Intel.ligència i maldat genètica

Sempre he sostingut que l'home és genèticament "cabró" i que la moral és un invent humà per seguir evolucionant en societat i frenar els impulsos que tenim internament preprogramats que asseguren en última instància l'instint de supervivència. L'enveja, la gelosia, la mentida, la violència respecte els nostres congèneres són les reaccions naturals del nostre subconscient, enfront de les quals una sèrie de valors morals evolucionats al llarg dels segles de convivència social s'interposen per evitar que cada dia ens matem els uns als altres (o almenys encara més del què ja ho fem en realitat). Aquesta moral, més o menys forta segons l'individu i l'entorn en el què hagi crescut, és vençuda en alguns casos on la supervivència (reproductora, física de l'individu o els seus descendents, portadors dels nostres gens més enllà de la nostra vida) està en perill. Òbviament, hi ha altres casos, on altres factors, ja sigui de bogeria (falla genètica) o poquíssima moral per l'entorn d'educació, facin invertir el pes d'aquestes dues balances.
L'article Tamaño cerebral e inteligencia dels biòlegs Maddalena Bearzi i Craig Stand i publicat a la Revista Investigació i Ciència d'aquest mes m'ha reafirmat internament en aquesta teoria i ampliar-la associant aquests valors "negatius" no a l'home en concret, sino al desenvolupament de la intel.ligència. Malgrat que el missatge principal de l'article versa més sobre la relació entre tamany cerebral i intel.ligència, i com aquesta es manifesta en grau menor en altres espècies, una possible conclusió es pot extreure en la meva línia argumental. Quasi tothom reconeixerà que la intel.ligència és el principal tret característic que ens diferencia als homes de la resta d'animals i ens hagi permès quasi monopolitzar el nostre planeta (i si seguim així fins i tot portar-lo potser a la seva destrucció, però això és un altre tema). El rasge físic més important que sembla la causa d'aquesta és, entre d'altres, el nostre tamany cerebral excepcionalment gran respecte al nostre cos, si ho comparem amb la majoria d'espècies. En concret, el nostre coeficient d'encefalització és de 7, quan normalment es mou al voltant de la unitat. Però hi ha altres espècies amb valors relativament grans d'aquesta proporció, animals dels quals ja deduíem certa intel.ligència i sobre els quals s'ha aprofundit en l'estudi del seu comportament. Parlem en concret dels dofins (coeficient entre 4 i 5 segons espècies) i els ximpanzés (2,34).
En ambdos ja havíem notat certs comportaments socials, capacitat d'utilitzar i fabricar utensilis (els dofins sense brassos utilizen meduses que els protegeixen el bec quan remouen el fons marí) i certa capacitat de llenguatge primitiu. Aquests trets s'han observat i descrit en major profunditat, confirmant-se fins i tot els més "polèmics" com el llenguatge. S'ha demostrat la capacitat dels ximpanzés d'aprendre lexigrames, símbols abstractes que representen paraules, així com lleguatges de símbols en dofins, que eren capaços de discernir quan se'ls hi comunicava ordre sense sentit. Aquesta capacitat sembla demostrar que ni que sigui en un ordre més primitiu els sons que emeten entre ells són un tipus de llenguatge. També s'ha demostrat que ambdos tenen la capacitat de reconèixer-se a sí mateixos davant d'un mirall, signe distintiu de la consciència, considerada fins llavors exclusiva dels humans. Però entre tanta intel.ligència, la major observació dels seus comportaments es ha ensenyat imatges menys bucòliques d'aquests animals apreciats generalment i considerats benèvols i pacífics (els dofins han guanyat la fama de ser l'únic animal, a part de l'home, capaç de mostrar altruisme, en salvar a alguns humans ofegant-se).
L'engany s'ha demostrat com un comportament practicat per ambdues espècies. En el cas dels dofins en una situació de captiveri per aconseguir més menjar (concretament amagant objectes que els hi queien als visitants i que entregava als monitors quan cap altre dofí del parc estava present). En el cas dels simis s'ha observat l'engany en situacions de llibertat com a estratègia reproductora, especialment entre elements de baixa jerarquia (i és que els ximpanzés també estan organitzats per classes o castes, ens sona?). La violència també és pràctica habitual en ambdues espècies i no només a l'hora de caçar per aconseguir aliment. Les seves organitzacions en clans les porta a defensar el seu territori com nosaltres defensem les fronteres dels nostres països, de manera semblant a com nosaltres també devíem fer a la prehistòria. En aquesta defensa, la violència sense contenció entre individus de la mateixa espècie hi és present com a estratègia de supervivència. Fins i tot la violència masclista sembla tenir els orígens en els començaments de la intel.ligència. Lluny de l'amor que a vegades poden mostrar els humans, o les demostracions de força entre mascles d'espècies menys intel.ligents o seduccions colorides com les dels galls d'indi, ximpanzés i dofins mostren hàbits violents de reproducció sexual que s'acosten més a la violació en grup. Concretament s'han observat coalicions de dofins mascle per aïllar femelles, evitar que s'escapin i després forçar-les sexualment. També els simis formen grups que no només protegeixen el territori, sino que rapten femelles d'altres comunitats per posteriorment violar-les. De fet l'intel.lecte dels ximpanzés sembla força maquiavèlic, basat en serveis i favors que es deuen entre membres i amb modificació d'aliances per a benefici propi.
Serà doncs la intel.ligència en general doncs l'orígen de molts dels valors més negatius que som capaços d'observar en els humans? Formarà part d'alguns dels gens que han demostrat major capacitat de supervivència? Els detractors de la meva teoria parlen de la bondat dels nadons... Com molts mamífers, aquests no tenen capacitat de supervivència i completen molt bona part del seu desenvolupament en els primers mesos de vida, fase on probablement l'entorn els inculqui bona part d'uns valors morals, que probablement no portin preprogramats com els què resten dins el seu subsconscient.

