Ciencia
Logran, por primera vez, que el tiempo fluya hacia atrás
Un equipo internacional de físicos consiguió que la “flecha del tiempo”, misma que determina que el tiempo fluya como lo hace, apuntase en dirección contraria.
En nuestra experiencia cotidiana el tiempo transcurre, siempre, en una única dirección, esto es, desde el presente hacia el futuro. La materia envejece y se corrompe, los niños crecen, los adultos se hacen viejos y a nadie se le ocurriría quedar con un amigo “hace tres horas”.
Sin embargo, y desde hace décadas, los científicos se preguntan si el Universo “debe” por fuerza avanzar y desarrollarse en esa única dirección. ¿Por qué no al revés? Sobre todo teniendo en cuenta que, en el mundo de las partículas subatómicas, esas de las que todo y todos estamos hechos, las leyes de la Física son simétricas con respecto al tiempo. O lo que es lo mismo, funcionan igual con independencia de que el tiempo transcurra hacia delante o hacia atrás. Es al pasar al nivel macroscópico cuando todo parece “elegir” moverse únicamente hacia el futuro. El físico Arthur Eddington bautizó esta situación, a principios del siglo pasado, como «la flecha del tiempo».
La razón por la que esta “flecha” apunta siempre en una dirección, pero no en la otra, es uno de los mayores rompecabezas científicos de todos los tiempos. Y la respuesta clásica para que las cosas sean así es que la flecha del tiempo se desprende de la Segunda Ley de la Termodinámica, que establece que la entropía, o el desorden, siempre aumenta dentro de un sistema cerrado.
Es por eso, por ejemplo, que la leche se mezcla fácilmente con el café o el té, pero nunca vuelve a emerger limpia y pura de una taza de café con leche; o que un huevo, una vez frito, jamás volverá a ser un huevo crudo; o que el calor fluya siempre desde el objeto más caliente hacia el más frío, y nunca al contrario.
Otra razón importante para que las cosas funcionen tal y como vemos son las condiciones iniciales del sistema. Y por motivos que aún escapan a nuestra comprensión, el Universo primitivo estaba muy caliente y su energía se distribuía uniformemente por todas partes. Lo cual es un estado de baja entropía en un sistema dominado por la gravedad. Con el paso del tiempo, en efecto, la entropía del Universo no ha dejado de aumentar, y eso es lo que determina la dirección de la flecha del tiempo.
«Desfreír» un huevo
Ahora, un equipo internacional de investigadores liderado por Kaonan Micadei, físico en la Universidad Federal ABC, en Brasil, se ha preguntado qué sucedería al modificar las condiciones iniciales de un sistema cerrado. Es decir, si el estado inicial de un sistema determina la dirección de la flecha del tiempo, ¿sería posible crear, aquí en la Tierra, sistemas cerrados cuyas condiciones iniciales obliguen a la flecha del tiempo a apuntar en la dirección opuesta? Si la respuesta fuera afirmativa, dentro de ese sistema los huevos fritos podrían “desfreirse” de forma espontánea y el calor podría fluir de los objetos más fríos a los más calientes.
La respuesta es que sí. Micadei y su equipo, en efecto, han logrado, por primera vez, construir un sistema de estas características. Y, efectivamente, en su experimento la flecha del tiempo apunta en dirección contraria, permitiendo a los investigadores comprobar cómo un objeto frío es capaz de aportar calor a otro más caliente, algo impensable en nuestra realidad cotidiana. El trabajo, publicado en arXiv.org, abre las puertas al desarrollo de toda una nueva generación de dispositivos en los que el tiempo se mueve hacia atrás, en lugar de hacia delante.
La investigación, por supuesto, no nos permitirá emprender un viaje al pasado para ver dinosaurios, pero sí que podría decirnos por qué nuestro Universo está “atrapado” en una calle de un solo sentido.
Entrelazamiento cuántico
El exótico sistema creado en laboratorio por los investigadores es una mezcla de cloroformo disuelto en acetona. El cloroformo (CHCl3), está formado por un átomo de carbono, otro de hidrógeno y tres de cloro, un escenario perfecto para llevar a cabo experimentos de física cuántica, que es capaz de manipular los espin (una especie de rotación interna) de los núcleos de carbono e hidrógeno gracias a una técnica denominada resonancia magnética nuclear.
