Autor Tema: FORO-CIENCIA (Leído 860512 veces)

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Determinan cuándo la expansión del universo comenzó a acelerarse

COSMOLOGÍA

Distribución galáctica en el tiempo. (Foto: Eric Huff, the SDSS-III team, the South Pole Telescope team. Gráfico de Zosia Rostomian)

Hace unos seis mil millones de años, cuando el universo tenía cerca de la mitad de la edad que tiene ahora, experimentó un cambio fundamental en su naturaleza.
Hasta entonces, el universo se había estado expandiendo a una velocidad cada vez menor, debido, esencialmente, al efecto de la atracción gravitatoria ejercida mutuamente por todas las concentraciones de materia existentes en él. Sin embargo, cuando la expansión del universo separó lo suficiente esas acumulaciones de materia, la Energía Oscura, una misteriosa fuerza de la que no se sabe casi nada, comenzó a ejercer una influencia mayor que la de la gravedad. Y, en aquel momento crucial de ese enigmático pulso entre colosos, la expansión del universo comenzó a acelerarse.
Un equipo de científicos del Laboratorio Nacional estadounidense Lawrence Berkeley, trabajando dentro de la Iniciativa de Inspección Espectroscópica de Oscilación Bariónica (BOSS por sus siglas en inglés) y sus colegas del tercer rastreo del proyecto SDSS (Sloan Digital Sky Survey) ha obtenido las mediciones más precisas realizadas hasta la fecha sobre cuánto tiempo había transcurrido desde el Big Bang cuando la expansión del universo comenzó a acelerarse.
El grupo de David Schlegel de la División de Física del citado laboratorio en Berkeley, e investigador principal de la iniciativa BOSS, ha conseguido aclarar que la época en que la Energía Oscura pasó a ejercer un papel dominante en la expansión del universo fue hace unos seis mil millones de años, y esto abre nuevas perspectivas para llevar a cabo experimentos que quizá permitan descubrir qué es la Energía Oscura y por qué acelera la expansión del universo.
Sobre la Energía Oscura se sabe muy poco. Se tiene constancia de que actúa contra la gravedad y acelera la expansión del universo. A diferencia de la energía como la conocemos (y medimos), la Energía Oscura no parece actuar a través de ninguna de las fuerzas fundamentales de la naturaleza y sí de forma opuesta a la gravedad. No puede descubrirse directamente, por ejemplo a través de la luz u otras manifestaciones de la fuerza electromagnética. La evidencia de la Energía Oscura es indirecta.
A finales de la década de 1990, ciertas mediciones de supernovas demostraron que la expansión del universo se está acelerando. Al desconocer la fuerza que actuaba contra la gravedad para producir esta expansión creciente, los astrofísicos empezaron a llamarla "Energía Oscura". Desde entonces, se han llevado a cabo bastantes investigaciones para rastrear la influencia de la Energía Oscura sobre el universo.
Bastantes científicos estiman que la Energía Oscura constituye entre el 70 y el 75 por ciento de la masa y la energía totales y combinadas del universo. Esto es aproximadamente tres veces la cantidad de Materia Oscura, una enigmática forma de materia que no puede ser descubierta por la luz u otra radiación electromagnética, pero que ejerce una poderosa atracción gravitacional sobre las galaxias. Sólo alrededor del 4 por ciento del cosmos está formado por la materia ordinaria, la materia de que estamos hechos y que podemos ver.
Sea lo que sea la Energía Oscura, el caso es que su efecto es más fuerte que cualquier otra cosa a gran escala. También puede determinar el futuro del universo. Su influencia sobre el universo podría seguir haciéndose cada vez más fuerte, hasta el punto de deformar el universo de tal modo que dejase de existir, al menos tal como lo conocemos hoy. Una expansión colosal, más allá de los parámetros que hoy manejamos, diseminaría toda la materia, incluso a los núcleos atómicos. Los cosmólogos le llaman a esto el "Big Rip" o Gran Desgarrón.
Podría también suceder lo contrario, que la Energía Oscura se debilitase y permitiera que la gravedad recobrase el control del universo y lo reconcentrase, en un fenómeno denominado "Big Crunch", que sería, en esencia, una implosión de magnitud ciclópea, en la cual todo el universo se comprimiría en un punto con densidad infinita, como ese a partir del cual se originó el Big Bang.
O quizás la Energía Oscura simplemente permitirá que la expansión continúe de manera convencional, hasta que la mayoría de las estrellas y galaxias estén demasiado distantes para ser vistas, y los observadores eventuales crean que el universo se reduce a la galaxia o sistema solar donde habitan.

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Las zonas de la Tierra donde el ciclo de la vida es más lento

MICROBIOLOGÍA

Lomstein y Thoft, durante una expedición. (Foto: Jesper Rais/AU Communication)

