar a las 4 en una sola teoría. Pero las otras 3 están bastante bien descriptas en lo que se conoce como “Modelo Standard” (que, bueno, no deja a la gravedad totalmente afuera… pero es un tema largo):
También me agrando si me hacés click.
Hoy por hoy la papa dentro del Modelo Standard está en encontrar (si existe) el Bosón de Higgs
Bueno. Ya saben muchisisisisisísimo más. Ya hasta saben qué es un agujero negro. O más o menos. Pero saben. Saben algo más? Es muy divertido que llegué hasta acá sin mencionar la palabra “molécula”. ¿Qué es una molécula?. Y, definiciones de libro hay. Pero podríamos arrancar con algo muy light diciendo “son átomos unidos por enlaces covalentes”. Eh? qué es eso? Por lo menos eso les dice que hay más formas para unirse, si no simplemente habría dicho “son átomos unidos”. Pero no, además de “covalentes” (que de por sí son un “modelo” ese tipo de uniones) hay otras. Más allá de cuántos tipos de uniones haya, lo importante es que los átomos no son unos locos bárbaros que dan vueltas por la vida. Pueden estar con otros átomos. Una forma común de permanecer juntos es compartir electrones. El átomo de oxígeno, por ejemplo, tiene 16 protones. En principio, como la materia es eléctricamente neutra, posee también 16 electrones (los protones son positivos, y los electrones negativos). Pero los electrones no se acomodan de cualquier forma alrededor de un núcleo, si no que forman orbitales atómicos, que vienen a ser zonas donde hay “mayor probabilidad” de encontrar un electrón. Los orbitales de dos átomos pueden “combinarse” para dar orbitales moleculares, compartiendo así electrones.
Les muestro una molécula que va a ser importantísima para la próxima parte:
La conocés
Las moléculas poseen propiedades que son dependientes de los átomos que las conforman. Por ejemplo, los átomos de hidrógeno son muy chicos, los de oxígeno más grandes, y hay densidades de carga distintas sobre cada tipo de átomo, los hidrógenos con una densidad más positiva porque el único electrón que tienen está “mas atraído” por el oxígeno (porque tiene más protones en el núcleo), y al mismo tiempo el oxígeno tiene una densidad de carga negativa. Eso (y otras cosas) le confieren al agua las propiedades particulares del agua. Y así con todo. Con la glucosa. Con un neurotransmisor. Con nitrógeno gaseoso. Igual, no se queden con la idea es es lo único que pueden hacer los átomos. Por ejemplo, la sal que usan para ponerle a las papas fritas, en principio no es una molécula, es un cristal iónico. Qué es un ión? es un átomo que gana o pierde electrones! si alguien pierde electrones y otro gana electrones, alguien está cargado positivo y otro negativo, entonces se atraen electrostáticamente! (que es distinto a “”"”"”compartir”"”"”" electrones). Y no digo que esto sea “todo”. Hay más cosas, pero bueno.
Por último, porque me pareció lindo, comparto esto
Para la próxima, Parte II: Vida.
Es un esfuerzo escribir estas entradas. Lleva tiempo, pero lo hago con mucho placer. Espero que disfruten estra trilogía recién estrenada.
Hola. Usted alguna vez jugó al juego de la vida? Ese juego de tablero, en el cual varios participantes iban avanzando casilleros y tomando decisiones, ganando plata, comprando casas y autos, etc? Sí? Bueno. Olvídese. Este blog no es sobre eso (más allá de haber hablado sobre todos los potenciales juegos de tatetí).
El Juego de la Vida al que me refiero fue creado en 1970 por el matemático John Horton Conway. Y no es exáctamente un juego, o por lo menos no en el sentido tradicional que supongo que usted se imagina. Es un juego donde nadie juega (o por lo menos así era originalmente). Y en qué consiste? Bueno, consiste entonces en intervenir solamente al principio, seteando un conjunto de leyes simples y definiendo las condiciones iniciales. Luego se deja evolucionar el sistema, y se ve qué ocurre.