La idea era alinear los núcleos por medio de un potente campo magnético. Los físicos usaron pulsos de radio para invertir uno o ambos espins, y consiguieron que ambos se entrelazaran. El entrelazamiento es un extraño, pero bien conocido proceso cuántico en el que dos partículas comparten la misma existencia de forma que, como si de dos gemelos microscópicos se tratara, lo que le sucede a una es inmediatamente “sabido” por la otra, con independencia de la distancia que las separe. Después, una vez entrelazados, al escuchar las señales de radio emitidas por los núcleos los físicos pudieron determinar cómo evolucionaban sus estados cuánticos.
Al mismo tiempo, los núcleos de los átomos de carbono e hidrógeno estaban en contacto térmico, lo que significa que la energía térmica podía fluir entre ambos. Los investigadores podían controlar la temperatura de los dos núcleos y calentarlos de forma independiente gracias a la resonancia magnética nuclear. En estas condiciones, lo lógico sería que, como sucede en el mundo real, el calor fluyera desde el núcleo más caliente hacia el más frío. Pero Micadei y su equipo observaron justo lo contrario.
La clave para lograrlo fue, como se ha dicho antes, el entrelazamiento, el fenómeno que Micadei y sus colegas explotaron para crear el conjunto único de condiciones iniciales que permiten que, dentro de ese sistema, el tiempo corra hacia atrás.
El resultado fue la creación de un tipo de “motor” capaz de impulsar la energía térmica en la dirección opuesta a la que nos es familiar. “Observamos -reza el artículo- un flujo de calor espontáneo desde el sistema frío al caliente”.
Escala macroscópica
El hallazgo tiene importantes implicaciones para nuestra comprensión de la naturaleza del tiempo, y de su relación con el entrelazamiento cuántico y la entropía. “Nuestros resultados soble la flecha termodinámica del tiempo -explica Micadei- podrían también tener estimulantes consecuencias sobre la flecha cosmológica del tiempo”. Lo cual da a entender que procesos parecidos a los descritos en su experimento podrían ser responsables de las condiciones iniciales del Universo, el sistema en que vivimos, y explicar por qué el tiempo fluye en la dirección que observamos.
Otro aspecto significativo de este trabajo, de naturaleza más práctica, es que los fenómenos observados por los investigadores no se limitan solo a los sistemas microscópicos, sino que funcionan también a escala macroscópica, con un gran número de moléculas implicadas. Por lo tanto, estos resultados podrían desembocar en una nueva generación de dispositivos en cuyo interior el tiempo correría al revés, y que serían capaces de conducir la energía térmica de objetos fríos a otros más calientes.
Lo de ir a ver dinosaurios, por desgracia, tendrá aún que esperar… (abc)
Ciencia
La importancia del esqueleto de Lucy para la ciencia; revela nuestros orígenes
El esqueleto de Lucy no solo es una ventana al pasado, sino también un recordatorio de la complejidad y riqueza de la evolución humana
Hace casi 50 años, el descubrimiento de un esqueleto en Etiopía marcó un antes y un después en la paleoantropología. Conocido como Lucy, este fósil, perteneciente a la especie Australopithecus afarensis, es considerado uno de los hallazgos más importantes para comprender la evolución humana. Su relevancia no solo radica en su antigüedad, de 3,2 millones de años, sino también en las claves que ha proporcionado sobre nuestros orígenes.
El 24 de noviembre de 1974, en la región de Afar, Etiopía, un equipo de investigadores liderado por Donald Johanson descubrió el 40% del esqueleto de un homínido femenino. Lucy, bautizada en honor a la canción Lucy in the Sky with Diamonds de The Beatles, reveló una combinación de características humanas y simiescas. Su pelvis, columna vertebral y extremidades inferiores mostraron evidencia clara de bipedestación, un rasgo crucial en la evolución humana.
Sin embargo, su pequeño tamaño, brazos largos y un cerebro similar al de los simios actuales indicaron que aún mantenía rasgos primitivos. Lucy representó un punto intermedio en el árbol evolutivo, demostrando cómo los primeros homínidos estaban adaptándose a caminar erguidos mientras conservaban habilidades arbóreas.
El descubrimiento de Lucy consolidó la teoría de que los humanos modernos evolucionaron en África, como lo había sugerido Charles Darwin en 1871. Este fósil se convirtió en una de las pruebas más sólidas para entender cómo los homínidos comenzaron a desarrollar habilidades físicas y biológicas que, millones de años después, darían forma a nuestra especie.
