UN AÑO Y SUS ACONTECIMIENTOS CIENTÍFICOS MÁS EXCITANTES

Alexandra De Castro

 

 Ilustración de Ada Peña Ilustración de Ada Peña

La naturaleza, a la luz de la ciencia, nos sorprende año tras año. Cerca de mil millones de kilómetros de descubrimientos, ideas que revolucionan y nuevos retos que impulsan la maquinaria de producción de conocimiento. En Revista Persea, como enlace ciencia y sociedad y comprometidos con nuestro público, consultamos por Twitter a nuestros seguidores «¿Cuál es el hallazgo [o evento] científico que más te ha gustado del 2017?» , bajo la etiqueta #HallazgoCientíficoFavorito2017.

Así respondió nuestra audiencia:

El más popular fue la observación astronómica multimensajera de la colisión de dos estrellas de neutrones que involucró ondas gravitacionales (arrugas en el espacio-tiempo que se propagan) y ondas luz en todo el espectro de electromagnético.

El 17 de Agosto de 2017 a las 12:41:04 UTC los instrumentos de la colaboración LIGO-Virgo detectaron una señal proveniente de la colisión de dos estrellas de neutrones, el evento más cercano detectado por estos observatorios, aproximadamente a unos 150 millones de años luz, señal catalogada como: GW170817. Casi simultáneamente, 1.7 segundos después, sonó la alarma de la sonda monitor de destellos de rayos gamma Fermi-GRBM: un destello de rayos gamma (el GRB 170817A) había sido detectado. Ambos eventos resultaron correlacionados en la dirección de la localización de la observación y confirmados por varios observatorios ópticos los cuales detectaron el evento en el rango de luz de rayos-X, ultravioleta, visible, infrarrojo y radio.  Unos setenta observatorios y alrededor de  cuatro mil científicos están involucrados en este suceso.

No es la primera vez que ocurre una observación astronómica multimensajera pero sí es la primera vez que involucra a las ondas gravitacionales, y no será la última: presenciamos los albores de una era.

 Imagen original del artículo en el Astrofísica Journal del 20 de Octubre . la figura muestra un historia temporal de las diferentes detecciones desde LIGO-Virgo, la sonda Fremi-GRBM del resto de los observatorios ópticos.   
Imagen original del artículo en el Astrofísica Journal del 20 de Octubre . la figura muestra un historia temporal de las diferentes detecciones desde LIGO-Virgo, la sonda Fremi-GRBM del resto de los observatorios ópticos.

Asimismo, el evento corrobora una vez más que Einstein tenía razón, no solo proporciona evidencia de la existencia de las ondas gravitacionales sino de que, efectivamente, se propagan a la velocidad de la luz.

Una consecuencia esencial de este acontecimiento es que ya los astrofísicos comienzan a clasificar oficialmente a las observaciones de las ondas gravitacionales como “Sirenas Estándar”, esto es, eventos que se usan para medir la constante Hubble, parámetro que representa la rata local de expansión del Universo, fundamental en estudios de escala cosmológica y de la naturaleza de la energía oscura.  Las ondas gravitacionales como sirenas estándar ofrecen una manera completamente independiente de medir la constante de Hubble.

Además, esta observación se aprovechó para el estudio de la formación de elementos pesados  (nucleosíntesis) como el oro, plomo e incluso los elementos radiactivos como el uranio en este tipo de eventos catastróficos entre estrellas de neutrones. Este hecho había sido estudiado de manera indirecta, sin embargo, la observación multimensajera se aprovechó para examinar la inmensa cantidad de datos recogidos por estas decenas de telescopios, cuyo análisis mostró que efectivamente estos elementos pesados se forman durante la colisión de estrellas de neutrones.

Expresaron su preferencia por este acontecimiento: Maximiliano ISI , estudiante de doctorado en física en el Tecnológico de California, EE. UU.  y miembro de la colaboración LIGO.  Benjamin Scharifker, investigador en electroquímica  en la Universidad Simón Bolívar, Caracas, Venezuela y Rector de la Universidad Metropolitana, Caracas, Venezuela. Andrés Gomberoff, físico teórico investigador del Centro de Estudios Científicos de Valdivia, Chile.  Ignacio Taboada, profesor de física en Georgia Tech, Atlanta, EE. UU. y miembro de las colaboraciones IceCube y HAWC. José Ocariz, investigador del Instituto Nacional de física Nuclear y de física de Partículas (IN2P3) y Universidad de París Diderot, París, Francia y Martín Monteiro, profesor de física de la Universidad ORT, Uruguay.

Los artículos científicos originales los puedes encontrar aquí, aquí y aquí.

La segunda en popularidad fueron los avances en técnicas de manipulación genética, en particular las que permiten la edición de embriones humanos.

