Vida colorida

Una de les notícies d'aquests dies d'absència "bloggil" ha estat la troballa d'aigua pura sota la superfície de Mart i la de Lluna. Aquest és un dels requisists indispensables de cara a la cerca d'altres formes de vida extraterrestre, ja sigui en el present o en el passat. Tot i que molta gent al sentir això, ja s'imagina els típics "marcianitus" verds amb les seves antenes i les seves naus espaials, no s'ajusta massa a les expectatives dels científics, i el que trobarem tard o d'hora (que no en tinc cap dubte) en algun o altre planeta, no són formes de vida tan sofisticades, sinó aquelles petites cel·luletes preparades per viure en condicions extremes, que molts cops s'associen entre elles per aprofitar tots els recursos (com els tapissos microbians). Això, no ens hauria de resultar tant extrany, perquè qualsevol alíenigena que hagués pogut visitar la Terra fa uns 500 milions d'anys, no hi hagués trobat altra cosa. De fet, si tenim en compte el temps en què hi ha hagut vida a la Terra, en un 80 % del temps, l'absència de formes pluricel·lulars ha estat l'"avorrit" dia a dia.
Així que, ja seria prou sort que en planetes propers la vida s'acomplexés, que a sobre, ho hauria d'haver fet al mateix temps en que nosaltres sóm aquí...
Malgrat això però, és que com més lluny anem, més incrementen les possibilitats de poder trobar algun tipus de vida complexa. I, tenint en compte la nostra experiència terrícola, el que trobaríem serien formes que aprofiten una de les coses més abundants i interminables de que disposem: La llum d'una estrella.
Pel cap baix, els científics han observat més enllà del planeta solar, uns 200 planetes que estan en òrbita al voltant d'altres estrelles a una distància coherent amb la vida.
Aprofitar la llum solar mitjançant la fotosíntesi ja ho van descobrir fa molts i molts anys els primers organismes que habitaven en aquest planeta, i així ho podrien fer també en altres móns. La fotosíntesi és tan eficaç que la probabilitat de que si existeix vida extraterrestre, utilitzi aquest sistema, és molt elevada.
Actualment, el que fan les agències espaials és buscar senyals de fotosíntesi en aquests planetes estudiant els espectres de llum que reflexen.
Però no és tan fàcil...Perquè hauríem de pensar que els organismes fotosintètics són verds?
A la Terra, tot ho veiem ben verd perquè és el color que reflexen les plantes. Tot i que l'espectre de la llum solar a nivell terrestre té un pic energètic en la zona del blau-verd, les plantes el desprecien i el reflexen perquè la quantitat de fotons rojos és molt més elevada que la dels verds. Així, aprofiten els blaus per la qualitat i els rojos per la quantitat. Però, malgrat aquest fet, no hem d'obviar que la vida ho aprofita tot, i també podem trobar en la Terra plantes vermelles o bacteries de qualsevol dels colors presents en l'arc de sant martí.
I fora del nostre planeta? Doncs, dependrà del tipus d'estrella dida al que estant orbitant.
Estudiant la interacció entre la radiació estel·lar i els possibles components atmosfèrics, uns quants científics (també en interacció) han arribat a la conclusió que les plantes en els planetes al voltant d'una estrella tipus F (les més calentes) reflexarien quasi tota la llum en l'espectre del blau. Al voltant d'una de tipus M (les nanes roges), els organismes fotosintètics reflexarien tant poca llum que les veuriem negres; i al voltant d'una estrella tipus G o K (el nostre sol és tipus G), les veuriem sobretot en l'espectre del verd.
Són alguns dels exemples, però també podrien ser grogues o vermelles depenent de si es troben en la superfíe o no. Així, que la fotosíntesi en altres planetes, si existeix, no hauria de ser necessariament una "fotosíntesi verda".