L'univers fa 13.200 milions d'anys

Gràcies Hubble

Encelade

Pocs científics es podien imaginar, abans de l'arribada de la sonda Cassini a la seva òrbita, que Encelade es convirtiria, de cop i volta, en un dels grans candidats en allotjar possible vida fora del nostre planeta.
Descoberta el 1789 per William Herschel, Encelade és la cinquena lluna per proximitat i sisena per tamany del gegant preciós Saturn. Amb un diàmetre de només 504 km i una superfície completament gelada no presentava les característiques que un espera d'un lloc habitable.
Les primeres imatges però que s'obtingueren arran dels viatges més o menys propers de les sondes Voyager ja ven percebre quelcom estrany. La superfície exterior d'aquesta capa de gel era sorprenentment llisa, la qual cosa en termes d'astronomia, sol indicar la presència de certa activitat volcànica, amb la qual s'obté matèria per regenerar els cràters provinents d'impactes amb altres objectes estel.lars. Però com podia tenir activitat volcànica un cos tan petit? Qualsevol possible font interna de calor s'hauria d'haver apagat ja fa temps en un satèl.lit d'aquest tamany. En els últims temps també es va començar a pensar que la situació tan central d'Encelade en l'anell E de Saturn no podia ser casual, i que aquell podia ser-ne la font que l'alimentés.
Quan la sonda Cassini va enviar les primeres fotos verdaderament properes del pol sud d'aquesta lluna, va deixar als investigadors completament glaçats, mai millor dit. Uns surtidors en les fractures de la seva superfície emanaven potentíssims guèisers amb vapor i cristalls de gel. Aquesta era la matèria primera que forma part de l'anell E, composada en la seva major part per partícules d'aigua. Un anàlisi més detallat de les seves partícules permetia trobar-hi també molècules orgàniques. Comptant amb els tres elements fonamentals coneguts per a la vida, és a dir, aigua líquida, compostos orgànics i energia, Encelade es convertia junt amb Mart i Europa en dels primers llocs on buscar vida extraterrestre.
Les actuals teories sobre l'estrctura del satèl.lit parlen sobre un nucli rocós cobert per un mantell de gel. Entremig hi podria haver com a Europa un oceà subterrani líquid, necessari per entendre els fluxos de calor necessaris per explicar l'energia que provocaria els guèisers observats. Però d'on obté aquesta energia Encelade? Sense descartar una injecció de calor provinent d'algun succés llunyà en el passat, per força necessita un mecanisme de regeneració d'aquest que hagi evitat el seu refredament similar als dels altres cossos solars observats. La clau podria estar en la seva particular situació de ressonància orbital 2 a 1 amb el satèl.lit proper Dione. La mateixa atracció de marees que provoca la lluna sobre els nostres mars, la provoca naturalment Saturn sobre Encelade, produint-se una deformació de l'esfera que forma el satèl.lit. En condicions normals s'arribaria a un equilibri, amb una òrbita quasi circular i poques tensions superficials del gel provocades per aquesta atracció. Però aquí entra Dione en joc, ja que empentant-lo de nou cap enfora degut a la seva pròpia gravetat, torna a crear l'inestabilitat en l'òrbita d'Encelade i que les forces de marea augmentin de nou, deformant el planeta i provocant tensions en les capes de gel. Aquestes provoquen fregaments entre plaques que provoquen el calor necessari per seguir mantenint viva la flama interior del planeta. Gràcies a aquesta ressonància perfecte entre ambdos satèl.lits, el procés és cíclic i alimenta la font de calor.
En tot cas, sigui aquesta o no l'explicació, el cert és que Encelade, amb les característiques que s'han observat i que farien factible l'existència de vida, s'ha convertit en un target clar per a properes investigacions espaials dins el nostre sistema solar.

Trencant la barrera del so

Després de la retirada en servei del Concorde, se'ns fa dificil per la majoria dels mortals creuar la barrera del so (bé, tampoc és que el preu dels seus billets fos una ganga, però tampoc era impossible). Així que el més proper que un pot experimentar del pas de la barrera del so és l'explosió sònica, ona de xoc audible quan un avió militar sobrepassa la barrera Mach 1 (velocitat del so aproximadament 1225 km/h). La veritat que un servidor a Ingolstadt la va escoltar alguns cops (el projecte Eurofighter de l'agencia aeroespaial europea es feia a pocs quilòmetres), i primerament no tens idea de què és, fins que veus en un vist i no vist l'avió volant per sobre el teu cap. De fet curiosament i trivial, aquesta explosió no serà mai escoltada ni pel pilot ni pels passatgers, pel fet que aquests ja estan avançant a velocitats superiors a la que es pot propagar el so del boom. De fet el què es sol sentir és un doble boom. I és que la causa de l'explosió que un sent són les variacions violentes de pressió que es produeixen en l'aire que envolta l'avió. El nas penetra l'aire i incrementa súbitament la pressió local, però la pressió va descendent fins a valors negatius a la cua (en termes relatius amb la pressió normal de l'aire en aquell moment). Per tant la doble explosió és causada pels increments entre aire i frontal i entre cua i aire. La causa física del fenomen és que les ones de pressió que genera un avió (similars a les ones que deixa un vaixell sobre l'aigua) es mouen a la velocitat del so. Quan s'assoleix aquesta velocitat, les ones es solapen i produeixen aquestes ones de xoc que es van deixant enrere en forma d'un con que es va estretant a mesura que es va augmentant la velocitat (veure il.lustració). El boom sònic es va produint constantment mentre l'avió viatja a velocitats hipersòniques.
El fenomen de l'explosió sònica es sol relacionar amb els cons de vapor i la singularitat de Prandtl-Glauert. Aquesta surgeix de l'equació homònima que calcula el coeficient de pressió d'un fluid en funció del coeficient d'un fluid incompressible i el nombre Mach. Malgrat que la validesa d'aquesta funció aproximada no és vàlida per valors M entre 0.7 i 1.3, es sol relacionar el tèoric infinit per M=1 que s'obtindria, com la singularitat causant del boom sònic (obviant que aquest es produeix per qualsevol M=>1) i dels cons de vapor que un pot observar en certes condicions en avions que van a grans velocitats. Aquest espectacular núvol que es genera al voltant de l'avió en realitat es deu a la condensació de les molècules d'aigua que hi ha en l'aire humid que travessa l'avió. El fenomen s'ha observat doncs també a velocitats subsòniques (malgrat que a grans velocitats és més probable que es produeixi) i depén del disseny de l'avió, la velocitat i la humitat de l'aire (a humitats elevades és també més probable). En definitiva es produeix quan les variacions de pressió en l'entorn que provoca el pas de l'avió, junt amb les condicions atmosfèriques presents, provoquen canvis locals de temperatura que aconsegueixen condensar les molècules d'aigua presents a l'aire i formen aquest núvol visible de gotetes.



Post dedicat al meu amic Alfonso Olivares, qui em va fer interessar sobre els cons de vapor d'avions supersònics

La gravetat quàntica de bucles

Després d’haver intentat explicar de forma senzilla dues de les grans teories que intenten superar la teoria de la relativitat d’Einstein i les seves conseqüències (la teoria de supercordes i la triangulació dinàmica causal), quedava un petit deure moral envers la tercera gran candidata: la gravetat quàntica de bucles.
Com les anteriors s’intenta aplicar els principis de la mecànica quàntica a la relativitat general per tal de formular una teoria unificada. En aquest cas el procés seguit va ser reformular matemàticament la relativitat general per a assemblar-se a l’electromagnetisme clàssic (on els bucles serien semblants a les línies de camps magnètics i elèctrics, per després aplicar els principis quàntics a aquests bucles.
El primer resultat que s’obté és que l’espai-temps no és continu com deia Einstein, sinó que, a l’igual que la matèria, està dividit en àtoms de volum de l’ordre de 10^-35 m (longitud de Planck en la què els efectes gravitatoris i quàntics són equiparables). Una propietat important d’aquests “àtoms” és que tenen una capacitat d’emmagatzematge de la matèria i l’enegeria finites, la qual cosa impedeix l’existència de qualsevol singularitat, ja sigui a l’origen de l’univers o en els forats negres. L’espai quàntic atòmic seria com una espècie d’esponja, en la qual la gravetat (normalment atractiva) originaria forces de repulsió un cop superat el llindar d’energia finita capaç d’absorbir (com l’esponja expulsa aigua a través dels seus porus quan ja no pot absorbir-ne més).
Amb aquest model obtenim dos grans avantatges respecte la relativitat clàssica i d’altres teories: evitem el punt de densitat infinita en el moment del Bing Bang i obtenim de forma natural el període d’inflació còsmica posterior (expansió accelerada de l’univers observada empíricament) sense haver-lo d’introduir ad hoc en el model.
Quines són les conseqüències pràctiques de la teoria? Doncs que el temps és infinit i el Big Bang va ser l’origen del nostre univers després d’un gran rebot. Aquest rebot podria ser originat després de la contracció d’un univers precedent relativament semblant al nostre (però asimètric, com si a un globus el capgiréssim), que després d’implosionar fins al seu màxim de densitat permesa, va explotar en l’univers actual. De totes maneres els efectes quàntics durant aquest rebot són tan grans que realment no podem predir certament com era l’univers abans del Big Bang, amb la qual cosa aquell podia haver estat una superposició quàntica molt diferent al què ens poguem imaginar.
Sembla doncs que serà difícil amb aquesta teoria avançar molt més en el d’on venim. El millor d’ella és que prediu certs efectes físics que en anys propers podrien ser mesurats per acceptar la seva validesa (com variacions ínfimes en la velocitat de la llum segons la seva longitud d’ona i que podrien ser percebudes en fonts que han realitzat un gran viatge com les explosions de rajos gamma). La teòrica frustració per la nostra ignòrancia del passat previ al Big Bang és per contra un bendició conceptual per la teoria: un univers etern aniria en contra de la segona llei de la termodinàmica... excepte si aquest gran rebot és realment l’origen d’un estat completament nou on el nombre d’atoms espai-temps s’ha pogut veure modificat respecte al seu passat.

