LOS 13 MISTERIOS DE LA CIENCIA

Desde hace milenios el hombre trata de utilizar la tecnología y los avances científicos para dar respuesta a algunas de las incógnitas de este planeta y el espacio que nos rodea. La revista 'New Scientist' ha recopilado los 13 misterios que, a día de hoy, siguen provocando quebraderos de cabeza a la comunidad científica internacional.



1. El efecto placebo.
Pongamos un caso ficticio, el del paciente X. Varias veces al día, durante varios días, se le provoca dolor, que se controla con dósis de morfina. Hasta el último día del experimento. Esas 24 horas, sin que el señor X lo sepa, la morfina se sustituye por una solución salina absolutamente inócua. Parece increíble, pero dicha solución tiene el mismo efecto que la morfina y el dolor desaparece.

Es lo que se conoce como el efecto placebo. Antes de la llegada de los fármacos en el siglo XX, era el arma más potente de la Medicina contra la enfermedad. Excremento de cocodrilo, aceite de gusano, sangre de lagarto y hasta ser tocado por el Rey eran medicinas usadas entre el siglo XVI y el XIX. Desde la publicación, en 1955, del libro The Powerful Placebo de H.K. Beecher, se reconoció que el 35% de los pacientes con una amplia variedad de enfermedades podría ser tratada sólo con placebo. En estudios posteriores, se ha visto que puede funcionar en el 70% e, incluso, del 100% de los casos.

Nadie sabe todavía qué mecanismos intervienen en el efecto placebo. Algunos estudios sobre el dolor sugieren que reduce la ansiedad y facilita la liberación de endorfinas (sustancias químicas naturales parecidas a los narcóticos) en el cerebro, aunque son hipótesis todavía no confirmadas.


2. El problema del horizonte.
Nuestro Universo era extraordinariamente homogéneo, y la temperatura de la radiación de fondo es la misma en cualquier dirección que observemos. El hecho de que la temperatura sea homogénea no sería sorprendente de no ser porque entre los dos extremos del Universo hay una distancia de casi 2.800 millones de años luz, mientras que la edad del Universo es 'sólo' de unos 1.400 millones de años. Teniendo en cuenta que nada puede viajar más rápido que la velocidad de la luz y la hipótesis de que hubo un instante inicial o big bang, el interrogante es: ¿cómo es posible que regiones físicamente desconectadas desde el "principio" del Universo estuviesen en estados físicos tan parecidos?

Esto es lo que se conoce como el 'problema del horizonte', uno de los mayores quebraderos de cabeza de los cosmólogos, que siguen sin dar con la solución.


3. Rayos cósmicos ultra-energéticos
Los rayos cósmicos son partículas que llegan desde el espacio y bombardean constantemente a la Tierra desde todas direcciones. La mayoría de estas partículas son núcleos de átomos o electrones. Algunas de ellas son más energéticas que cualquier otra partícula observada en la naturaleza. El misterio está en su alta energía. La teoría especial de la relatividad de Einstein dice que cualquier rayo cósmico que llegue a la Tierra desde fuera de nuestra galaxia habrá sufrido tantas colisiones que el máximo posible de energía que puede tener es 5 × 1019 eV.

Los rayos detectados desde hace una década por el observatorio japonés de Akeno están muy por encima de ese límite, con lo cual o los datos -tomados en diferentes ocasiones y siempre parecidos- están mal, o Einstein se equivocó.


