Escrito en los átomos

A lo largo de toda la serie hasta el momento, Cosmos nos ha mostrado la majestuosidad del Universo en todas sus escalas; desde estrellas, galaxias y agujeros negros supermasivos, hasta el ADN que reside en el núcleo de las células de todos los seres vivos y los átomos que conforman toda la materia. En el sexto episodio, Neil deGrasse Tyson nos explica cómo lo infinitamente pequeño, a pesar de parecer un mundo remoto y aislado, sostiene nuestra existencia y da origen a todo lo que nos afecta e importa. En el fondo, somos una colección de tres mil millones de billones de billones de átomos. Hay más átomos en uno de nuestros ojos que estrellas en el Universo que conocemos, y para comprendernos a nosotros mismos, es necesario comprenderlos a ellos.

La primera parada de la Nave de la Imaginación es el sorprendente universo que se esconde en una gota de rocío. Aquí conocemos al paramecio, al dileptus y a nuestro viejo amigo el tardígrado; tan sólo algunos de los organismos que habitan este microscópico mundo. Sosteniendo a nuestra gota, está una hoja de grama—la siguiente parada en el viaje. Aquí conocemos uno de los procesos más impresionantes de la vida en la tierra: la fotosíntesis. Las plantas, a diferencia de los animales, poseen una molécula casi mágica capaz de transformar la luz—esa misma que ha ocupado a Newton, Herschel, Fraunhofer y Einstein—en alimento. Los humanos hemos aprendido a replicar este antiguo y complejo proceso en el laboratorio, pero aun no somos tan buenos como un girasol o un pino. Cuando lleguemos a dominarlo, tendremos en nuestras manos algo capaz de revolucionar nuestra forma de obtener y utilizar energía. Algo importantísimo en éstos tiempos de cambio climático.

Las plantas han cubierto la Tierra durante cientos de millones de años, pero no siempre tuvieron flores. Éstas son una aparición bastante reciente en el proceso evolutivo y están íntimamente relacionadas con la evolución de otras especies en su entorno. Darwin comprendió esto hace mucho tiempo y eso lo llevó a hacer una impresionante—aunque poco conocida—predicción. En Madagascar crece una especie muy extraña de orquídea que tiene su polen al final de un largo y hueco apéndice. Esto, pensó Darwin, debe de tener un propósito. Dado que muchas especies de plantas dependen de aves e insectos para llevar su polen de una flor a otra y reproducirse, ésta planta parecía ser evidencia de una especie extraña de insecto capaz de penetrar el largo apéndice y llegar hasta el polen. Darwin predijo que debería de existir un insecto con una “lengua” o un “pico” análogo al de la orquídea. Cerca de cincuenta años más tarde, en 1903, fue encontrado. Tal es el poder de la ciencia, cuando va por el camino correcto.

Antes de dejar a las plantas, Tyson utiliza el ejemplo de las lilas y su particular aroma para explicarnos una forma en la que las moléculas impactan directamente nuestra experiencia de la vida. Todos hemos experimentado cómo un aroma puede ser capaz de desencadenar una serie de recuerdos y sentimientos conocidos. No hay nada místico en esto, tiene que ver con átomos y cerebros.

Cada aroma que percibimos no existe como tal en la naturaleza; es simplemente una nube de moléculas que flota en el ambiente y que estimula receptores en nuestro sistema olfativo cuando es inhalada. Cada molécula es diferente y nuestro cerebro es capaz de identificar muchas de las diferencias. El nervio olfativo está localizado en un área del cerebro muy cercana a la amígdala y el hipocampo, dos áreas vinculadas a las experiencias emocionales y a la formación de la memoria, respectivamente. Esta intrincada red de neuronas ha sido construida a través de millones de años de evolución. En algún momento fue útil para nuestra supervivencia, pues asociar aromas con potenciales peligros es un buen mecanismo de defensa. Ahora, sin embargo, ya no dependemos tanto de nuestro olfato para sobrevivir pero sigue afectando nuestra experiencia del mundo en forma de sentimientos de nostalgia. Un ejemplo personal: cada vez que huelo un Fernet—un licor de hierbas con un fuerte aroma a madera—inmediatamente me transporto a la casa de mi abuelo en La Antigua, pues huele exactamente igual a los muebles de la habitación en la que dormía cuando íbamos a visitarlo.

