El 2023 en la ciencia
China ha sido el primer país en publicar más de un millón de artículos científicos en un año. En total, se producen más de cinco millones. No es posible, ni quizás adecuado, valorar los hitos más ‘importantes’ de la ciencia cada año. Según Science, la noticia científica del 2023 es la validación en ensayos clínicos de los fármacos GLP-1 para tratar la obesidad. Un hito que plantea más preguntas que respuestas, según los editores de la conocida revista.
Entre páginas y más páginas de resultados de la investigación, se puede extraer mucho conocimiento. También, se pueden destapar curiosidades, imágenes hermosas y avances de alcance inimaginable. Si hay algo que los siguientes diez ejemplos de resultados científicos tienen en común es que todos surgen del mismo sitio: el objetivo de saber, cada día, un poco más.
El significado de las pinturas rupestres
En enero de 2023, Bennett Bacon, un restaurador de muebles londinense y aficionado a la arqueología, con la ayuda de académicos de las universidades de College London y Durham, así como de otros investigadores independientes, descifró tres símbolos que se utilizaban como unidades de comunicación para calcular los ciclos de reproducción de los animales. ¿Es este el instrumento científico más antiguo conocido hasta la fecha? Al fin y al cabo, las pinturas rupestres son objetos materiales que por lo visto constituían un registro de datos observables -las líneas <|> y puntos <•> denotan meses, las <Y> significan nacimientos (Bacon et al., 2023)- para predecir un fenómeno natural. El análisis de este objeto empuja los límites de la historia de la ciencia a los albores de la humanidad, mucho antes de Aristóteles, justo hasta el momento en que encontramos la primera forma de escritura. El hecho de que no narrasen sus metodologías en un tratado no significa que no las usaran.
La primera imagen de protones y neutrones al colisionar
El acelerador de iones pesados RHIC, en el Laboratorio de Brookhaven (EE.UU.), acelera iones de oro a velocidades cercanas al 99.995% de la luz. Fue una herramienta clave para verificar la ecuación E=mc^2 de Einstein. En 2023, un equipo de investigadores de Brookhaven demostró una innovadora interferencia cuántica, similar a la tomografía PET, al rozar átomos de oro a alta velocidad. A nivel cuántico, la observación directa se dificulta debido a la interferencia de la luz, pero al dotarlas de suficiente energía, las ondas de luz pueden agitar partículas como quarks y antiquarks que forman protones y neutrones.
Cuando dos núcleos se cruzan a distancias pequeñas, un fotón de un núcleo puede interactuar con gluones del otro a través de un par virtual quark-antiquark. Esto posibilita la primera observación experimental de entrelazamiento entre partículas diferentes, lo que revela imágenes precisas que distinguen la posición de neutrones y protones en el núcleo atómico. Este avance proporciona información crucial sobre la estructura nuclear y destaca el potencial del RHIC para explorar la física cuántica a escalas subatómicas.
IMAGEN: LABORATORIO DE BROOKHAVEN
La era del hervor global
“El cambio climático está aquí. Es aterrador. Y esto es solo el comienzo. La era del calentamiento global ha terminado; ha llegado la era del hervor global” El secretario general de la ONU, António Guterres abría así la conferencia sobre el clima en julio de 2023. El número de ciclones tropicales se ha duplicado en los últimos 50 años. Se producen más de 5 millones de muertes al año debido a la contaminación atmosférica de los combustibles fósiles. La situación es tan crítica que ya se están planteando propuestas dignas de una novela de Asimov, como utilizar toneladas de polvo lunar para hacer sombra a la Tierra y reducir la radiación solar.
La IA se saca el doctorado
No es algo nuevo, pero en 2023, el uso de Inteligencia Artificial se ha vuelto mucho más visible. También, en la investigación científica. En los últimos meses, se han publicado estudios en los que se utilizaban algoritmos de IA para generar palabras, imágenes e incluso canciones de Pink Floyd captadas en registros de actividad cerebral. Es decir, ya ha nacido la tecnología para comunicarse mediante el pensamiento. También, se ha visto beneficiada la conservación de las especies: una herramienta de IA rastrea a las aves migratorias y avisa de las llegadas de bandadas a las ubicaciones donde pueden darse colisiones. Además, inspirados en la forma en que ChatGPT sigue patrones en el lenguaje para generar palabras, un estudio ha experimentado con la ‘traducción’ de sonidos de ballenas utilizando la IA.
Fuente: Takagi y Nishimoto (2022)
En busca del hidrógeno natural
El hidrógeno es la molécula más pequeña y ligera de la Tierra, compuesta por solo dos de los átomos más livianos posibles. Aunque es el elemento más abundante en el Universo -constituye aproximadamente el 75% de su masa-, sólo representa 0.5–1.0 partes por millón (ppm) de la atmósfera terrestre. Es altamente difusivo y puede filtrarse a través de muchos tipos de rocas y fluidos hacia la atmósfera. Por lo tanto, la presencia de hidrógeno en la Tierra desafía las concepciones geológicas convencionales, ya que se pensaba que la mayor parte del hidrógeno en la corteza terrestre sería consumida por microbios o convertida en otros compuestos.
Sin embargo, la existencia de hidrógeno en diversas ubicaciones del planeta ha llevado a especular sobre su posible filtración desde el núcleo terrestre o sobre su generación a través de la división del agua por elementos radiactivos en la corteza. Algunos estudios sugieren que se produce cuando el agua reacciona con minerales ricos en hierro a elevadas temperaturas y presiones. Las actuales exploraciones están revelando indicios de importantes depósitos de hidrógeno en todos los continentes, con la excepción de la Antártida.
A los loros les gustan las videollamadas
Este estudio no le va a salvar la vida a nadie ni se va a llevar un Nobel. Pero es curioso. Durante tres meses, 18 loros estuvieron haciéndose videollamadas entre ellos. Las investigadoras pretendían evaluar sus necesidades sociales, cognitivas y emocionales ya que, argumentan, muchas de estas aves carecen de la estimulación adecuada en cautiverio. Resulta que, aún a través de videollamada, los loros pueden aprender de sus pares -por ejemplo, a buscar alimento o a volar- ya que al parecer se sienten motivados y les gusta tener estas interacciones. Este año también hemos sabido que los gatos tienen unas 300 expresiones faciales. Quizás es de esperar un estudio de felinos comunicándose con emojis.
Misión ‘jugosa’ en Júpiter
La nave Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE), lanzada por la Agencia Espacial Europea (ESA) en 2023, tiene como objetivo buscar vida en el sistema joviano. Programada para llegar en 2031, esta misión se centra en las lunas heladas de Júpiter, como Europa, Ganímedes y Calisto. JUICE llevará a cabo investigaciones detalladas, incluida la caracterización de la atmósfera de Júpiter y el estudio de las lunas en busca de condiciones propicias para la existencia de vida. Este ambicioso proyecto contribuirá significativamente a nuestra comprensión de los mundos helados y expandirá los límites de la exploración espacial en la búsqueda de signos de vida más allá de la Tierra. Al mismo tiempo…
A más metal, ¿menos vida?
Un estudio de astrofísica y exobiología sugiere que los planetas ubicados en las zonas habitables de estrellas con baja metalicidad son los objetivos más prometedores en la búsqueda de vida compleja en tierra firme. La metalicidad en este contexto se refiere a la abundancia de elementos más pesados que el helio en una estrella. Las estrellas con baja metalicidad suelen ser más antiguas y tienen una composición diferente a las estrellas más jóvenes y ricas en metales. La zona habitable es la región alrededor de una estrella donde las condiciones podrían permitir la existencia de agua líquida, un factor crucial para la vida tal como la conocemos.
El razonamiento detrás de esta conclusión probablemente se basa en la idea de que las estrellas más antiguas con menor metalicidad podrían haber tenido más tiempo para que los sistemas planetarios se desarrollen y se estabilicen. Además, la composición elemental de estos sistemas podría afectar la probabilidad de que existan planetas similares a la Tierra con las condiciones necesarias para la evolución de vida compleja. Por lo tanto, los astrónomos están priorizando su búsqueda de exoplanetas habitables en estos entornos estelares específicos para aumentar las posibilidades de descubrir mundos propicios para el desarrollo de formas de vida complejas.
Fuente: Shapiro et al, 2023
El surgimiento de la computación a exaescala
Un computador a exaescala es capaz de realizar un exaFLOP de operaciones de punto flotante por segundo. Un exaFLOP es equivalente a un quintillón (10^18) de operaciones de punto flotante por segundo. Esta escala de rendimiento representa un nivel extremadamente alto de capacidad de procesamiento y se utiliza para medir la potencia de cálculo de las supercomputadoras más avanzadas.
Este año, el Laboratorio Nacional de Oak Ridge (EE. UU.) marcó un hito al convertirse en el primer ordenador a exaescala con acceso para la comunidad científica. La revista Science destaca este hito como uno de los más importantes de 2023 y como el arranque de una nueva era de la computación. Otra máquina del mismo tipo en el Laboratorio Nacional de Argonne (EE.EE) está en la fase final de desarrollo y, en 2024, entrarán en funcionamiento cuatro computadoras a exaescala más en California y Alemania, Francia y Japón.
Un día en tu vida, según la ciencia
Los humanos hemos inventado un concepto abstracto pero muy preciso: el tiempo. Hemos decidido que cada día tiene 24 horas y, en muchas culturas, definimos nuestras tareas y comportamiento esperado en base a la progresión de una línea temporal definida dentro de ese sistema. Un estudio publicado en junio de 2023 ha intentado estimar cómo las personas gastan su tiempo. Dedicamos 9,4 horas al día a actividades directamente relacionadas con la mente y el cuerpo (la higiene, los hijos, el aprendizaje, el ejercicio, comer, entretenimiento, etc.). Al parecer, estas tareas ocupan el mismo tiempo para las personas con más o menos medios económicos. Sin emabrgo, en los países con mayores ingresos, dedicamos 3,4 horas a modificar nuestro entorno (agricultura, pesca, limpieza, construcción, etc.), mientras que al resto del mundo estas tareas les ocupan hora y media más cada día. De media, todos y todas dedicamos 2,1 horas a procesos sociales y al transporte.
Fuente: Fajzel et al, 2023.
Entre los 8 mil millones de personas que habitamos el planeta, apenas tocamos a 5 minutos al día por cabeza para extraer materiales y energía y a 1 minuto para el manejo de residuos. Es decir, que quizás deberíamos replantearnos las prioridades en lo que hacemos. Por ejemplo, los redactores de UMH Sapiens agradecemos los 8 minutos que ya llevas leyendo este artículo. Pero te lo perdonaremos si decides parar, dar un paseo sin mirar el móvil y reflexionar sobre en qué gastamos nuestro precioso tiempo. Deseamos que en 2024 cada minuto de tu vida esté lleno de felicidad y significado.