Basat en l'article "Rebote del universo" de Martin Bojowald, Investigació i Ciència desembre 2008

L'univers quàntic autoorganitzat

Ja hem parlat alguna vegada en aquest modest blog d'un dels majors reptes de la física actual: l'assoliment de la Teoria del Tot, o aquella teoria que aconsegueixi unificar la mecànica quàntica amb la relativitat general, o expressat d'una altra manera, aquella teoria que sigui capaç d'explicar totes les forces del nostre univers, tant a escala microscòpica com a grans escales, i en definitiva que sigui capaç d'explicar l'evolució del nostre univers des del mateix moment del Big Bang (i aquí em refereixo a fraccions minúscules de segon). La gravetat quàntica és el camp de la física que tracta de buscar aquesta unificació.
La teoria que actualment compta amb més adeptes es la teoria de cordes, segons la qual les partícules més elementals són cordes vibrants, la vibració de les quals dóna a les partícules les característiques diferents que els hi observem (incloent una hipotètica partícula trasmisora de la gravetat). El petit problema que té és que no només no ha demostrat ni contestat cap gran qüestió encara, sinó que els seus exòtics ingredients donen lloc a múltiples solucions de les quals es poden treure grans palles mentals com les que us presentava l'última vegada.
La seva gran competidora és la gravetat quàntica de bucles, que aplica una nova tècnica per adaptar les regles quàntiques a la gravetat, obtenint un espai-temps discret (no continu) o dividit en àtoms de volum. El seu inconvenient és que encara no ha reproduit la gravetat clàssica en un sistema de 3+1 dimensions, que en el fons és en el què de moment creiem que vivim.
Stephen Hawking va fer famosa la gravetat quàntica euclídia, que aplica el principi fonamental de superposició, segons el qual un objecte quàntic constitueix la suma de tots els estats clàssics possibles (caracteritzats per posició i velocitat de l'objecte per exemple). Hawking va suposar que l'espai-temps és el promig quàntic de totes les seves conformacions possibles, sense diferenciar espai i temps. El problema va arribar quan, al poder realitzar simulacions informàtiques per determinar la forma i el tamany general d'aquests universos tetradimensionals, s'obtenien resultats inestables. L'espai s'arrugava en una bola d'infinites dimensions o formava un fil extramadament prim i llarg.
Què fallava del model de Hawking? Doncs una cosa tan "sencilla" (només m'ho sembla a mi?) com no haver definit la fletxa temporal, o una cosa tan "òbvia", com que el temps només va en una direcció i que tot efecte té una causa prèvia. Sí, fantasejant podem esperar que això no té perquè ser així, però fins el dia que ens trobem a la mà la pedra que acabem de tirar, és el què hem vingut observant des de l'inici de la nostra existència. I resumint, això és el què han fet una colla de físics moderns amb el seu model de "Triangulacions casuals dinàmiques", obtenint... sí, ho heu endevinat, un espai-temps continu tetradimensional sorprenentment semblant al què observem. Així que sense inventar res, aplicant el principi de superposició a un model d'espai-temps (amb fletxa de temps imposada), simulat a través d'una malla de petites partícules triangulars, un obté un model allunyat de les múltiples dimensions i universos que últimament estan tant de moda. Està clar, no tinc els suficients coneixements per jutjar cap de les teories aquí breument explicades, però de vegades dóna la sensació que els físics perden la noció de la realitat entre tanta equació matemàtica.
Són les triangulacions casuals dinàmiques la resposta que estàvem esperant? De moment ni molt menys. Com tota teoria haurà de predir efectes observables per ser validada. I és que com sempre, quan anem a dimensions microscòpiques (per sota de 10^-34 m) les nocions intuitives de tota teoria es venen abaix. En aquest cas les dimensions cauen a 2 i l'espai-temps conforma una estructura fractal (per sota de l'umbral es va repetint a sí mateixa en escales més petites ad infinitum).
En tot cas, d'anar pel bon camí, com a mínim a grans escales tornaríem a recuperar les nocions "intuitives" del nostre estimat univers infinit tancat i passarien a millor vida les branes i els espais de Calibi-Yau. Però com no podem estar tots content, els amants de la ciència-ficció, els viatges temporals i la possibilitat de viatjar superant a la velocitat de la llum no estarem d'enhorabona. I és que en aquest model els forats de cuc de "Contact" no tenen lloc. La colonització de l'univers passaria doncs de nou per grans naus espaials on successives generacions anessin arribant als nous sistemes planetaris perdent el contacte físic amb la Terra.

(Basat en l'article homònim de J. Ambjorn, J. Jurkiewicz i R. Loll d'Investigació i ciència 09/08)

Un àtom en l'univers observable... o ni això?

La majoria de persones pensen que la nostra existència té a la força un sentit que va més enllà de la pròpia existència com puguin tenir la resta d'éssers del nostre planeta. Nosaltres, única espècie intel.ligent i racional que ens hem trobat, no podem estar aquí fruit de la casualitat o ser un element més sense importància dins de l'univers conegut.
La Terra va començar essent el centre de tot i en aquest context aquest pensament tenia ple sentit. Però els cosmòlegs al llarg de la història s'han convertit en els grans enemics d'aquesta il.lusió humana. Primer va ser la teoria heliocèntrica que situava al Sol com a centre de l'univers i provocava un gran terrabastall a l'orgull humà. Es van anar descobrint més i més astres i ens vam adonar que cada cop erem una cosa més petita dins l'univers. El segle XX però va comportar un estudi molt més acurat del nostre sistema solar i vam descobrir que probablement la vida no és un element tan comú i fàcil d'aconseguir. Tot i que en els alguns satèl.lits com Europa o Titan no es pot descartar completament, sembla probable que en aquest sistema siguem els únics i segur els més desenvolupats amb diferència.
Però el mateix segle XX que ens tranquilitzava per una banda, també descobria que l'univers és molt antic (13.700 milions d'anys) i en conseqüència gran, format per milions de galaxies com la nostra i ja no parlem d'estrelles i planetes. Els cosmòlegs han volgut demostrar-nos que no deixem de ser un àtom dins l'univers.
I sembla que el segle XXI encara incrementarà més la nostra insignificància. No només s'estan descobrint a gran ritme nous planetes extrasolars, sinó que hem descobert que degut a l'energia obscura l'univers s'està expandint a un ritme accelerat. L'univers observable es podria descriure com una esfera de 92.000 milions d'anys llum (8.7*10^23 km) i sabem que l'univers és encara molt més gran perquè té regions que encara no hem observat (perquè encara no ha arribat la llum) i d'altres que mai podrem observar ja que la llum (a pesar dels seus 300.000 km/s) no viatja suficientment ràpid com per arribar al nostre planeta compensant l'expansió universal. Però no contents amb això, la teoria de cordes i especialment algunes conseqüències que se'n dedueixen poden fer-nos replantejar encara més la nostra visió de l'univers i la nostra existència.
La teoria de cordes és actualment la principal candidata a convertir-se en la teoria fonamental de la natura o Teoria del tot, és a dir la què finalment unifiqui la teoria de la relativitat (que explica la força de la gravetat i prediu les observacions de fets a gran escala) amb la teoria quàntica (que explica les altres tres interaccions naturals observades: força nuclear forta, força nuclear dèbil i força electromagnètica i que prediu molt bé les observacions de fets a petita escala i baixes energies). A nivell cosmològic, aquesta teoria ha de saber explicar no només l'energia obscura, sinó també la matèria obscura (matèria de composició desconeguda que no emet una radiació suficient per ser detectada, però l'existència de la qual s'infereix indirectament pels seus efectes sobre la matèria visible) i sobretot el període d'inflació posterior al Big Bang (fase de creixement exponencial de l'univers durants els primers 10^-35s i que explicaria la sorprenent homogeneïtat de l'univers observable).
Molt resumidament la teoria de cordes descriu tot element o partícula de l'univers com una petita corda (d'uns 10^-35 m), que pot tancar-se sobre sí mateixa o tenir els caps "lliures". Segons la vibració de la corda cada element adquiriria les seves propietats (massa, càrrega elèctrica, energia, etc.).
Si la teoria de cordes fos certa la predicció diu que l'espai tindria 9 dimensions en comptes de les tres que coneixem (en ambdos casos es sumaria el temps com a dimensió adicional). La forma que prenen aquestes 6 dimensions adicionals s'anomena espai Calabi-Yau, del qual però hi ha infinites formes possibles i cada una d'elles representaria un possible univers diferent. Univers si s'accepta que les 6 dimensions adicionals en realitat són molt petites i enrotllades sobre sí, tant que no podem percebre-les. Hi ha però també altres possibilitats que explicarien certs fenòmens observats i que implicarien que aquest espai Calabi-Yau fos en realitat un "multivers", format per molts universos paral.lels de diferents dimensions. A aquests objectes se'ls anomena branes de Dirichlet o D-branes, i segons alguns físics tèorics, el nostre univers (observable i no observable) seria només una D-brana de 3 dimensions (més el temps), flotant en un espai de 9 dimensions (més el temps), on hi hauria altres universos d'entre 1 i 7 dimensions. Més encara, en aquest multivers podrien existir antibranes, que equivalentment a la parella matèria-antimàteria, aniquilarien a la brana corresponent en cas de col.lisió entre elles (de forma progressiva, fragmentant-se en trossos o branes de 2 dimensions menys, el què explicaria que en aquest multivers les branes de poques dimensions com la nostra serien les més freqüents). En aquest multivers nosaltres ens veuríem "atrapats" dins de la nostra brana 3D (entre cometes doncs ja he posat abans com de gran n'és), però les interaccions de branes i antibranes en aquest multivers influirien en el nostre univers i podrien ser l'explicació a molts dels nostres interrogants.
Lògicament un model semblant implica molts més dubtes filosòfics. La pregunta ja no és si existeix vida en el nostre univers, si aquesta ha d'estar basada en les condicions semblants a la terrestre o pot estar basada en una altra química. Aquí parlem d'universos paral.lels on poden existir formes de vida idèntiques o éssers de dimensions diferents. També la pregunta sobre el nostre orígen canvia de sentit: el Big Bang podria ser la desmembració d'una D-brana 5 amb la seva antibrana, el nostre univers naixeria de la desmembració d'un altre. O pensant en un creador, havent-hi universos paral.lels, el nostre podria ser un experiment més en paral.lel amb la resta, sense que poguem saber què es busca en cada un d'ells.
Per suposat estem parlant d'una possible lectura d'una teoria que ni molt menys està contrastada (la gran crítica és que fins ara no ha pogut trobar cap manera experimental de comprovar-se), però el què sembla cert és els físics i cosmòlegs seguiran fent la vida impossible a qui intenti entendre el sentit de la nostra existència, i més que contestar preguntes, al més pur estil Lost, ens en crearan de noves.

El misteri de la il.lusió lunar

Segur que qualsevol de vosaltres alguna vegada ha mirat el nostre preciós satèl.lit i ha pensat: perquè es veu tan gran avui la lluna? D'altres de més observadors hauran percebut que el fenomen es dóna quan la lluna es troba a prop de l'horitzó, moment en què la majoria de la gent la percep entre un 50% i un 75% més gran que si la mira quan es troba en el seu zènit.
Es tracta probablement d'un dels misteris científics més antics sense resoldre: la il.lusió lunar. I se'l coneix per aquest nom perquè es tracta d'això mateix, d'una il.lusió, ja que no hi ha cap causa física o òptica que el pugui explicar. De fet es dóna també amb el Sol i les constel.lacions, però naturalment en la lluna és més fàcilment observable per la qual cosa ha acabat adquirint aquest nom.
Queda clar que la causa no és que la lluna pugui estar més propera a la Terra, doncs malgrat que el nostre satèl.lit té una òrbita excèntrica i hi ha variacions de fins a un 11% entre els punts més proper i allunyat, l'efecte que estem describint es dóna dins d'una mateixa nit (hi ha aproximadament unes sis hores de diferència entre la sortida i el zènit) i per tant la distància és als nostres efectes constant.
Tampoc és la causa com molta gent diu els efectes que pugui provocar l'atmosfera sobre la imatge que estem veient. Encara que mirant la lluna a l'horitzó la seva llum que veiem està atravessant una porció d'atmosfera més gran (aproximadament un radi terrestre), ni l'atmosfera actua com a lent d'augment, ni la refracció provoca aquesta il.lusió (aquest fenomen es pot mesurar i de fet fa que la lluna de l'horitzó es vegi en la nostra retina un 2% més petita i lleugerament aplanada). Tampoc ho fa l'efecte Rayleigh: les molècules d'aire absorbeixen més la llum blava que la vermella, per això el sol es veu vermell a l'alba o la posta i la lluna pot adquirir també tonalitats grogues o ataronjades en aquesta fase, però no intervé en el tamany percebut.
Per a qui es pugui mantenir escèptic sobre que no sigui cap causa física o òptica la provocant d'aquesta il.lusió es poden fer els següents experiments:
- Prendre fotos en diversos moments de la nit i comprobar que en les diferents exposicions si no s'han modificat els ajustaments de la càmara el diàmetre romandrà constant.
- Mirar directament la lluna a través d'un tub o sorprenentment mirant-la a través de les cames estant cap per avall.

Per tant tots els segles d'evolució científica ens han portat fins a aquest punt: des del segle passat han sorgit moltes teories psicològiques o dels processos cognitius que afecten a la nostra percepció visual que intenten explicar la il.lusió lunar, sense que de moment cap d'elles hagi aconseguit erigir-se com a teoria acceptada àmpliament per la comunitat científica. Aquí va un petit resum de les què un servidor ha trobat navegant:

a) Il.lusió de Ponzo:Veieu la línia allunyada més gran que la propera? Segons aquesta mateixa il.lusió alguns expliquen que els arbres, carreteres o entorn visual que tenim en la visió de la lluna fan el mateix efecte que els raïls en aquesta imatge. El problema és que la gent en un vaixell amb l'oceà com a única referència o els pilots d'avions també es veuen sotmesos a la il.lusió lunar. I és que aquesta sembla bastant més complexa com per explicar-la de forma tan senzilla: en el fons si mirem la imatge de Ponzo i la considerem en perspectiva per comparar-la amb la realitat 3D del món, la barra allunyada hauria de ser efectivament més gran en un món real per veure el què estem observant en aquesta imatge plana, la qual cosa òbviament no passa amb la lluna.

b) Llei de Emmert: el cervell calcula el tamany dels objectes percebuts en funció de la imatge retinal obtinguda (constant en el nostre cas) i la distància percebuda. Una percepció defectuosa de la distància lunar en l'horitzó (fent-la veure més a prop del què és) faria que el nostre cervell augmentés el seu tamany en la visió percebuda. El problema d'aquesta explicació és que no és suficient: perquè percebem igual de malament la lluna en l'horitzó tant si disposem de referències visuals properes (arbres, edificis, etc.) com si no les tenim? De totes maneres, sí que sembla que el cervell assigna una distànciapercebuda just darrere de l'última referència de la qual coneixem la distància. Així tots diríem que el sol o els núvols que estan a l'horitzó els percebem com just darrere de l'últim punt que la nostra vista abarca, malgrat que sabem que en realitat està molt més lluny.

c) El model del firmament aplatat. Segons aquesta teoria publicada en moltíssimes referències sobre la il.lusió lunar el nostre cervell té un model del cel que no es correspon amb la realitat, essent aplatat en comptes de semiesfèric. Això es deu a la falta de referències llunyanes que tenim quan mirem cap a dalt: els núvols, els ocells, els avions (que estan tots ells bastant més baixos que el límit celeste) són les úniques referències de les què disposem. Malgrat que sembla cert que el nostre cervell disposa d'aquest model que ens condiciona en les nostres percepcions, el problema és que aquesta teoria no explica la il.lusió lunar més general, segons la qual el 90% de la gent percep la lluna de l'horitzó com a més gran i més propera (segons aquesta teoria l'hauríem de percebre com a més llunyana). És la paradoxa del tamany-distància, que no hauria d'invalidar la teoria del model de cel aplatat com fan molts, sinó sencillament que no explica la il.lusió lunar. I és que també és cert que la gent que contesta que percep la lluna de l'horitzó com a més propera, ho pot fer precisament pel raonament de què l'està veient més gran.
d) Micròpsia i macròpsia oculomotor. Segons aquesta hipòtesi els músculs de l'ull intenten dirigir i enfocar a la distància de l'objecte de major interés dins el rang visual. De vegades però aquest ajust es produeix a una distància menor que la de l'objecte que jutgem, produïnt-se la micròpsia segons la qual l'angle visual és menor i l'objecte el percebem menor. La macròpsia és l'efecte invers, quan enfoquem a una distància més llunyana que la de l'objecte que jutgem.
Segons aquesta teoria quan mirem la lluna en l'horitzó, els ulls enfoquen a algun objecte que estigui pel camí. Però quan mirem cap a dalt enfoca a una distància d'entre 1 i 2 metres fent més petita la percepció visual de la lluna. Això es veuria suportat per l'efecte de voltants foscos, que provocarien que els ulls s'ajustin al focus nocturn d'1 metre.
De totes maneres sembla que les diferències d'angles visuals afectats per fenòmens de micròpsia i macròpsia són del voltant del 10% per la qual cosa no semblen suficients per explicar la il.lusió. A més la il.lusió lunar és percebuda també per gent amb defectes de focalització en els ulls.

e) Teories evolucionistes o hipotèsis de processos cognitius. Segons aquestes, sencillament el nostre sistema visual es basa en un teixit neuronal que en el nostre cervell crea les imatges que veiem en funció d'una sèrie de processos cognitius que són fruit dels segles d'evolució, així com de comparatives amb imatges vistes durant la nostra vida. En aquest complex sistema de visió, la nostra espècie estaria molt més preparada per veure els objectes propers, mentre que en objectes distants en l'horitzó els nostres sistemes de representació són menys adequats i no s'ajusten tant a la "realitat". De fet en una foto tirada a llarga distància, detalls com puguin ser una casa en una muntanya els veiem més petits que en la realitat. És com si el cervell intentés representar les coses llunyanes més grans, per aproximar-les al model de visió d'objectes propers en el qual ens hem desenvolupat. També hi ha teories que diuen que els objectes que ens queden enfront (com la lluna de l'horitzó) tendeixen a veure's més grans que objectes que ens queden a sobre el nostre cap. Un sistema visual d'aquest estil hauria estat una avantatge evolutiva, doncs permetria una percepció més ràpida d'un possible depredador que, en un mitjà terrestre com el nostre, en la majoria dels casos vindria d'una alçada similar a la nostra. En tot cas sembla clar que el nostre cervell no representa la realitat, sinó que crea imatges en funció dels estímuls rebuts i amb aquestes tenim la visió del nostre entorn que necessitem.

Per a qui vulgui aprofundir més sobre el tema recomano l'entrada en anglès de la wikipedia, i especialment els links externs que incorpora al final de l'article.

Probablement diverses d'aquestes hipòtesis intervenen en la il.lusió lunar (o moltes d'altres que tenim). Però fins que no siguin més profunds els coneixements sobre la visió que crea en realitat el nostre cervell, a partir de la informació de la retina i dels processos cognitius que els nostres circuits neuronals incorporen, probablement no tindrem resposta a aquesta pregunta que porta de corcoll als científics durant segles.

Post dedicat al meu amic Adri, qui em va fer interessar sobre el tema.

Funcionament i seguretat d'una central nuclear

Era un deute que tenia pendent després d'un post escrit ja fa poc més d'un any referent a l'energia nuclear. En un moment en què l'Estat espanyol està arribant a límits insostenibles de dependència energètica exterior, sense que el debat esperat s'estigui portant seriosament en el nostre país (l'última revisió del Pla estratègic d'energia del govern no mencionava la nuclear -tercera font nacional- ni per descartar-la ni per reafirmar-la) i estant encara molt lluny de cumplir amb els compromisos de Kyoto, les meves tesis de llavors segueixen plenament vigent.

Davant de qualsevol debat és important que la gent sàpiga de què parla, l'objectiu d'aquest post és doncs explicar de forma senzilla el funcionament d'aquestes centrals, que són tan àmpliament rebutjades en el nostre país, però que en realitat la majoria desconeix.

Una central nuclear és una instal.lació de producció d'electricitat on l'energia mecànica que es necessita per al generador s'obté a partir del vapor format en un reactor nuclear. El reactor nuclear és la instal.lació on es realitza controladament el procés de reaccions de fissió en cadena, amb els mitjans adequats per extreure el calor necessari. Aquestes reaccions nuclears consisteixen en bombardejar amb neutrons elements químics pesats (generalment urani i plutoni), provocant la desintegració del nucli en dos nuclis més petits i alliberant-se en el procès nous neutrons i una energia molt superior a l'obtinguda per combustió d'elements fòssils. Els neutrons resultants contribueixen a provocar noves reaccions espontàniament (normalment s'utilitzen moderadors per obtenir la velocitat adequada d'aquests per maximitzar el nombre de fissions). L'esquema de funcionament d'una central és senzill i semblant a d'altres centrals elèctriques. Es disposa d'un circuit primari per el qual passa l'aigua (o d'altres elements segons el reactor) que es farà escalfar en el reactor nuclear a partir de l'energia obtinguda en les reaccions. Aquesta aigua "escalfada" es fa passar per un intercanviador de calor (generador de vapor) amb el circuit secundari, convertint-se l'aigua d'aquest segon en vapor que fa moure les turbines, les quals proporcionen l'energia mecànica que necessita el generador elèctric per produir l'electricitat que es subministra a les xarxes de distribució i arriba a les nostres cases. Finalment es disposa d'un circuit de refrigeració semiobert que torna a condensar l'aigua del circuit secundari. Aquest tercer circuit recull aigua del mar o un riu i després de fer la seva funció -en la qual s'escalfa- es passa per una torre de refrigeració (les grans "xemeneies" que veiem en tota central elèctrica i el "fum" de les quals només es vapor d'aigua) per recuperar la temperatura inicial i tornar al seu orígen.

Un cop vist l'esquema de funcionament ja es pot deduir que l'activitat crítica és la del conjunt reactor i circuit primari, que és el què en realitat està tancat dins dels edificis de formigó (recinte de contenció) que veiem en les centrals nuclears. La resta podria ser l'esquema de qualsevol central tèrmica.

La seguretat especial de la central nuclear està clar consisteix en no deixar escapar materials radiactius a l'exterior, accident que és el que causa el rebuig de la major part de la població pels efectes greus que podria provocar a la salut pública. Qualsevol altre accident és equiparable al de qualsevol altre central o indústria, amb l'afegit que la seguretat intrínseca d'una central nuclear en minimitza la freqüència i conseqüències, com es demostra que en els més de 50 anys de funcionament no hi ha hagut cap mort en cap central occidental (dada que poques fàbriques/centrals poden esgrimir). Pot semblar una obvietat però un accident així és el què va causar el tancament de Vandellós I i que grups ecologistes ho utilitzin com a argument. A Vandellós l'avaria es va produir al Turbogenerador (element com hem vist allunyat del reactor i comú a qualsevol central), produint-se a conseqüència d'ella un incendi. L'avaria va provocar la parada del subministrament, la presència dels bombers, però no hi va haver ni morts ni ferits, ni el reactor es va veure afectat ni va sortir radiactivitat a l'exterior. De totes maneres Greenpeace considera l'accident com a molt greu... preguntant-se un servidor quin és l'adjectiu llavors a aplicar en la multitud d'accidents quotidians que provoquen morts en el món.

Però on radica l'extrema seguretat d'una central nuclear que fa impossible el gran accident temut? Naturalment un s'imagina un complex sistema de seguretat ple de sensors i actuador d'emergència davant qualsevol contingència. I així és, amb factors de seguretat no vistos en cap altra activitat, de manera que cada sensor està no duplicat, sinó quadriplicat i cadascun de fabricants diferents. Però la seguretat va més enllà.
Quan un llegeix la reacció de fissió en cadena, s'imagina un procès que si quelcom falla, s'escapa de control, la potència i temperatura augmenten desmesuradament fins a provocar l'explosió del reactor nuclear. En realitat és el què va passar a Txernòbil. La causa, a part de les negligències humanes que hi va haver, és que el reactor d'aquella central era un RBMK, un tipus de reactor rus amb coeficient de reactivitat positiu, que en canvi és especialment adequat per produir plutoni altament enriquit per armament nuclear. Els EEUU en la seva carrera armamentística de la guerra freda també van construir algun reactor d'aquest estil, tancant-los i prohibint-los el 1966. Cap país occidental homologaria mai un reactor així, essent condició bàsica que aquest sigui de coeficient de reactivitat negativa per temperatura i buit. Què vol dir això? Doncs que si la temperatura o la relació combustible/aigua augmenten per la causa que sigui, la reacció tendeixi espotàniament a aturar-se sense necessitat de cap intervenció.

A més es disposen de barres de control amb materials absorbents de netrons, que normalment controlen la potència de la central i que en cas d'emergència poden accelerar el procés d'aturada.
Tenim però a més dos sistemes de seguretat per assegurar la refrigeració idònia tant del reactor com del circuit primari i per tant no haver d'esperar cap sobreescalfament.
El reactor normalment està refrigerat pel propi circuit primari, si aquest fallés, disminuiria naturalment la pressió, provocant automàticament el buidat d'un dipòsit d'aigua sobre el reactor, a més de l'activació d'una sèrie de mecanismes que acabarien inundant tot el recinte de contenció.
Per garantitzar la refrigeració del primari (i per tant del reactor) en cas d'avaria del secundari o de problemes externs en el circuit de refrigeració, un sistema d'emergència injecta aigua al generador de vapor perquè aquest pugui cumplir la refrigeració de la zona crítica en el temps necessari fins a arribar a una aturada segura.
I si tot això falla? Com hem vist la reacció s'acabarà aturant espontàniament, fins llavors hi ha possibilitat de què surti material radiactiu? Aquí es disposen de 4 barreres de seguretat:
1- Les vaines on s'apilen les pastilles de combustible nuclear (òxid d'urani sinteritzat) no deixen passar en funcionament normal productes de fissió al refrigerant.
2- El recipient del reactor, construït amb acers especials de 30 cm d'espesor.
3- El propi circuit primari.
4- L'edifici de contenció, completament estanc i amb parets gruixides de formigó amb un recubriment intern d'acer.
La quarta barrera tampoc existia a la central de Txernòbil i hauria pogut aguantar l'explosió i contenir tots els elements radiactius en el seu interior.

I què passa si un avió s'estavella contra aquest edifici de formigó com a l'11-S? Doncs això:

L'energia obscura: la guia del nostre destí?

De la majoria de lectors d'aquest blog és conegut el meu ateïsme. No crec en l'existència de Déu, com a mínim segons els concepte que en té la majoria de gent. De totes maneres després de llegir una de les últimes teories astrofísiques que parla sobre l'energia obscura, he de reconèixer que és la primera teoria científica que he llegit, que sona plausible i que s'acostaria molt a aquest concepte (dins la definició de Déu com a causa de la nostra existència, de la configuració de l'univers tal com és, regulador de la seva evolució, i obviant naturalment conceptes ja més egocèntrics de l'espècie humana i qüestions morals del bé i del mal).

