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Universo Paralelo: La furia del Sol


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¡Buenas tardes, queridos lectores de este Universo Paralelo! Esta última semana hemos experimentado una de las tormentas solares más intensas de las últimas décadas, lo que permitió disfrutar de auroras en lugares tan alejados de los polos como la ciudad de Punta Arenas en Chile (a 53° de latitud sur).

  • Es por esto que hemos invitado nuevamente al doctor en Astrofísica Ignacio Araya a colaborar, explicándonos el origen de estos fenómenos que afectan al Sol y que producen, entre otras cosas, estas auroras. La imagen de la semana es, precisamente, una aurora austral, captada en Punta Arenas por César Quezada, que gentilmente nos facilitó su fotografía sobre el estrecho de Magallanes.
  • Para matizar, nos alejamos del tema en una contribución del doctor Ignacio Retamal, que nos cuenta sobre nuevas y esperanzadoras técnicas de inmunoterapia para combatir el cáncer.
  • En la entrevista semanal será el físico teórico Gastón Giribet quien responda las cuatro preguntas de nuestro cuestionario. Gastón es profesor de la Universidad de Nueva York. Además de su doctorado en Física, es doctor en Filosofía, lo que muestra su amplitud de intereses y peculiar manera de enfrentar los misterios del universo.
  • Y como de costumbre, tenemos algunas noticias breves y una recomendación.

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FURIA SOLAR

Cortesía de NASA/SDO y de los equipos científicos AIA, EVE y HMI.

Ignacio Ayala
Por Ignacio Araya
Doctor en Astrofísica

Cuando escuchamos la palabra tormenta, a la mayoría de nosotros se nos viene a la cabeza la imagen de una lluvia intensa y copiosa, junto a un fuerte viento silbando en el ambiente. Sin embargo, cuando nos hablan de una tormenta solar, nuestra imaginación puede ir desde el simple desconocimiento hasta un final apocalíptico de la especie humana, si somos fanáticos de la ciencia ficción.

  • Durante estos últimos días, hemos escuchado en diferentes medios que nuestro planeta ha estado bajo los efectos de una gran tormenta solar, o tormenta geomagnética. Estas tormentas tienen su origen en explosiones repentinas que ocurren en el Sol, lanzando grandes cantidades de partículas cargadas, como protones y electrones, al espacio.

Este mecanismo de eyección es normal, es llamado viento estelar y ocurre en todas las estrellas. En nuestro Sol se llama viento solar. Esto es algo de lo que vimos en el número pasado de este newsletter. Afortunadamente, cuando este viento alcanza nuestro planeta, contamos con un escudo protector que entra en acción. Se trata del campo magnético terrestre, que desvía las partículas cargadas hacia los polos.

  • Dependiendo de su intensidad, este flujo de partículas que incide en la atmósfera puede producir un efecto visible en el cielo nocturno. Las llamadas auroras boreales y australes que pueden observarse en latitudes cercanas a los polos norte y sur, respectivamente.
  • La intensidad del viento solar depende de ciertos ciclos que experimenta nuestra estrella. Cada 11 años aproximadamente, el Sol pasa por un período de calma, en el que se observan pocas manchas solares y luego uno de máxima actividad, en el que se llena de manchas como las de la imagen izquierda, además de producir energéticas eyecciones. Es cuando el viento se hace más intenso y produce tormentas solares.

El responsable de este ciclo es el campo magnético. En períodos de baja actividad, el campo es muy similar al de un imán, pero poco a poco se va enroscando, haciéndose más complejo, y produciendo zonas de mucha intensidad magnética que repelen los flujos de partículas. Esas zonas se enfrían, emitiendo menos luz y provocando las manchas solares. En la imagen ultravioleta de la derecha pueden apreciarse los lugares en donde el campo magnético es más intenso.

La interacción de los campos magnéticos del Sol y la Tierra y los flujos frenéticos de partículas que producen son fenómenos que no podemos detallar aquí. Pero allí está el origen de las tormentas solares.

  • Estas tienen varios efectos en nuestro planeta, por ejemplo, las auroras pueden observarse en latitudes más alejadas de los polos, tal como en estos días se ha visto en Europa o el sur de Chile. Lo cual es altamente inusual.

Si la intensidad de la tormenta es considerable, puede incluso afectar los sistemas de comunicaciones y la red eléctrica.