Lucy vivió en un entorno diverso, lleno de sabanas y bosques, donde la capacidad de caminar erguido les permitió a los homínidos desplazarse largas distancias en busca de alimento y adaptarse a un paisaje cambiante. Este contexto no solo moldeó sus características físicas, sino también las interacciones sociales y los comportamientos que serían fundamentales para la evolución humana.
El legado científico de Lucy
Desde su descubrimiento, Lucy ha sido una referencia ineludible en la paleoantropología. Su estudio ha permitido a los científicos profundizar en la transición entre los simios y los humanos, iluminando aspectos clave como el desarrollo de la bipedestación y la forma en que los primeros homínidos interactuaban con su entorno.
Además, su impacto ha trascendido el ámbito científico, inspirando debates sobre la evolución, el lugar de los humanos en la historia de la vida y la conexión con nuestros ancestros más remotos. Lucy es mucho más que un fósil: es un símbolo de la curiosidad humana y del esfuerzo por comprender nuestro pasado.
El esqueleto de Lucy no solo es una ventana al pasado, sino también un recordatorio de la complejidad y riqueza de la evolución humana. Al observar sus huesos, los científicos han podido reconstruir una etapa clave de nuestra historia, una que nos conecta con un tiempo en el que nuestros ancestros comenzaban a dar los primeros pasos hacia lo que hoy somos.
Con información de El Universal.
Ciencia
La NASA descubre a un nuevo planeta al que han llamado Neptuno ultracaliente
La atmósfera restante del planeta, una de sus características más interesantes, probablemente invitará a un mayor análisis.
Un equipo internacional de científicos de la Administración Nacional de Aeronáutica y el Espacio (NASA) descubrió a un nuevo planeta (TOI-3261 b,) que ha sido bautizado también como Neptuno ultracaliente, debido a que orbita su estrella en tan solo 21 horas.
Los científicos utilizaron el telescopio espacial TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) de la NASA, para descubrir el exoplaneta (un planeta fuera de nuestro sistema solar) y luego realizó más observaciones con telescopios terrestres en Australia, Chile y Sudáfrica.
Las mediciones colocaron al nuevo planeta directamente en el “caliente desierto de Neptuno”, una categoría de planetas con tan pocos miembros que su escasez evoca un paisaje desértico.
El equipo, dirigido por la astrónoma Emma Nabbie de la Universidad del Sur de Queensland, publicó su artículo sobre el descubrimiento de este planeta, el cuarto en su clase, en The Astronomical Journal.
¿Cómo es el exoplaneta TOI-3261 b?
Esta variedad de exoplaneta es similar a nuestro propio Neptuno en tamaño y composición, pero orbita extremadamente cerca de su estrella. En este caso, un “año” en TOI-3261 b dura solo 21 horas. Una órbita tan estrecha le otorga a este planeta su lugar en un grupo exclusivo con, hasta ahora, solo otros tres miembros: Neptunos calientes de período ultracorto cuyas masas se han medido con precisión.
El planeta TOI-3261 b demuestra ser un candidato ideal para probar nuevos modelos informáticos de formación de planetas. Parte de la razón por la que los Neptunos calientes son tan raros es que es difícil mantener una atmósfera gaseosa espesa tan cerca de una estrella, informa la NASA.
Las estrellas son enormes, por lo que ejercen una gran fuerza gravitatoria sobre las cosas que las rodean, lo que puede despojar a un planeta cercano de las capas de gas. También emiten enormes cantidades de energía, que hacen volar las capas de gas.
¿Por qué se dice que es similar a Neptuno?
Ambos factores significan que los Neptunos calientes como TOI-3261 b podrían haber comenzado como planetas mucho más grandes, del tamaño de Júpiter, y desde entonces han perdido una gran parte de su masa.
El planeta TOI-3261 b es aproximadamente el doble de denso que Neptuno, lo que indica que las partes más ligeras de su atmósfera se han ido desprendiendo con el tiempo, dejando solo los componentes más pesados. Esto demuestra que el planeta debe haber comenzado con una variedad de elementos diferentes en su atmósfera, pero en esta etapa, es difícil decir exactamente cuáles.
Este misterio podría resolverse observando el planeta con luz infrarroja, tal vez utilizando el Telescopio Espacial James Webb de la NASA, una forma ideal de ver las huellas dactilares de las diferentes moléculas en la atmósfera del planeta. Esto no solo ayudará a los astrónomos a comprender el pasado de TOI-3261 b, sino que también comenzará a descubrir los procesos físicos detrás de todos los planetas gigantes calientes.
El primer descubrimiento de un Neptuno caliente de período ultracorto, LTT-9779 b, se produjo en 2020. Desde entonces, los descubrimientos de TESS TOI-849 b y TOI-332 b también se han unido al selecto club de los Neptunos calientes de período ultracorto (con masas que se han medido con precisión)./Con información de EuropaPress.
Con información de MVS Noticias
TR
Ciencia
La UNAM realiza nuevo censo del ajolote en Xochimilco
Un equipo del Instituto de Biología de la UNAM realiza un nuevo censo de ajolotes silvestres en Xochimilco. El último registro es de hace una década.
Científicos del Instituto de Biología de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) lideran un nuevo censo de ajolotes silvestres (Ambystoma mexicanum) en Xochimilco, para conocer el estado de la población de este animal considerado en peligro de extinción por la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza.
El último registro data de una década, cuando había poco más de una treintena de ejemplares por kilómetro cuadrado en 2014.
El doctor en Ecología, Luis Zambrano González y la maestra en Ciencias, Vania Anaid Mendoza Solís, líderes del proyecto, explicaron que el primer muestreo está dividido en varias fases. Hasta el momento ya se realizó uno a mediados de septiembre y terminó el 28 de octubre, por lo que harán revisión de los resultados.
“Lo que hemos podido percibir es una gran densidad de tilapias. No podemos hacer una evaluación sobre la presencia del anfibio hasta terminar los análisis, la especie está en una situación crítica, pero las circunstancias del axolote nos anuncian que Xochimilco, su casa, se encuentra en gran deterioro y esto afectará la calidad de vida de los capitalinos”, destacó Mendoza Solís.
La siguiente etapa del censo será realizada de enero a febrero de 2025. Los primeros resultados serán dados a conocer el primer semestre del próximo año y se prevé reforzar la información con otro registro en 2026.
Cada vez hay menos ajolotes en Xochimilco
Zambrano González mencionó que la población bajó de manera significativa entre los censos realizados en 1998 y 2014, al pasar de seis mil ejemplares por kilómetro cuadrado (cifra obtenida por la Universidad Autónoma Metropolitana), a solo 36.
“Es importante lo que dice la gente, sí los ha visto, pero tenemos que estar seguros de su existencia en vida silvestre. Ésta es parte de la razón del conteo, pues nos ayudará a combatir la desinformación”, agregó el especialista.
Existen causas que afectan a la población de estos anfibios son la urbanización, la calidad del agua y la introducción de especies exóticas, añadió. Con el censo se revisarán los sitios donde fueron contaminados anteriormente, además de tomar muestras del ADN ambiental, evaluar la calidad del agua, los nutrientes y la biodiversidad.
Iniciativas de protección
Actualmente, el Instituto de Biología promueve estrategias para prevenir la pérdida del ajolote y de Xochimilco, como el proyecto ¡Chinampa-refugio!, un programa en el que trabajan chinamperos comprometidos con la conservación y protección de la biodiversidad de la zona y la habilitación de espacios que sirven de refugio para esta y diversas especies nativas.
Para ello, se colocan filtros especiales conectados a un canal que permite el intercambio de agua e impide el ingreso de carpas y tilapias, dos depredadores de los huevos y crías de ajolotes.
Además de mejorar la calidad del agua, también ha recibido reportes de que en las chinampas refugio han documentado el regreso de la rana Tláloc (Lithobates tlaloci) y peces conocidos como Petos, lo que significa que se restablece la red trófica en la zona.
Si bien esos lugares representan el 0.5 % del área de canales de Xochimilco, se necesita ampliar hasta 200 veces la zona de cobertura para garantizar que la población de axolotes sea saludable en vida silvestre, agregó Zambrano González.
Desde el 21 de noviembre, se suma la tercera edición de la campaña “Adopta un axolote”, con objetivo de que ciudadanos puedan apoyar virtualmente en el mantenimiento de 130 animales que serán puestos en adopción.
Estos ejemplares viven en el laboratorio, y quienes decidan apoyar al programa, podrán darles nombre y recibirán información de su comportamiento, desarrollo y ubicación, e incluso visitar las instalaciones para conocer las labores de restauración.
Con información de Expansión
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