Durante el año 2017, una colaboración científica que reúne especialistas de varias instituciones estadounidenses lograron por primera vez editar exitosamente embriones humanos bajo el método denominado CRISPR-Cas9. El sistema CRISPR-Cas9 es un mecanismo que utilizan las bacterias para defenderse del ataque de los virus. Los científicos han aprendido a usarlo para modificar genéticamente cualquier tipo de célula.

Sin duda alguna esto representa un hito para la humanidad que no puede ser desatendido por la sociedad. Las consecuencias que puede traer este tipo de avances son tan diversas y delicadas que es imprescindible la participación ciudadana en cuanto a la ética de sus usos. El progreso en la edición de embriones a nivel genético representa una excelente noticia en cuanto a que se abre la posibilidad de la eliminación de enfermedades genéticas hereditarias.

Más aún, de acuerdo con los resultados de los últimos experimentos, es claro que si los embriones con la mutación reparada se les permitiera desarrollarse en bebés, no solamente ellos estarían libres de la enfermedad genética, sino sus descendientes también.  Dice la investigadora Jennifer Doudna,  bioquímica especialista en técnicas genéticas y codescubridora del CRISPR-Cas9 :

«Se siente como un pequeño paso para humanos, pero un gran paso para la humanidad»

Por otro lado, también existe la preocupación en el aire de que los métodos CRISPR-Cas9 se usen con fines de diseño de humanos.

 Método CRISPR-Cas9, ilustración original en el artículo de la revista Nature . 
Método CRISPR-Cas9, ilustración original en el artículo de la revista Nature.

El artículo científico y el artículo de prensa relacionados al tema los puedes leer aquí y aquí.

Se inclinaron por este desarrollo científico: Félix Moronta, editor y creador de Revista Persea, biólogo, investigador en el Centro Internacional de Ingeniería Genética y Biotecnología, Trieste, Italia.  Roxana Guajardo, bióloga, profesora e investigadora en la Universidad Central de Venezuela. Víctor Hernández, editor y creador de Revista Persea, biólogo investigador, docente y comunicador de la ciencia, Universidad Autónoma de México.

La tercera en popularidad fue la peculiar visita a nuestro sistema solar de un asteroide particularmente alargado, de origen interestelar.

Durante el mes de octubre los astrónomos estuvieron ocupados observado y recabando datos del misterioso intruso, varios observatorios lo siguieron en su trayectoria, entre otros, el Pan-STARRS1 de Haleakala en Hawaii, el Observatorio Europeo del Sur, ESO en Chile y el Telescopio canadiense francés hawaiiano CFHT en Kamuela, Hawaii.

 Trayectoria de Oumuamua (objeto: A/2017 U1) en su paso por el sistema solar. 
Trayectoria de Oumuamua (objeto: A/2017 U1) en su paso por el sistema solar.

Los científicos no tienen dudas de que el objeto, al cual pusieron por nombre Oumuamua, no proviene de lugar alguno del sistema solar, incluyendo la hipotética nube de Oort. Otro aspecto sumamente interesante es que los análisis del contenido químico de Oumuamua  revelan que es rico en compuestos orgánicos, tal como los asteroides locales. Los astrónomos indican que la presencia de Oumuamua y su detección gracias desarrollo de las técnicas de observación muestra que la densidad de objetos interestelares que nos visitan puede ser mayor a la estimada hasta ahora.

Proponen este hallazgo como favorito: Edgard Luis, podcaster y bloguero, cazador de pseudociencias y Jorge Zuluaga, profesor de física en la Universidad de Antioquia, Medellín, Colombia.

El artículo científico los encuentras aquí.

 Oumuamua, representación artística, crédito de la imagen: Observatorio Europeo del Sur.   Oumuamua, representación artística, crédito de la imagen: Observatorio Europeo del Sur.

Para Alejandra Viviescas, estudiante de doctorado en genética de la Universidad del Estado Paulista, Brasil, el evento científico más emocionante del 2017 fue la replicación de una molécula de ADN observada directamente y filmada por primera vez.

Y es que la observación directa pone a prueba definitiva a los modelos de replicación establecidos. Efectivamente, la sorpresa no se hizo esperar: el video muestra a un proceso más aleatorio de replicación de cadenas de ADN que el previamente sugerido por los modelos.

En este enlace puedes leer un artículo de divulgación que extiende el tema y aquí el artículo científico.

Para Alexis Rebolledo,  sociólogo y experto en comunicación de la ciencia del Centro de Estudios Científicos de Valdivia, Chile, su evento científico favorito es una propuesta teórica que vio la luz en un par de artículos científicos publicados en el 2017.