En el subsuelo del fondo marino hay una considerable cantidad de microbios. Pero las condiciones que allí reinan, como oscuridad, grandes presiones y escasez de nutrientes, impiden que los microorganismos desarrollen su ciclo de vida con la velocidad a la que lo harían si estuvieran en un entorno más favorable.
Conocer la velocidad del ciclo de vida de esos microbios tiene un interés que va mucho más allá de lo meramente académico. Esas bacterias de crecimiento muy lento son importantes dentro del conjunto de procesos que afectan al almacenamiento global de carbono, incluyendo al dióxido de carbono. El 70 por ciento de nuestro planeta está cubierto por el mar, lo que significa que el 70 por ciento del planeta tiene fondos marinos conformados por sedimentos que almacenan materia orgánica antigua. En algunos lugares, los depósitos tienen más de cien metros de espesor, y entre el diez y el treinta por ciento del total de la biomasa viva de la tierra se encuentra actualmente en el lodo del fondo marino. Las bacterias en el fondo marino convierten el carbono de la materia orgánica en dióxido de carbono (CO2). La velocidad de su ciclo de vida es por tanto fundamental para los niveles de CO2 del planeta.
El equipo de la microbióloga Bente Lomstein de la Universidad de Aarhus en Dinamarca, ha constatado hasta qué punto el metabolismo del carbono orgánico tiene lugar a un ritmo mucho más lento en los fondos marinos en comparación con lo que sucede en los otros ecosistemas conocidos. El tiempo medio de generación de células bacterianas en esos ecosistemas es muy largo: entre mil y tres mil años. En cambio, muchas de las bacterias que han sido estudiadas en el laboratorio o en la naturaleza se reproducen en cuestión de horas.
Las presiones extremadamente altas (que pueden ser del orden de varios cientos de atmósferas), la total oscuridad y la escasez de nutrientes, hacen que los microorganismos pasen mucho tiempo en "hibernación".
El equipo de Lomstein y Alice Thoft Langerhuus también ha analizado la estrategia seguida por las bacterias para sobrevivir en esas condiciones extremas.
Muchos de estos microorganismos no están activos, sino en forma de endosporas, las cuales tienen un robusto "escudo" que las protege de este severo ambiente.
Las técnicas de análisis desarrolladas para esta investigación también pueden ser útiles para explorar la velocidad media del ciclo de vida en otros ecosistemas sometidos a condiciones muy duras, como en las comunidades de microorganismos atrapados en el permafrost, que presentan una actividad biológica extremadamente baja.
En esencia, el permafrost (o permahielo) es hielo mezclado con partículas minerales y orgánicas, y en bastantes terrenos de zonas frías del mundo forma una capa que yace en el subsuelo. Allí está lo bastante protegida de los rayos del Sol como para que buena parte del material permanezca congelado de manera ininterrumpida durante miles o incluso millones de años.

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La superTierra de Gliese 581 es poco capaz de transferir vida a otros mundos

ASTROBIOLOGÍA

Representación artística de algunos de los planetas de Gliese 581. En primer plano, Gliese 581e. Más lejos, se ve un planeta azul, que es Gliese 581d. (Imagen: ESO / L. Calçada)

Aunque es factible que pueda haber condiciones aptas para la vida en cierto planeta de la clase conocida como superTierra, en el sistema Gliese 581, es poco probable que materiales biológicos de ese gran planeta se hayan propagado a otros mundos de su sistema solar, a diferencia de lo que pudo suceder entre la Tierra y Marte.
Se les llama "superTierras" a los planetas presumiblemente rocosos, con una masa mayor que la de la Tierra, pero menor que la de los gigantes gaseosos como Urano y Neptuno. En el sistema de Gliese 581, el Planeta d es de ese tipo, y circula alrededor de la estrella en una franja orbital que lo mantiene a la distancia idónea para gozar de una temperatura capaz de permitir la existencia de agua líquida en la superficie.
Una de las grandes preguntas científicas es cómo empezó la vida y hasta qué punto la vida surgida en un planeta se propagó a otros. Se sabe que en nuestro sistema solar ha habido un intercambio de materia entre planetas, y aún sigue habiéndolo, aunque menos. Debido a esto y a otros motivos, hoy en día se acepta que pudo surgir vida en Marte y luego pasar con éxito a la Tierra. También ha habido mucha discusión acerca de la posible propagación de la vida en el universo desde un sistema solar a otro.
Rocas lunares y meteoritos marcianos han sido encontrados en la Tierra, lo que condujo tiempo atrás a Jay Melosh, de la Universidad Purdue, en West Lafayette, Indiana, Estados Unidos, a presentar la hipótesis de que junto con los meteoritos también pudieron viajar de un astro a otro microbios vivos.
En un nuevo estudio realizado en esa universidad, el equipo de Laci Brock ha determinado que, a diferencia de la relativa facilidad de intercambio microbiano entre planetas en nuestro sistema solar, la transferencia de microbios vivos desde la citada superTierra a otros planetas en el sistema solar de Gliese 581, no es probable.
Los cuatro planetas encontrados en Gliese 581 están muy cerca de su estrella central, lo que implica grandes velocidades orbitales. Sin embargo, la velocidad inicial del material que eventualmente puede salir del Planeta d, no es suficiente para permitir los intercambios entre planetas.
Debido a ello, el Planeta d tendría muy pocas posibilidades de transferir su material a los otros planetas del sistema de Gliese 581, y, en ese sentido, está mucho más aislado biológicamente que los planetas interiores de nuestro sistema solar.

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Dos satélites chinos Beidou, lanzados a un tiempo

ASTRONÁUTICA

China lanzó el 29 de abril dos ejemplares de su red de satélites de navegación Beidou-2. Un cohete CZ-3B partió a las 20:50 UTC desde el centro de Xichang, llevando a bordo a su carga, los BD-2 M3 y BD-2 M4, en dirección al espacio.
Construidos por la empresa CAST, pesan 800 kg cada uno y están equipados con sistemas de emisión de señales de navegación, de forma parecida a los GLONASS rusos o los GPS estadounidenses. A diferencia de estos últimos, que sólo son colocados en órbitas intermedias, el sistema chino utiliza además vehículos en posiciones geoestacionarias y geoestacionarias inclinadas. Sin embargo, en la misión del domingo, el cohete transportó dos unidades para la órbita intermedia circular, a unos 21.500 km de altitud. Los miembros de esta constelación se llaman Compass-M y tardan unas 12 horas en dar una vuelta a la Tierra.
Además de los equipos de navegación, los Beidou-2 M, basados en la plataforma DFH-3B, disponen de un retrorreflector láser para mediciones exactas de su órbita. Con una vida operativa de unos 5 años, China sigue expandiendo su red satelital, con el objetivo de ofrecer un servicio de carácter global hacia 2020.
Con ellos, los usuarios podrán determinar su posición, si bien los militares disfrutarán de una mayor precisión que los civiles.
Hay que hacer notar también que hasta la fecha no se habían lanzado dos satélites Beidou simultáneamente. La tecnología para ello, obviamente ya disponible, permitirá aumentar el ritmo necesario para completar la constelación.
El cohete CZ-3B liberó a su carga de forma consecutiva en una órbita elíptica. Los satélites usarán en breve su motor de a bordo para convertir dicha trayectoria en circular.

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Desarrollan un programa para rehabilitación basado en realidad aumentada

COMPUTACIÓN

Los movimientos reales son captados por la webcam y analizados por el programa. (Foto: Óscar Zorrilla)

Óscar Zorrilla, alumno de Ingeniería Técnica en Informática de Gestión de la Universidad de Burgos, España, ha desarrollado una aplicación informática para mejorar los ejercicios físicos de rehabilitación que tiene que hacer un paciente. Rehabilit-AR es un programa que se basa en la tecnología de realidad aumentada (en inglés, augmented reality, AR), de manera que una webcam capta los movimientos y la aplicación evalúa si son los adecuados.
“En la actualidad, los ejercicios de rehabilitación se realizan de una forma manual y subjetiva, es el profesional encargado de la rehabilitación quien le dice al paciente si lo está haciendo bien o mal de acuerdo con su percepción, pero podría hacerse de una forma más rigurosa”, explica Óscar Zorrilla en declaraciones a DiCYT.
Basado en esta idea, el investigador desarrolló la aplicación. A través de una cámara web se captan los movimientos, generalmente de las extremidades, y el programa comprueba si el movimiento de un brazo, por ejemplo, llega al extremo supeior y al extremo inferior que se han marcado previamente como puntos clave para ejecutar un determinado movimiento. El sistema almacena esta información y la puede transformar en gráficos que, con el paso de los días, ofrecen datos sobre la evolución de la persona que lleva a cabo la rehabilitación.
El paciente puede ver cómo ejecuta los ejercicios y, en el caso de los niños, esta herramienta puede llegar a ser un incentivo para conseguir que colaboren en las sesiones, ya que hace mucho más llamativos los ejercicios. De hecho, “estamos pensando en añadir actividades o juegos que ayuden a ejecutar los movimientos”, señala.
El proyecto fin de carrera de Óscar Zorilla se basó en esta idea, que fue seleccionada para una de las becas para el desarrollo de un prototipo comercializable por parte de la Oficina de Transferencia del Conocimiento de la Fundación General y la Oficina de Transferencia de Resultados de Investigación (OTC-OTRI)de la Universidad de Burgos, que también le ha ayudado a registrar el programa. Se trata de una iniciativa impulsada por el Programa de Transferencia de Conocimiento Universidad-Empresa (T-CUE) de la Junta de Castilla y León.
En la actualidad, esta línea de investigación ha entrado en una nueva fase cuya meta es lograr un producto que salga al mercado y pueda ser de utilidad. A esta fase se han incorporado dos nuevos socios, Daniel Ballesteros y Ana Isabel Fernández.
Uno de los principales retos tecnológicos de este prototipo fue que el programa reconociese los puntos de referencia a la hora de ejecutar los movimientos por parte del paciente. En principio, Óscar Zorrilla tuvo que diseñar sus propios códigos bidimensionales (como los ya populares códigos QR) para este propósito. La idea era pegarlos a la persona que ejecutaría los movimientos.
Sin embargo, en la nueva fase en la que está el proyecto ha apostado por utilizar una tecnología ya desarrollada y muy conocida por la consola de videojuegos Xbox: Kinect, que permite jugar únicamente interpretando los movimientos del participante, sin mandos ni ningún otro elemento. “Aporta más precisión y comodidad”, afirma.
Aunque los movimientos de las extremidades es la parte más desarrollada, el desarrollo del programa podría adaptarse a las necesidades que los posibles clientes puedan ir detectando, según ha explicado el ingeniero informático.

Fuente: José Pichel Andrés/DICYT

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El 'Homo sapiens' pudo provocar un genocidio neandertal

ANTROPOLOGÍA

BIenvenido Martínez-Navarro y Policarp Hortolà con una réplica de cráneo neandertal. (Imagen: IPHES)

El mecanismo de la extinción de los neandertales es un tema polémico de gran interés entre la comunidad científica. Ahora, dos investigadores del Instituto Catalán de Paleoecología Humana y Evolución Social (IPHES), Bienvenido Martínez-Navarro (paleontólogo) y Policarp Hortalà (biólogo), aportan una nueva hipótesis, con datos ecológicos y etológicos, según la cual los Homo neanderthalensis habrían sido, muy probablemente, víctimas de un genocidio provocado por Homo sapiens.
Los autores consideran que los neandertales habrían sido una presa más en la cacería de los miembros de nuestra especie, matando para consumir, o bien, para acabar con la competencia. Desde un punto de vista más ecológico, con los neandertales habría pasado lo mismo que con la megafauna del Cuaternario (mamuts, rinocerontes lanudos, megaterios sudamericanos, etc.), que desapareció por la presión de los Homo sapiens. Así lo recoge la prestigiosa revista Quaternary International en un artículo reciente que firman Bienvenido Martínez-Navarro y Policarp Hortalà del IPHES.
Para los autores, y desde el punto de vista de la estrategia de competencia ecológica de los consumidores de carne, "cualquier muerte del competidor o su depredación, sea con el consumo de la misma o no, tiene dos ventajas: primera, a menos competidores, más presas disponibles, y segunda, a más presas disponibles (incluyendo en esta categoría otros consumidores de carne, como los neandertales), menos competidores", explica Hortolà.
"Esta estrategia no es un comportamiento humano distintivo, sino que está generalizada entre los mamíferos carnívoros, cuando dos especies se superponen", observa el mismo investigador. "Somos una especie única, pero de ninguna manera una especie separada del mundo natural", complementa Martínez-Navarro.
La competencia entre los humanos anatómicamente modernos y los neandertales no ha sido demostrada. Sin embargo, "la expansión geográfica del Homo sapiens -indica Bienvenido Martínez-Navarro - parece haber conducido a una rivalidad directa que llevó a la extinción neandertal".
En este sentido, el registro paleontológico y los datos cronométricos obtenidos en la Grotta del Cavallo (sur de Italia) confirman una rápida dispersión de los humanos modernos a través de Europa antes de la desaparición de Homo neanderthalensis. "Un ejemplo de posible competencia por los recursos entre neandertales y sapiens se encuentra en el área limitada que comprende el abrigo neandertal de Mezzena Riparo i la Grotta di Fumane proto-aurinyaciana (norte de Italia)", añade el mencionado paleontólogo.
En el estudio se indica que muy posiblemente los neandertales se extinguieron por las mismas causas que la megafauna, ya que estas especies tienen una muy baja tasa de reproducción y, sometidas a la presión cinegética de un supercazador foráneo con tecnología avanzada como era el Homo sapiens, se iban extinguiendo gradualmente.
Además, hay que tener en cuenta que la tasa de reproducción de Homo neanderthalensis era muy baja, como en todas las especies de homínidos y como en la megafauna. "Por eso, en competencia con Homo sapiens, estaba condenado al ocaso", subraya Martínez-Navarro.
Así, los neandertales fueron parte de los grandes mamíferos potencialmente perseguidos como presas para nuestra especie, del mismo modo que, históricamente, aún lo son los orangutanes, los gorilas y los chimpancés, todos ellos miembros de nuestra propia familia taxonómica. "Lo más posible es que el mismo fenómeno sucediera cada vez que una especie del género Homo tecnológicamente más evolucionada se superpuso a otra tecnológicamente menos avanzada, como el Homo erectus o el Homo floresiensis", indica Hortolà.
Ambos admiten que aunque en la etapa actual de conocimiento del registro arqueológico, el principal supuesto de esta investigación sólo puede ser considerado como una hipótesis de trabajo, "lo que da sentido a la explicación sugerida (el genocidio neandertal debido a la matanza y depredación como parte habitual de la estrategia de la competencia de los sapiens) es consecuencia de nuestro secular comportamiento como primate carnívoro territorial y social".

Fuente: IPHES

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La sonda 'Dawn' revela más secretos del asteroide gigante Vesta

ASTRONOMÍA

Imágenes compuestas de un cráter de Vesta facilitadas por la sonda 'Dawn'. (Imagen: NASA et al.)

Los descubrimientos aportados por la nave Dawn de la NASA revelan nuevos detalles sobre el asteroide gigante Vesta, incluyendo su variada composición superficial, bruscos cambios de temperatura y pistas sobre su estructura interna. Los datos, que se presentaron el pasado jueves en la reunión de la Unión Europea de Geociencias en Viena (Austria), pueden ayudar a los científicos a comprender mejor la formación del sistema solar primitivo.
Se da la circunstancia de que una roca de Vesta pudo ser el meteorito que cayó en Puerto Lápice, en Ciudad Real, España, el 10 de mayo de 2007. El año siguiente, científicos del CSIC, la Universidad Politécnica de Catalunya y la Universidad de Huelva anunciaron que, tanto la caracterización mineralógica como la composición química e isotópica de los fragmentos encontrados, mostraban que se trataba de una ‘eucrita’ con un origen “muy probable” de la superficie de Vesta.
Ahora, las imágenes de la cámara de Dawn y el espectrómetro de cartografiado visible e infrarrojo, tomadas a 680 kilómetros y 210 kilómetros de altura, muestran gran variedad de minerales y rocas en esa superficie. Las fotografías codificadas en falso color facilitan el estudio de la composición de Vesta y permiten identificar material que una vez estuvo fundido bajo su superficie.
Los científicos también han observado brechas, rocas fundidas durante el impacto de escombros espaciales. Muchos de los materiales detectados están compuestos por minerales ricos en magnesio y hierro, que a menudo se encuentran en las rocas volcánicas de la Tierra. Las imágenes también revelan depósitos suaves como estanques, que podrían haberse formado cuando el polvo fino que se creó durante los impacto se asentó en las regiones bajas.
"Dawn ahora nos permite estudiar la variedad de mezclas de roca que componen la superficie de Vesta con gran detalle", comenta Harald Hiesinger, científico de la Universidad de Münster (Alemania). "Las imágenes sugieren una sorprendente variedad de procesos que componen la superficie de Vesta".
En el cráter Tarpeya, cerca del polo sur del asteroide, la sonda reveló bandas de minerales que aparecen como capas brillantes en las laderas escarpadas del cráter. Los estratos expuestos permiten observar más atrás en la historia geológica del asteroide.
Las capas más superficiales apoyan la evidencia de la contaminación de la superficie por las rocas espaciales que bombardean la superficie de Vesta, pero las de abajo preservan casi todas las características originales. Los deslizamientos frecuentes por las laderas de los cráteres también han puesto de manifiesto otros patrones minerales ocultos.
"Estos resultados sugieren que la piel de Vesta se está renovando constantemente", destaca María Cristina De Sanctis, líder del equipo del espectrómetro ‘mapeador’ visual e infrarrojo con base en Instituto Nacional para la Astrofísica de Italia.
Dawn también ha facilitado una vista casi en 3-D de la estructura interna de Vesta. Al hacer mediciones ultrasensibles de atracción gravitatoria del asteroide en la nave espacial, se pueden detectar densidades inusuales dentro de sus capas exteriores.
Los datos muestran ahora una zona anómala cerca del polo sur de Vesta, lo que sugiere que el material más denso de las capas inferiores se ha expuesto por el impacto que creó una cuenca denominada Rheasilvia. El material más joven y ligero que recubre otras capas de la superficie de Vesta se ha lanzado hacia fuera en la cuenca.

Fuente: NASA/SINC

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Nuevo sistema de autorreparación de roturas en carcasas de teléfonos, automóviles y otros aparatos

CIENCIA DE LOS MATERIALES

El nuevo plástico se vuelve rojo al estropearse y después se autorrepara. (Foto rof. Marek W. Urban)

Los plásticos se han vuelto muy comunes y han sustituido al acero, el aluminio, el vidrio, el papel y otros materiales tradicionales, porque combinan propiedades muy deseables como fortaleza, ligereza y resistencia a la corrosión. Cientos de científicos de todo el mundo han estado trabajando, sin embargo, para remediar una de las desventajas de estos materiales: Casi siempre, cuando un objeto hecho de plástico se raya o agrieta, repararlo puede resultar difícil o imposible.
Una nueva clase de plásticos que imitan la capacidad de la piel humana para curar arañazos y cortes promete dotar de superficies autorreparables a teléfonos móviles, ordenadores portátiles, automóviles y otros productos. El nuevo tipo de plástico cambia de color para advertir a los usuarios de los desperfectos, y se autorrepara al ser expuesto a la luz adecuada.
El nuevo plástico, desarrollado por el equipo de Marek W. Urban, de la Universidad del Sur de Mississippi en Hattiesburg, Estados Unidos, tiene otras ventajas. A diferencia de los plásticos autorreparables que dependen de compuestos reparadores integrados en la estructura y que permiten una sola autorreparación, este nuevo plástico puede autorrepararse una y otra vez. El material también es más ecológico que muchos otros plásticos, ya que el proceso para elaborarlo se basa en el agua, en vez de depender de ingredientes potencialmente tóxicos como es el caso con otros plásticos.
Muchas son las aplicaciones que se le podrán dar a este singular plástico, gracias a sus capacidades para advertir sobre desperfectos y para autorrepararse. Las ralladuras en los guardabarros de automóviles, por ejemplo, podrían ser reparadas simplemente exponiéndolos a una adecuada luz intensa. Las piezas estructurales críticas de aeronaves podrían advertir a los ingenieros sobre desperfectos, volviéndose rojas a lo largo de las fisuras, aunque fuesen muy pequeñas. Los responsables de mantenimiento y seguridad podrían así decidir si aplicar a las piezas una adecuada luz intensa que arregle el desperfecto o bien proceder a reemplazar entero el componente.
El equipo de Urban ya está trabajando en incorporar la nueva tecnología a plásticos capaces de resistir temperaturas altas.

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Las fascinantes alteraciones químicas del hielo lunar provocadas por los rayos cósmicos

ASTROFÍSICA

La sonda LRO. (Foto: Chris Meaney/NASA)