4. Los resultados de homeopatía de Belfast
En 1810 el médico alemán Christian Friederich Samuel Hahnemann publicaba el "Organon, el arte de curar", piedra angular de la homeopatía. El principal fundamento de la teoría se define en la ley de los similares (homeo- es el prefijo griego que designa igualdad) por la que una enfermedad se cura con la misma sustancia tóxica que la produce —de ahí que se llame ley de los similares-, pero a dosis infinitesimales. Los homeópatas disuelven esos venenos en etanol —lo que llaman tintura madre- y la diluyen en agua sucesivas veces, no importa cuantas, según ellos el remedio se "imprime" en las moléculas de agua. Tales disoluciones son la parte controvertida de la disciplina, puesto es posible que a esas concentraciones no haya ni una sóla molécula del principio activo en la solución homeopática. Sin embargo su efecto ha sido demostrado en numerosos estudios y se estima que un 15% de los médicos occidentales siguen esta línea.

Madeleine Ennis, farmacóloga de la Queen’s University de Belfast, ha sido siempre el azote de los homeópatas. Asegura que, a esas concentraciones, en los remedios homeopáticos no hay más que agua, por lo que químicamente no tiene sentido que funcionen. Sin embargo en su estudio más reciente Ennis y su equipo se llevaron un "pequeño" chasco: descubrieron que soluciones ultradiluidas de histamina funcionaban en un experimento con basófilos, unas células sanguíneas que actúan en la inflamación. La solución homeopática en la que probablemente no había ni una sola molécula de histamina funcionaba realmente como la histamina. Aunque Ennis se ha visto incapaz de explicar el porqué del efectivo funcionamiento y sigue mostrándose escéptica, ha asegurado que si los resultados son reales y la homeopatía no actúa como un placebo, habría que reescribir parte de los fundamentos de la física y de la química.


5. La materia oscura
No todo lo que existe en el universo es visible. Los astrónomos pueden detectar objetos que emiten o absorber luz o cualquier otro tipo de radiación electromagnética o que interactuan gravitatoriamente con otros objetos que podamos detectar .El término "materia oscura" alude a esta materia cuya existencia no puede ser detectada mediante procesos asociados a la luz, es decir, no emiten ni absorben radiaciones electromagnéticas.

Determinar cuál es la naturaleza de la materia oscura y en qué cantidad existe es el llamado ‘’problema de la materia oscura’’ o ‘’problema de la masa desaparecida’’, y es uno de los problemas más importantes de la cosmología moderna. La cuestión de la existencia de la materia oscura puede parecer irrelevante para nuestra existencia en la tierra, pero, el hecho de que exista o no la materia oscura, afecta el destino final del universo.


6. Metano en Marte
El 20 de julio de 1976 Gilbert Levin, uno de los ingenieros a cargo de las misiones de la NASA al planeta Marte, vio que la Viking que orbitaba el planeta rojo había encontrado emisiones de carbono-14 que contenían metano en el suelo del planeta, por lo que la conclusión debía ser obvia y muy relevante: hay vida en Marte.

Algo está ingiriendo los nutrientes, los está metabolizando, y después los expulsa a la atmósfera en forma de gas mezclado con carbono 14. Sin embargo, la NASA no se atrevió a afirmar con rotundidad el descubrimiento, porque otro instrumento de la Viking, diseñado para identificar moléculas orgánicas consideradas esenciales símbolos de vida no encontró nada, así que casi todos los científicos de la NASA decidieron declarar el hallazgo de la Viking un "falso positivo". Pero , ¿lo era?

A día de hoy, los argumentos a favor y en contra siguen dividiendo a los científicos, aunque es cierto que los rovers que estudian el planeta rojo desde hace un año han encontrado pruebas de los descubrimientos de la Viking.


7. Tetraneutrones
Hace cuatro años, en un acelerador de partículas de Francia detectaron seis partículas que no deberían existir. Las llamaron 'tetraneutrones': cuatro neutrones unidos entre sí de una forma que desafía las leyes de la física.

Francisco Miguel Marquès ay sus colegas del acelerador de Ganil, en Caen, llevan desde entonces tratando de conseguri el efecto otra vez, pero hasta ahora no lo han logrado. Si lo repiten, estos 'racimos' de átomos podrían obligar a los científicos a reconsiderar las fuerzas que mantienen unido el nucelo de los átomos.