Lo que ocurre en general es bastante intrigante. Usted en principio solo cuenta con una grilla (o cuadrícula, como la quiera llamar). Y cada “cuadradito” puede estar ocupado por un punto, o no. Y después vienen las reglas sencillas: si un casillero vacío está rodeado de 3 fichitas, entonces en él aparece una fichita nueva. Si una fichita está rodeada de muchas fichitas, se muere. Si está sola, se muere. Si está rodeada de un número “medio”, sobrevive. Listo. Nada más. La única intervención del jugador consiste en el número y disposición inicial de las fichas. Parece poco, no?
Lo importante es que surgen patrones muy complejos a partir de ese conjunto de reglas relativamente sencillo. Por ejemplo:
No hay nada programado que diga que tienen que salir cosas nuevas, o que tengan que moverse en una dirección determinada. Solamente las reglas que le conté. Y esto es solo un ejemplo.
Y a qué va todo esto? Bueno. Por un lado me interesa fomentar a que usted busque. Para empezar, le recomiendo esto y también esto. Yo en particular puse esto acá porque me parece que es una buena forma de ir rompiendo prejuicios. No es dificil de encontrarse con frases del estilo “no puedo creer que el azar es lo que dictaminó el desarrollo de la evolución”, argumentando que tanta complejidad no puede surgir azarosa y/o espontáneamente (son cosas distintas eh!). Más aún, hay gente que cree que la Tierra, el Universo, todo lo que nos rodea, no puede haber surgido sin ningún tipo de intervención a partir de un conjunto de leyes más o menos sencillas durante el Big Bang.
Obviamente, si hay un conjunto de leyes “simples” que, digamos, puestas en marcha dieron a lugar “lo que conocemos”, entonces usted puede decirme que el instante de la creación es, entonces, el mismísimo momento en que esas leyes fueron creadas. Y en realidad, hay algo de cierto respecto a que solamente estoy pateando el problema para atrás. Pero esa es otra historia, donde me resultaría además muy dificil poder transmitirle algo que lo pueda llegar a satisfacer sin llegar a sonar incluso tan esotérico como esas otras posturas que estaría tratando de desbancar. Pero no es una limitación de los argumentos mismos, es una combinación de mi propia limitación, mas mi limitación para expresarme, tanto propia mía como la que impone este medio. Eso no quiere decir que no sea un tema que me interese tocar en este Blog. Todo lo contrario, ya se lo ha rozado y se seguirá haciendo.
Ahí es donde surgen cosas como “Diseño Inteligente” –
A mi me resulta una contradicción muy divertida el hecho de que para postular algo llamado “Diseño Inteligente” se debe carecer de esta última.
Sí, es un comentario ácido medio al pedo, y no sabía si dejarlo o no. Pero si se me ocurrió, por qué no? Y si usted cree en eso, sepa que en realidad no pienso que no sea inteligente (bueno…. por ahí un poquito), si no que simplemente lo puse porque si no, no sería yo. Usted ahora puede pensar por eso que obviamente el no inteligente soy yo. En ese caso, mi postura recientemente “blanda” se endurecería de golpe y yo automáticamente contestaría “para pensar que el inteligente no soy yo, primero tendría que poder pensar”… pero bueno, en fin. No se ofenda.
–y “Complejidad Irreducible”. Básicamente, a las cosas no se las dejó “evolucionar” al azar, y habría “evidencia” que hay estructuras que fueron creadas debido a que no podrían haber evolucionado espontáneamente desde algo más sencillo porque por separado sus partes no podrían cumplir ninguna función, y solo tiene sentido cuando están todas juntas funcionando (por eso lo “irreducible”). El “Juego de la Vida” que les presento, lo quiero hacer en el contexto del concepto de “Autómata Celular”, de von Neumann. No me voy a poner a explicar qué es, porque probablemente puedan encontrar mejores explicaciones de primera mano en cualquier otro lugar; por ejemplo acá.
Como dije antes, a veces hay gente que es muy dificil de convencer de ciertas cosas. Pensé que esto podía ayudar a alguien a soltarse de la manito de sus creencias para dar sus primeros pasos (aunque tímidos) … no sé hacia a donde ( o sí, pero no quiero poner en palabras algo así como “hacia la luz” o alguna analogía así), pero por lo menos alejándose de donde sea que viene.
Repito, podría haber escrito un mega artículo super gigante. Pero en cuestiones como estas realmente creo que es más importante fomentar la curiosidad que servir en el plato.
Buenas. Qué tal? Tengo ganas de seguir con algunas cosas de la temática de “Back to the roots”. Algo así como muchos pero muchos millones de años, en el planeta Tierra no había vida, por lo menos tal como la conocemos ahora. ¿Se acuerdan de la definición de “célula“? “Es la unidad estructural y funcional de la vida”. Y si bien esa definición no me gusta nada en relación a todo lo que deja afuera, es bastante buena para todo lo que engloba. Lo cual lleva a algo un poco circular, en el sentido de que “la célula es la unidad estructural y funcional de la vida… basada en células”. Pero bueno. No me voy a meter en eso.Uno puede (o no) entender más o menos a grosso modo qué es la evolución. Se puede. Básicamente el estudio de la evolución, que es casi exclusivamente de caracter explicativo y no tanto así predictivo, es entender la película que hace que uno pase de tener la especie A a la especie B, tratando de entender cuáles son las características del ambiente, genéticas, etc, que intervinieron para que ocurra ese proceso (ahora, usted me podría decir ¿qué es “especie”?; bueno, hay varias definiciones, pero la que más me gusta (a pesar de tener muchos problemas con muchas excepciones) es “los miembros de una especie son los que pueden cruzarse y dejar descendencia fértil”, o sea que los hijos de esos también pueden tener hijos. Un perro y un gato no son de la misma especie porque no pueden tener hijos, y si los tuvieran probablemente no serían fértiles. ¿Por qué? Bueno, para la próxima.).
El tema es, ¿Y el primero? ¿La primer cosa “viva”, vino de algo que estuvo sujeto a la evolución? ¿O con esa celulita empezó la evolución?. Es complicado.
Para que algo evolucione, tiene que poder “reproducirse”, por lo que, ¿el precursor de “la primer célula”, a pesar de no estar vivo, se estaba reproduciendo? Porque podría haber sido una molécula o conjunto de moléculas con capacidad autorreplicativa sin necesariamente poseer otras características más o menos necesarias para definir un sistema vivo como una frontera con el “exterior” (o membrana plasmática), etc.
Se piensa que en esa época, en la Tierra se habían dado las condiciones necesarias como para que se formaran moléculas orgánicas precursoras de las macromoléculas necesarias para “la vida”. Esos precursores, como aminoácidos y otros compuestos de nitrógeno y carbono se podrían haber formado de manera relativamente sencilla, ya que al parecer la atmósfera primitiva era muy distinta a lo que conocemos hoy. Hoy es aceptado que en esas condiciones, en las que abundaba el gas nitrógeno, en el agua, en presencia de compuestos carbonados, y con una fuente de energía, por ejemplo descargas eléctricas, se podrían haber formado las moléculas esenciales (casi podríamos decir “los ladrillos”) de la vida.
La verdad es que a lo largo del tiempo he leído de todo. Desde que el primer soporte fueron metales que tenían una cierta capacidad replicativa y que en algún punto cambiaron de soporte a moléculas orgánicas (cosa que no termino de comprar), hasta discusiones (ahora bastante aceptado) sobre si “la primer molécula” fue el ARN o no. ¿Por qué esa duda? Bueno, porque hasta hace un tiempo se creía que el ADN/ARN solo portaba información, y las proteínas realizaban las funciones de catalizar las reacciones químicas necesarias. Hace un tiempo ya se sabe que hay moléculas de ARN que tienen actividad catalítica, por lo que podría ser un lindo comodín, y en un principio las moléculas de ARN podrían haber cumplido con ambas funciones pero luego las mismas podrían haberse dividido en moléculas de ADN para portar información (que en principio pueden portarla de forma más fiel, y hasta donde se sabe tienen casi nula actividad catalítica) y las proteínas para catalizar reacciones (que si bien en algún principio, hace mucho tiempo, se las postuló como portadoras de información, hoy se sabe que no lo son).
No sé si algún día me voy a sentar a escribir sobre la interacción de estos 3 tipos de molécula, que es mucho (muchísima) más compleja de lo que puede parecer en un principio. Por ahí sí.
En fin. La cuestión es, ¿no le parece raro que en un instante hayan habido cosas sueltas, moléculas libres dando vuelta por ahí, de repente una descarga de energía, condiciones correctas en el momento correcto, y de repente tenemos algo que más o menos cumple con las funciones de algo “vivo”? a mí sí, pero no me parece raro en el sentido de “no me lo creo”, si no que me parece raro en el sentido de “asombroso”, y me lo creo.
Algún tema de debate es si el origen de la vida fue uno, o si fueron varios. El tema es que el código genético (la secuencia de bases que hay en el ADN) es prácticamente universal, o sea que sea el que sea el organismo que usted está mirando, siempre codifica para los mismos aminoácidos (porque la “información” que transporta el ADN es, en definitiva, en gran parte para crear proteínas). En principio uno podría pensar que si el origen no hubiera sido ÉL origen, si no varios, por una cuestión de que la elección de tripletes para cada aminoácido es, a priori, estocástica, tendría que haber organismos (todo un grupo, probablemente) que tuvieran otro código genético. Y no se los encontró, pero no necesariamente porque no existan.
Hay gente que no está de acuerdo con que el origen de la vida ocurrió en la tierra, y creen en la panspermia. Básicamente, la vida se creó en algún otro lado, y viajó por el Universo y llegó a la tierra a través de un meteorito, etc. Eso no resuelve el problema, solamente lo patea un planeta más, pero después surge el problema de como apareció la vida allá.
Hay gente que piensa que como a lo largo de los miles de millones de años de la existencia de la Tierra, la colisión de meteoritos y demás podría haber permitido el intercambio de material entre Marte y la Tierra, y Marte hace muuuuuuuchos años tuvo condiciones en su superficie que son lo que llamaríamos “aptas para la vida” (como la conocemos acá).Por lo que podríamos haber “contagiado” de vida en algún momento a Marte, o viceversa. Si se encontraran bacterias, o fósiles semejantes, en la superficie (o algún lugar) de Marte, y por ejemplo tuviera el mismo código genético que aquí en la Tierra, esa teoría se volvería muy robusta.
En fin, hay mucho para decir. Si preguntaran algo, diría más. Pero ahora que más o menos conté esto, después creo que va a haber que hablar (mal) un poco de “diseño inteligente” y después se podrán arrancar con otras cosas.
Buenas buenas. ¿Volvió la regularidad a la actualización de este blog? no sé, no se hagan ilusiones. Entre todos los potenciales blogs que este blog puede ser (comentario aparte: este blog es muy autorreferencial!), traté de hacer una mezcla que probablemente no sea lo mejor. Hay de todo, desde opiniones muy personales hasta cosas cuasi-divulgativas, y no creo que cuaje del todo; creo que solo en mi cabeza tiene alguna especie de hilo todo esto, así que me propuse colapsar la función de onda (comentario ñoño si los hay), pero inmediatamente después decidí que al fin de cuentas el filtro lo pueden hacer ustedes. Lean lo que quieran. Saquen las conclusiones que quieran. Pero por favor, dejen de buscar “cuánto gana Carmen Barbieri”. Y escriban algo! Mi poco claro y feamente escrito post previo sobre dios y demás si bien refleja lo que pienso está escrito un poco más terminator de lo que suelo hacer (no digo que sea Lassie, nada que ver, pero creo que se entiende) para ver si provocaba algo, aunque sea que un insulto!. En fin. Ya voy a seguir explayándome con eso.
Bueno. Back on track. Y más back que nunca. Si bien varios posts de este blog tienen un cierto carácter escatológico, en el sentido que ya de alguna manera se habló del potencial fin de la humanidad, y no me acuerdo (y no tengo ganas de buscar ahora) si hablé algo del potencial “fin del Universo” (y lo pongo entre comillas porque esa expresión es una expresión muy tricky por motivos que no voy a explicar ahora). En algún momento probablemente me gustaría reflexionar sobre si hay algún vínculo entre ambos “finales” (y esto es mucho más profundo de lo que puede parecer); pero es un buen momento para empezar a hablar de comienzos. Particularmente, los mismos dos finales tienen los mismos dos comienzos que más me intrigan, a saber: ¿Cómo fue el origen del Universo (sigue siendo tricky)? ¿Y el origen de la vida?. Bueno. Uno me resulta interesante porque tiene una relevancia infinita. El otro me resulta interesante por ahí por una cuestión más personal, digamos, una que me toca a mí como a todos los que puedan estar leyendo esto. La vida me resulta una de las propiedades emergentes más curiosas del Universo. (No por nada los del otro bando la catalogan de “milagro”).
Hay mucho para hablar sobre ambos orígenes, más aún sobre si hay alguna relación (parecido a lo que dije antes sobre los finales). Eso probablemente es algo que me lleve más de un post tratar de aunque sea aclarar. Pero vaya sabiendo que existen varias posturas (y son eso, posturas, nada demasiado duro como para llamar teorías), y hay una particular que se llama “determinismo biológico”, que básicamente postula que es casi una ley del Universo que tenga que existir vida (ojo!!! esto no es una definición científica, ni 100% acertada, pero creo que es entendible). No es que esté de acuerdo ni nada, pero me parece interesante compartir esas cosas. Otra cosa que puede llegar a ser muy interesante al respecto es algo que supongo voy a comentar sobre un libro de Roger Penrose que se llama “The Road to Reality”, que es muy completo y recomendable para cualquier mente curiosa. ¿Por qué puede ser muy interesante? Bueno, queda para la próxima.
Ahora tratemos de no hacer quilombo y empezar a atar conceptos si los mismos no están claros. Hace rato que vengo insistiendo con que es muy dificil dar una definición precisa de vida. La definición de vida, de por sí, es complicada, pero más complicada son las definiciones que la involucran. Lo más probable es que si usted busca “célula” en el diccionario, en algún lugar, alguna acepción diga algo similar a “es la unidad funcional y estructural de la vida”. OK. ¿Qué quiere decir eso? Daría la primera impresión de que para que algo tenga vida tiene que tener células, o ser una célula. (Si quieren otro día hablamos de lo que es una célula). Bueno, eso podría traer una cierta discusión sobre si los virus por ejemplo están vivos o no. Si usted no sabía, sepa que los virus no son celulares, son, en principio, más chicos que una célula, y son “parásitos celulares”, en el sentido de que muchas de las cosas que les “faltan” las suplen utilizando parte de la maquinaria celular.
Pero OK, si bien es una eterna discusión si los virus están vivos o no, ese no es el tema principal de la cuestión. En mi “”"”"”humilde”"”"”" opinión (no les voy a mentir, no soy tannnnn humilde… un poco sí), hay un cierto problema con la definición de vida desde el punto de vida estructural. Por lo que sabemos hasta ahora, podríamos decir que en general los seres vivos se caracterizan por tener ADN… sí, cierto. Proteínas también. De hecho, una gran variedad de moléculas, muchos de ellos polímeros, otras que no, y otra infinidad de iones y moléculas. ¿Eso qué quiere decir? ¿Si yo pusiera todas y cada una de las moléculas que hay dentro (y fuera, pocas veces -si es que alguna- la “vida” termina en la membrana plasmática) (:::NOTA::: Creo que primero tendría que haber hablado un poco sobre qué es una célula a esta altura, pero bueno, si no sabe, busque, y si no algo escribiré después) en un tubito de ensayo, en las mismas proporciones, ¿eso está vivo? Usted se dará cuenta que claramente no lo está. Porque pensará que es necesario un cierto orden, una cierta estructura, algo. Claramente, si yo le doy todos los ladrillos, la arena, el cemento, las tejas, las rejas, y las baldosas de su casa, no son “su casa” hasta que haga lo que tenga que hacer con ellas. Ahora, por tener distintos “componentes”, no me va a decir que un iglú, o una choza de paja son menos casa que la suya.
No tiene sentido (para mí) definir la vida por una cuestión de composición o estructura. Eso nos limita, y mucho. Si el día de mañana viene ET y usted sale en la bicicleta con él y atraviesa la noche haciendo contraste contra la luna, lo lleva a un laboratorio y de repente ve que no “tiene células”, ¿sigue al pie de la letra con su definición de “vida”? ¿ET no estaría vivo? Bueno, el caso de ET no es muy bueno, porque como buen ejemplo de nuestra limitación, ET no es otra cosa que un sorete antropomorfo que le achicaron el cuello, le aplastaron la cabeza pero le dejaron ojos azules!!! (porque Hollywood no puede con lo suyo, si era tan feito por lo menos tenía que tener ojos claros, porque claro, era bueno. Seguro a si fuera un ET malo…). Pero sáquese esa imagen de la cabeza ¿puede? cuesta, ¿no?. Por ahí si usted no tiene una formación académica en la cual le inculcan a rajatabla ciertas cosas, puede hacerlo. De hecho, creo que parte del drawback de ese tipo de formación es que a medida que uno empieza a fundar todo lo que aprende en conceptos que parecen ser muy robustos, les cuesta mucho después salirse de los mismos para poder pensar distinto (a lo “think outside the box”). Por ahí a usted le resulta super fácil imaginarse la vida como “un rayo de energía” o alguna boludez (perdón, pero no lo puedo evitar) por el estilo. Pero, no se sienta agredido por mi comentario. Porque que “no lo pueda evitar” no quiere decir que el boludo al final no sea yo, y que esa flexibilidad que usted posee, aunque no la pueda fundamentar, no sea “”"”"”"”mejor”"”"”"” (¿qué sería mejor en esta situación?) que lo que yo pienso.
Hace rato, por suerte, que hay una especie de consenso entre la comunidad científica al respecto, y si bien no hay una definición definición propiamente dicha, hay características básicas que se le reconocen debe poseer cualquier organismo al que llamemos “vivo”. Basta de que tiene que estar basado en “compuestos de carbono”. No. Una propiedad que me gusta mucho mucho (porque creo que es muy acertada) es que un sistema vivo, en principio, debe ser autopoyético, término acuñado por Maturana y Varela. Voy a citar esto de la wikipedia (que es a donde va el link) que me parece mejor que cualquier forma de explicarlo que tenga yo: “Los seres vivos son redes de producciones moleculares en las que las moléculas producidas generan con sus interacciones la misma red que las produce”. El concepto es mucho más profundo que eso, bah, no sé si “más profundo” porque eso ya es muy profundo, pero es más complejo y más rico. Es muy abarcativo, y de esa definición se desprenden como consecuencia natural otros requisitos básicos. Básicamente lo que dice es que algo que está “vivo” tiene que poseer estructuras que son capaces de interactuar mediante procesos que permiten de alguna manera perpetuar el mecanismo mediante la replicación de la maquinaria. De aquí, a mi entender, sale todo lo que tiene que salir para poder explicar elementos fundamentales de lo que conocemos como vida. El consumo de energía reactivos y formación de productos (y energía!! aunque en otra “forma”) en los procesos metabólicos, los procesos reproductivos, las moléculas portadoras de información (ADN), etc, todas tienen “”"sentido”"” a la luz de esa definición. Súmele como bonus track que si la replicación no es 100% fiel, puede tener lugar el fenómeno de evolución, y tenemos un combo completo.
Por ahí usted no está tan entusiasmado como yo con lo que le estoy contando. Pero a mi me entusiasma mucho. Por ahí no le quedó nada claro, pero quédese tranquilo, eventualmente van a venir posts más elaborados sobre varios de los temas que se tocan. Ahora, por ahí usted tuvo la siguiente duda: “OK, está vivo porque tiene la capacidad de replicarse y mucho blah blah blah, pero entonces, si hubo un origen de la vida, quiere decir que hubo un comienzo, un punto inicial, y entonces nadie lo creó a ese “origen” (o lo que me gustaría llamar -simplemente por diversión- punto alfa-) por lo que no cabe ese primer “organismo vivo” en la definición que acabo de leer”. Si usted pensó eso, es un lector atento y muy despierto. De hecho, el origen de la vida es un problema para cualquier definición. Porque seguramente no estaba hecho de células. ¿El precursor inmediato a la primera cosa “viva” no estaba viva? Y si me dice que sí, ¿cuánto para atrás sigue valiendo? Es decir, ok, la primera célula estaba viva, pero sería lógico decir que justo antes de ser la primera célula estaba “casi vivo”, ¿y antes? cuando le faltaban 2 moléculas? u acercarse un poquito? o empezar a interactuar? cómo sabe usted que ya no estaban interactuando? y un poco antes? bueno, ahí ya tenemos un problema. Toda la sopa primigenia estaba potencialmente viva? ¿EH!!?? ¿Qué es la “sopa primigenia”? ¿De donde vino la vida?!?!?
Bueno. Paciencia. Que no tengo respuestas pero muchas preguntas lindas y alguna que otra cosa para contar (no de mi autoría, of course, pero mucho muy interesantes).