En un estudio reciente se ha logrado cuantificar los niveles de radiación sobre la superficie lunar, derivados del bombardeo de rayos cósmicos (en esencia, partículas energéticas originadas fuera de la Tierra y de la Luna). Con el paso del tiempo, el fenómeno provoca cambios químicos en el agua helada y puede crear cadenas complejas de carbono similares a las que contribuyen a formar los cimientos de las estructuras biológicas.
Además, el proceso promovido por la radiación causa que el regolito del suelo lunar se oscurezca con el paso del tiempo. Tener en cuenta esto es importante para garantizar un conocimiento lo bastante bueno sobre la historia geológica de la Luna. El regolito es un sedimento que en el caso de la Luna se debe al incesante bombardeo de micrometeoritos, rayos cósmicos y partículas de viento solar.
El nuevo estudio se basa en mediciones hechas por el instrumento CRaTER, a bordo de la sonda lunar LRO de la NASA. El trabajo de investigación lo ha realizado un equipo de expertos de la Universidad de New Hampshire, en Estados Unidos, y otras instituciones.
Los resultados del estudio no sólo subrayan que la erosión de la superficie lunar provocada por los rayos cósmicos es un importante agente de alteración química, sino que también refuerzan la hipótesis de que los rayos cósmicos pueden hacer un trabajo comparable en algunos aspectos al que, bajo escenarios más convencionales, conduce a la formación de moléculas prebióticas.
Aunque ciertamente la radiación cósmica plantea riesgos para los astronautas e incluso para las astronaves, lo descubierto por el equipo del físico Nathan Schwadron, de la citada universidad, y Harlan Spence, científico principal del instrumento CRaTER, refuerza la idea de que los rayos cósmicos pudieron ser un agente fundamental en la evolución química y acaso bioquímica de algunos planetas, miniplanetas, satélites y cuerpos celestes menores, al actuar en el agua helada y causar en ella alteraciones químicas. Específicamente, el proceso libera átomos de oxígeno del hielo de agua, que luego pueden enlazarse con el carbono para formar grandes moléculas orgánicas prebióticas.

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Poder transportar cosas con las manos, ¿el motivo principal para pasar a caminar sobre dos piernas en vez de a cuatro patas?

ANTROPOLOGÍA

Chimpancé transportando comida en ambas manos gracias a caminar sobre dos piernas. (Foto: Kimberley Hockings / Oxford Brookes University)

Para la mayoría de nosotros, caminar mientras sostenemos objetos con las manos es algo rutinario. Se trata de una actividad aparentemente simple cuya importancia y complejidad no solemos valorar.
Sin embargo, esta habilidad pudo marcar la evolución humana mucho más de lo creído, a juzgar por las conclusiones de un nuevo estudio, según las cuales hace varios millones de años el bipedalismo, o el caminar erguido, pudo originarse mayormente como una adaptación para transportar recursos escasos y de alta calidad. O, como mínimo, esa utilidad pudo ser una de las más importantes en la adopción evolutiva de esa habilidad.
El equipo de investigadores, de Estados Unidos, Reino Unido, Japón y Portugal, investigó la conducta de chimpancés de hoy en día que competían por recursos alimentarios, con el fin de entender qué situación ecológica haría que un mono antropomorfo, parecido por tanto al ancestro de hace 6 millones de años que los humanos compartimos con los chimpancés actuales, procurase caminar sobre dos piernas.
Lo descubierto por este equipo, que incluye a Kimberley Hockings, de la Universidad de Oxford Brookes en el Reino Unido, especialista en simios, y al antropólogo Brian Richmond de la Universidad George Washington, en Washington D.C., sugiere que a menudo los chimpancés comienzan a moverse sobre dos extremidades en vez de sobre cuatro en situaciones en las que necesitan monopolizar un recurso, usualmente porque puede ser escaso en su hábitat, resultándoles difícil predecir cuándo lo volverán a encontrar.
Por ejemplo, tal como se ha comprobado en los experimentos realizados durante el estudio, los chimpancés recurren a esa estrategia para abastecerse con una buena provisión de un tipo de fruto seco, más escaso en el entorno preparado para la investigación que otros tipos. Andar sobre dos piernas les permite llevar consigo una mayor cantidad de esos frutos secos a un mismo tiempo, porque libera sus manos.
Con el paso del tiempo, periodos de gran actividad bípeda pudieron haber conducido a cambios anatómicos que a su vez fueron importantes para la selección natural allí donde era intensa la competencia por los alimentos u otros recursos transportables con las manos.

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La niebla de hidrocarburos que precedió a la oxigenación de la atmósfera terrestre

GEOQUÍMICA

La niebla de hidrocarburos que precedió a la oxigenación de la atmósfera terrestre era comparable en algunos aspectos a la hoy reinante en la atmósfera de Titán y mostrada en esta imagen artística de dicha luna. (Foto: NASA-JPL/ESA)

Ciertos modelos han sugerido que la atmósfera primigenia de la Tierra pudo haberse calentado gracias a una capa de niebla orgánica que retenía calor.
Nuevos análisis geoquímicos de los sedimentos marinos de ese período de tiempo, hace entre 2.650 y 2.500 millones de años, proporcionan la primera evidencia de la existencia de tal capa en la atmósfera.
Sin embargo, más que apuntar a un continuo período brumoso, lo descubierto sugiere que en aquella atmósfera terrestre periódicamente se alternaba un estado sin hidrocarburos con otro rico en ellos, similar al reinante en la atmósfera de Titán, la luna más grande de Saturno.
Esta alternancia entre niebla orgánica y un ambiente sin ella era el resultado de una intensa actividad microbiana y debió tener un profundo efecto sobre el clima de la Tierra.
Las condiciones que permitían la existencia periódica de la niebla orgánica terminaron cuando la atmósfera se oxigenó, unos 100 millones de años después de depositarse los sedimentos.
El descubrimiento aporta datos reveladores sobre el ambiente en la superficie terrestre antes de la oxigenación del planeta, y confirma la importancia del gas metano en procesos importantes de la atmósfera primigenia.
El equipo de Aubrey Zerkle y Simon Poulton de la Universidad de Newcastle en el Reino Unido, y James Farquhar de la Universidad de Maryland, en Estados Unidos, ha basado su investigación en análisis detallados de la geoquímica de los sedimentos marinos depositados hace entre 2.650 y 2.500 millones de años, en lo que ahora es Sudáfrica.

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Robot metamórfico hecho de partículas parecidas a granos de arena

ROBÓTICA

Piezas usadas para probar el algoritmo. (Foto: M. Scott Brauer)

Imagine que tiene una caja grande con un montón de partículas diminutas cuyo aspecto es el de arena. Usted entierra en esa "arena" el modelo a pequeña escala de una silla. Unos segundos después abre de nuevo la caja y saca de ella una silla de tamaño real. La "arena" se ha congregado en una réplica a gran escala del modelo.
Este portento, propio de la ciencia-ficción, podría convertirse en realidad en un futuro cercano, gracias a la creación de los algoritmos necesarios para la conducta "inteligente" de esa arena especial. Estaríamos ante algo definible como un robot metamórfico hecho de una arena artificial muy especial, o quizá más bien ante un montón de minúsculos robots capaces de ensamblarse y desensamblarse entre ellos para adoptar las configuraciones deseadas, y con la habilidad de trabajar juntos como si fuesen piezas de una sola máquina.
El desarrollo de estos algoritmos es parte de un ambicioso proyecto en el que trabaja un grupo de especialistas del Laboratorio de Robótica Distribuida (DRL por sus siglas en inglés), adscrito al Laboratorio de Ciencias de la Computación e Inteligencia Artificial del MIT (Instituto Tecnológico de Massachusetts) en Cambridge, Estados Unidos.
Además de crear esos algoritmos, el equipo de la robotista Daniela Rus y su colaborador Kyle Gilpin también ha realizado experimentos en los que han probado los algoritmos en partículas que, por ahora, son más grandes que granos de arena: cubos de aproximadamente un centímetro de lado, equipados con microprocesadores rudimentarios en su interior y unos imanes muy inusuales en cuatro de sus lados.
A diferencia de otras muchas estrategias para el funcionamiento de robots reconfigurables, el concepto de la arena inteligente se basa en usar un método sustractivo, semejante a lo que hace un escultor al tallar un bloque de piedra, en vez de un método aditivo, comparable a lo que hace quien construye una estructura ensamblando piezas como en el juego de LEGO. Un montón de arena inteligente sería el equivalente a ese bloque de piedra con el que empieza a trabajar un escultor.
Con ese método sustractivo de trabajo, los granos individuales de arena se pasarían mensajes entre ellos para mantenerse unidos de manera selectiva y así formar un objeto tridimensional. Los granos que no fuesen necesarios para construir ese objeto simplemente abandonarían la estructura dejándose caer en el montón de arena sobrante. Cuando el objeto hubiera servido a su propósito y ya no se le necesitase, sus componentes volverían al montón. Sus granos constituyentes se despegarían entre sí, volviendo a quedar libres para participar en la creación de una nueva estructura.
Los cubos, o "guijarros inteligentes", que Gilpin y Rus construyeron para probar su algoritmo, constituyen una versión simplificada y bidimensional (sólo para construir estructuras de un solo piso) del sistema. Cuatro de las caras de cada cubo están equipadas con dispositivos conocidos como imanes electropermanentes, los cuales se caracterizan por estar hechos de materiales que pueden magnetizarse o desmagnetizarse con un solo pulso eléctrico. A diferencia de los imanes permanentes, pueden activarse y desactivarse. Y, a diferencia de los electroimanes, no requieren una corriente constante para mantener su magnetismo.
Los guijarros no sólo usan los imanes para conectarse entre sí sino también para comunicarse y compartir la energía. Cada uno de los guijarros tiene asimismo un diminuto microprocesador que puede almacenar 32 kilobytes de código de programa y que sólo tiene dos kilobytes de memoria de trabajo.
Por supuesto, la verdadera arena inteligente requeriría granos mucho más pequeños que los cubos de 10 milímetros. Pero según Robert Wood, profesor de ingeniería electrónica en la Universidad de Harvard en Cambridge, Massachusetts, éste no es un obstáculo insuperable, aunque habrá que hacer aún bastante trabajo de ingeniería para conseguirlo.
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¿Estaban los dinosaurios en decadencia antes de su extinción?

PALEONTOLOGÍA

Los Tyrannosaurus rex forman parte del grupo de dinosaurios carnívoros cuya biodiversidad se mantuvo hasta la gran extinción. (Imagen: AMNH/J. Brougham)

Algunos grupos de dinosaurios ya estaban experimentando una disminución “a largo plazo” antes de su extinción hace 65 millones de años, según informa un estudio publicado en Nature Communications.
Se cree que los dinosaurios se extinguieron en esa época debido a la actividad volcánica y al impacto de un asteroide, pero si esto sucedió en el mejor momento de estos animales todavía es un misterio.
Ahora un estudio internacional coordinado desde el Museo Americano de Historia Natural (EEUU) proporciona evidencias que sugieren que al menos algunos grupos de dinosaurios no aviares ya se estaban reduciendo antes de su extinción.
Un equipo dirigido por el investigador Stephen Brusatte ha calculado la variabilidad de la anatomía y el cuerpo de siete subgrupos principales de dinosaurios durante el Cretácico Superior, a escala mundial y regional, para analizar los incrementos o disminuciones en la biodiversidad.
Los resultados muestran que el número de grandes y corpulentos herbívoros, como los ceratópsidos y los hadrosáuridos, estaban en declive durante las etapas finales del Cretácico. Sin embargo, los datos de los dinosaurios carnívoros y herbívoros de tamaño medio no mostraron esta tendencia.
Estos hallazgos muestran que la evolución de los dinosaurios durante el Cretácico Superior es compleja y no se puede establecer una tendencia universal en su biodiversidad. Los datos sugieren que al menos algunos grupos de dinosaurios soportaron un descenso a largo plazo en su variabilidad morfológica antes de la extinción final. (Fuente: SINC)

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Descubren una nueva partícula en el LHC

FÍSICA

La nueva partícula muestra una señal clara (azul) por encima del nivel de fondo (rojo). (Imagen: CMS/CERN)

Investigadores del experimento CMS del Gran Colisionador de Hadrones (LHC) en el CERN han confirmado la existencia de una nueva partícula compuesta. Tras analizar los datos de colisiones a 7 TeV durante 2011 (con una 'luminosidad integrada' de unos 5,3 femtobarn inversos), CMS ha descubierto con significación estadística (más de 5 sigmas) una partícula nueva para la ciencia: un barión del tipo 'beauty' llamado Xi_b*^0.
Los bariones son partículas compuestas por tres quarks, como el protón y el neutrón. Los quarks que componen esta nueva partícula son un quark 'up', un 'strange' y un 'bottom'.
El Xi_b*^0 es inestable y se desintegra inmediatamente, en el mismo punto de interacción de los protones que chocan. Esto quiere decir que no se puede observar directamente, sino que hay que reconstruir la cadena de desintegraciones desde los productos finales.
Según explica Ernest Aguiló, postdoc en la Universidad de Zürich (Suiza) y responsable del análisis, la cadena de desintegraciones del Xi_b*^0 es muy larga, con cuatro estados intermedios. Lo que ha detectado son las trazas que provienen de los productos finales, y de ahí, paso a paso, se logró identificar el estado inicial.
De entre los miles de millones de colisiones registradas por CMS en 2011 se han encontrado solo 18 colisiones en que esta partícula se ha producido. Esto da una idea de la complejidad de los análisis de física realizados con la ingente cantidad de datos obtenida en el gran colisionador.
Aguiló se doctoró en la Universidad de Barcelona trabajando en el experimento LHCb. Posteriormente estuvo de postdoc en DZero, uno de los dos experimentos de Tevatron (el acelerador de partículas estadounidense que dejó de funcionar el año pasado). Allí participó en el descubrimiento de la desintegración electrodébil del quark 'top' y luego pasó a trabajar en la universidad suiza dentro del experimento CMS donde se ha realizado el hallazgo.
El nuevo barión se suma a una lista creciente de descubrimientos en el CERN durante los últimos meses. En diciembre, el experimento ATLAS anunció la observación de un nuevo "estado quarkonium" con un quark ‘beauty’ (belleza) ligado a su antiquark. En noviembre, el experimento LHCb informó de un nuevo efecto en las desintegraciones de partículas que contienen un quark o antiquark ‘charm’ (encantado).

Fuente: CPAN/SINC

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Cápsula para descontaminar de material radiactivo el agua y otras bebidas

QUÍMICA

Cápsulas para descontaminar de material radiactivo el agua y otras bebidas. (Foto: Allen Apblett)

El preocupante problema de la contaminación radiactiva que afectará durante mucho tiempo a una amplia zona en torno a la central nuclear de Fukushima Daiichi en Japón, y el riesgo de un nuevo accidente nuclear grave en alguna otra central nuclear del mundo, hacen imperativo desarrollar métodos para proteger a las personas ante fugas radiactivas.
Una de las vías de protección es la prevención ante la posibilidad de contaminación radiactiva en los alimentos. Para ese propósito, ha sido desarrollada recientemente una cápsula que puede ser arrojada al agua, la leche, los zumos de frutas y otras bebidas para eliminar más de una docena de sustancias radiactivas.
La cápsula desarrollada por el equipo de Allen Apblett, de la Universidad Estatal de Oklahoma en Stillwater, Estados Unidos, es una adaptación de una tecnología de eficacia ya demostrada. En su función original, servía para extraer uranio del mar, así como para retirar uranio y otros metales pesados de aguas muy contaminadas. En su nueva función, la tecnología sirve para la descontaminación radiactiva del agua potable y otras bebidas.
La tecnología también puede retirar arsénico, plomo, cadmio y otros metales pesados.
Los ingredientes clave del proceso son nanopartículas compuestas de óxidos metálicos (diversos metales combinados con el oxígeno). Las partículas reaccionan con los materiales radiactivos y otras sustancias no deseadas y las extraen de la solución. Las partículas pueden absorber los 15 elementos del grupo de los actínidos, así como metales radiactivos que no son actínidos (como los isótopos del estroncio), y también plomo, arsénico y otros elementos no radiactivos.
Todos los actínidos son metales radiactivos, e incluyen a algunas de las sustancias más peligrosas asociadas a las armas nucleares y a los accidentes de centrales nucleares como la de Fukushima Daiichi. Entre ellos, están el plutonio, el actinio, el curio y el uranio.
En su configuración más típica para su uso por personas sin cualificación técnica, incluyendo a la población en general, las nanopartículas estarían dentro de una cápsula similar a las usadas para medicamentos. La cápsula se arrojaría al recipiente con la bebida a descontaminar. Los metales radiactivos dejarían el líquido y se concentrarían dentro de la cápsula. Luego la cápsula sería retirada, y la bebida pasaría a ser apta para el consumo. En pruebas de laboratorio, esta cápsula redujo las concentraciones de estos metales hasta niveles que no podían ser detectados.

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