  • No hay mucho que podamos hacer para cobijarnos de estas tormentas. No hay paraguas ni refugios. Solo esperar que pasen, mirando un cielo que podría ofrecernos una aurora.
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TERAPIAS INALÁMBRICAS CONTRA EL CÁNCER

Ignacio Retamal
Por Ignacio Retamal
Dentista y doctor en Ciencias

Una de las estrategias que más se ha desarrollado durante las últimas décadas en la lucha contra el cáncer ha sido la inmunoterapia, que tiene como objetivo activar nuestro propio sistema inmune para que responda y ataque directamente a las células cancerígenas.

  • No se trata de un tratamiento nuevo. Ya en el siglo XIX se comenzó a utilizar esta técnica, inoculando microorganismos patógenos en los pacientes para activar su sistema inmunitario.

Hace algunas semanas, investigadores de la Universidad de Zhejiang, en China, publicaron un resultado muy esperanzador que permitiría combatir los tumores de una manera eficaz y segura. Desarrollaron, en ratones, una terapia que usa macrófagos –células del sistema inmunitario–, las cuales han sido genéticamente modificadas.

  • Los macrófagos son células que nuestro cuerpo utiliza normalmente para luchar contra infecciones y enfermedades. Sin embargo, el cáncer ha desarrollado técnicas para defenderse del sistema inmunitario, creando un ambiente supresor que impide que los macrófagos se activen y actúen eficazmente.

La idea entonces es activar estas células defensivas de otro modo. Lo novedoso de este estudio es que los científicos modificaron la genética de estos macrófagos, de forma que puedan activarse mediante un pequeño aumento de temperatura, algo que se puede controlar de manera localizada y precisa.

  • Este control se realizó a través de un dispositivo de calentamiento portátil, que los ratones llevaban y que se manejaba fácilmente desde un teléfono inteligente. Al activar estos macrófagos modificados, no solo se potenció su capacidad de atacar el tumor, sino que también se transformó a los macrófagos que ya estaban en él, haciéndolos más efectivos.
  • Uno de los beneficios de este tratamiento es que reduce los efectos secundarios. Tradicionalmente, el uso de medicamentos que promueven una respuesta inflamatoria para combatir los tumores pueden causar problemas en otras partes del cuerpo. Con este nuevo sistema, la activación de los macrófagos se limita solo al área del tumor, evitando complicaciones en el resto del cuerpo.
  • Este avance nos acerca a una terapia más dirigida y personalizada, que podría ser adaptada para uso humano en un futuro cercano. Especialmente en cánceres de la piel tan mortales como el melanoma.

¡Imagina un tratamiento contra el cáncer que sea tan sencillo como activar una app en tu teléfono!

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EL CUESTIONARIO: GASTÓN GIRIBET

Cada semana hacemos las mismas cuatro preguntas a un científico. En esta edición, entrevistamos al físico teórico, Dr. Gastón Giribet.

-¿Qué te motivó a dedicarte a la ciencia?

-Puedo comenzar diciendo que fue desde muy chico, acaso a los seis o siete años, que decidí que quería dedicarme a la ciencia. Incluso antes de saber qué era la ciencia; solo tenía intuiciones infantiles –pero correctas– acerca de qué se trataba. Todos tendemos a hitar un momento como aquel en el que decidimos ser lo que luego fuimos. Así, nos damos un mito de origen. Yo sospecho de ese artificio, pero, aun así, me lo voy a permitir aquí: yo creo que la elección de mis temas de estudio e investigación es un intento por sintetizar lo que mis dos padres significaron para mí.

Mi padre y mi madre eran personas muy distintas entre sí, pero igualmente influyentes para mí. Mi padre era médico cirujano, con todo el arrogante contenido cartesiano que esa profesión conlleva. Era un hombre dado a lo concreto; de él tomé mi gusto por la química y por la electrónica.

Mi madre, por el contrario, es una mujer más cercana a la acepción común que le damos a la palabra cultura: ella es psicoanalista y, a diferencia de mi padre, se encontró siempre más cerca de la música, de la ficción, de la literatura. Es a ella a quien le debo Kafka, Huxley, Kant y otros. Mi padre era alguien que me hablaba de ácidos sin oxígeno, del mecanismo de funcionamiento del interferón, o del funcionamiento de motores eléctricos. Mi madre, en cambio, me hablaba de especulaciones acerca de lo extraño que hay en el espacio, o de civilizaciones perdidas, pero lo hacía con un tono que no necesariamente separaba la ficción de la realidad, acaso como si esa demarcación fuera insustancial. Creo que intenté una síntesis; intenté aunar esas dos actitudes epistémicas.

Es por eso que, por un lado, decidí ser científico, pero, por el otro, en ese salón iluminado de la ciencia, decidí sentarme a la mesita de este rincón oscuro, junto a otros que, como yo, se atreven a la especulación e incluso arañan la fantasía.

-¿Cuál es la obra científica que más influyó en tu actividad?

-Sin duda la teoría general de la relatividad. Leí sobre la relatividad por primera vez en un libro de Paul Couderc que mi madre había comprado en la editorial de la Universidad de Buenos Aires, allá por 1986. Yo tenía unos trece años y no entendí prácticamente nada de lo que leí en ese libro; pero, aun así, las ideas que aparecían ahí me fascinaron: hablaba de la dilatación temporal, de la curvatura del espacio.

El libro de Couderc culmina con un apéndice matemático con la geometría tetradimensional de Minkowski que, según me prometí en ese momento, alguna vez iba a entender. Más tarde, en torno a 1996, cuando yo ya estudiaba física, hice cursos de teoría general de la relatividad en la Universidad de Buenos Aires, y a partir de esa experiencia jamás dudé de que iría a dedicar el resto de mi carrera a trabajar en temas relacionados.

-¿Cuál es el problema científico más importante por resolver?

-Diría que hay varios problemas científicos importantes. El más difícil de ellos es, diría yo, comprender la naturaleza de la energía oscura, esa ubicua sustancia de propiedades extrañas que compele al universo a acelerar su expansión. La energía oscura es cerca del setenta por ciento de todo cuanto existe en el universo, y entender de qué se trata es aún un problema abierto.

-¿Cuál es la pregunta que te desvela como científico y cómo la enfrentas?

-Una pregunta que me desvela es si hay una forma de discriminar cuáles propiedades del universo son necesarias y cuáles son contingentes. La entera historia de la ciencia es un derrotero de la pregunta por lo necesario y lo contingente. Esto se relaciona con la naturalidad de muchas de las teorías con las que describimos las fuerzas fundamentales de la naturaleza, pero también con la pregunta por el multiverso, con la pregunta por el principio antrópico, con la pregunta por las condiciones para nuestra existencia y con muchas otras cuestiones de tinte metafísico acerca de la pregunta leibniziana: ¿por qué hay esto y no otra cosa?

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LA IMAGEN DE LA SEMANA

Foto por César Quezada R.

La imagen de la semana fue capturada en Punta Arenas por César Quezada, quien tuvo la gentileza de ponerla a disposición de los lectores de Universo Paralelo. En ella vemos una hermosa aurora austral, fenómeno muy poco común en Chile, pero que gracias a la intensa tormenta solar que experimentamos hace algunos días, pudo verse en el extremo sur del país.

  • Tal como cuenta Ignacio Araya en el primer artículo de esta edición, las auroras se producen cuando las partículas del viento solar inciden sobre la atmósfera, fenómeno que ocurre cerca de los polos de la Tierra. Cuando el Sol está muy activo y el viento solar se intensifica, estas partículas pueden penetrar regiones del planeta más alejadas de los polos, tales como el extremo sur de Chile.

En la foto vemos cómo el cielo nocturno se ilumina sobre el estrecho de Magallanes, mostrando vívidos colores: rojos, verdes y amarillos.

  • Cada color es producto de una transición atómica: cuando un átomo o molécula es golpeado por una partícula del viento solar, sus electrones son arrancados o se mueven a órbitas más energéticas. Al reacomodarse el electrón, emite luz de un color muy característico que depende de las propiedades de este átomo (o molécula).

La luz verde es producida por el oxígeno atmosférico de baja altura, el color más común en las auroras. El rojo, que domina esta foto, es producido también por oxígeno, pero a una altura superior a los 300 km, en donde su densidad es muy baja.

El nitrógeno atmosférico produce tonos azules y violetas. El amarillo, por otra parte, es causado por la mezcla de luz verde y roja. (Puede parecerte extraño esto, porque si mezclas pigmentos verde y rojo no obtendrás amarillo, pero las cosas son distintas al mezclar luz. Proyecta luz roja y verde en una pared blanca y lo verás tú mismo.)

  • Una gran postal de Punta Arenas coloreada por un intenso viento solar y su interacción con nuestra atmósfera.

Agradezco a César Quezada y convoco a nuestros lectores a contribuir con fotografías que nos inviten a hablar sobre ciencia.

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BREVES PARALELAS

Aurora Borealis, Frederic Edwin Church, óleo sobre tela, 1865.

– A fines de agosto y comienzos de septiembre de 1859 ocurrió la mayor tormenta geomagnética que se haya registrado en la historia. Se la conoce como el “evento Carrington”, en honor al astrónomo inglés que estudiaba entonces las manchas solares. Mientras observaba un grupo particular de manchas, Richard C. Carrington notó en ellas ciertas zonas de luz muy intensa. Horas después se observaron en el mundo auroras que, como por estos días, llegaron a latitudes muy bajas, incluso hasta en México. Además, las comunicaciones telegráficas se interrumpieron, debido a la interferencia que experimentaban.

  • El grupo de manchas solares llamado región activa 3664 (AR3664, en inglés) tiene dimensiones similares a las observadas en el evento Carrington. Podemos verlas en la parte inferior derecha de la imagen del Sol que acompaña al primer artículo de este número.
  • Se piensa que la pintura Aurora Borealis de Frederic Edwin Church –arriba en la imagen– fue inspirada por las auroras que produjo el evento Carrington y que, más allá de la anécdota, fue el fenómeno que dio el puntapié inicial al estudio contemporáneo de nuestro Sol.

– Varias páginas de medios y publicaciones en redes sociales han anunciado el descubrimiento de signos de civilizaciones avanzadas en el universo. Lamentablemente, y como podrías adivinar, esto no es cierto.

  • De todos modos, no deja de ser interesante decir algunas palabras al respecto, ya que la pregunta de si tenemos compañía en el universo es, sin duda, una de las más importantes que podemos concebir.

Fue el físico teórico Freeman Dyson quien, en 1960, especuló con que civilizaciones muy avanzadas podrían capturar la energía de una estrella, envolviéndola en paneles capaces de absorberla. De ser así, estas estructuras, que podrían ser grandes enjambres de satélites orbitándola, obstaculizarían el paso de luz, calentándose, y emitiendo de este modo radiación infrarroja.

  • Podríamos entonces buscar estas esferas, que aparecerían como estrellas que emiten una cantidad desproporcionada de luz infrarroja, para encontrar lugares en donde nuestros muy inteligentes compañeros cósmicos podrían habitar.

Dos grupos de astrofísicos, uno sueco y otro italiano, fueron en la búsqueda. Encontraron varios candidatos. Pero a pesar de lo mediático que puede resultar este resultado, las posibilidades de que se trate del trabajo de científicos extraterrestres son extremadamente bajas. El universo es complejo y existen muchos mecanismos que podrían explicar el exceso de radiación infrarroja de una estrella. Como decía Carl Sagan, “afirmaciones extraordinarias requieren de evidencia extraordinaria”.

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RECOMENDACIONES

–  Hay varios motivos por los que recomendar aquí la Sinfonía n.° 9 de Beethoven puede parecer absurdo. Hay dos evidentes: primero, este es un newsletter de ciencia, escrito por un físico que no tiene mucho que aportar al debate musical; segundo, no hay nadie que no haya oído sobre su importancia e influencia, incluso si nunca la escuchó.

Sin embargo, a 200 años de su estreno en Viena, no podemos ignorarla. Ítalo Calvino definía las obras clásicas como aquellas que nunca dejan de decir lo que tienen que decir. La Novena es evidencia de esto, provocando luego de dos siglos las mismas emociones, el furor, la embriaguez, el recogimiento.

  • Se dice que la compañía Philips, creadora del compact disc(CD), lo diseñó de manera que tuviese una duración de 74 minutos, justamente para que la Sinfonía n.° 9 de Beethoven cupiera en un solo disco.

Quiero terminar con esta banda sonora el Universo Paralelo de hoy. Después de todo, es la obra suprema de la música de Occidente, un destilado de sus más grandes logros. Un canto al mundo ilustrado, en donde la ciencia vivió su mayor impulso. Un canto a la naturaleza y a la alegría del ser humano. Además, el fervor de los tormentosos soles, que por estos días está tan presente, se halla también en los versos de Schiller, que Beethoven musicaliza:

Feliz, como sus soles se precipitan
a través del glorioso universo,
así deben ustedes, hermanos, seguir su curso,
alegres, como un héroe conquistador.


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 Eso es todo por esta semana en Universo Paralelo. Si tienes comentarios, recomendaciones, fotos, temas que aportar, puedes escribirme a universoparalelo@elmostrador.cl. La idea es que generemos una gran comunidad que deje atrás la farándula parlamentaria y las bajas pasiones humanas, para adentrarse en un mundo mucho mejor. Uno mucho más civilizado. En un Universo Paralelo. ¡Hasta la próxima semana!

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