8. La anomalía de las Pioneer
Esta es la historia paralela de dos naves espaciales. Una, la Pioneer 10, fue lanzada en 1972; la Pioneer 11 un año después. Ahora mismo, ambas deben estar en el espacio profundo, alejadas de la vista de cualquier ingenio humano, aunque sus trayectorias son demasiado fascinantes como para ignorarlas.

Y es que hay algo que ha estado 'empujando' a las dos naves, provocando que aumenten su velocidad. La aceleración es pequeña, menos de un nanometro por segundo, pero es lo suficiente para hacer sacado a la Pioneer 400.000 kilómetros de su trayectoria inicial. La NASa perdió contacto con la Pioneer 11 en 1995, pero todo hace indicar que podría estar 'sufriendo' el mismo proceso que su hermana gemela, y estaría muy fuera de su rumbo en algún lugar del espacio. ¿Y qué causa este desvío? Por el momento, nadie lo sabe.


9. La energía oscura
Este es uno de los mayores problemas de la física. En 1998, un grupo de astrónomos descubrió que el universo se está expandiendo a más velocidad que nunca. Esto siginifica que la velocidad a la que una galaxia distante se aleja de nosotros aumenta con el tiempo.De ser correcta esta teoría, el resultado último de esta tendencia sería la imposibilidad de seguir viendo cualquier otra galaxia. Esta nueva teoría del fin del Universo ha recibido el nombre de Gran Desgarramiento o, en inglés, Big Rip.

Es un efecto para el que todavía se investigan las causas, aunque una de las sugerencias puede ser que esté motivado por la 'energía oscura', una forma hipotética de energía que permea todo el espacio y que produce una presión negativa, resultando en una fuerza gravitacional repulsiva. La energía oscura puede dar cuenta del universo en expansión acelerada, así como de una significativa fracción de su masa.


10 El acantilado de Kuipper
SI alguien viajara a la zona del sistema solar externa a las órbitas de Neptuno y Plutón, se encontraría algo muy extraño. De repente, tras cruzar el cintutón de Kuiper -lleno de objetos pequeños como asteroides helados y cometas- no hay nada. Los astrónomos lo llaman el 'acantilado de Kuiper', porque la densidad de objetos cae espectacularmente.

La pregunta es qué ha causado este brusco cambio, y la única posible respuesta parece ser la existencia de un décimo planeta del Sistema Solar, lo suficientemente grande como para haber atraído a todos esos cuerpos hacia su órbita. De momento, sin embargo, nadie ha conseguido aportar ninguna prueba de la existencia de ese planeta X.


11. La señal 'wow'
La señal tuvo una duración de 37 segundos, y venía del espacio exterior. El 15 de agosto de 1977 el astrónomo Jerry Ehman, de la Universidad de Ohio State (EEUU), recibió una señal del radiotelescopio de Delaware. Al ver la transcripcción de la señal, Ehman escribió al lado la palabra 'wow1'. 28 años después, nadie ha conseguido dar una explicación a qué o quién emitió dicha señal.

La radiación provenía de la dirección de Sagitario, y de un ámbito de frecuencias de unos1420 megahertzios. Estas frecuencias forman parte del espectro de radio en el que todo tipo de transmisión está prohibida, por un acuerdo internacional. La estella más cercana en esa dirección está a unos 220 años luz, así que si la señal provenía de allí, la tuvo que causar o bien un acontecimiento astronómico de enorme potencia. ¿O quizá fue una civilización alienígena con un transmisor de gran potencia?


12. Constantes no tan constantes
En 1997 el astrónomo John Webb y su equipo de la Universidad de Sidney analizaban la luz que llegaba a la tierra procedente de quasars muy lejanos. En su viaje de 1.200 millones de años luz, la luz había atravesado nubes interestelares de materiales como hierro, níquel o cromo, y los investigadores descubrieron que la los átomos habían absorbido parte de los fotones de la luz procedente de los quasars, pero no los que habían esperado.