Se trata de un modelo que ayuda a explicar un enigma muy antiguo: ¿por qué la constante de gravitación de Newton «G» es tan pequeña?  O puesto en términos más físicos: ¿por qué la gravedad es una interacción tan débil comparada con otras interacciones? Esta es una observación que aflora cuando estudiamos el mundo molecular y subatómico.

Claudio Bunster y Andrés Gomberoff, investigadores del Laboratorio de Física Teórica de Centro de Estudios Científicos de Valdivia, presentan un modelo que propone a G, en vez de una constante de gravitación universal, un parámetro que puede tomar valores diferentes en regiones diferentes del espacio, separadas por lo que se denomina en física “paredes de dominio”. Una pared de dominio es una discontinuidad en alguna propiedad física que se puede usar para caracterizar un sistema por regiones. En este caso la pared está representada justamente por la discontinuidad en el valor de G.  En este caso, la geometría intrínseca de la pared de dominio también sería distinta vista desde los dos lados donde el valor de G es diferente y esto es importante puesto que la geometría del espacio-tiempo está integrada a la naturaleza según la relatividad general.

 Figura original en el artículo de Bunster y Gomberoff que muestra una pared de dominio que separa dos regiones con valores distintos de la constante de gravitación. 
Figura original en el artículo de Bunster y Gomberoff que muestra una pared de dominio que separa dos regiones con valores distintos de la constante de gravitación.

La explicación detallada por Alexis la encuentras en este artículo divulgativo. El artículo científico lo encuentras en este enlace.

Para Luis Miguel Montilla, biólogo y estudiante de Maestría en biología de la Universidad Simón Bolívar, Caracas, Venezuela, el hallazgo del año es el de una nueva especie de pájaro que acaba de surgir en las islas Galápagos.

Estamos en presencia de evolución en marcha, a la vista y disfrute de los científicos y de la humanidad. Tanto el análisis genético a nivel celular como el de las características físicas no dejan dudas a los científicos de que efectivamente se trata de una nueva especie de pinzón. Sus descubridores lo han llamado «Gran pájaro». Realmente no es un nombre muy original, pero sí es una gran noticia para todos.

 Big Bird, nueva especie de pájaro. 
Big Bird, nueva especie de pájaro.

En este enlace encontrarás el artículo científico.

 

Gabriel García, físico, investigador del Polo Tecnológico de Pando, Uruguay,  se decanta por el desarrollo de nuevos nano-robot o nanobots de moléculas de ADN. Las bioquímica del ADN está muy bien entendida por los científicos, situación que ofrece la oportunidad de usar las moléculas de ADN como material para fabricar nanobots.

Los nanobots no son nuevos, sin embargo, hasta hace poco solo podían realizar tareas muy simples como desplazarse en una sola dirección controlada. También pueden ser capaces de recoger una molécula o nanopartícula y transportarla en una dimensión. Los investigadores que trabajaron en este nuevo desarrollo explican que sus nuevos nanobots pueden hacer tareas más complejas, por ejemplo pueden explorar superficies bidimensionales, reconocer y recoger múltiples cargas de nanopartículas, de dos tipos, que están inicialmente ubicados de manera desordenada y las entrega correctamente en un destino específico hasta que las dos cargas quedan clasificadas en dos pilas distintas.

Las aplicaciones médicas de los nanobots pueden ser considerables, como por ejemplo en la selección y transporte de medicamentos en el torrente sanguíneo o dentro de células específicas.  El artículo está en este enlace.

 ADN nanobot cargadores, representación artística.  
ADN nanobot cargadores, representación artística.

Génesis Pérez, estudiante de postgrado y candidata a PhD en física por el Instituto de Física Teórica del Instituto de tecnología de Karlsruhe, Alemania, considera de mucha relevancia el hallazgo arqueológico de varios petroglifos a orillas del río Orinoco, en los raudales de Atures, estado Amazonas, Venezuela.

El hallazgo fue realizado por Philip Riris, investigador del Instituto de Arqueología de University College London. No está investigada aún la correcta data de creación de estos dibujos, pero lo que sí está claro para los arqueólogos es que  estos y otros hallados anteriormente son de origen precolombinos.  Aquí pueden ver el artículo científico.

 Nuevos petroglifos encontrados en a orillas del río Orinoco.
Nuevos petroglifos encontrados en a orillas del río Orinoco.

Finalmente, para mi, como físico teórico, soy fan absoluta del evento científico número uno: la detección multimensajera que involucró ondas electromagnéticas y ondas gravitacionales. No obstante, mi corazón se lo llevó Cassini en su Gran Finale, cuando después de 20 años de servicios a la humanidad y una tonelada de conocimientos nuevos, tejió su órbita en danza armoniosa entre los anillos de Saturno y en un final apoteósico se perdió para siempre en la atmósfera del gran planeta anillado.

 Cassini, representación artística de la NASA.
Cassini, representación artística de la NASA.

 

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