L'energia obscura és una energia omnipresent (un altre adjectiu normalment associat a Déu), que degut a la seva naturalesa s'extén per qualsevol lloc sense dominar en cap en especial (a diferència de la matèria que acumula energia localment). Aquesta omnipresència és la causa d'haver estat oculta durant tant de temps, junt amb la seva baixa densitat (es calcula uns 10^-26 kg/m3), que fa que tota l'energia obscura del sistema solar sumi la massa d'un modest asteroide. Aquesta baixa densitat provoca que els seus efectes només es puguin percebre a grans escales... el què no impedeix que hagi pogut tenir influència en l'estructura de les més petites escales.
Les observacions dels últims anys semblen mostrar que després del Big Bang l'univers va entrar en un període d'expansió que s'anava desaccelerant degut a l'atracció gravitatòria de la matèria. En un cert moment però passada la meitat de la vida actual de l'univers l'acceleració sembla que va canviar misteriosament de signe, amb la qual cosa l'expansió avui en dia s'està accelerant. L'explicació estaria en què en aquest precís moment l'energia obscura hauria passat a dominar a la densitat promig d'una matèria que degut a l'expansió s'havia anat allunyant entre sí, afeblint-se la seva atracció gravitatòria. Aquest moment de predomini sembla coincidir en fenòmens observats que fins ara tampoc tenien una explicació clara: la frenada de fusions galàctiques i activitats dels forats negres, amb conseqüències com el descens de la formació estel.lar i el predomini de les galaxies lenticulars.
Tot això pot sonar a molt llunyà pels nostres destins, però:
- si l'energia obscura no hagués existit les colisions de galaxies haurien seguit sent més freqüents i actualment l'univers estaria dominat per macroestructures galàctiques en costant fusió, i galaxies espirals com la Via Làctia, amb sistemes de massa rellevant, serien escases.
- si l'energia obscura hagués estat menys intensa hi haurien hagut menys fusions s'haurien format menys galaxies de tamany considerable, la formació d'estrelles hauria estat menor i fins i tot una major part de matèria bariònica (o comú en contraposició amb la matèria obscura, la que no interactua amb la radiació) podria seguir estant en forma gasosa.
És a dir l'energia obscura va deixar dominar la matèria perquè es formessin galaxies espirals i estrelles fins a una configuració semblant a l'actual, per en el moment oportú frenar el procés i donar una estabilitat a aquesta configuració (fet que pot haver marcat la possibilitat de la nostra existència). L'energia obscura també sembla que ens salvarà de la següent catàstrofe prevista astronòmicament en cas de sobreviure a la mort del Sol: la fins ara prevista col.lisió entre el Grup Local i el cúmul de Virgo.
Però l'energia obscura també ens podria portar al final de l'univers tal i com el coneixem, si la seva excessiva predominància amb el temps supera a la gravetat i trenca als objectes que aquesta lliga, disgregant la matèria per complet.
La clau pot estar en la seva constància durant el temps (com pressuposen actualment els models més senzills) o si aquesta varia: la resposta sembla encara llunyana degut al desconeixement que tenim del seu origen.

Basat en l'article "La mano invisible del universo" (Christopher J. Conselice), Investigació i Ciència abril 2007

Debats posteriors a la nova definició de planeta

Fa uns mesos Plutó va caure de la llista planetària després d'una nova definició de la UAI, que va implicar una petició de protesta d'alguns dels participants i que el debat segueixi encara obert. De totes maneres, sembla que no hi ha marxa enrere i és que els arguments científics semblen donar la raó a la majoria revolucionària. De fet però abans de la rectificació final de finals d'agost, hi va haver un últim intent de defensar a Plutó, amb una primera definició a principis de mes de la "Comisió per la definició de planeta", en la qual aquest era definit com un cos de menor massa que una estrella i tamany suficient per tenir una forma esfèrica. Això salvava a Plutó i evitava una llista de 135.000 planetes (comptant tots els asteroides), però sí que hauria significat incloure uns quants cossos més del nostre sistema solar (entre ells l'asteroride Ceres, considerat com a planeta el 1801 i eliminat de la llista el 1852 junt amb la resta d'asteroides en un moment on la llista de planetes era de 23, així que el problema no és nou). El tema però no ha de ser tan simple com el nombre d'involucrats, ni tampoc l'immobilisme d'una definició (doncs bàsic en el mètode científic és la redefinició de tot davant nous descobriments). Es tracta de definir planeta segons un millor criteri científic i d'acord amb els nous coneixements adquirits en les últimes dècades.
L'únic problema que encara té la definició consensuada és la precisament indefinició de la clàusula: "cos que hagi escombrat els voltants de la seva òrbita", sentència que va fer fora Plutó del llistat. Els censos de cossos del sistema solar fets per Steven Soter mostren que aquesta sentència va en la bona direcció, però que caldria acabar-la de refinar establint un valor que defineixi numèricament el seu significat. Es proposa un paràmetre μ que defineix la relació entre la massa d'un cos i la de la resta de cossos de la seva zona orbital (dos cossos comparteixen zona si les seves òrbites es creuen en algun moment, si els seus periodes orbitals difereixen en menys d'un factor 10 i si no es troben en ressonància estable). Segons aquest cens la Terra tindria el paràmetre més alt (1,7 milions) i Mart el menor (5100)... molt lluny però dels demés "candidats" (Ceres 0,33, Plutó 0,07). Per tant un valor de μ entre 100 i 1000 marcaria una frontera clara entre uns i altres. Pels què critiquen la classificació segons un context orbital en comptes de propietats intrínseques del propi cos (un objecte com Mart sense l'ajuda de Júpiter podria no ser un planeta en un altre sistema), obliden que la definició de satèl.lit ja inclou una característica dinàmica (hi ha dos satèl.lits més grans que el propi Mercuri i molts són antics asteroides o cometes capturats).
Aquesta definició a més explica molt millor el procés de formació (o acreació) d'un sistema planetari. És una definició doncs vàlida per un sistema madur com el nostre, on els cossos ja estan definits i només col.lisions d'alguns membres menors pot modificar lleugerament la seva estructura. D'aquesta manera es tindria:
- Objectes primaris: formats pel col.lapse gravitatori d'un núvol interestelar, segons el tamany i les reaccions nuclears es classifiquen en estrelles (mínim 80 cops la massa de Júpiter i reaccions d'hidrogen), enanes marrons (entre 13 i 80 masses jovianes i reaccions de deuteri) i subenanes marrons.
- Objectes secundaris: formats a partir dels grans de pols que formen el disc al voltant d'un objecte primari, la seva agrupació i el seu creixement important escombren la major part del material de la seva zona. A partir d'un tamany crític poden atreure's un envoltura gasosa.
- Objectes terciaris: satèl.lits, cos que gira al voltant d'un secundari, ja sigui perquè s'ha format allà o per ser capturat per un planeta.
- Deixalles: formats com els secundaris, el seu creixement limitat els ha impedit controlar dinàmicament la seva zona orbital. Estan formats per planetes nans (amb tamany suficient per ser esfèrics), asteroides (rocosos), objectes del cinturó de Kuiper (gelats) i cometes (formats llunys del sol i amb substàncies volàtils).
- Planetes errants: objectes secundaris expulsats a l'espai interestelar.

La destronització de Plutó

Mercuri, Venus, la Terra, Mart, Júpiter, Saturn, Urà, Neptú, Plutó... Aquesta era una de les llistes que un havia de memoritzar quan era petit, la dels planetes del Sistema Solar, que en les meves èpoques també eren els únics que es coneixien, malgrat que se suposava que n'hi havia molts més. No era sens dubte la pitjor llista, de fet devia ser la més fàcil que mai hem hagut d'estudiar, almenys si ho comparo amb altres coses que recordo: rius d'Espanya, comarques de Catalunya, capitals de països o les insuportables llistes dels reis visigots. Podia no haver estat així, si algú hagués decidit que la cultura apresa a l'escola havia d'abarcar també el coneixement de tots els sàtel.lits, però per sort per a la majoria amb la Lluna n'hi havia sempre prou.
Doncs bé, des del 24 d'agost aquesta llista encara serà més fàcil, ja que la Unió Astronòmica Internacional va decidir relegar a Plutó a la categoria de "planeta nan", caient doncs de la llista amb estatus de planetes. L'excusa esgrimida ha estat una nova definició de planeta, segons la qual es requereix a més de girar al voltant del sol i tenir una massa suficient perquè la seva gravetat el mantingui en equilibri hidrostàtic (a la pràctica, li doni una forma quasi esfèrica), haver eliminat tot cos susceptible de desplaçar-se en una òrbita propera.
Descobert el 1930 per Clyde William Tombaugh, l'eufòria del moment va fer que la UAI i l'opinió pública internacional el classifiquessin immediatament com a planeta. Suposo que devia ser una època en què les millores en telescopis i les ganes per conèixer l'univers duia a una pressió per descobrir els racons del nostre sistema solar. El descobriment d'un novè planeta després de tants anys era tot un event. El problema ha estat que els ara més lents però constants avenços en la tecnologia han permès descobrir molts altres cossos que podrien ser planetes (tant en el sistema solar com fora d'ell). Fins i tot centrant-nos només en el nostre sistema (com així fa la UAI en la seva nova definició), el descobriment de UB313 el juliol del 2005 amb un diàmetre que podria ser superior al de Plutó posava en entredit la seva classificació. UB313 s'unia a altres cossos més petits però comparables: Ceres, en el cinturó d'asteroides entre Mart i Júpiter, i sobretot nous cossos del cinturó de Kuiper o el núvol d'Oort, com Ixion, Quaoar, 2004 DW i Sedna. El gran desconeixement que tenim de les regions més externes fa preveure una pluja de nous descobriments de cossos similars, així que la llista es podria fer incòmodament llarga i realment des dels inicis ja hi havien grans dubtes sobre si Plutó era una planeta.
Amb una òrbita molt excèntrica i inclinada respecte l'eclíptica (pla en què orbita la Terra, molt a prop també de la dels altres 7 planetes), que fa que en certs periodes estigui més a prop del Sol que Neptú, una composició de gel que trenca la teoria de planetes rocosos interns i grans gasosos externs i un tamany més petit que la nostra Lluna, la decisió inicial ja va dur controversia i rumors de què era l'únic candidat a planeta possible que seria descobert per un americà. 76 anys després s'ha hagut de tornar enrere, els nous estudiants tindran un nom menys a aprendre i amb el pas dels anys potser Plutó serà tan desconegut com els molts satèl.lits, asteroides, cometes i OTN (objectes transneptunians) que orbiten també en el nostre Sistema Solar.

Els misteris de Titan

Descoberta per Christiaan Huygens el 1655 Titan és la lluna més gran del planeta Saturn i la segona més gran del Sistema Solar (després de la jupiteriana Ganímedes), essent per exemple més gran que planetes com Mercuri. Té un periode de rotació de 16 dies sincronitzat amb Saturn (és a dir, com la nostra Lluna sempre mostra la mateixa cara) i la característica que sempre l'havia fet més especial era ser la única lluna que poseïa una atmosfera densa, similar a la dels planetes.
La composició rica en metà i nitrogen que s'havia detectat havia fet preveure als astrònoms que possiblement el planeta tindria basts oceans d'hidrocarburs on la vida, malgrat no ser probable per l'extrema temperatura baixa, no es podria descartar del tot.
L'interés doncs que despertava aquesta lluna va fer, entre d'altres objectius, que el 15 d'octubre de 1997 es llancés des de cap canyaveral la sonda espaial de la NASA Cassini, la qual duia acoplada una sonda més petita Huygens de la ESA, la missió de la qual era aterrar per primera vegada en un món de l'exterior del Sistema Solar i revelar-nos dades d'aquesta misteriosa lluna.

Després d'un llarg viatge en què la sonda Cassini va donar noves informaciones sobre d'altres cossos del sistema solar, actualment es troba orbitant Saturn i revelant-nos noves informacions sobre aquest preciós planeta, els seus anells i les seves llunes (destacant nous descobriments de llunes entremig dels anells). Però a més el desembre de 2004 va deixar anar la sonda Huygens, la qual va aterrar amb èxit el 14 de gener de 2005 sobre la superfície de Titan, eviant informacions sorprenents que seran analitzades durant molts anys.

Quines són les primeres revel.lacions que ens ha donat? Doncs resulta que Titan és un món sorprenentment semblant a la Terra, només que amb una química canviada. Per primer cop s'ha trobat un cicle de regeneració equivalent al que tenim a la Terra amb l'aigua, només que en el cas de Titan es tracta de metà. L'atmosfera de Titan com ja s'havia detectat està formada sobretot per nitrogen (a l'igual que la de la Terra) i metà. Aquesta és 10 vegades més densa que la de la Terra, per la qual cosa fins ara no s'havia pogut observar mai la seva superfície. La pressió però a la superfície és semblant a la nostra, només que la temperatura s'ha confirmat que és al voltant dels -170ºC, massa freda perquè hi hagi aigua líquida. Un dels grans misteris de Titan era com es regenerava el metà de l'atmosfera, ja que els rajos solars el convertien a través de reaccions químiques en hidrocarburs més complexes que es precipitaven sobre el planeta.
La informació rebuda fins ara sembla descartar la teoria de grans oceans. La Huygens va aterrar sobre una massa sòlida tova (de la textura de sorra humida) formada per metà i molècules més complexes. Sembla que la meteorologia allà és força anàloga a la nostra, amb activitat elèctrica i tempestes freqüents que en comptes d'aigua crearien rius i llacs de metà líquid. Això és el què semblen indicar les imatges registrades amb una superfície sòlida, surcada per grans canals i depressions. La zona d'aterratge de la Huygens es presentava seca, com una zona desèrtica nostra, però les fotos de la Cassini mostren diferències de color que suggereixen la presència de zones amb corrents líquids. El possible registre d'estacions podria fer que acabés també plovent el suficient en un futur com perquè la zona on està la Huygens es converteixi en un riu o llac.
Aquell metà líquid s'aniria evaporant (lentament degut a les baixes temperatures), tornant a l'atmosfera de manera semblant a com ho fa l'aigua en la Terra, en un cicle equivalent. No es descarta tampoc que existeixin fonts de metà líquid que servissin de font extra d'alimentació d'aquest element.
I és que Titan a més presenta una activitat geològica semblant a la de la Terra, l'únic que l'activitat volcànica expulsa pedres d'aigua congelada i amoníac, en comptes de lava i roques com a la Terra.
Els anàlisis químics efectuats han trobat molècules de gran complexitat química, que podrien ser semblants a les que es van formar a la Terra en els inicis de la vida. Titan doncs ens pot explicar moltes coses dels nostres orígens... podria albergar però ja vida?
Queda clar que la densa atmosfera és una protecció suficient contra les radiacions solars, com ho fa la nostra. El problema per molts astrobiòlegs és que la baixa temperatura impedeix tenir aigua líquida, que fins ara s'ha mostrat com imprescindible per a la vida. Però en un món tan extremadament semblant al nostre on l'aigua és metà i les roques són gel, no podria formar-se una vida basada en una nova química? Fins i tot assumint la necessitat de l'aigua, efectes externs com impactes de meteorits podrien haver fet pujar la temperatura com per fondre el gel en alguna zona determinada durant milers o milions d'anys, permetent que es formés aigua líquida en superfície i amb ella la formació de vida primitiva. Alguns científics de fet suggereixen ja que amb la informació rebuda es podrien deduir senyals de mostres de vida microbiana a Titan.
Sens dubte no estaré viu per contemplar-ho, però l'espècie humana podria ser testimoni d'un naixement i contemplar a distància l'evolució de la vida en un altre planeta. Potser la vida no es tan rara en l'univers con semblava i està ple de diferents tipus de vida, algunes avançades i d'altres en naixement. Potser com en 2001 algú altre està seguint també els passos de la nostra evolució.