Si las observaciones son correctas, la única explicación vagamente razonable es que una constante de la física, llamada la 'fina estructura constante' o 'alpha' cambia de valor cuando pasa a través de estas nubes interestelares. Los científicos siguen investigando.


13. La fusión fría
En 1989 dos investigadores de la Universidad de Utah (Estados Unidos), Martin Fleischmann y Stanley Pons, desencadenaron la fusión nuclear en una probeta. Sostenían que era posible realizar procesos de "fusión fría" usando como catalizador un bloque metálico de paladio. En los siguientes 10 años, fueron miles los científicos que trataron de volver a lograr los mismos resultados, aunque sin éxito. Todavía hoy sigue la polémica, aunque son muchos los que sostienen que los resultados de Fleischmann y Pons fueron fruto de un error experimental.

EFECTO CORIOLIS

La rotación de la Tierra ejerce un efecto sobre los objetos que se mueven sobre su superficie que se llama "Efecto Coriolis".
En el Hemisferio Norte este efecto curva su dirección de movimiento hacia la derecha.

Cuando un objeto inicia un movimiento apuntando en una dirección en el Hemisferio Norte, sea cual sea esa dirección, la trayectoria real resulta curvada hacia la derecha respecto a la dirección inicial. Esto es debido a que la Tierra gira de Oeste a Este.
Cuando se dispara con un cañón de largo alcance, en el momento de apuntar, hay que tener en cuenta este efecto. Con un cañón que alcance 40 km, el punto de impacto se desviará a la derecha de la dirección en que apuntamos. Sin ningún tipo de viento que desvíe la bala, caerá unos cuantos metros a la derecha debido a la rotación de la Tierra.
Bien, en primer lugar no hay realmente ninguna fuerza, igual que la “fuerza centrífuga” no es una fuerza real: es un efecto que se debe a mirar el movimiento de algo desde un sistema de referencia en rotación. De modo que, en este artículo, voy a llamarlo “efecto de Coriolis” en vez de fuerza. Pero esto no es lo importante.

Imagina que estás en el centro de un disco del tamaño de una habitación. El disco está girando con una velocidad angular constante (pongamos que gira una vez cada dos segundos). Si empiezas a andar en línea recta hacia el borde del disco, te parecerá que el suelo se mueve bajo tus pies cada vez más rápido, porque según te alejas del centro, los puntos del disco se mueven más deprisa, lo mismo que si cuatro coches realizan una curva todos a la vez, el coche de fuera se mueve a más velocidad que el de dentro.

De hecho, a alguien que esté sentado en un punto del disco y te mire le parecerá que no caminas en línea recta, sino haciendo una curva. Ese alguien podría decidir entonces que algo te está empujando para que hagas una curva – una fuerza que te desvía de tu camino. Esa “fuerza” es la fuerza de Coriolis. El efecto, es decir, el hecho de que la trayectoria de un objeto que se acerca o se aleja del centro de giro parece curvarse si se mira desde el sistema que gira, se llama efecto de Coriolis.


Video demostración


Hemos oido infinidad de veces que el agua gira en el desague en un sentido en el hemisferio norte y en el contrario en el hemisferio sur, La falacia esta tan extandida que la oimos incluso en algún aula a algún profesor de física.
Eso es mentira
¿Puede el efecto de Coriolis afectar al agua en un desagüe?

Una vez entendido lo que es el efecto, creo que entenderás rápidamente por qué la afirmación es absolutamente falaz. Bien, tengo agua en un lavabo y quito el tapón. El agua empieza a bajar por el desagüe, y el agua del lavabo se acerca al desagüe y se pone a girar (a veces, muy rápido).