Més informació:
- Investigación y Ciencia. Juny 2008

Frij

La selecció natural d'universos

El món està actualment pendent i admirat amb l’estrena del gran col·lisionador de partícules del CERN. Els que no som físics estem amb el front arrugat intentant comprendre què té de pimpant el famós bosó de Higgs i què ve a dir el model estàndard. Jo personalment us recomano mirar un documental molt gràfic i entenedor que es diu el Universo Elegante i que explica una miqueta de tot, però sobretot la famosa teoria de les Super Cordes. Una altra cosa que preocupa als desinformats és la possibilitat de morir tots en una horrible catàstrofe ocasioanada per un forat negre que es formi dins els col·lisionador (també preocupa que després no quedi ningú per partir-li la cara al científic responsable). En Centpeus ja en parla d’això, però afegiré que el reconegut astrofísic i cosmòleg Martin Rees, entre d’altres naturalment, s’ha dedicat a estudiar en profunditat si algun experiment realitzat en un accelerador de partícules podria acabar amb el món o inclús amb l’univers sencer. La tranquil·litzadora resposta és que les col·lisions entre rajos còsmics que ocorren de manera natural a l’univers són de bon tros molt més energètiques que qualsevol experiment que es pugui realitzar mai en un accelerador de patícules. No hi ha risc, tothom tranquil.

Però l’objectiu del post no era parlar de l’accelerador sinó d’una idea que flota entre els cosmòlegs i astrofísics que penso que no està prou present entre la resta dels mortals. Parlo de la idea del físic teòric Lee Smolin sobre la selecció natural d’universos. Aquest senyor s’ha fet famós entre d’altres coses pels seus treballs sobre una teoria que englobi la mecànica quàntica amb la relativitat general d’Einstein. Aquest, com és ben sabut, és el gran repte de la física d’avui en dia, i la teoria de supercordes és una de les que intenten abordar aquest problema. La teoria que defensa Smolin es la gravetat quàntica de bucles i entre les coses que diu aquesta és que el temps i l’espai que nosaltres percebem com un continu, està en realitat format per unitats discretes (l’espai de Planck, i el temps de Planck). Tot l’univers és el resultat de les relacions dinàmiques entre aquestes unitats d’espai i temps.

Smolin també va abordar un altre problema funamental: Per què l’univers té les propietats que té (permetent la complexitat i l’evolució de la vida) i no unes altres? La resposta més freqüent és que les lleis de la natura estan prefixades per digue’s-li Deu o per principis matemàtics immutables. La qüestió és que les condicions de l’univers i les propietats de les partícules elementals són les precises per permetre complexitat d’estructures i l’aparició de la vida; de ser qualsevol altre combinació l’univers seria un aburriment. Aquesta observació porta al principi antròpic. Aquest principi té dues versions: la forta i la dèbil. La forta és, com comenta Smolin, més religió que ciència, i diu que les lleis són aquestes justamement perque l’univers pugui contenir vida. La versió dèbil és que l’univers és així precisament perquè d’altra manera no podríem dir que és així (no cal anar gaire lluny, per dir això). Aquesta segona versió només considera una forma de vida com la nostra, i aquesta és una de la seves principals crítiques. Smolin, incòmode amb aquesta explicació, es posa a buscar per quins processos les propietats de les partícules elementals es podrien haver seleccionat per acabar donant lloc a univers tan “improbable” com el nostre.

Després d’il·lustrar-se en el concepte de selecció especialment de la mà de Richard Dawkins (la triselecció), el concepte d’auto-organització i també sobre la hipòtesi Gaia, Smolin aplica el mateix concepte de sistema auto-organitzat subjecte a selecció natural a l’univers, o més aviat als universos!

Per quin mecanisme la selecció natural podria seleccionar un conjunt de lleis i propietats en els universos? La proposta, i això és només un primer mecanisme entre d’altres que es podrien proposar, es basa en la teoria de que a l’interior d’un forat negre pot néixer un altre univers, segons Smolin amb les meteixes propietats que l’univers pare (o mare). Aquesta idea del neixament d’universos en forats negres també la defensa el pare de la teoria de l’origen inflacionari de l’univers, Alan Guth.

Per tant l’analogia del mecanisme darwinià de selecció d’universos és el següent: els universos que presentin unes propietats i lleis que maximitzin la complexitat d’estructures, i per tant tinguin major quantitat de forats negres, tindran més descendència que els que no. Deu ni dó, eh?

