21 de septiembre de 2009

Hemisferio sur: un mundo al revés


Por Hugo Jara Goldenberg

Hace algún tiempo circuló en los medios de comunicación una noticia curiosa: un Senador de la República daba a conocer un nuevo mapamundi, el cual estaba dibujado invertido, con el sur apuntando hacia arriba y centrado en el océano Pacífico. Según palabras del parlamentario: “la idea que acompaña a este nuevo concepto es la de fijar un criterio de Chile como plataforma comercial en la cuenca del Pacífico, y educar y capacitar a la ciudadanía en esa línea. Además fijamos un criterio en que el sur es nuestro norte y cambiamos el estándar de que Chile debe estar abajo en el globo terráqueo”. Para darle más peso a la propuesta señaló que contaba con el apoyo del Instituto Geográfico Militar, que confeccionaría el nuevo mapa, y el compromiso del Ministerio de Educación de distribuirlo en los colegios, como material de apoyo al proceso formativo de los escolares. Ver nota aquí.

Sin embargo, y sin cuestionar la validez de los argumentos esgrimidos por el Senador, es necesario señalar que hay razones de mayor peso que justifican esta iniciativa, y que van más allá de consideraciones geopolíticas o de mejorar nuestra autoestima al abandonar la percepción de que habitamos en un país ubicado en un perdido rincón del mundo. En efecto, hace ya mucho tiempo que quedó establecido que no existe ningún lugar privilegiado para plantearse ante el Universo. Por lo tanto, cuando un habitante del hemisferio austral levanta la vista hacia el cielo, lo que tiene sobre su frente es el sur, quedando el norte en las antípodas. Y si ese individuo quiere representar gráficamente su situación espacial (mediante la cartografía) evidentemente que el mapa resultante será uno como el que propone el Senador.

Ahora bien, la razón por la cual todos utilizamos los mapas orientados hacia el norte, obedece simplemente a que los orígenes de nuestra civilización occidental están en ese hemisferio, y claramente para los habitantes de esa parte del mundo tiene sentido la forma de representación tradicional, ya que recrea naturalmente la forma como ellos se plantean ante el Universo, y por supuesto que fue la que utilizaron en los inicios de la cartografía. Posteriormente, cuando comenzó la Era de la Exploración (siglos XV, XVI y XVII) y los navegantes y aventureros cruzaron el Ecuador, todos los nuevos territorios visitados y posteriormente colonizados por las potencias europeas, fueron dibujados siguiendo el patrón ya establecido. De esta forma, y gradualmente a medida que se perfeccionaba la ciencia de la cartografía, fue tomando forma el mapamundi (y el globo terráqueo) que se utiliza actualmente en todas partes del mundo, pero que por lo anteriormente expuesto sólo representa fidedignamente a la posición espacial de los habitantes del hemisferio boreal.

También los relojes

Pero no sólo en lo referido a los mapas estamos obligados a orientarnos al revés, también ocurre con otros tipos de convenciones. Por ejemplo, se ha preguntado Usted alguna vez por qué razón las manecillas de los relojes se desplazan de la manera conocida. Pues la respuesta es muy simple: porque ese movimiento recrea el avance de las sombras proyectadas por el Sol (a medida que transcurre el día) en el hemisferio norte. En efecto, cuando el hombre primitivo necesitó orientarse temporalmente, no tardó mucho en inventar el reloj solar, el cual es un instrumento muy sencillo, que dispone de una columna vertical (llamada gnomon) cuya sombra proyectada sobre una superficie especialmente graduada indica la hora del día.

Para que un reloj solar funcione correctamente es necesario que el gnomon esté apuntando hacia el polo del lugar de observación. En el hemisferio boreal, esta columna vertical debe estar apuntando hacia el Polo Norte Celeste, y con el reloj dispuesto en esa posición, el Sol aparece en el amanecer por la derecha, y a medida que asciende sobre el horizonte, proyecta una sombra que se desplaza en el sentido que todos conocemos como “horario”. Cuando, a partir del siglo XIII, se comenzaron a construir los relojes mecánicos, fue natural que el sentido del movimiento que se dio a las manecillas de esos artilugios, recreara aquella forma milenaria de ver avanzar las horas.

Sin embargo, en el hemisferio austral el reloj solar funciona de manera inversa, ya que al apuntar el gnomon hacia el Polo Sur Celeste, el Sol aparece sobre el horizonte a la izquierda del instrumento, y al avanzar el día, la sombra se va desplazando (y marcando las horas) en el sentido opuesto al movimiento horario.

A la luz de lo anteriormente expuesto, y jugando con la imaginación, si nuestra civilización hubiese surgido en el hemisferio Sur, es un hecho que los mapas estarían dibujados invertidos, y el movimiento de las manecillas de los relojes sería en el sentido antihorario.

Y las estrellas, la Luna y las constelaciones

Pero las diferencias entre ambos hemisferios no terminan aquí, y de hecho son muchas más. Desde el punto de vista astronómico, al cruzar (y alejarse algo) del Ecuador, la perspectiva como se observan los cielos cambia totalmente, y aquellas estrellas muy cercanas a los polos sólo son visibles desde su respectivo hemisferio. Así, desde el sur del mundo (a partir de latitudes medias y altas) jamás se podrá observar la famosa Estrella Polar, pero tampoco desde el septentrión serán accesibles interesantes objetos como las Nubes de Magallanes o la Cruz del Sur.

También la forma como vemos el avance de las fases de la Luna es diferente. En el hemisferio sur, la convexidad del creciente es hacia la derecha (forma la letra “C”) y la del menguante apunta a la izquierda (forma la letra “D”). En nuestro idioma coincide “C” con la Luna creciente y “D” con la Luna decreciente (menguante). En el hemisferio norte, en tanto, la situación es totalmente opuesta. Incluso en España, a la Luna la llaman “mentirosa”, ya que los cuernos del creciente forman la “D” y los del decreciente la “C”.

Pero lo más desconcertante para los habitantes del hemisferio austral quizá si sea el intentar comprender el significado de la mayoría de las constelaciones. Estas agrupaciones de estrellas que representan formas y figuras mitológicas, surgieron en los albores de la civilización. Aunque los sumerios fueron los primeros en dar forma a estas representaciones, fueron los griegos los creadores de la mayoría de las constelaciones reconocidas actualmente. Pero, a pesar de que en el sur todos las identificamos, son muy difíciles de asimilar a su significado original, ya que las vemos al revés. Un ejemplo lo tenemos en la constelación de Orión, que según la mitología griega es el hijo de Poseidón y que está representado entre las estrellas como un gigante cazador (es visible en nuestras latitudes entre primavera y verano, y en ella están las famosas “tres Marías”).

La siguiente imagen nos muestra al grupo de estrellas que conforman la constelación de Orión, y al dibujo que representa al cazador mitológico, tal como lo plasmaron los antiguos griegos (observar que las “tres Marías”, forman el cinturón del cazador).




Pero a continuación se muestra como se observa a Orión desde el hemisferio sur:



Y lo mismo sucede con todas las constelaciones que surgieron de la fértil imaginación de los griegos: ¡A todas ellas las vemos invertidas! Sólo aquellas que están ubicadas en el extremo sur (no visibles desde las altas latitudes septentrionales) y que fueron creadas por los primeros exploradores y navegantes que se aventuraron en estos territorios, las podemos ver de pie. Aunque también se observan correctamente las constalaciones ideadas por las múltiples culturas ancestrales que se desarrollaron al sur del Ecuador, pero lamentablemente casi todas esas valiosas cosmovisiones sucumbieron al choque con la civilización dominadora y las pocas que aún sobreviven, están condenadas a la desaparición.

Causas naturales

La mayoría de las diferencias mencionadas anteriormente corresponden a situaciones que tienen su origen en convenciones sociales y culturales. Pero además hay fenómenos naturales que se manifiestan de manera distinta en ambos lados del mundo, como por ejemplo el movimiento de los vientos (y en general de los fluidos). Al sur de Ecuador, el desplazamiento es en el sentido horario (por eso llueve con viento norte en nuestras costas), mientras que en el hemisferio norte la circulación del aire en el centro de la borrasca es en el sentido antihorario.

También debido a que la Tierra orbita alrededor del Sol, describiendo una elipse, su distancia al astro Rey varía. En el instante de mayor cercanía (el perihelio que ocurre los primeros días de enero) nuestro planeta está unos cinco millones de kilómetros más cerca que en el momento de máxima lejanía (el afelio que ocurre los primeros días de julio). Pero cuando la Tierra está más lejos del Sol se desplaza más despacio (2da Ley de Kepler), por lo cual resulta que el período primavera-verano en el hemisferio sur es tres días más corto que en las tierras septentrionales.