¿Cuánto se ha acercado o alejado el agua del eje de giro de la Tierra? Bien, hagamos un experimento mental. Visualiza la distancia que se ha movido el agua hacia el desagüe…y ahora imagina la distancia que te separa del eje de giro de la Tierra. ¿Comparamos ambas?

Pongamos que el lavabo tiene unos 50 centímetros de ancho (siendo generosos), y que tu latitud es media, de modo que tu distancia al eje de giro terrestre es de unos 3,200 kilómetros. Bien, la distancia que el agua se acerca o aleja del eje de giro es un 0,00001% del radio de giro. ¡Pero qué se va a notar ahí!

Pero es que hay más. Si el agua, que se mueve una distancia tan pequeña y a una velocidad de sólo unos cuantos cm/s, notara el efecto de Coriolis y se pusiera a girar como loca en el desagüe, ¿te imaginas cómo serían las autopistas? Los coches van muchísimo más rápido y se acercan o alejan al eje de giro muchísimo más que el agua del desagüe. Cogerías el coche, arrancarías y, en cuanto fueras rápido por una autopista recta, ¡boom! una fuerza fantasmal gigantesca te empujaría hacia un lado como una hoja, y te estamparías contra el lateral.

¿Y el agua de los ríos? ¿Y las cascadas? ¿Por qué razón en todas esas situaciones, en las que el agua se mueve mucho más rápido y más distancia que en el desagüe, no se ve ningún efecto de Coriolis en absoluto?

Pero eso no es todo. El efecto de Coriolis, naturalmente, es más intenso cuanto más rápido es el giro…y la Tierra gira muy, muy lentamente. Un avión o las nubes de una tormenta se mueven durante horas alejándose o acercándose al eje de giro, de modo que, durante ese tiempo, la Tierra se mueve “bajo sus pies” un ángulo considerable. Pero ¿cuánto gira la Tierra mientras el agua llega al desagüe? Si el agua tarda unos 10 segundos en llegar al desagüe y la Tierra da una vuelta cada 24 horas, el ángulo que ha girado la Tierra en ese tiempo es de 0,04º…es decir, prácticamente nada.

Es decir: en cualquier problema físico en el que el tiempo o la distancia son despreciables comparados con el tiempo que tarda la Tierra en dar una vuelta o la distancia al eje de giro de la Tierra, tener en cuenta el efecto de Coriolis es totalmente absurdo. Sólo lo puedes notar cuando recorres una distancia grande durante un tiempo largo. Pero es que, incluso entonces, piensa en el radio de giro de las nubes de la tormenta de la foto: ¡es enorme! El efecto Coriolis, en la Tierra, nunca jamás podría crear una trayectoria tan cerrada como la del agua en el desagüe. Absurdo.

Esto no quiere decir que el efecto no exista: de hecho, en un laboratorio y con condiciones absolutamente controladas, sí es posible detectar el minúsculo efecto de Coriolis incluso en el agua de un lavabo, pero es algo leve y sutil. Eso sí, te puedo asegurar que en el de tu casa no vas a notar el efecto nunca jamás.

¿Por qué entonces gira el agua en el desagüe en un sentido o en otro?

Por muchas razones – de hecho, por casi cualquier razón excepto el efecto de Coriolis. En primer lugar, las tuberías suelen tener acanaladuras (el agua baja pegada a las paredes, no por el centro). En algunos países, o incluso regiones de un país, las acanaladuras bajan en espiral en el sentido de las agujas del reloj, y en otros al revés. También afectan la forma del lavabo, el movimiento inicial del agua…en el caso de un inodoro, la dirección en la que introduce el agua…

Fíjate en lo que pasa cuando la tubería es casi perfectamente lisa. El video es un canal de desagüe de una presa en California (a unos 35º de latitud). Puedes ver que tanto la velocidad del agua como la distancia que recorre (y el tiempo que tarda) deberían hacer el efecto de Coriolis varios órdenes de magnitud más grande que en tu casa o la mía. Veamos este súper-efecto de Coriolis: