Científicos crean "célula artificial"

Científicos en Estados Unidos crearon lo que dicen es la primera célula controlada por un genoma sintético.
Según los investigadores, éste es el primer paso hacia la creación de vida artificial y algún día se podrían crear bacterias para, por ejemplo, producir combustibles o ayudar a absorber gases contaminantes y resolver otros problemas ambientales.
Los científicos del Instituto J. Craig Venter, que ya habían creado el genoma sintético de una bacteria, ahora lograron trasplantarlo a otra y producir lo que dicen es una célula artificial.
Esta célula "programada" por su cromosoma sintético comenzó a replicarse y a producir una nueva serie de proteínas, expresan los investigadores en la revista Science.
"Hito"
Aunque algunos expertos describen el avance como un "hito en la historia de la biología y biotecnología", todavía, dicen, no se puede hablar de una forma de vida "verdaderamente artificial" porque el genoma sintético fue colocado en una célula natural.
"Ésta es la primera célula sintética que ha sido creada", afirma el profesor Craig Venter, quien dirigió la investigación.
"Y la llamamos sintética porque la célula se deriva totalmente de un cromosoma artificial, creado con cuatro botellas de compuestos químicos, un sintetizador químico y con información inicial de una computadora".
"Esto puede ser una herramienta poderosa para tratar de diseñar lo que queremos en biología. Tenemos una amplia variedad de aplicaciones en mente" señala el científico.
Hace más de una década el profesor Venter y su equipo comenzaron su proyecto para la creación de vida en el laboratorio determinando cuál era la información mínima necesaria para que un microbio pudiera existir.
La teoría era que a esa información se le podrían agregar genes capaces de convertir a ese microbio en una "fábrica" productora de compuestos útiles, como combustibles, fármacos y otras sustancias.
En 2007 los científicos informaron que habían logrado transferir el genoma natural de una bacteria, Mycoplasma mycoides, a otra bacteria, Mycoplasma capricolum, tomando el control de su funcionamiento celular.
Un año después, el equipo informó que había logrado crear un cromosoma sintético de la Mycoplasma mycoides utilizando bloques de material genético.
Ahora, los científicos combinaron ambos avances tomando el genoma sintético de la M. mycoides añadiéndole secuencias de ADN que sirvieran como "marcas" para distinguirlo del genoma natural.
Compuestos útiles
Los científicos insertaron secuencias cortas de ADN en levadura para modificar el genoma de la bacteria, posteriormente transfirieron cadenas medianas de ADN a una bacteria E. coli que nuevamente fueron insertadas en la levadura.
Eventualmente lograron producir un genoma con más de un millón de pares de bases de ADN.
El paso siguiente de los investigadores fue trasplantar el genoma sintético de la M. mycoides a la M. capricolum.
El nuevo genoma, dicen los científicos, "puso en marcha" a las células recipientes. Y aunque 14 genes fueron eliminados o interrumpidos en la M. mycoides, ésta siguió siendo una bacteria normal y produciendo solo proteínas de M. mycoides.
En el laboratorio los científicos pudieron comprobarlo cuando apareció una colonia azul de bacterias que comenzó a reproducirse en la placa.
Cuando secuenciaron el ADN de la colonia confirmaron que la bacteria tenía el genoma sintético y que estaba produciendo proteínas de la M. mycoides y no de la M. capricolum.
"Fue claro que habíamos logrado transformar una célula en otra" expresa el profesor Venter.
"Pensamos que es un paso importante, tanto científica como filosóficamente. Ciertamente ha cambiado mi visión de la definición de lo que es vida y de cómo funciona la vida", agrega.
Otros expertos afirman sin embargo que aunque el avance es muy importante todavía es muy pronto para hablar de "vida artificial".
"Es un logro ciertamente asombroso" dice el doctor Anthony Forster, biólogo molecular de la Universidad de Vanderbilt, en Tennessee, Estados Unidos.
Pero subraya que "esta investigación ciertamente no creó una forma de vida verdaderamente sintética, porque el genoma sintético fue colocado en una célula que ya existía".
De cualquier forma, Craig Venter está ahora un poco más cerca de su objetivo final: la creación de microorganismos diseñados específicamente para producir compuestos útiles para la humanidad, como combustibles limpios como hidrógeno, sustancias absorbentes de gases de efecto invernadero, compuestos para purificar el agua y hasta limpiar derrames de petróleo.

Los primeros animales de la Tierra no se extinguieron

Uno de los agujeros más profundos en el complejo puzle de la evolución es el que sigue a la explosión del Cámbrico, hace unos 550 millones de años, cuando se desarrollan los primeros animales después de miles de millones de años de vida unicelular. Sin embargo, después de ese florecimiento que dio lugar a una gran diversidad de formas anatómicas nuevas, estos animales desaparecen del registro fósil. Los paleontólogos han debatido durante décadas si esa ausencia de fósiles se debe simplemente a una mala preservación, o si es que aquella primera fauna de la Tierra fue diezmada durante un gran episodio de extinción en masa.
En los últimos años, nuevos descubrimientos de fauna post-cámbrica están inclinando la balanza hacia la primera teoría: si no quedan fósiles cámbricos en los periodos siguientes es sencillamente porque se conservan muy pocos. Así lo constata el último hallazgo de fósiles de tejido blando excepcionalmente preservados que ha tenido lugar en Marruecos.
Los animales encontrados (unos 1.500 especímenes) cerca de la localidad de Zagora, datados en unos 480 millones de años -en el periodo Ordovícico-, son formas primitivas de esponjas, gusanos, trilobites y moluscos, muy similares en su forma a aquéllos extraídos del yacimiento cámbrico más conocido, el de Burgess Shale, en las Montañas Rocosas canadienses. Esto implica que la fauna del Cámbrico posiblemente no se extinguió, sino que continuó evolucionando y, de hecho, creen los autores del descubrimiento, pudo desempeñar un papel importante en la posterior diversificación de formas de vida, conocida como el Gran Evento de Biodiversificación del Ordovícico.
El hallazgo aparece descrito con minuciosidad en el 'Nature' de esta semana y tiene la participación, cómo no, de Derek Briggs, el mayor experto, o al menos el más célebre, en la fauna del Cámbrico desde que describió en los años 70 muchos de los especímenes encontrados hace un siglo en la cantera de Burgess Shale. Un todavía joven Briggs hizo una aparición estelar en el libro 'La vida maravillosa' del difunto paleontólogo Stephen Jay Gould, pese a lo cual mantuvo posteriormente una amarga disputa con este último.

Una extinción de peces primitivos propició el origen de los vertebrados modernos

Una extinción masiva de peces primitivos hace 360 millones de años está detrás del origen de todos los vertebrados modernos, incluidos los seres humanos. Así lo aseguran dos investigadores de la Universidad de Chicago -Lauren Sallan y Michel I. Coates-, que han buceado en las bases de datos de todos las especies fosilizadas de aquel momento.
Esta catástrofe, cuya causa podría haber sido una glaciación, se conoce como evento Hangenberg y podría haber sido mucho más importante de lo que se pensaba hasta ahora porque provocó un cuello de botella de las especies que existían en ese momento, justo después de la masiva extinción del Devónico, que tuvo lugar 15 millones de años antes.
Los científicos apuntan que en ese momento desaparecieron los peces placodermos acorazados, como el 'Dunkleosteus' gigante, uno de los depredadores marinos más fieros que han existido, y los peces con aletas pedunculadas, que eran mayoría. Por contra, los tiburones y las rayas, del grupo de peces gelatinosos, eran escasos, así como los tetrápodos o peces con patas.
"Sin embargo, al final del Devónico, todo esas especies dominantes fueron reemplazadas. Los jugadores cambiaron y los pocos que sobrevivieron fueron los que luego se extendieron de forma espectacular", explica Michael Coates.
De hecho, antes de ese evento Hangenberg, los tetrápodos, de donde proceden todos los vertebrados terrestres, incluido el ser humanao, habían hecho ya alguna tentativa de salir del agua a la tierra, como es el caso de Ichthyostega, uno de los primeros en tener patas y dedos.
Tras la extinción, hubo un periodo en el que casi no se resgistran fósiles, un agujero paleontológico conocido como Romer's Gap que traía de cabeza a los expertos.
Ahora, Sallan y Coates defienden que ese boquete de 15 millones de años fue la resaca después del traumático cataclismo de Hangenberg, debido a la disminución de la biodiversidad general. Poco a poco, los tetrápodos se recuperaron y se convirtieron en los abuelos ancestrales de los los animales terrestres vertebrados, desde los mamíferos a los pájaros, según explican esta semana en la revista 'Proceedings of National Academy of Science' (PNAS).
Para el paleontólogo José Luis Sanz, catedrático en la Universidad Autónoma de Madrid, se trata de una investigación interesante: "Perfila mejor los cuellos de botella por los que pasaron los vertebrados, lo que es importante porque podría considerarse una sexta extinción del pasado y ahora estaríamos en la séptima", argumenta.
Las estimaciones anteriores se habían realizado siempre con fósiles de invertebrados, como moluscos y almejas) que son mucho más comunes, pero gracias a nuevas técnicas de procesamiento de datos, los biólogos de Chicago han podido observar los cambios antes y después dde Hangenberg.
Esta gran extinción, que había pasado bastante inadvertida y que tuvo lugar en un momento crítico para los vertebrados, según otros estudios coincide con la formación de un glaciar que hizo bajar el nivel del mar drásticamente.
Sanz recuerda que en esos momentos se produjeron aumento de nutrientes en el agua y falta de oxígeno en algunos niveles, lo que provocó muchos cambios en la fauna. Algunos inesperados, como el hecho de que las especies más abundantes no se recuperaran y si lo hicieran otros grupos que estaban separados y dispersos.

La tela de araña ya no tiene secretos para la ciencia

Un grupo de investigadores de las universidades Complutense de Madrid (UCM), de Oslo (Noruega), y de Uppsala (Suecia) presentan esta semana en la revista Nature la estructura tridimensional de una de las regiones -denominada 'dominio N-Terminal'- de las proteínas que componen la seda, las espidroínas.
"El dominio N-Terminal regula el ensamblaje de las fibras de seda en el extremo de la glándula Ampulácea", explica Cristina Casals, catedrática de Bioquímica y Biología Molecular de la UCM y coautora del estudio.
La glándula Ampulácea mayor está situada en el extremo del abdomen del cuerpo de la araña, y en ella se acumulan en altas concentraciones las proteínas de la seda. Según avanzan a lo largo de la glándula, las largas moléculas de espidroína se organizan hasta formar un verdadero cristal líquido.
Un poco antes de llegar al extremo de la glándula, a poca distancia de la salida al exterior, se convierte bruscamente en una fibra sólida e insoluble. Hasta ahora era un misterio cómo se produce la rápida transición desde proteína soluble (mientras está dentro de la glándula secretora) a insoluble (justo antes de salir al exterior). La regulación que ejercen los cambios de pH sobre el dominio N-terminal ofrece una respuesta.
Para realizar esta investigación los científicos han trabajado con la tela de la araña africana Euprosthenops australis. En el mismo número de Nature aparece otro trabajo basado en la seda de otra especie muy común en Europa, la araña de jardín Araneus diadematus, realizado por investigadores de la Universidad Técnica de Múnich, Universidad Bayreuth y el Instituto Max-Planck, en Alemania.
Más resistente que el acero
Las fibras de seda de araña son mucho más resistente que un cable de acero de similar grosor y muchísimo más elásticas, ya que puede estirarse hasta el 135% de su longitud original sin romperse. Esta seda también es tres veces más resistente que las fibras sintéticas más avanzadas que hoy se conocen, y hasta ahora no se ha logrado producir nada parecido.
"La elevada elasticidad y la altísima resistencia a la tracción de la seda de araña natural no tienen parangón, ni siquiera con las fibras producidas a partir de proteínas de seda de araña pura", expone el profesor Horst Kessler, de la Universidad Técnica de Múnich.
La seda de araña está compuesta por moléculas proteicas, largas cadenas formadas por miles de aminoácidos. Los análisis estructurales realizados mediante rayos X muestran que la fibra finalizada presenta zonas en las que varias cadenas de proteínas se entrelazan mediante conexiones físicas estables. Estas conexiones son responsables del alto nivel de estabilidad. Entre las conexiones se observan zonas no entrelazadas, que proporcionan a las fibras la gran elasticidad que las caracteriza.
El almacenamiento previo
Sin embargo, la situación dentro de las glándulas sericígenas es muy distinta: las proteínas de seda se hallan almacenadas en altas concentraciones, dentro de un entorno acuoso, listas para ser empleadas. Las zonas responsables de entrelazarlas no pueden aproximarse demasiado, porque si no las proteínas se agruparían de forma instantánea. Por tanto, estas moléculas deben disponer de algún tipo de configuración de almacenamiento especial.
Hasta el mismo instante en que se forma la fibra de seda sólida, todos los procesos se desarrollan en la solución acuosa. En estas condicones el método utilizado para analizarla ha sido la espectroscopia mediante resonancia magnética nuclear, con el que el equipo alemán ha conseguido desentrañar la estructura de un 'elemento de control', cuyo papel es la formación de las fibras sólidas.
Las cadenas de proteínas se almacenan con las áreas polares orientadas hacia el exterior y las partes hidrófobas de la cadena apuntando hacia el interior, con lo que se garantiza una buena solubilidad en el entorno acuoso.
El flujo en el estrecho conducto de salida de las hileras ejerce una fuerza importante. Las largas cadenas de proteínas se alinean en paralelo, lo que hace que las zonas responsables del entrelazado se pongan juntas. Así se forman las fibras estables de la seda de araña.
Aplicaciones en la industria y en la medicina
Las aplicaciones potenciales de un compuesto que imite la seda de las arañas son incontables, desde su empleo como material de sutura quirúrgica reabsorbible, hasta su aprovechamiento como fibras técnicas en la industria de la automoción.
La producción biotecnológica de las fibras, que son más fuertes que el acero y más elásticas que el nylon, tiene múltiples aplicaciones no solo a nivel industrial, sino también biomédicas. Fibras similares a la seda formadas por espidroína recombinante, generan un material biocompatible de gran utilidad en cultivos celulares y medicina regenerativa.

Más cerca de un "elixir" de la juventud

Durante décadas el "Santo Grial" de los científicos ha sido encontrar la forma de retrasar el envejecimiento humano y se han llevado a cabo numerosas investigaciones en todo el mundo con ese objetivo.
Esta semana, la Sociedad Real (la academia de ciencias del Reino Unido) reunió a esos investigadores en una conferencia en Londres para presentar los avances logrados en el campo de la lucha contra el envejecimiento.
Los científicos informaron que se han identificado al menos diez mutaciones genéticas capaces de prolongar la vida de ratones en hasta 50% y que varias de ellas también están vinculadas a la longevidad en el ser humano.
Algunas compañías farmacéuticas ya están explotando estos hallazgos tratando de encontrar blancos potenciales para nuevos "fármacos de la juventud".
Según dijo uno de los ponentes en la conferencia, el profesor Nir Barzilai, del Colegio de Medicina Albert Eistein de Nueva York, estos medicamentos estarán disponibles mucho más pronto de lo que pensamos.
"He visto a personas que no sólo tienen 100 años sino que también se encuentran en excelente estado de salud", afirmó el científico en la reunión.
"Conducen autos y pintan, y dicen que la vida es bella. Por eso, tengo la firme creencia de que los seres humanos somos capaces, como especie, de vivir 100 años o más si logramos prevenir algunas de las enfermedades relacionadas con la vejez".
Vejez, una "enfermedad"
La visión del profesor Barzilai es que un día podamos disponer de una píldora que tomaremos diariamente para postergar los efectos del envejecimiento y que quizás se podrá empezar a usar cuando la persona cumpla 40 o 50 años.
Pero la clave para lograr este objetivo, como le explicó Barzilai a la BBC, es clasificar ahora a la vejez como una enfermedad que puede prevenirse.
"El punto básico de esta investigación es establecer que el envejecimiento es un importante factor de riesgo de todos los trastornos relacionados a la vejez, como el mal de Alzheimer, la diabetes y la enfermedad coronaria".
"Y si no comenzamos a combatir este proceso de envejecimiento como un todo, no lograremos avances combatiendo sólo una de estas afecciones".
Porque de nada sirve -según él- poder curar a un paciente con enfermedad coronaria si en un año ese mismo paciente va a desarrollar Alzheimer, cáncer u otro trastorno relacionado con la edad.
La meta, entonces, es lograr que una persona llegue a los 100 años sin sufrir ninguno de estos males.
"Todos envejecemos en distinto grado. Una persona puede tener 50 años y verse como de 40 años y viceversa. Por eso, mi investigación se centra en aquellos que han llegado a los 100 años pero con una buena salud", aclaró Barzilai.
¿Juventud eterna?
Los científicos saben que no se puede dar marcha atrás al envejecimiento, pero sí se lo puede retrasar.
Y esto ha quedado demostrado en los últimos 40 años con el surgimiento de una población extremadamente vieja en muchos países del mundo, gracias a la mejora en los cuidados de salud, el estilo de vida, la dieta y el medio ambiente.
Sin embargo, todavía hay una gran preocupación tanto de individuos como de gobiernos y sus sistemas de salud de que cada vez haya más personas ancianas pero que han perdido sus facultades y que tienen que depender de otros para sobrevivir.
Por eso, tal como señala el profesor Barzilai, se están intentando crear medicamentos capaces de explotar los factores genéticos vinculados a la longevidad que se han descubierto hasta el momento.
"Hemos hallado varios factores comunes y cada uno de ellos es un medicamento potencial en el futuro", dijo el investigador.
"Mi investigación, que presenté en la Sociedad Real, muestra datos de uno de los genes que identificamos y que está vinculado al metabolismo del colesterol".
"Creemos que este gen aumenta los niveles de colesterol bueno, algo que hasta ahora no hemos logrado de forma natural y que sabemos que retrasa la vejez, porque lo hemos visto en las personas centenarias que hemos estudiado".
"Estamos ya trabajando en un fármaco que imite la función del gen y creemos que pronto podría estar disponible para pruebas".
Estos ensayos, dijo el experto, deberán confirmar si realmente el aumento del colesterol bueno previene o retrasa las enfermedades relacionadas con la vejez.
¿Y cuándo podríamos contar con este "elixir" de la juventud? Según Barzilai, podría ser pronto.
"Esta pregunta me la han hecho durante toda mi carrera profesional y siempre he respondido lo mismo: en unos cinco o diez años".
"Pero ahora estoy seguro de que estoy en lo correcto y será mucho más pronto de lo que creemos".

La NASA le invita a convertirse en un astronauta virtual

La agencia espacial norteamericana (NASA) invita a los navegantes del ciberespacio a que se conviertan durante un rato en 'astronautas virtuales' y aprovechen para dar un breve paseo por la Luna, con el objetivo de ayudarles a comprender muchas cuestiones científicas.
Para ello no son necesarios ni traje espacial ni nave en la que despegar hacia el espacio. Simplemente hay que pinchar en http://www.moonzoo.org/, donde con el máximo detalle se recogen las últimas imágenes de alta resolución capturadas por la sonda Lunar Reconnaissance Orbiter Camera (LROC) de la NASA, que ofrece múltiples pistas para conocer un poco mejor la historia de la Luna y del Sistema Solar.
El proyecto 'Moon Zoo Web' es una iniciativa ciudadana de 'Citizen Science Alliance', un grupo que engloba a diferentes organizaciones de investigación y museos.
Una contribución a la ciencia
"Necesitamos que los ciudadanos naveguen por esta web para poder interpretar estas sorprendentes nuevas imágenes. Si tan sólo pasa cinco minutos en la web contando cráteres hará una contribución muy importante a la ciencia", ha indicado el jefe de Citizen Science Alliance y profesor de la Universidad de Oxford, Chris Lintott.
Los científicos están particularmente interesados en conocer cuántos cráteres hay en determinadas áreas del satélite terrestre para poder conocer y determinar la edad y la profundidad de la superficie lunar. Además, los cráteres más recientes surgidos de impactos sobre la superficie de la Luna hace muy poco tiempo aportan pistas sobre los riesgos potenciales de los meteoros, tanto en la Luna como en la Tierra.
El Instituto de Ciencia Lunar de la NASA (NLSI, por sus siglas en inglés) está contribuyendo en esta iniciativa, entre otras cosas, aportando contenidos y apoyando los principales objetivos del proyecto.

Los laboratorios de la NASA están anticuados, según el Consejo de Investigación

Muchos de los laboratorios de investigación de la NASA son viejos y la reducción de presupuesto ha puesto seriamente en peligro la investigación científica en la agencia espacial, según un informe del Consejo Nacional de Investigación, un órgano de asesoramiento independiente de la administración estadounidense.
Ciertos cambios burocráticos supondrán que el personal que trabaja en los laboratorios deberá emplear mucho tiempo en solicitar dinero mientras sus instalaciones se deterioran, según afirma el panel de expertos designado por el consejo.
"La comunidad de investigación en la NASA ha sufrido un fuerte impacto por las reducciones presupuestarias que son responsables de esta disminución en las capacidades de laboratorios, y como resultado, la capacidad de la NASA para lograr sus futuras metas está en serio peligro, concluyen.
Mejorar las instalaciones
El informe no dice que la NASA debería gastar un monto particular de dinero para arreglar los problemas, pero recomienda que la agencia se esfuerce en mejorar las instalaciones. Este documento llega mientras el presidente de Estados Unidos, Barack Obama, intenta promover una nueva visión de exploración del espacio que incluye sociedades público-privadas para reemplazar el modelo gubernamental que envió astronautas a la Luna hace 40 años.
Obama pidió un aumento de 6.000 millones de dólares en el presupuesto de la NASA para ayudar a aumentar la exploración del sistema solar y los estudios sobre cambio climático realizados desde la Tierra.
La NASA le encargó al Consejo, una de las Academias Nacionales Independientes de Ciencias que asesora al Gobierno federal sobre políticas médicas y científicas, que investigara sus laboratorios científicos antes de que los cambios de Obama entren en funcionamiento..
Seis centros muy descuidados
El panel encontró que la NASA ha descuidado sistemáticamente laboratorios en seis de sus centros: el Centro de Investigación Ames y el Laboratorio de Propulsión Jet en California, el Centro de Investigación Glenn en Ohio, el Centro de Vuelo Espacial Goddard en Maryland, el Centro de Investigación Langley en Virginia, y el Centro de Vuelo Espacial Marshall en Alabama.
"Estas capacidades de investigación han tardado años en desarrollarse y dependen de infraestructura y personal altamente competente y experimentada", comentó Joseph Reagan, un vicepresidente retirado de Lockheed Martin Corp., que presidió el panel.
"Sin los recursos adecuados, los laboratorios se pueden deteriorar muy rápidamente y no serán rápidamente reconstituidos", declaró.
En cambio, el informe encontró que la cantidad que la NASA necesita gastar para mantenimiento creció de 1.770 millones de dólares en el 2004 a 2.460 millones de dólares en el 2009.
"Más del 80% de las instalaciones de la NASA tienen más de 40 años de antigüedad y necesitan importantes mejoras para preservar la seguridad y continuidad de las operaciones para misiones cruciales", sostiene el informe.

Un sistema para calcular con precisión la edad de las estrellas

Un equipo de científicos, algunos de ellos de varios centros de investigación españoles, ha encontrado la clave para datar la edad de las estrellas enanas blancas del cúmulo galáctico NGC 6791, que ahora podrán ser usadas como "cronómetros fiables" para determinar el nacimiento de otros sistemas.
La investigación ha demostrado que la edad de las estrellas blancas estudiadas -situadas a una distancia de 13.300 millones de años/luz- es de 8.000 millones de años y no de 6.000 millones, como se creía, una diferencia hallada por medio del análisis de la sedimentación de los elementos químicos más pesados y la cristalización de materiales del interior de la estrella.
Estos procesos han permitido calcular con precisión la edad, gracias a la comparación entre los cálculos hechos por los investigadores, con las medidas del cúmulo realizadas con imágenes del telescopio espacial Hubble, y que han comprobado que coinciden, según explicó Enrique García-Berro, investigador del Departamento de Física aplicada de la UPC y director de esta investigación que se publica el jueves en 'Nature'.
Aplicable a la Vía Láctea
La tesis doctoral de García-Berro de 1987 ya apuntaba una hipótesis, en la que ha profundizado este trabajo internacional, de que las enanas blancas pueden servir para fijar la edad de la Vía Láctea, o de agrupaciones de estrellas que hubieran nacido más o menos al mismo tiempo, una especulación que ahora se ha confirmado con unos modelos detallados de estos procesos.
"Este sistema es como una regla, permite calibrar mejor la edad, y esto se puede aplicar, por ejemplo, a la edad de nuestra galaxia -a la que ahora se otorga una antigüedad del orden de unos 10.000 millones de años- y calcular las edades de otros cúmulos", explica García-Berro, que apunta que el resto de galaxias están tan lejos que no se pueden ver las enanas blancas con los medios actuales.
La mayoría de las enanas blancas, formadas por un núcleo de carbono y oxígeno y que son consideradas como residuos -restos compactos de estrellas, fruto de la evolución estelar-, tienen en el momento de su formación niveles de temperatura y brillo muy alto, pero al no tener otra fuente de energía que la reserva térmica se enfrían gradualmente y disminuyen su luminosidad hasta que dejan de irradiar.
Simulación de su evolución
La enanas blancas han servido a la ciencia para estimar, desde el punto de vista teórico, la edad de la galaxia y otros sistemas de estrellas, aunque la poca concreción de las hipótesis que se barajaban era muy grande, ya que no se podía probar los fenómenos de densidad y temperatura producidos en el interior de las estrellas, imposibles de reproducir en laboratorio.
Esta investigación ha demostrado mediante la simulación toda la evolución de las enanas blancas. Se han incluido los dos procesos físicos que tienen lugar en el núcleo de estas estrellas y que nunca se había tenido en cuenta, en concreto la sedimentación del neón y la separación de fases del carbono y el oxígeno durante la cristalización, que sucede a temperaturas más bajas.
En estas dos etapas de la evolución, la estrella libera energía gravitacional y el enfriamiento se ralentiza. Como las enanas blancas más débiles del cúmulo son también las más rojas y frías, si se dispone de buenos modelos de medición del enfriamiento se puede calcular la edad del cúmulo.
Profundizar en el conocimiento del Universo
Los expertos han calculado los colores y el brillo de las enanas blancas del cúmulo y han podido comprobar que en las más débiles, los efectos de estos procesos físicos retardan el enfriamiento de forma que la edad del cúmulo y de las enanas blancas coinciden.
Los resultados de esta investigación abren el camino "para profundizar en el conocimiento del universo", explican sus autores, entre los que hay también científicos del Instituto de Estudios Espaciales de Cataluña, del Instituto de Ciencias del Espacio del CSIC, la Universidad Nacional de la Plata (Argentina) y la Liverpool John Moores University.
"Ahora hay que aplicar esta investigación a otros sistemas estelares y ver que efectivamente sirve para predecir las edades de forma correcta, o para ver si hay fuentes adicionales de energía en el interior de estrellas, o utilizarla para conocer si la constante de la gravitación varía con el tiempo, un abanico de posibilidades", concluye García-Barro.

El telescopio Herschel halla un agujero en el espacio

El telescopio espacial de infrarrojos de la ESA Herschel ha realizado un descubrimiento insólito: un agujero en el Espacio. Los astrónomos podrían ser capaces de vislumbrar el final del proceso de creación de una nueva estrella.
Las estrellas se forman en el interior de densas nubes de polvo y gas que, gracias a la tecnología de Herschel, pueden ser estudiadas por primera vez con gran nivel de detalle. Si bien se han detectado chorros y nubes de gas eyectados por estrellas en formación, continúa siendo un misterio cómo son capaces de dispersar por completo la nube que las rodea para emerger como un nuevo astro independiente. Ahora, por primera vez, Herschel puede estar observando un inesperado paso de este proceso.
La brillante nebulosa de reflexión conocida por los astrónomos como NGC 1999 se encuentra situada junto a una región oscura del firmamento. Durante la mayor parte del siglo XX, se pensaba que estas regiones oscuras se correspondían con densas nubes de polvo y gas que no permitían el paso de la luz.
Un inesperado proceso de formación estelar
Cuando Herschel miró en su dirección para observar las estrellas en formación de la zona, la región continuaba siendo oscura, pero Herschel está diseñado para poder ver a través de este tipo de nubes. O bien la nube era extraordinariamente densa o algo raro estaba pasando.
Al investigar esta región con telescopios desde la Tierra, los astrónomos confirmaron lo que parecía evidente: esta región no está oscura por ser una densa nube de gas, sino porque está realmente vacía. Algo había perforado un agujero a través de la nube. Es tan sorprendente como descubrir una mañana que las lombrices de tu jardín han excavado un hoyo enorme.
Los astrónomos creen que el agujero se formó cuando los chorros de gas eyectados por las estrellas en formación de la región atravesaron la nube de gas y polvo que forma la nebulosa NGC 1999. La intensa radiación de alguna estrella cercana podría haber contribuido a agrandar el agujero. Independientemente de cómo se haya formado, este agujero puede ayudar a comprender cómo se dispersan las nubes de formación en el último paso del proceso de formación de las estrellas.

¿Y si el 'Big Bang' no fue el comienzo de todo?

¿Qué vino antes, el huevo o la gallina? La ciencia todavía no está segura de tener la respuesta, pero una nueva corriente de físicos cree que, en todo caso, el 'Big Bang' sólo fue un huevo… que nació de una gallina universal, que a su vez fue un huevo que nació de otra gallina, y así indefinidamente.
Sean Carroll es uno de esos físicos. Sus argumentos a favor de una nueva teoría del tiempo y su excelente capacidad divulgadora le han catapultado a la fama, al menos en Estados Unidos. Esta semana, antes de firmar su último libro ante una horda de fans, este cosmólogo del Caltech (California Institute of Techonology) dedicó una hora a explicar, ante el atónito público del Museo de Historia Natural de Nueva York, la flecha del tiempo, o lo que es lo mismo, la dirección que sigue el tiempo, el transcurso, lo que hace que sea distinto el ayer del mañana.
En nuestro mundo, explicó, el tiempo sólo sigue una dirección: de pasado a futuro, y se caracteriza por la irreversibilidad. En su ejemplo más famoso, siguiendo con las aves de granja, podemos hacer que un huevo se convierta en tortilla, pero no que una tortilla se convierta en huevo. ¿Por qué? Por la entropía, el desorden al que tiende el Universo.
Una habitación se desordenará sola si no hacemos nada por evitarlo. En cambio, muy a nuestro pesar, requerirá un esfuerzo devolverle el orden inicial. Este simple ejemplo es atribuible a todo el Universo: cada vez es más desordenado, hoy más que ayer y ayer más que el día anterior, así hasta remontarnos hasta sus "inicios", hace 13.500 millones de años, cuando surgió a través del 'Big Bang' en un estado de muy baja entropía, o mucho orden.
Hacia el vacío total
¿Y por qué el Universo tenía muy baja entropía en su nacimiento? No hay una respuesta clara, pero posiblemente fue porque es la forma más fácil que tiene un Universo de nacer, dice Carroll: un sistema muy caliente y altamente denso, capaz de albergar 100.000 millones de galaxias con 100.000 millones de estrellas cada una (como hay ahora), necesita mucho orden para mantenerse en un "espacio compacto". Desde entonces, el Universo no para de expandirse. ¿Hacia dónde? Hacia el infinito. ¿Hasta cuándo? Hasta el infinito. No hay fin.
Los físicos creen que en un gúgol de años (10 elevado a 100), el Universo se vaciará por completo: todos sus elementos habrán caído en los agujeros negros, e incluso los agujeros negros se habrán disuelto. Y aun así, continuará expandiéndose. Sin embargo, los físicos también saben que incluso el vacío guarda cierta cantidad de energía, la energía oscura, y la física cuántica nos dice que siempre quedarán partículas pululando. Suficiente como para que, después de muchísimo tiempo, un pequeño espacio del Universo vacío se desprenda como una gota: puede ser independiente, o puede estar contenido dentro del Universo materno, pero será el nacimiento de un nuevo Universo. Un Big Bang, que por leyes naturales tendrá muy baja entropía y empezará a enfriarse y a expandirse hasta vaciarse, para dar lugar, mucho tiempo después, a un nuevo Universo, y así sucesivamente, hasta el infinito.
Flechas simétricas del tiempo
Para Carroll el vacío es, en realidad, el estado natural de las cosas, y nosotros somos una excepción nacida de las fluctuaciones aleatorias de la energía. Si de algo dispone el Universo, o los universos o multiversos, es de tiempo. Con suficiente tiempo se pueden obtener todo tipo de combinaciones posibles. Incluso que una tortilla pueda volver a ser huevo. Pero se necesitaría mucho más tiempo del que lleva existiendo nuestro Universo.
¿Y cómo es el tiempo en un Universo vacío? El tiempo existe aunque no haya nadie ni nada para experimentarlo. Es una coordenada, como lo es el espacio. Y a este respecto, las leyes físicas no hacen distinción entre pasado y futuro; no hay flecha del tiempo en las leyes fundamentales de la naturaleza. Las cosas podrían ocurrir simultáneamente en otro Universo distinto al nuestro, o fuera del nuestro. Los físicos hablan de equilibrio térmico cuando no hay flecha del tiempo, cuando la entropía es siempre la misma. Entonces es todo estático, nada cambia.
Según explica Sean Carroll, del 'Big Bang' para acá el tiempo ha seguido una dirección: de pasado a futuro. Pero no hay nada que impida pensar que, del Big Bang para atrás, la flecha del tiempo siguió la dirección opuesta, o más bien simétrica. Y del mismo modo en que, para nosotros, todo lo que pudo haber antes del Big Bang es un pasado muy remoto, nosotros somos un pasado muy remoto para los Universos que nacieron en dirección opuesta.
'Einstein se equivocó'
"¡No es posible!", le dice mucha gente a Carroll. "¡Einstein dijo que antes del 'Big Bang' no podía haber nada!". La respuesta de este popular cosmólogo es muy sencilla: Einstein se equivocó. "La teoría de la relatividad ha resultado no ser del todo correcta. Por ejemplo, no es compatible con la física cuántica. Lo que Einstein quiso decir es que más allá del Big Bang, se acaba nuestra capacidad de comprensión", explicó durante su brillante charla, aun asumiendo que no hay certidumbres, sino "aproximaciones honestas" a la realidad del mundo físico. (Como diría el divulgador británico Simon Singh, sólo las matemáticas son capaces de asentar teoremas absolutos).
Después de su conferencia, resulta inevitable una sensación de vértigo ante el abismo que nos espera: un Universo vacío, sin fin, que se repite constantemente. (Nada indica, sin embargo, que las leyes físicas tengan que manifestarse de la misma forma en cada uno de los Universos; para nuestra tranquilidad, no parece que estemos condenados a vivir la misma vida una y otra vez, eternamente).
Cuando se exponen sus teorías en los medios de comunicación, Carroll dice recibir muchas cartas de lectores indignados. "Yo no sé si tú existes, pero yo sí, y no voy a dejar que destruyas el mundo. Creo que tienes demasiado tiempo libre", le increpó un niño de 10 años en una misiva que el científico muestra con orgullo.

Verifican a Escala Cósmica la Validez de la Teoría de la Relatividad de Einstein

Un equipo liderado por científicos de la Universidad de Princeton ha puesto a prueba la teoría de la relatividad general de Albert Einstein para ver si se cumple a escala cósmica. Y, después de dos años de análisis de datos astronómicos, los científicos han dictaminado que la teoría de Einstein, que describe la interacción entre la gravedad, el espacio y el tiempo, opera a grandes distancias tal como lo hace en las regiones locales del espacio.
El análisis de estos científicos sobre más de 70.000 galaxias demuestra que el universo, al menos hasta una distancia de 3.500 millones de años-luz de la Tierra, sigue las normas establecidas por Einstein en su famosa teoría.Desde que el físico Arthur Eddington midió la curvatura de la luz de las estrellas alrededor del Sol durante un eclipse en 1919 y demostró la validez de la teoría de la relatividad general de Einstein, el mundo científico ha aceptado sus principios. Pero hasta ahora, nadie había puesto a prueba la teoría tan a fondo ni tan robustamente, a distancias y escalas que van mucho más allá del sistema solar.En este trabajo, han intervenido Reinabelle Reyes, Rachel Mandelbaum y James Gunn de la Universidad de Princeton, Tobias Baldauf, Lucas Lombriser y Robert Smith de la Universidad de Zúrich, y Uros Seljak de la Universidad de California en Berkeley.
Los resultados del análisis son importantes porque respaldan las teorías actuales que explican la forma y dirección del universo, incluyendo las ideas más aceptadas sobre la Energía Oscura, y permiten descartar las sospechas que se despertaron a raíz de otros experimentos recientes que sugerían que la relatividad general podía estar equivocada.Publicada por primera vez en 1915, la teoría de la relatividad general de Einstein sigue siendo un avance fundamental en la física moderna. Redefinió la comprensión humana del tejido de la existencia: La gravedad, el espacio y el tiempo.La innovadora teoría mostró que la gravedad puede afectar al espacio y al tiempo, una cuestión crucial para comprender las fuerzas fundamentales de la física y los fenómenos naturales, incluyendo los agujeros negros.