Esta forma de entender el mundo, de explicarlo a través de la naturaleza misma, es parte de una larga tradición filosófica que puede trazarse hasta la Antigua Grecia. Tales de Mileto, quien es considerado como el primer filósofo occidental, intentaba explicar la naturaleza del Universo sin apelar a mitos, magia o religión, sino a medios y causas enteramente naturales. El concepto mismo de evolución, por ejemplo, nace en éste lugar y época con Anaximandro, quien pensaba que los humanos eran el producto de otros animales a partir de un largo desarrollo gradual. La lógica de Anaximandro era que los humanos necesitan de muchos cuidados para poder sobrevivir, incluso varios años después de nacer. Por lo tanto, no hubiera sido posible que sobrevivieran en un entorno salvaje y lleno de depredadores, enfermedades y otras dificultades.

Siguiendo esa misma tradición, muchos pensadores intentaron llegar a una explicación de la composición de la materia misma. Heráclito creía que todo estaba formado por fuego; Tales de Mileto también creía en un elemento primordial pero pensaba que era el agua; a Anaxímenes le gustaba más el aire. Luego llegó Empédocles, un poco más diplomático, que propuso una mezcla de estos tres elementos, mientras agregaba una propio: agua, fuego, aire y tierra.

Demócrito, más audaz, imaginó algo completamente radical: el Cosmos estaría compuesto por dos cosas, partículas indivisibles a las que llamó átomos y espacio vacío. La lógica de Demócrito era la siguiente: podemos partir una manzana a la mitad. Luego, partimos una de éstas partes nuevamente por la mitad, y así sucesivamente. Necesariamente, según Demócrito, teníamos que toparnos con una parte que ya no podemos partir a la mitad. ¿Y el espacio vacío? Bueno, los átomos evidentemente necesitan de espacio para poder moverse. Además, éstas partículas estaban en constante movimiento y eran regidas por leyes naturales.

2,500 años más tarde, con sus respectivos avances tecnológicos e intelectuales, sabemos que Demócrito estaba más o menos en lo correcto. El mundo sí está compuesto por pequeñísimas partículas, aunque no son indivisibles. En el último siglo hemos podido abrir el átomo y encontrar partículas aun más fundamentales como los quarks y los impresionantes neutrinos, que son capaces de pasar a través de cualquier cosa. También entendemos perfectamente bien cómo los átomos se combinan entre sí para dar lugar a rocas, trozos de oro, árboles, salamandras, estrellas, personas e incluso hasta el amor.

Una crítica muy común a la ciencia es que es fría y estéril, alejada de la condición humana e incapaz de contestar preguntas profundas de significado y de por qué las cosas son como son. La serie en general, al igual que la original de Carl Sagan, ha hecho un trabajo fenomenal demostrando que la ciencia puede ser una fuente inagotable de inspiración y profunda admiración. Este episodio nos muestra que es imposible obtener respuestas a esas preguntas sin primero conocer cómo funciona realmente el mundo. Nuestra experiencia diaria está demasiado alejada de la dimensión microscópica que nos sostiene como para comprenderla únicamente a través de la reflexión. Necesitamos conocer lo que está escrito en los átomos.

Oscar G. Pineda

Oscar es un mamífero bípedo, de la especie Homo sapiens. Disfruta observando extrañas y repetitivas manchas en pedazos de papel, y oyendo a personas de acento raro hablar de peces con patas saliendo del mar; usando palabras raras como ‘qualia’ o números con muchos, muchos ceros. Tuvo la loca idea de dedicar su vida a hacer lo que le gusta, así que ahora está estudiando filosofía en la universidad y ciencia en su tiempo libre. Así se siente a gusto, cuestionando todo; hasta lo que “no se debe cuestionar”. Ah, y odia escribir sobre él mismo en tercera persona.

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  • […] A principios del siglo XX se comenzaba a desarrollar un nuevo método de fechado: la datación radiométrica. La materia está formada por los elementos de la tabla periódica, cada uno un átomo con diferentes números de protones, neutrones y electrones. Las cantidades de los primeros dos están definidos por el número atómico. El carbono, sexto elemento de la tabla periódica, tiene un número atómico de 6. Esto quiere decir que tiene 6 neutrones y 6 protones en el núcleo. Algunos elementos también existen en forma de isótopos, es decir, con algunos neutrones adicionales. El ejemplo más ampliamente conocido de un isótopo es quizás el carbono-14—un átomo de carbono con 6 protones y 8 neutrones. Los isótopos, sin embargo, son inestables y tienden a desintegrarse (perder los neutrones adicionales) con el tiempo. Es posible conocer, de forma estadística, el tiempo que toma esta desintegración en un grupo grande de átomos. Al tiempo que toma la desintegración de la mitad de los átomos de un isótopo al siguiente se le conoce como vida media. Todo esto nos permite, al hacer mediciones de las proporciones del isótopo original contra el desintegrado, saber la edad de muchas cosas. Otro secreto más escrito en los átomos. […]

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