Resignación

Como vemos existen marcadas diferencias entre ambos hemisferios y seguramente hay más que las aquí señaladas. Algunas obedecen a causas y fenómenos naturales, pero otras son determinadas por enraizadas convenciones culturales. Y en contra de estas últimas hay poco que hacer, ya que al ser partícipes de una civilización globalizada debemos resignarnos a adherir a una forma única de representar ciertos aspectos de la realidad. Por lo tanto, iniciativas como la comentada al inicio del artículo (y que también han sido planteadas en países como Australia y Nueva Zelanda), a pesar de ser proposiciones valiosas, son muy difíciles de materializar. Haciendo una analogía (y considerando a las convenciones de que hemos hablado en extenso), a los habitantes del hemisferio austral nos sucede un poco lo que a los zurdos, estamos obligados a vivir en un mundo que no fue hecho para nosotros, pero en el cual debemos aprender a desenvolvernos.

28 de agosto de 2009

Ciclo de charlas de astronomía en Concepción


Adhiriendo a la celebración del Año Internacional de la Astronomía, el Museo de Historia Natural de Concepción invita a la comunidad toda, a un ciclo de charlas en las cuales se abordarán diversas temáticas asociadas al estudio del Universo.


Conferencista:

Hugo Jara Goldenberg, ingeniero civil informático. Propietario del Observatorio Astronómico Antares de Talcahuano.


Horario:

Todas las presentaciones se realizarán a las 10:30 hrs. en el Auditorio del Museo (Maipú 2359, Plaza Acevedo, Concepción).


Programa:

A la luz de los últimos descubrimientos astronómicos, la visión clásica que se tenía de nuestro Sistema Solar ha cambiado radicalmente. Gracias a la mayor capacidad de los grandes telescopios profesionales (muchos de los cuales están instalados en el norte de Chile) y también debido a los hallazgos hechos por sondas espaciales que han explorado in situ a la mayoría de los planetas, se ha llegado a una visión renovada de nuestro sistema planetario.

El objetivo de esta charla es explicar este nuevo orden en el Sistema Solar, y entender, entre otras cosas, la razón por la cual Plutón ya no es considerado un planeta


La contemplación del cosmos es una actividad apasionante que desde la noche de los tiempos ha embriagado la imaginación de la Humanidad. Todos los pueblos y civilizaciones que nos precedieron se maravillaron con la inmensidad y misterio del Universo, y crearon sus propias cosmovisiones, para encontrar respuesta a inquietudes espirituales y religiosas.

Con el progreso del conocimiento, las primitivas interpretaciones de los fenómenos celestes derivaron en una disciplina científica que ahora conocemos como astronomía, la cual ha elaborado modelos que explican de manera racional el origen y posible destino del Universo.

El objetivo de esta charla es mostrar, en un recorrido sucinto, el desarrollo del conocimiento astronómico, comenzando por los múltiples mitos y leyendas de los pueblos ancestrales, hasta llegar a los complejos y cautivantes conceptos que surgen de la cosmología moderna.

3.- Búsqueda de vida en el Universo, desde la perspectiva de la ciencia. (9 de septiembre de 2009).

¿Existe vida en otros lugares del Universo? Esta pregunta, que ha encendido la imaginación humana desde tiempos inmemoriales, finalmente esta siendo enfrentada con toda propiedad por la ciencia del siglo XXI.

Gracias al espectacular desarrollo de la astronomía ha sido posible lograr un mejor conocimiento acerca del origen y destino del Cosmos, y en ese contexto, un lugar destacado lo ocupa una nueva disciplina bautizada como Exobiología, la cual busca determinar las condiciones físicas exigibles para permitir el desarrollo de la vida fuera de la Tierra.

Por otra parte, el avance de la tecnología espacial, ha permitido que naves robots estén en estos momentos explorando parte del Sistema Solar, realizando observaciones y experimentos diseñados para encontrar evidencia de vida extraterrestre. También ya están operando una serie de telescopios espaciales construidos especialmente para identificar exoplanetas (planetas que orbitan en torno a otras estrellas) que posean condiciones similares al nuestro, y en los cuales también haya podido surgir y prosperar la vida.

El objetivo de esta charla es mostrar al publico interesado, la forma como la ciencia intenta dar una respuesta racional a la inquietante pregunta de si estamos o no solos en el Universo.

Uno de los pioneros de la astronáutica dijo una vez: “El planeta Tierra es la cuna de la inteligencia, pero no se puede vivir eternamente en la cuna”. Este pensamiento expresa de manera muy precisa y poética la fascinación que produce en la humanidad el Cosmos, sentimiento que nos hace, no sólo conformarnos con mirar hacia las estrellas con instrumentos cada día más poderosos, sino que también nos empuja a viajar, a adentrarnos en los dominios del espacio sideral.

Y aquello que durante milenios no fue más que un sueño, a mediados del siglo pasado se pudo, finalmente, hacer realidad. En medio de una confrontación ideológica, conocida como “la Guerra Fría”, las dos principales potencias de entonces se enfrascaron en una contienda científico-tecnológica que abrió el camino a la Conquista del Espacio. Después de transcurridos más de 50 años desde aquellos inicios, podemos decir que esta aventura ha sido el mayor logro tecnológico de la especie humana.

Adhiriendo a la celebración del Año Internacional de la Astronomía, y también a la Semana Mundial del Espacio (ambas conmemoraciones instauradas por las Naciones Unidas), el Museo de Historia Natural de Concepción invita a esta interesante charla, en la cual se hará un recorrido por los principales hitos de esta monumental aventura tecnológica. Comenzando por los inicios de la cohetería en la antigua China, pasando por los primeras incursiones de los humanos fuera de la atmósfera terrestre, la carrera a la Luna, el desarrollo de los satélites y sondas interplanetarias, hasta llegar a los actuales proyectos y por supuesto tratar también el tema del futuro de la humanidad en el Espacio.


5.- Exoplanetas: Cuerpos errantes alrededor de otras estrellas. (13 de noviembre de 2009).


6.- La astronomía en Chile. (10 de diciembre de 2009).

ENTRADA GRATUITA

7 de agosto de 2009

Milankovitch y las causas astronómicas del cambio climático



Un tema de debate de candente actualidad, es el que se refiere al cambio climático global, el cual se manifiesta con un aumento sostenido en la temperatura promedio del planeta. Con respecto a este tema parece haber consenso en responsabilizar de este calentamiento a nuestra moderna civilización. Sin embargo, por tratarse de un fenómeno en extremo complejo, las causas que lo provocan (en el largo plazo) son múltiples, e incluso algunas tienen un origen astronómico, como lo propuso el científico serbio Milutin Milankovitch.

Por Hugo Jara Goldenberg


Este artículo fue publicado en la revista de ciencia ficción y divulgación científica TauZero Ver artículo aquí


Cuando se habla de cambio climático, la mayoría de la personas tienden a creer que el clima fue en otra época estable, y que somos nosotros, con nuestra modernidad, quienes lo estamos ahora alterando, con consecuencias insospechadas para el futuro de la humanidad y de la Tierra. También se tiende a asociar el fenómeno del cambio climático exclusivamente con el aumento de la temperatura promedio del planeta, provocado por el incremento (debido a los procesos industriales) en la concentración de gases de efecto invernadero en la atmósfera.

Sin embargo, al estudiar la historia del clima terrestre se hace evidente que éste ha sido siempre cambiante, y de manera cíclica (aunque en algunas ocasiones de forma repentina) nuestro planeta ha debido soportar modificaciones dramáticas en los patrones climáticos globales, con consecuencias muchas veces devastadoras que han provocado la alteración de hábitats ecológicos completos, e incluso la extinción masiva de especies. Por otra parte, la ciencia moderna entiende que el clima es un fenómeno extremadamente complejo cuya variabilidad depende de múltiples factores, algunos internos al planeta como el vulcanismo (que arroja grandes volúmenes de gases y cenizas a la atmósfera) o la distribución cambiante (en tiempos geológicos) de las masas oceánicas y continentales. Y por supuesto que esa variación climática también puede ser atribuible, en parte, a la desenfrenada intervención humana en la naturaleza.

No obstante, si consideramos que el clima no es otra cosa que la manifestación (en amplios períodos de tiempo), de ciclos y fuerzas que actúan permanentemente en la atmósfera y superficie terrestre (precipitaciones, nubosidad, vientos, humedad, temperatura, presión, densidad del aire, etc.), resulta evidente que la principal fuente de la energía que alimenta a esta dinámica planetaria, la constituye el Sol. Por lo tanto, al intentar identificar al gran responsable de la variabilidad climática debemos, en primer lugar, mirar hacia nuestra estrella.

Ya a fines del siglo XVII, el astrónomo Edmund Halley (1656-1742) publicó algunos trabajos que señalaban la forma como se distribuye el calor solar sobre el globo terráqueo. Posteriormente otros investigadores profundizaron en estos estudios, construyendo modelos (físico-matemáticos) más refinados que explicaban cómo el calor que recibimos del Sol varía según la Latitud del lugar y la inclinación con la cual la luz incide sobre la superficie terrestre.

Por otra parte, el avance de la astronomía permitió un mejor conocimiento de la naturaleza del Sol. En primer lugar, se comprendió que éste, como todas las estrellas, es capaz de producir y radiar (mediante procesos de fusión nuclear) ingentes cantidades de energía. Y aunque en estos momentos el Sol se encuentra en la medianía de su vida (una etapa en la evolución estelar caracterizada por una notoria estabilidad), de todas maneras presenta variaciones periódicas en su comportamiento. Unas de estas fluctuaciones cíclicas son las manchas solares, un fenómeno que se repite en ciclos de once años (además hay ciclos compuestos que determinan máximos y mínimos secundarios), y que provoca variaciones en la temperatura media del planeta.

Perturbaciones orbitales

Pero ahora sabemos que la cantidad de energía que recibimos del Sol, no depende exclusivamente de aquellos procesos nucleares que se producen en su interior. Además existen otros fenómenos astronómicos que modifican el caudal energético recibido por la Tierra y que, en consecuencia, también afectan a su clima. Entre ellos se pueden mencionar a los cambios cíclicos que se producen en la Rotación y Traslación terrestre.

Un personaje clave en la comprensión de la influencia que esas alteraciones orbitales tienen en el clima fue el astrofísico serbio Milutin Milankovitch (1879- 1958), quien abandonó una promisoria carrera de ingeniero civil para dedicarse exclusivamente a su gran pasión que era la matemática aplicada. Buscando un tema en el cual trabajar se encontró con la climatología. Estudió con especial atención los factores que determinan los niveles de la insolación que reciben los diferentes puntos de la superficie terrestre y también intentó explicar el fenómeno de las glaciaciones.

Las glaciaciones son períodos en los cuales se produce el avance de las capas de hielo desde los polos hacia latitudes más bajas, quedando cubiertas amplias zonas continentales. Estas épocas de frío extremo son cíclicas, y en estos momentos nos encontramos en un período interglacial, esperándose que en unos cuantos miles de años más, el planeta volverá a ser invadido por los hielos. Esta periodicidad de las glaciaciones llamó la atención de los investigadores del paleoclima (clima del pasado), y es aquí donde Milankovitch sorprendió con una elaborada teoría planetaria que explica elegantemente el porqué los avances del hielo se suceden en los lapsos de tiempo observados en la historia geológica de nuestro planeta.

Milankovitch advierte que la forma como la Tierra gira sobre sí misma, y como se desplaza alrededor del Sol no es constante, sino que se ve afectada por pequeñas perturbaciones que, acumuladas en períodos de miles de años, modifican significativamente la cantidad de energía que se recibe desde el Sol.

Los otros movimientos de la Tierra

Todos aprendimos en el colegio que la Tierra posee dos movimientos: la Rotación (que da lugar al día y la noche) y la Traslación (que da lugar a las Estaciones), y es evidente que producto de esos desplazamientos, cambia la cantidad de radiación solar recibida. Para verificarlo basta con observar las diferencias de temperatura que se producen durante el transcurso del día o con el paso de las Estaciones del año.

Sin embargo, nuestro planeta posee otros movimientos que no resultan ser tan evidentes, ya que su período de variación es de miles de años. Aunque estas perturbaciones orbitales fueron descubiertas hace mucho tiempo, y también más de alguien propuso que podían tener influencia en el clima, fue Milankovitch quien elaboró una teoría matemática completa que demostraba claramente cómo estos movimientos afectan a la climatología terrestre, y que en particular permitió explicar el intrigante carácter repetitivo de las glaciaciones.

Estos tres movimientos son:

1.- Precesión de los equinoccios: Es el cambio de dirección del eje de rotación de la Tierra, que ocurre en ciclos de 22.000 años. Se debe al efecto giroscópico que produce la rotación de la Tierra (es como el bamboleo de un trompo). Este movimiento determina qué hemisferio enfrenta al Sol en los momentos de más cercanía (perihelio) o más lejanía (afelio) de la órbita. Actualmente el hemisferio austral es el que enfrenta al Sol en el momento de más cercanía (ocurre los primeros días de enero cuando en el Sur es verano), pero hace 11.000 años sucedía lo contrario (en pleno invierno nuestro). Y dada la distinta distribución de masas terrestres y oceánicas que existe en los dos hemisferios (las masas continentales son mayores en el Norte), se puede concluir que las Estaciones de entonces fueron mucho más frías.



2.- Cambio en la Oblicuidad del eje: Es la variación en la inclinación del eje de la Tierra en su órbita alrededor del Sol. Este ángulo de inclinación varia entre 21,5° y 24,5° (actualmente tiene un valor de 23.45°) en períodos de 41.000 años. Este cambio determina la intensidad de las Estaciones. Cuando menor es la inclinación las Estaciones tienden a ser más benignas y homogénea, pero cuando ésta se acerca al máximo, entonces las Estaciones se tornan marcadamente extremas.



3.- Cambio en la excentricidad de la órbita (grado de achatamiento de la órbita alrededor del Sol), que pasa de ser casi circular a marcadamente elíptica en ciclos de 100.000 a 400.000 años. A consecuencia de esta variación cambia la distancia de la Tierra al Sol, y también la intensidad de la radiación recibida en el planeta (el cambio en la intensidad llega al 6%).


Obs. En la figura, la excentricidad está exagerada, en realidad la órbita de la Tierra es muy cercana al círculo.


Los ciclos de Milankovitch

La teoría planetaria que elaboró el matemático serbio, conocida como los ciclos de Milankovitch, plantea que las grandes variaciones climáticas que afectan a la Tierra, se deben al efecto combinado de estos tres movimientos. Y para comprobarlo sometió su hipótesis a una exhaustiva prueba que retrocedía cientos de miles de años en el pasado. Después de muchos años de afinamiento de su modelo matemático pudo comprobar que, efectivamente, los ciclos propuestos por la teoría se correlacionaban razonablemente con los registros paleoclimáticos recogidos en muchas partes del mundo.

Cuando Milankovitch dio a conocer su teoría, no recibió la acogida esperada. Durante muchos años su propuesta fue considerada sólo como un ejercicio matemático-astronómico curioso, pero desde mediados de la década de los 70 (del siglo pasado) la situación comenzó a cambiar y ahora es ampliamente aceptada por la comunidad científica y utilizada en todos los estudios sobre las glaciaciones.

Aunque algunos la cuestionan, ya que existen algunos eventos que no se cumplen exactamente según lo previsto por la teoría, es evidente que los Ciclos de Milankovitch mucho tienen que ver con los grandes cambios climáticos que sufre el planeta. Además, como ya se señaló anteriormente, la dinámica del clima es tan compleja (e influyen en ella tantos factores), que pretender que los ciclos orbitales, por sí solos, den cuenta de todo la variabilidad observada en los registros históricos, es absurdo.

Finalmente, es bueno recordar una vez más que, desde la formación de la Tierra hace 4.500 millones de años, el clima ha sufrido permanentes cambios, algunos suaves otros violentos, pero en cualquier caso sus condicionantes siempre fueron naturales. La gran incógnita a la que nos enfrentamos actualmente, es saber cuáles serán las consecuencias de la descontrolada intervención humana en el planeta, y su impredecible efecto en el clima y en el destino, no sólo de la civilización, sino también de nuestro hogar cósmico.

2 de junio de 2009

La Computación Cuántica: ¿un nuevo paradigma?


El proceso de miniaturización de la electrónica parece estar llegando a su fin. Se están ya alcanzando tamaños tan diminutos que muy pronto se accederá al nivel de las moléculas y átomos individuales, y cuando se cruce esa frontera se ingresará a los dominios de la Mecánica Cuántica, un lugar en el cual operan leyes físicas muy distintas a las que rigen en la vida cotidiana.

Por Hugo Jara Goldenberg

Este artículo fue publicado en la revista de ciencia ficción y divulgación científica
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Hay consenso en que lo que mejor caracteriza al mundo moderno, es el uso intensivo y masivo de la tecnología. Es tan amplia su penetración en la sociedad, que es difícil encontrar algún ámbito del quehacer humano en que se prescinda de ella, y entre los usuarios se genera un nivel de dependencia tal, que para muchos puede resultar inimaginable la existencia, si se ven privados de algunos de los tantos artilugios que nos acompañan en la vida cotidiana. Por otra parte, esta tecnología avanza a un ritmo tan vertiginoso, que nadie deja de sorprenderse -ni siquiera los especialistas- de la velocidad embriagadora con que se superan las prestaciones de toda variedad de aparatos y dispositivos (ya es una constante que lo ayer nos deslumbraba con su modernidad, mañana será abandonado por obsoleto).

Pero de todas las tecnologías, son aquellas asociadas a la electrónica (en especial la computación, informática y comunicaciones) las que avanzan más rápido. Incluso en el año 1965 se enunció una máxima que por mucho tiempo ha regido el desarrollo de la industria informática. Es la llamada Ley de Moore, que señala que cada 18 meses las capacidades se duplican y los precios disminuyen a la mitad, esto debido a que los componentes electrónicos se tornan cada vez más pequeños y rápidos. Todos podemos dar fe del cumplimiento inexorable, hasta ahora, de esta famosa Ley de la tecnología.

La clave que explica el incremento sostenido en las capacidades de los equipos electrónicos, ha sido la miniaturización, es decir al proceso tecnológico que permite reducir significativamente el tamaño de los componentes, y aumentar su rendimiento. Los primeros computadores, fabricados con tubos de vacío, ocupaban varias habitaciones, posteriormente con la invención de los transistores, los tamaños se redujeron de manera importante. Pero es con la llegada de los circuitos integrados, que realmente comienza la Era de la miniaturización. Actualmente se fabrican “chips” que son capaces de almacenar varios miles de millones de transistores en un pequeño elemento que se puede sostener en la punta de un dedo. Con la moderna tecnología, un microprocesador incrustado en cualquiera de los muchos artefactos de uso cotidiano (teléfonos celulares, electrodomésticos, tarjetas inteligentes, etc.) resulta ser miles de veces más poderoso que cualquiera de aquellos primeros computadores, que pesaban toneladas y ocupaban varios pisos de un edificio.

En los límites de la miniaturización

En estos momentos (2009) la miniaturización está llegando al nivel de fabricar componentes de tamaño del orden de 45 nm (un nanómetro –nm- es la mil millonésima parte de un metro), y ya una conocida empresa de la industria de los microprocesadores ha anunciado el lanzamiento de un “chips” de 32 nm que contendrá 1.900 millones de transistores. Pero pronto ya no será posible continuar con esta reducción, ya que a esas diminutas escalas, se estará a un paso de alcanzar el tamaño de las moléculas y átomos individuales.

Anticipándose al fin de la miniaturización de la electrónica tradicional (que se estima ocurrirá dentro de pocos años), diferentes equipos de investigadores están ya explorando nuevos escenarios. Una de las líneas de desarrollo es la construcción de transistores del tamaño de moléculas individuales (nanotecnología). Ya están en fase de diseño experimental algunos microprocesadores basados en la llamada electrónica molecular, y también se está trabajando con transistores construidos con moléculas orgánicas, las que funcionando químicamente, emulan el comportamiento de los organismos vivos.

Las proyecciones de estas tecnologías son insospechadas, no sólo porque pueden constituir el futuro de la industria de la computación y las comunicaciones, sino también por las aplicaciones que se puedan desarrollar en aspectos relacionados con la salud humana, tales como nuevos tipos de implantes inteligentes o procedimientos médicos que permitan la reparación molecular de tejidos aquejados por enfermedades. Aunque ya existen varios prototipos funcionando, se estima que estas tecnologías estarán disponibles en aplicaciones comerciales dentro de diez años.

Pero es importante destacar que las soluciones basadas en la electrónica molecular, en esencia operan de la misma forma que la electrónica tradicional, ya que su base de funcionamiento (tanto para la representación de la información como para el procesamiento de la misma) se basa en la aritmética y lógica binaria. Con el Sistema Binario se puede representar cualquier número o carácter por secuencias de bits (dígitos binarios), los que pueden tener el valor de “1” o “0”. En tanto que para el procesamiento de la información, se utilizan los circuitos lógicos, que son conjuntos de compuertas (transistores) que, dependiendo del paso, o no, de una cierta señal entregan como resultado un valor de “V” o “F” (verdadero o falso).

La computación cuántica

Sin embargo, hay quienes proponen una solución revolucionaria que consiste en llevar a la computación al territorio del átomo. Esto significa sobrepasar el umbral crítico, tras el cual la materia deja de obedecer a la física clásica y comienza a ser dominada por la Mecánica Cuántica, es decir por un conjunto de leyes especiales que describen el comportamiento de las partículas atómicas y subatómicas, cuyo movimiento e interacción es distinto al actuar de los objetos de nuestro mundo cotidiano. La Mecánica Cuántica es compleja, muy difícil de entender, y describe fenómenos que parecen desafiar al sentido común. Y en ese escenario, regido por leyes físicas exóticas y sorprendentes, las bases de funcionamiento de la electrónica y computación tradicional (basada en el sistema binario) dejan de tener sentido.

En particular, existen dos fenómenos cuánticos que se aplican directamente a este nuevo modelo de computación, se trata de la superposición de estados y el entrelazamiento. Ambos fenómenos nos muestran cuan extraño y perturbador es el comportamiento de la materia en la escala del microcosmos.

La superposición es la propiedad de una partícula subatómica, que le permite estar en más de un estado (o posición) al mismo tiempo. En superposición no podemos asegurar si cierta partícula está en una posición u otra (en realidad está en ambas al mismo tiempo). Se trata de un estado muy frágil, el cual colapsará en un valor determinado, en el momento en que interactuemos con dicha partícula (al observarla o medirla). El entrelazamiento, en tanto, es una propiedad que conecta o “amarra” a más de una partícula, de manera tal que el estado de cualquiera de ellas depende (instantáneamente) de la observación que se haga sobre la otra, sin importar la distancia que las separa.

Basándose en estas propiedades, a principios de los años 80 (del siglo pasado) fue propuesto el primer modelo teórico de computación cuántica. Pero a diferencia de la computación tradicional que representa a la información en término de secuencias de bits (dígitos binarios que pueden tener el valor de “0” o “1”), en este nuevo modelo se utiliza el qubit (quantum bit) que es un bit dotado de la propiedad cuántica de la superposición y que además se encuentra entrelazado con otros qubits. De este modo un qubit podrá almacenar al mismo tiempo los valores de “0” y “1”. Y en el caso de tener dos qubits se podrán almacenar en paralelo los valores “0,0”, “0,1”, “1,0” y “1,1”. Lo relevante, y aunque cueste asimilarlo, es que todos esos valores se almacenan ¡simultáneamente!

Con respecto a las compuertas lógicas, aunque su funcionamiento es similar al modelo tradicional, la gran diferencia radica en que estos nuevos circuitos deben ser capaces de asegurar la persistencia del estado de superposición de los qubits que participan de las operaciones lógicas, y permitir que esa superposición colapse de manera controlada, en un valor específico, y en el momento preciso. Demás está decir que se trata de una funcionalidad muy difícil de lograr, pero se están experimentando novedosas tecnologías a fin de dar con la mejor solución.

A la luz de estas especiales propiedades cuánticas, es fácil percibir las potencialidades del nuevo modelo computacional. En primer lugar, la capacidad de almacenamiento será significativamente mayor que en los sistemas tradicionales, ya que con una sola palabra computacional compuestas por “nqubits, se podrán almacenar 2**n valores simultáneamente. Del mismo modo, gracias a la superposición y al entrelazamiento, el procesamiento será “naturalmente” en paralelo, con lo cual los tiempos de proceso se reducirán drásticamente. En teoría, problemas que potencialmente demorarían años en resolverse con la actual tecnología, al modelo cuántico sólo le tomaría segundos en encontrar la solución.

Pero las novedades no se circunscriben sólo al ámbito de la arquitectura computacional, también se aplican a la programación. En la computación tradicional, las instrucciones deben indicar, en forma lineal (secuencial), todas las posibles alternativas a analizar, y dependiendo de los datos o condiciones presentes, se llega a la solución por un camino específico Pero los algoritmos cuánticos requieren pensar en términos de superposición, es decir, se debe escribir un programa considerando todas los posibles alternativas de solución al mismo tiempo. Ya se han desarrollado varios algoritmos cuánticos experimentales, creados para resolver problemas difíciles de abordar por la computación tradicional, como casos de factorización (los tiempos de proceso se incrementan exponencialmente a medida que crecen los números a manipular), búsquedas masivas de datos (en grandes bases de datos) y criptografía (búsqueda de mecanismos que aseguren la inviolabilidad de los datos transmitidos por las redes de comunicación).

Desarrollo actual

Los orígenes teóricos de la computación cuántica son relativamente recientes. En el año 1981 Paul Benioff habló por primera vez sobre las posibilidades de la computación cuántica. Al año siguiente, el científico, y ganador del Premio Nobel de Física, Richard Feynman sugirió aprovechar algunas propiedades cuánticas para realizar cálculos computacionales. Posteriormente, en el año 1985, el físico David Deutsch describió el modelo de un computador cuántico Universal.

Con esta base teórica, diferentes grupos científicos, comenzaron a explorar las posibilidades de esta exótica tecnología. Así, en el año 1993, investigadores de IBM lograron efectuar la primera teleportación cuántica (aplicación práctica del efecto de entrelazamiento). En forma simultánea se comienzan a experimentar con la superposición y a desarrollar algoritmos cuánticos. Ya para 1998 se presentan los primeros computadores de 1 Qubit y 2 Qubit.

El progreso ha continuado ininterrumpido. En el 2005 se dio a conocer una máquina de 8 Qubits y para el 2007 la empresa canadiense D-Wave presentó uno de 16 Qubits. Al mismo tiempo se han ido desarrollando elementos complementarios, tales como medios de almacenamiento, buses de comunicación, etc. Pero es necesario dejar en claro que todas estas tecnologías son todavía experimentales, y falta aún mucho tiempo para que sean producidas comercialmente.

Expectativas

Según muchos, el futuro de la informática está en las tecnologías cuánticas, ya que en ese escenario las capacidades, tanto de procesamiento como de almacenamiento, de los computadores se multiplicarán exponencialmente, y por lo tanto se podrán resolver muchos problemas que no ha sido posible abordar con la actual tecnología.

Pero también existe una corriente de opinión, no tan optimista, que no cree en las (casí) ilimitadas posibilidades que con tanto entusiasmo se publicitan en muchos medios. El profesor Scott Aaronson (del MIT) escribió un interesante artículo al respecto, titulado “Limitaciones de la computación cuántica”, en donde explica muy bien las verdaderas, según él, potencialidades de este modelo.

¿Cuál será entonces el futuro de la computación? Se trata de una pregunta difícil de responder, pero lo más probable es que coexistirán muchas tecnologías, respondiendo cada una de ellas a necesidades muy específicas, y seguramente también se implementarán arquitecturas híbridas.

Por una parte, la computación tradicional continuará existiendo. Aunque la miniaturización haya alcanzado su límite, se recurrirá (ya se está haciendo) a desarrollos basados en la disposición de múltiples procesadores en un mismo equipo, también a potenciar los procesadores con arquitecturas de múltiples núcleos y seguramente a muchas otras soluciones que iremos conociendo en los años venideros. Por todo el camino recorrido, y también por las impresionantes capacidades que ha alcanzado, se prevé que la electrónica digital seguirá siendo, por razones de costo y eficiencia, la tecnología de uso masivo por mucho tiempo más.

En lo que respecta a la computación basada en la electrónica molecular, es predecible que tendrá una amplia aplicación en la biónica. Con el desarrollo de la ingeniería genética y el mejor conocimiento del funcionamiento del cuerpo humano, es inevitable el surgimiento de tecnologías que apunten, ya no sólo a corregir enfermedades o lesiones, sino a construir órganos o sistemas artificiales que potencien muchas de nuestras funciones orgánicas, y quizá también intelectuales. Esto, que para muchos pueda parecer ciencia ficción y que para otros resulte perturbador, en poco tiempo más será una realidad cotidiana. Y para estas futuristas tecnologías, el medio natural de implementación será con pequeños computadores orgánicos (ya existe la computación basada en ADN).

Y por último, la computación cuántica también tendrá su nicho de aplicación, y éste será un conjunto (no menor) de problemas que jamás podrán ser eficientemente resueltos por la computación basada en la electrónica digital. Esto ocurre porque la base matemática de la ciencia de computación tradicional (conocida como matemática discreta), impone serias limitaciones a la potencialidad de las máquinas, al obligarlas a trabajar con estructuras finitas y numerables (sólo con números naturales y representables como “1” y “0”). En circunstancia que lo que generalmente pedimos al computador es que recree virtualmente (mediante el software) aspectos del mundo real, los cuales, en su gran mayoría, obedecen a la matemática del continuo (universo de números reales, infinitos e innumerables). Para resolver este impasse recurrimos al cálculo numérico, disciplina que nos provee de métodos para transformar las complejas ecuaciones que representan a los fenómenos físicos del continuo, en series finitas de operaciones aritméticas básicas, las cuales pueden ser fácilmente resueltas por el computador. Pero esa transformación, del “continuo” al “discreto” (cuando es posible), nos entrega como resultado sólo una aproximación a la solución verdadera.

Y es aquí donde la computación cuántica surge como un nuevo modelo que permitirá liberarse de las amarras de la lógica binaria, y enfrentar con propiedad el desafío que significa la solución de problemas muy específicos que, por su naturaleza (gran complejidad, comportamiento caótico, inmensos volúmenes de datos, etc.), no han podido ser abordados adecuadamente por la computación tradicional. Como ejemplo, basta mencionar a la Inteligencia Artificial. Cuando ésta surgió como disciplina, a mediados del siglo pasado, generó muchas expectativas, la mayoría de las cuales no se han cumplido. Se esperaba que en los inicios del siglo XXI ya habrían máquinas pensantes (en el amplio sentido de la palabra), sin embargo a pesar de todos los progresos logrados, estamos tan lejos, como al principio, de alcanzar ese objetivo. Después de todo se trata de un desafío mayor, emular el funcionamiento de uno de los órganos más complejos a que ha dado lugar la Evolución: El cerebro y la mente humana. Quizá si con este nuevo paradigma computacional sea posible, finalmente, llegar a esa anhelada meta, y también a muchas otras.

31 de marzo de 2009

Thomas Harriot, el primer astrónomo en observar con un telescopio


Por Hugo Jara Goldenberg

Este artículo fue publicado en el Boletín ACHAYA de mayo de 2009, de la Asociación Chilena de Astronomía y Astronáutica.

Aunque bastan los ojos (y en lo posible una noche oscura alejados de la ciudad), para maravillarse con la inmensidad del cosmos, es del todo evidente que sólo gracias al uso de instrumentos de observación adecuados, ha sido posible alcanzar el nivel de conocimientos que actualmente tenemos acerca del Universo. Esto se confirma al estudiar la historia de la ciencia, en donde se puede identificar, como un punto clave en el desarrollo de la astronomía, a la primera observación telescópica que realizó Galileo Galilei (1564-1642) en el año 1609.

A pesar de que Galileo no inventó el telescopio (lo hicieron ópticos holandeses a comienzos del siglo XVII), fue a él a quien se le ocurrió apuntar con uno de esos curiosos “tubos mágicos”, como entonces se les llamaba, hacia las estrellas. Con un primitivo instrumento fabricado por él mismo, hizo descubrimientos asombros: vio cráteres, montañas y valles en la Luna; fases en el planeta Venus y Manchas en el Sol. También observó unas extrañas protuberancias rodeando a Saturno que no alcanzó a identificar como sus característicos anillos y visualizó a cuatro lunas que orbitaban en torno a Júpiter. Además, se percató que la Vía Láctea (esa mancha blanquecina que cruza los cielos), está compuesta por una infinidad de débiles estrellas, las que son invisibles a simple vista.

A partir de estas primeras observaciones la astronomía cambió para siempre. Pero no sólo porque ahora era posible observar fenómenos nunca antes vistos, sino porque la interpretación de estos nuevos descubrimientos desafiaba al ya entonces vetusto modelo cosmológico geocéntrico de Tolomeo, y sólo eran posibles de explicar de manera simple y elegante a la luz de la nueva cosmovisión planteada por Nicolás Copérnico. En definitiva, las observaciones que realizó Galileo, constituyeron la primera prueba observacional que validó definitivamente al modelo Heliocéntrico del astrónomo polaco, el cual había sido hecho público medio siglo antes, pero que desde entonces era considerado sólo como una especulación matemática, que simplificaba los cálculos de las órbitas de los planetas, pero que no se podía aplicar a la realidad.

Fue tal la trascendencia de los descubrimientos del sabio italiano, que al cumplirse cuatrocientos años de esas primeras observaciones estelares, la UNESCO ha designado a este 2009, como el Año Internacional de la Astronomía. Así, para conmemorar este magno acontecimiento, desde enero de este año, se han estado desarrollando en todo el mundo actividades de divulgación científica que tienen por objetivo acercar el conocimiento de las ciencias del espacio al ciudadano común, destacando como figura central de estas celebraciones al astrónomo, físico, y filósofo Galileo Galilei.

Un rival para Galileo

Sin embargo, durante enero recién pasado circuló en la prensa una noticia que llamó poderosamente la atención (ver la noticia aquí). Se informaba en ella que dentro de las actividades que se desarrollaban en Inglaterra para dar inicio al Año Internacional de la Astronomía, se contemplaba el homenaje no a Galileo, sino a Thomas Harriot (1560-1621), quien es considerado en la isla británica como la primera persona que utilizó un telescopio para apuntar hacia las estrellas, ya que se anticipó por meses a las observaciones del científico italiano.

Pero quién fue Thomas Harriot, y qué hay de verdad en aquello que debe ser considerado el auténtico precursor de las observaciones telescópicas, ya que visualizó y dibujó detalles de la superficie lunar antes que Galileo. Para responder a estas preguntas es necesario, en primer lugar, conocer algunos antecedentes de este personaje y evaluar las evidencias históricos que sustentan a esta hipótesis.

Los datos biográficos disponibles, nos dicen que Thomas Harriot fue un científico inglés que realizó importantes aportes a la matemática y otras ciencias. Como buen representante de esa época fue un personaje multifacético, y también se destacó en la astronomía. Cuando supo de la existencia de los catalejos holandeses, no dudó en adquirir uno. Y de inmediato lo empleó en apuntar a los cielos, y en particular, para observar la Luna.

Al revisar los antecedentes aportados por los historiadores ingleses, es posible establecer que efectivamente Harriot realizó observaciones estelares con un telescopio a mediados de 1609. Hay registros fidedignos que datan en el día 26 de julio de ese año, a un croquis con detalles de la superficie de la Luna. Posteriormente continuó con sus observaciones y realizando dibujos cada vez más precisos, transformándose en el primer cartógrafo lunar.

Con respecto a Galileo Galilei, se sabe que tempranamente tuvo conocimiento de la existencia de ese curioso instrumento que permitía observar objetos lejanos, y de inmediato se interesó en conocer detalles técnicos de su construcción. Se estima que ya para julio de 1609 había averiguado la forma que tenía el dispositivo, y de inmediato se abocó a la tarea de confeccionar uno él mismo (no hay que olvidar que Galileo además de científico, era ingeniero e inventor). Registros históricos señalan que durante el mes de agosto de 1609 logró fabricar un rudimentario aparato, que permitía alcanzar tres aumentos (acercaba tres veces una imagen lejana). Posteriormente fue perfeccionando su técnica y durante los meses siguientes construyó aparatos de mejores prestaciones. No hay consenso en cuanto al momento exacto en que hizo las primeras observaciones estelares, pero a la luz de todos los antecedentes disponibles, es un hecho cierto que éstas fueron realizadas en una fecha posterior a las de Thomas Harriot.

Héroes anónimos

¿Significa esta confirmación que se debe reescribir la historia, para entregar al investigador inglés los créditos que por tanto tiempo le fueron injustamente negados? Ciertamente que no, ya que en la ciencia es frecuente que muchos inventos y/o descubrimientos sean realizados en forma simultánea (una diferencia de meses puede ser considerada como tal). Este hecho, que para muchos puede resultar curioso o extraño, en el ámbito científico es una situación normal, ya que al haber muchas personas pensando en los mismos problemas, y aplicando a su resolución o interpretación, las mismas herramientas y nuevas tecnologías, es altamente probable que más de un investigador encuentre la solución en forma independiente. Pero como en la cúspide de la pirámide de la fama no hay espacio para dos, la historia generalmente recordará a uno de los precursores, a quien se le endosan todos los merecimientos por el logro científico alcanzado.

Muchas veces circunstancias fortuitas, o la forma de actuar de los protagonistas, condicionan el curso de los acontecimientos. Así, ciertos personajes logran un mayor reconocimiento que otros, pero sin que eso signifique que los méritos de éstos últimos hayan sido menores. En el caso de Galileo la forma como manejó el asunto de las observaciones telescópicas fue muy distinto al proceder del científico inglés. A diferencia de éste, que no se preocupó de divulgar sus descubrimientos, Galileo Galilei sí dio amplia difusión a los suyos, e incluso publicó un libro en donde daba a conocer sus hallazgos. Pero más importante que aquello, lo fue el confirmar que los hechos observados a través del telescopio, validaban definitivamente al modelo cosmológico Heliocéntrico. Fueron tan reveladores sus descubrimientos, que a partir de ese momento Galileo se transformó en un férreo defensor de las ideas copernicanas, situación que lo llevó a enfrentarse al poder de la iglesia y a sufrir un injusto juicio y un cruel castigo en la etapa final de su vida (murió ciego y cumpliendo una pena de reclusión domiciliaria de por vida). Las observaciones telescópicas de Galileo Galilei, y su correcta interpretación, aportaron la evidencia científica definitiva que transformó a la astronomía en la ciencia moderna que ha permitido, después de cuatro siglos de ininterrumpido avance, acercarnos a una mejor comprensión de la naturaleza del Universo.

Pero la situación de Thomas Harriot nos debe invitar a reflexionar y a considerar, que por cada científico o inventor famoso hay muchos otros pioneros, igual de importantes, cuyos nombres ya no son recordados. Que sirva entonces el reconocimiento que Harriot ha recibido en su tierra natal, como una oportunidad para rendir un justo homenaje a todos aquellos héroes anónimos de la ciencia que con su inteligencia y esfuerzo, tanto contribuyeron al avance del conocimiento, pero que por razones a veces injustas, no forman parte de la historia oficial.

12 de febrero de 2009

Charles Darwin, en el bicentenario de su nacimiento



Por Hugo Jara Goldenberg

Este artículo fue publicado en la revista de ciencia ficción y divulgación científica
TauZero Ver artículo aquí

También apareció en la Revista Occidente, edición N°402 (abril-junio 2009)

Dada la costumbre de recordar de manera especial a grandes personajes o acontecimientos históricos relevantes, cuando se conmemora algún aniversario significativo, no cabe duda que la agenda de este año incluirá múltiples homenajes a Charles Darwin (1809-1882), el famoso naturalista inglés de quien, este 12 de febrero, se celebra el bicentenario de su nacimiento. Y del cual, ya al finalizar el año (el 24 de noviembre), se recordará el 150 aniversario de la publicación de su principal obra.

Charles Darwin es, sin lugar a dudas, uno de los científicos más importantes de todos los tiempos. La publicación del libro en el cual presentó su famosa Teoría de la Evolución de las Especies, provocó un remezón intelectual, religioso y filosófico de tal magnitud, que sus ecos aún retumban potentes, y siguen generando ácidas y acaloradas disputas entre sus partidarios y retractores. Esto a pesar de ser, ya en pleno siglo XXI, la evolución biológica un hecho natural incuestionable y ampliamente reconocido por la comunidad científica.

Nuestro personaje nació en el seno de una familia provinciana de clase media alta. Hijo de un próspero médico, perdió a su madre cuando tenía sólo ocho años. Después de disfrutar de una niñez y adolescencia apacibles, y de cursar sus estudios básicos en el colegio particular de Shrewsbury, es enviado por su padre a la Escuela de Medicina de la Universidad de Edimburgo, pero pronto se da cuenta que no tiene vocación y abandona la carrera. Sin embargo, su permanencia en dicha Casa de Estudios no fue tiempo perdido, ya que durante ese período tomó contacto con algunos de los más destacados científicos de la época y asistió a cursos de Química, Zoología y Geología, adquiriendo conocimientos que contribuyeron a abrir su mente y espíritu. Sus biógrafos están de acuerdo en que en este lugar se puede encontrar el germen de su interés por la Historia Natural.

Posteriormente se inscribe en la Universidad de Cambridge, para cursar una Licenciatura en Teología, estudios que espera, le permitan ordenarse como sacerdote de la Iglesia Anglicana. Aunque no tenía una marcada vocación religiosa, aprovechó intensamente esos años, en donde junto con los estudios religiosos, asistió también a clases de matemáticas, cultura clásica, botánica y geología, materias que no hacen más que reafirmar su verdadera vocación.

Viaje épico

Cuando Darwin regresa de las vacaciones del verano de 1831, se encuentra con una invitación que transformará su vida. Se le ofrece realizar un viaje alrededor del mundo, en el barco científico de la Armada Real HMS Beagle. La invitación la hace el Capitán Robert FitzRoy (1805-1865), quien necesita a bordo a un caballero que aproveche el viaje para recoger muestras naturales. Se deja en claro que el invitado no ejercerá labores de Naturalista (así se llamaba entonces a los científicos) y que además deberá costear su pasaje.

El objetivo del viaje del HMS Beagle era efectuar prospecciones hidrográficas, mejorar las técnicas de navegación, confirmar cálculos de Longitud (para ello llevaban a bordo una serie de cronómetros) y en general realizar observaciones y mediciones científicas destinadas a perfeccionar las cartas de navegación, que aseguraran un adecuado control y acceso a los intereses del Imperio Británico en ultramar.

A pesar de la inicial oposición de su padre, Darwin acepta la invitación. El viaje se realizó entre diciembre de 1831 y octubre de 1836. El periplo alrededor del Globo, que incluyó a la isla Santa Elena, Sudamérica (recorrió gran parte del territorio de Chile, permaneciendo en nuestro país durante más de dos años), las Islas Galápagos, Oceanía y África, fue aprovechado intensamente por el joven aventurero, quien no sólo recogió una gran cantidad de muestras de animales, plantas y fósiles, sino que también estudió in situ, la geografía física de los diversos lugares, y observó con especial atención la gran diversidad de la vida animal y vegetal que existía en aquellos lejanos y exóticos territorios. De vuelta en Inglaterra, trabajó arduamente en la ordenación y recopilación de las muestras y en el análisis de los tomos de apuntes y dibujos registrados durante el épico y extenso viaje.

Después de largas jornadas de reflexión y meditación, y de un minucioso estudio de todos los antecedentes reunidos durante la expedición, comenzó a tomar forma su famosa teoría de la evolución de la vida. Pero en este punto es necesario señalar que, en la mayoría de los casos, las nuevas ideas científicas no surgen de manera súbita en la mente de un genio. Generalmente la génesis de un nuevo paradigma del conocimiento, es un proceso intelectual gradual, que muchas veces se nutre de ideas que flotan en el ambiente ilustrado, o que aprovecha líneas de desarrollo de otros investigadores. En el caso de Darwin, hay que considerar que a principios del siglo XIX ya se conocían, en la comunidad científica europea, algunos intentos por explicar la diversidad de la vida, mediante procesos naturales distintos a la doctrina creacionista. Además, es de justicia recordar la influencia directa que recibió de dos importantes personajes.

En primer lugar, del economista Thomas Malthus (1766-1834), cuya obra titulada “Ensayo sobre el principio de la población”, permitió a Darwin aprovechar un hecho del ámbito económico (recursos naturales escasos, para satisfacer necesidades humanas crecientes), para explicar el fenómeno de la lucha por la vida y la selección natural. También fue relevante en la gestación de las ideas darwinianas, la influencia del geólogo Charles Lyell (1797-1875), quien es considerado uno de los fundadores de la geología moderna. En su libro “Principios de Geología” (el primer volumen fue leído por Darwin a bordo del Beagle, al inicio de la travesía), plantea que la Tierra está expuesta a cambios constantes y graduales, que van moldeando el paisaje, cambios que al cabo de largos períodos de tiempo (millones de años), dan origen a modificaciones notorios en la superficie de la Tierra. Este concepto de la gradualidad en los procesos terrestres (una suerte de evolución geológica), que Darwin pudo corroborar personalmente en los diversos paisajes que conoció y estudió durante el viaje, sin lugar a dudas que ayudó en la síntesis de su teoría.

La teoría de la evolución

La teoría de la evolución de Darwin, en lo sustantivo, propone que las diversas especies del reino animal y vegetal son variables. Con el paso de las generaciones, pequeños cambios heredables, que se dan a nivel de individuos, les pueden resultar favorables para adecuarse al medio ambiente cambiante. De esta forma, aquellos individuos favorecidos tienen más probabilidades de sobrevivir y reproducirse, propagando su condición de ventaja a las siguientes generaciones Así, mediante un proceso gradual de selección natural, y en largos períodos de tiempo, aquellos cambios se acumulan dando origen a distintas especies; las cuales, hacia el pasado, están emparentadas en un origen común.

Los historiadores de la ciencia y sus biógrafos, han determinado que ya hacia finales del año 1838 tenía elaborada, en lo esencial, su teoría de la variación de las especies. Pero habrían de pasar 20 años, hasta que finalmente se decidiera a hacerla pública y llevarla a la imprenta. Darwin se tomó todo el tiempo del mundo en revisar una y otra vez sus notas y en realizar múltiples experimentos con cruces de plantas. Aparentemente no tenía apuro en dar a conocer al mundo su novedosa explicación para la diversidad de la vida.

Pero la verdadera razón que explicaba esa larga espera era otra. Darwin estaba conciente de las profundas implicancias de sus ideas, que no sólo provocarían una revolución en el campo de las ciencias biológicas, sino que también un fuerte impacto en el terreno filosófico y religioso. Después de todo, su teoría le quitaba al ser humano la prerrogativa de tener un origen divino y de haber sido creado por Dios a su imagen y semejanza. Era tal el desafío a las tradiciones y creencias que, según sus propias palabras, sentía temor a exponerse al ridículo y a las críticas de la sociedad. E incluso, para amortiguar el impacto inicial, optó por no mencionar al ser humano en el libro con el cual presentaría su teoría, dejando para una obra posterior la explicación de la forma como la humanidad participaba del proceso evolutivo.


Cuando finalmente se decidió a publicar su teoría, lo hizo sólo porque otro Naturalista, que trabajaba en forma independiente en el lejano oriente, estaba llegando a sus mismas conclusiones. Dicho científico era Alfred Russel Wallace (1823-1913), con quien tuvo muy buenas relaciones, e incluso los trabajos de ambos fueron presentados simultáneamente ante la principal sociedad científica de Gran Bretaña, en julio de 1858. Pero sus artículos pasaron casi desapercibidos debido a la escasa asistencia de público a dicha sesión. Aunque algunas personas cuestionan a Darwin, y lo acusan de haber minimizado el trabajo de Wallace, la verdad es que entre ambos existió una sincera amistad y mutuo respeto profesional. Se comunicaban por correspondencia, e incluso en los funerales de Darwin (fue sepultado en la Abadía de Westminster), una de las personas que trasportó el féretro fue Alfred R. Wallace.

Primera publicación


En noviembre de 1859 el libro de Darwin fue por fin publicado. Con el título de “Sobre el origen de las especies por medio de la selección natural, o la conservación de las razas favorecidas en la lucha por la existencia” y bajo el sello de la empresa editorial John Murray, se imprimieron 1.250 ejemplares que se agotaron rápidamente el mismo día del lanzamiento. Posteriormente se imprimieron nuevas ediciones (seis en vida del autor, a todas las cuales hizo modificaciones y correcciones), y de inmediato se comenzó a traducir a diferentes idiomas.

Mirado en retrospectiva, el libro de Darwin es una de las obras científicas más trascendentes de todos los tiempos. Las profundas implicaciones filosóficas, teológicas, espirituales, sociales e incluso políticas que acarreaba, excedían con creces el ámbito científico propio de una teoría como la que se enunciaba. La sociedad toda sintió el golpe, y se inició un encendido debate entre sus defensores y opositores. Por una parte estaban quienes reconocieron en sus ideas un avance definitivo, no sólo en la biología sino también en la forma de comprender, de manera racional, el lugar que ocupa la humanidad en el Universo. Pero también estaban los creacionistas, quienes veían en esa “perversa” teoría una peligrosa amenaza a lo establecido, ya que negaba la existencia de Dios como creador de todas las formas vivas, y despojaba a la humanidad de un origen divino y del sentido de la trascendencia.

En la historia de la ciencia hay una sola teoría que tuvo, en su momento, un impacto así de demoledor en el orgullo humano. Se trata de la teoría Heliocéntrica, planteada 400 años antes, por Nicolás Copérnico (1473-1543) . Así como el astrónomo y matemático polaco acabó con el geocentrismo, ahora Darwin terminaba con el antropocentrismo, con todas las consecuencias que ello acarreaba en la sociedad religiosa y conservadora de la época. (Con respecto a este tema se recomienda leer el artículo de este mismo Blog: Cuando un libro golpea la conciencia humana.)

El Neodarwinismo

Cuando Darwin elaboró y dio cuerpo a sus ideas, utilizó como pruebas objetivas para describir al hecho evolutivo, evidencias que provenían de campos tan disímiles como la morfología (estudio comparado de las estructuras de los organismos), la paleontología (registro fósil de familias de organismos extintos que muestran gran semejanza con especies actuales) e incluso la embriología (en etapas tempranas de la vida, es mayor la semejanza entre especies emparentadas, e incluso lejanas). El hecho evolutivo descrito por el sabio inglés, es una realidad incuestionable de la naturaleza de la vida, que cualquiera puede observar y analizar mediante el método científico.

A continuación, y para poder comprender al hecho evolutivo, Darwin elaboró una teoría científica, que es la que la mayoría de las personas cree conocer. Pero como toda teoría, ella no es definitiva, sino que se perfecciona a medida que la ciencia avanza y se hacen nuevos descubrimientos, que pueden eventualmente, explicar mejor los hechos observables. El conocido biólogo, paleontólogo y divulgador científico Stephen Jay Gould (1941-2002) explicó magistralmente estos dos conceptos en un interesante ensayo titulado “La Evolución como un hecho y como una teoría”. Jay Gould señala que : “…Los evolucionistas han sido claros acerca de la distinción entre hecho y teoría desde el inicio, si solamente porque hemos siempre reconocido cuan lejos estamos de entender completamente los mecanismos (teoría) por los cuales la evolución (hecho) ocurrió. Darwin continuamente enfatizó la diferencia entre sus dos grandes y separados logros: establecer el hecho de la evolución, y proponer una teoría –la selección natural- para explicar el mecanismo de la evolución...”.

Y precisamente eso ha sucedido con la Teoría de la Evolución de Darwin. Se ha ido adecuando y perfeccionando a la luz de los muchos descubrimientos y avances que ha alcanzado la ciencia en estos 150 años, para poder explicar de la mejor manera posible el hecho evolutivo. Así, durante la primera mitad del siglo XX, muchos biólogos trabajaron arduamente para adecuar la teoría a los nuevos conocimientos que surgían de la biología, principalmente en lo referente a las leyes de la herencia y la genética moderna (estudio del ADN). Producto de ese esfuerzo mancomunado surgió la denominada Teoría Sintética de la Evolución, también conocida como Neodarwinismo, en la cual además de la selección natural, se consideran otros fenómenos que explican satisfactoriamente el proceso evolutivo, entre estos la deriva genética y la dinámica de poblaciones.

La Teoría de la Evolución y la Sociedad

Tal como Darwin lo intuyó, su teoría sobrepasó el terreno de la ciencia, y de manera inevitable sus ideas rectoras estuvieron presentes en la génesis de muchos de los acontecimientos socio-políticos que estaban conformando el nuevo orden mundial de Occidente. A partir de los últimos años del siglo XIX, y durante gran parte del siglo XX, algunas corrientes sociales, políticas e incluso también filosóficas, hicieron suyas ideas tales como “selección natural” o “supervivencia de los más aptos”, las cuales sacadas del contexto de la teoría de Darwin, adquirían un significado y connotación muy distinta. E incluso, en algunos casos, sirvieron de justificación para que ciertas ideologías, de triste recuerdo, cometieran excesos que muy caro costaron a la humanidad.

También muchos de los conceptos evolutivos se han usado en disciplinas tan disímiles como la Sociología, las Matemáticas, Economía y la Teoría de Juegos. Incluso una de las líneas de desarrollo de la Inteligencia Artificial utiliza los denominados Algoritmos Genéticos y la Programación Evolutiva. Estas técnicas computacionales recrean virtualmente la variación al azar de ciertas condiciones, y la posterior selección (de acuerdo a una función de adaptación previamente definida) de aquellas variaciones más ventajosas para el desarrollo evolutivo buscado, que en este caso está asociado al logro de un comportamiento inteligente de las máquinas.

La teoría y su autor, hoy

Tras 150 años de haber sido enunciada en su forma original, la moderna Teoría de la Evolución goza de muy buena salud, y es ampliamente reconocida por la comunidad científica mundial. Aunque (como sucede con toda teoría) no está libre de objeciones por parte de algunos investigadores que debaten acerca de ciertos mecanismos puntuales del proceso evolutivo. Pero estas críticas (que son esperables, necesarias y que permiten, en definitiva, que la ciencia avance) en ningún caso comprometen ni desconocen los fundamentos esenciales de la biología evolutiva.

Es importante no confundir estas legítimas discrepancias que se dan dentro del quehacer de la ciencia, con el resurgimiento, principalmente en EEUU, de grupos religiosos fundamentalistas que rechazan la teoría científica y proponen ideas creacionistas basadas en la interpretación literal de la Biblia. Tampoco se debe prestar mayor atención a ciertas corrientes que pretenden imponer teorías pseudociencias que supuestamente explicarían la diversidad y complejidad de la vida, por la acción de un diseño inteligente sobrenatural.

Cuando Charles Darwin presentó su teoría, muchos sectores de la sociedad, principalmente los religiosos, lo atacaron con vehemencia. Lo acusaban de privar a la humanidad del sentido de la trascendencia y de violentar su estatus de especie superior, al igualar su linaje material con el resto de los seres vivos inferiores. Sin embargo, lo que el sabio inglés entregó a cambio fue algo mucho más profundo y conmovedor: La confirmación de que el ser humano es parte integral de la naturaleza toda, y que en tal condición no sólo tiene el privilegio de maravillarse con la belleza y diversidad de la vida, sino que también le asiste la responsabilidad de cuidar y respetar a esa naturaleza a la cual pertenece.

Con el paso de los años la figura del gran Naturalista se engrandece cada día más, e incluso aquellas instituciones que tanto lo atacaron en el pasado, ahora le reconocen sus méritos y se disculpan por haber malinterpretado sus ideas. Al cumplirse el bicentenario de su nacimiento, la sociedad toda lo recuerda con profundo respeto como de los más brillantes intelectuales de todos los tiempos, y también como uno de los más preclaros fundadores de los tiempos modernos. Dondequiera que esté: ¡Feliz cumpleaños, Sr. Darwin!

29 de enero de 2009

Finaliza ciclo de charlas

Con una mayor asistencia de público que en las jornadas previas, concluyó el sábado 24 de enero recién pasado el ciclo de charlas de divulgación astronómica organizadas por el Centro Cultural Cacique Talcahueñu y patrocinadas por la Ilustre Municipalidad de Talcahuano y el Gobierno Regional del Bío-Bío, y enmarcadas dentro del calendario de actividades de celebración del Año Internacional de la Astronomía.

En dicha oportunidad, el Sr. Hugo Jara Goldenberg dictó la conferencia "Exobiología: Búsqueda de vida en el Universo, desde la perspectiva de la ciencia", la que fue seguida con especial atención por los asistentes.

Es importante destacar la presencia, en el acto de clausura, del Sr. Gastón Saavedra Chandia, Alcalde de Talcahuano, quien junto con felicitar a los organizadores de estas jornadas de difusión cultural, manifestó su interés en que actividades como éstas puedan realizarse durante todo el año, y que idealmente sean extensivas a los colegios y liceos de la comuna.

A continuación, algunas fotografías del evento, captadas por el Sr. José Capurro S.

El Alcalde de Talcahuano, Sr. Gastón Saavedra, dirigiéndose a los asistentes

12 de enero de 2009

Exitoso inicio de ciclo de charlas

De acuerdo a lo programado, el sábado 10 de enero pasado se dio inicio al ciclo de charlas de divulgación astronómica organizado por el Centro Cultural Cacique Talcahueñu y patrocinado por la Ilustre Municipalidad de Talcahuano y el Gobierno Regional de la Región del Bío-Bío.

El ingeniero Hugo Jara Goldenberg, Director del Observatorio Astronómico Antares de Talcahuano, desarrolló el tema: "Historia de la astronomía: desde las primeras cosmovisiones hasta la astronomía moderna".

La conferencia, enmarcada dentro del ciclo de actividades que a nivel nacional se desarrollan para conmemorar el Año Internacional de la Astronomía, fue seguida con atención por un importante marco de público.

Las siguientes fotografías fueron captadas por don José Capurro S. durante la realización de este evento:










6 de enero de 2009

Charlas de astronomía en Talcahuano




Fecha: 10, 17 y 24 de enero de 2009

Lugar: Talcahuano. Sala de capacitación de la Comandancia del Cuerpo de Bomberos, Avenida Colón 797.

Descripción: Se trata de tres charlas y jornadas de observación, gratuitas y para todo público, organizadas por el Centro Cultural Cacique Talcahueñu, patrocinadas por la Ilustre Municipalidad de Talcahuano y el Gobierno Regional de la Región del Bío-Bío, y enmarcadas dentro de las actividades de celebración del Año Internacional de la Astronomía. Éstas serán:

1.- Historia de la astronomía: Desde las primeras cosmovisiones hasta la astronomía moderna. (10 de enero)

2.- Nuevo orden en el Sistema Solar: ¿Por qué Plutón ya no es considerado un planeta? (17 de enero)

3.- Exobiología: Búsqueda de vida en el Universo, desde la perspectiva de la ciencia. (24 de enero)


Las charlas se realizarán los días sábados (10, 17 y 24 de enero de 2009) a las 10:30 am. en la Sala de capacitación de la Comandancia del Cuerpo de Bomberos, ubicado en calle Colón 797, Talcahuano. En la noche de esos mismos días, se harán observaciones a partir de las 22:00 hrs. Las charlas estarán a cargo de Hugo Jara Goldenberg, Ingeniero Civil Informático; Director del Observatorio Astronómico Antares de Talcahuano.