La qüestió és com verificar aquesta teoria, perquè teòricament es pot. Una aproximació seria veure com s’alteraria el nombre de forats negres si canviem certes lleis i propietats de les partícules. Teòricament la història evolutiva del nostre univers l’ha d’haver portat a unes propietats que tendeixin a maximitzar el nombre de forats negres, i una alteració de les propietats hauria d’ocasionar una disminució d’aquest nombre. Mentre que Smolin i col·legues han trobat maneres de modificar les propietats de l’univers que fan disminuir el nombre de forats negres, no han trobat cap combinació que l’augmenti. En canvi Martin Rees assegura el contrari, dient que hi ha maneres de canviar les lleis de la física per fer augmentar el nombre de forats. Fins que no es contrasti la de forma unànime la hipòtesi i tinguem més informació de què passa amb els forats negres realment la idea es queda aquí. Però no em negareu que és un idea molt atractiva per tal de rebatre les idees creacionistes de l’origen de les lleis de la física i de les propietats de les partícules elementals!

Llibre:

La Tercera Cultura. Ed. de John Brockman. Metatemas 43

Dodger

Gel a Mart

Per fi! Després d'uns anys d'imaginacions, d'interpretacions de fotografies, d'espectometria de rajos gamma en la superfície de Mart i demés, que anaven confirmant que el planeta vermell posseïa una capa de gel sota la superfície marciana, els científics de la NASA creuen que l'han trobat.

La sonda Phoenix es va enviar a Mart el 4 d'agost de 2007 i després d'un llarg viatge, va aconseguir aterrar-hi (sense problemes) a finals del mes passat. Aquesta missió té com a objectius determinar si hi ha o hi havia hagut vida a Mart, estudiar el clima, la geologia, i trobar aigua. L'últim d'aquesta sèrie d'objectius sembla que ja s'ha pogut complir.

La sonda Phoenix va aterrar prop del pol nord marcià, una zona on ja s'especulava que podria trobar-s'hi gel gràcies a tots els estudis anteriors.

Ja només aterrar (cosa que s'ha de considerar un èxit, vistes les experiències anteriors), la sonda Phoenix va enviar les fotos que anava fent, cap al seu destí: Terra. Els científics ja es fregaven les mans, tot semblava indicar que la gran taca blanca que apareixia sota la nau, podria ser un troç de gel que va quedar a la superfície a causa de les turbulències que van crear els motors de la sonda sobre el terra.

La nau però va seguir amb la seva missió, es tractava d'anar rascant el sòl amb la pala que porta incorporada. Com aquells pous que tots hem fet a la platja en busca d'aigua, la sonda Phoenix ens imita i excava el sòl de Mart en busca d'aquesta aigua, en aquest cas congelada.

Fa 5 dies la sonda va foradar una rasa d'uns 22 centímetres d'ample, 35 de llargada i tan sols 8 cm de fons. Tot i la poca profunditat, la foto va mostrar unes petites "pedres" brillants, que els científics es van donar manya a qualificar com a gel marcià. Hi havia alguns dubtes, hi havia qui deia que podia ser sal. Els dubtes es van esvaïr quan ahir, la nau va tornar a la zona i va tornar a realitzar unes fotografies, ara, però, en aquestes noves fotografies tot estava intacte, no hi havia cap moviment, tot igual, menys les pedretes brillants.

Ara, la feina és per als científics de la NASA, crec que encertadament han descartat que es tracti de sal, la sal no desapareix així com així. És molt agosarat, però també es pot descartar el furt a càrrec d'una família de marcianets verds que viuen en les zones polars i li fan pam-i-pipa a la sonda Phoenix quan no els veu i no pot capturar-los en cap foto. Sembla, segons tothom, que Phoenix ha trobat gel.

Tot i així, la mostra de terra que es va recollir i escalfar en el forn termal que hi ha a la nau, no va donar cap resultat a favor de l'evidència que contenia gel, entre els gasos produïts no figurava el vapor d'aigua. La màquina seguirà fent forats i enviant fotos, de fet, sembla que ja ha trobat unes noves "pedretes brillants", que els científics han batejat amb el nom de Blancaneu 2. Escoltarem totes les novetats respecte al tema amb la il·lusió que un dia es trobi aquella bacteria que evidencïi la presència de vida a Mart.

Frij

L'enèssima maravella està fora del món

Hi ha una obra en particular de la humanitat que normalment no es té gaire present, i que és digna de la més desinhibida de les admiracions. Es tracta de l’Estació Espacial Internacional. Aquesta estació va començar a muntar-se en òrbita l’any 1998 i hi participen diverses agències espacials: la NASA americana, la ESA europea, la JAXA japonesa, la RKA rusa i la CSA canadenca. Des de l’any 2000, podem dir que l’homo sapiens (diferents especímens) ha viscut instal·lat a l’espai entre 290 i 460 Km d’alçada. Aquestes agències especials han portat els últims anys una activitat frenètica.

Els diferents mòduls, braços mecànics i plaques solars que s’hi van acoblant mica en mica es llencen a l’espai mitjançant les conegudes llançadores espacials. La NASA porta 123 missions amb aquestes naus. La flota inicial estava formada de 4 unitats: Atlantis, Discovery, Columbia i Challenger. El Challenger recordem que va rebentar l’any 1986, i l’any següent no va sortir cap llançadora. L’any 1992 es va afegir una de nova a la flota, l’Endeavour; i el 2003 es va perdre el Columbia, i a l’accident va seguir un altre any de dol sense sortides.

L’estació internacional no para de créixer. Fa ben poc es va col·locar el laboratori Columbus, i en pocs dies es posarà en marxa una nova missió per col·locar més peces del laboratori japonès Kibo. Pel fet que aquesta construcció especial em fascina i que a més és una plataforma per fer la tira d’experiments científics crec que val la pena que fem una repassada per veure com està avui en dia d’avançada la cosa.

En ordre cronològic els fragments o mòduls que s’han anat acoblant són (ignorant voluntàriament les plaques solars, els braços mecànics, i altres catxarrets). Apreteu a la imatge de l'esquerra per ampliar l'esquema:

1) Zarya: Dels russos. Aquest primer mòdul va servir per donar energia elèctrica i capacitat de propulsió pels primers acoblaments. Ara es fa servir de magatzem.

2) Unity: Americà. És un punt de reunió (d’unió) d’altres mòduls. És el Node 1.

3) Zvezda: Rus. És un mòdul de servei que ja permet que hi habitin persones. A més permet l’amarrament dels Soyuz i els Progress, les naus de transport russes que subministren a l’estació 3 o 4 cops l’anys, i els ATV (Automated Transfer Vehicle) europeus, molt més grans, que subministren a l’estació un cop cada 12-18 mesos.

4) Destiny. Americà. El primer laboratori, que també confereix zona habitable. Enganxat al Unity.

5) Quest. Americà. Necessària pels astronautes per realitzar els seus passejos espacials.

6) Pirs. Rus. Permet que s’hi enganxin més naus Soyuz i Progress i l’entrada i sortida dels astronautes que s’aventuren a l’exterior, aixi com espai per guardar els vestits espacials.

7) Harmony. Americà. És el node 2 per permetre que s’hi acoblin altres mòduls.

8) Columbus. Europeu. Laboratori per fer experiments dins i fora de l’estació. Enganxat a l'Harmony.

I per últim s’ha col·locat el primer fragment de tres del laboratori japonès Kibo. Els experiments que s’estan duent a terme i que estan planejats són molts i molt interessants i n’anirem parlant mica en mica. Per anar fent gana us comento que l’última missió, la STS-123 porta mostres a la Terra de 5 experiments realitzats a l’estació sobre:

1) Nutrició i canvis fisiològics associats a estades llargues a l’espai.

2) Estudi dels microbis (en especial els patògens) i la seva supervivència dins de l’estació.

3) Canvis immunològics relacionats amb l’estrés pel fet de passar temporades llargues a l’espai.

4) Efecte de la microgravetat en el creixement de les plantes (concretament l’Arabidopsis

thaliana).

5) Estudi dels cristalls fotònics en microgravetat.

A poc a poc. Hi ha una gran quantitat de feina feta, tenint en compte que ja portem 8 anys i 17 expedicions (equips) d’astronautes treballant allà dalt. Hem d’anar seguint la recerca que fan, que pot ser imprescindible pel futur de l’expansió humana per l’univers.

Dodger