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¿Pudiera un ente ser tan grande como una galaxia?: La grandeza de los pequeños

20/03/2017 23:00 0 Comentarios Lectura: ( palabras)

Lo cerca que ando de entrar /En un mundo descomunal/ Siento mi fragilidad... Un sueno tonto y no mas/Me da miedo la enormidad/ Donde nadie oye mi voz Nacha Pop - Lucha De Gigantes

Fuentes: Koch, G.W., Sillett, S.C., Jennings, G.M., & Davis, S.D. The limits to tree height. Nature 428, 851-854 (2004).

Kleiber, M. Body size and metabolism. Hilgardia: A Journal of Agricultural Science 6, 315-353 (1932).

Margulis Lynn, West Oona, Gaia y la colonización de Marte, Una revolución en la Evolución. P.p 227 y 229, edit. Universitat de Valencia (2003)

West, G.B., Woodruff, W.H., & Brown, J.H. Allometric scaling of metabolic rate from molecules and mitochondria to cells and mammals. Proceedings of the National Academy of Sciences 99, 2473-2478 (2002).

Http://desesperadamentebuscandoadios.blogspot.mx/2010/02/la-percepcion-sensorial-y-los-sentidos_7063.html?zx=8a1a193cf937edbf

https://masabadell.wordpress.com/2009/03/26/mira-que-extraterrestre-mas-raro/

http://nautil.us/issue/34/adaptation/can-a-living-creature-be-as-big-as-a-galaxy

Por: Gregory Laughlin, Miguel Ángel Sabadell, Leticia Hernández y Jean Bernstein

Escrito con propósitos divulgativos, no lucrativos.

Hace unos días estuve con mi sobrina viendo una de sus películas de princesas que tanto le gustan, cuando salió un gigante para secuestrarla y su flagrante príncipe la rescataría, y posteriormente nuestra visita al jardín siguiendo una hilera de hormigas. Lo que me hizo reflexionar cuando ella me preguntó ¿Crees que un gigante pudiera ser inteligente o existir y vernos así de pequeñitas como nosotros vemos a esas hormigas?. Sé que suena muy trivial, sin embargo, muchas personas se lo han preguntado a lo largo de los siglos… incluso hay quienes conjeturan que nuestras galaxias pueden ser neuronas en un cerebro de un mega gigante.Calculando que el paso de una persona es aproximadamente un metro y que una hormiga mide 1mm, entonces un metro para ella equivaldría a un km para nosotros en cuanto a distancia. Si un año luz equivale a unos 9, 6 billones de km, en proporción hormiga serían unos 9, 6 billones de metros, es decir unos 9.600 millones de km, o sea unas 1.500 veces ida y vuelta a la Luna, metro más, metro menos. Eso en cuanto a distancia. En cuanto a tiempo, reflexionando que una hormiga se mueve proporcionalmente muchísimo más rápido que nosotros. Ellas pueden recorrer decenas de metros en apenas unos minutos y nosotros nos movemos a unos lentísimos 4 km por hora. Para una hormiga, somos proporcionalmente más lentos que un Bradypus tridactylus.

La escala de las cosas en nuestro universo va desde lo inmensamente pequeño que sería 10^-19 metros, escala que caracteriza las interacciones de los quarks, hasta el lejano horizonte cósmico de 10^26 metros. En estos posibles 45 ordenes de magnitud, la vida por mucho a como la conocemos es relativamente un pequeño paréntesis entre nueve órdenes de magnitud, apenas en la mitad del rango universal. Las bacterias y los virus pueden medir menos de un micrón, o 10^-6 metros ( El tamaño medio de estas criaturas es de 0, 009 micras cúbicas (una micra es la millonésima parte de un metro). Cabrían 150 de ellas en una única célula de Escherichia coli y más de 150.000 en la punta de un cabello humano. La investigación se ha publicado en Nature Communications), y la altura de los árboles más grandes cerca de los cien metros (y qué decir del mayor hongo y mayor organismo vivo conocido actualmente es un ejemplar de Armillaria ostoyae (seta miel), un hongo saprófito comestible, ubicado en el Parque Nacional Malheur de las montañas Blue, con una extensión de unos 8, 9 kilómetros cuadrados y una masa que se estima en más de 7000 toneladas). Cuando se trata de la vida consciente conocida, la escala en escala es aún más pequeña, en aproximadamente tres órdenes de magnitud. Aunque según la hipótesis Gaia, la atmósfera y la parte superficial del planeta Tierra se comportan como un todo coherente donde la vida, su componente característico, se encarga de autorregular sus condiciones esenciales tales como la temperatura, composición química y salinidad en el caso de los océanos. Gaia se comportaría como un sistema auto-regulador (que tiende al equilibrio). La hipótesis fue ideada por el químico James Lovelock en 1969 (aunque publicada en 1979) siendo apoyada y extendida por la bióloga Lynn Margulis. Lovelock estaba trabajando en ella cuando se lo comentó al escritor William Golding, fue éste quien le sugirió que la denominase “Gaia”, diosa griega de la Tierra (Gaia, Gea o Gaya), Lynn Margulis se defendería diciendo “Se ha llamado Gaia a la diosa de la Tierra o a la Tierra considerada como un organismo. Estas frases pueden conducir a conclusiones equivocadas […] Rechazamos la analogía de que Gaia es un organismo individual, principalmente porque no hay ningún organismo que se nutra de sus propios residuos ni que recicle por sí mismo su propio alimento. Es mucho más apropiado decir que Gaia es un sistema interactivo cuyos componentes son seres vivos”.Uno de los que más claramente expresó esta imposibilidad fue Galileo. El pisano escribió que la Naturaleza no podía hacer crecer un árbol ni construir un animal por encima de cierto tamaño, conservando a la vez las proporciones y empleando los materiales válidos para estructuras más pequeñas, pues se hundiría bajo la acción de su propio peso. Al menos, habría que cambiar sus proporciones relativas. Y todo debido a algo descubierto por el griego Arquímedes: si a un sólido le aumentamos de tamaño, su superficie aumentará proporcionalmente al cuadrado de sus dimensiones lineales –largo, ancho y alto– y su volumen, al cubo de las mismas. O sea, que si multiplicamos por dos el tamaño de una cinta de cassette, la superficie total aumentará cuatro veces y su volumen, ocho.Con todo, tenemos ejemplos de microbios que viven en condiciones de extrema presión –que podríamos asimilar a muy alta gravedad–, como la variedad MR1 de la bacteria Shewanella oneidensis, capaz de mantenerse viva a presiones 16.000 veces la atmosférica terrestre. ¿Y moverse? A mayor gravedad, mayor sensación de peso. Pero la puerta a la esperanza está abierta gracias a insectos como el escarabajo rinoceronte, capaz de manipular objetos de 850 veces su propio peso, o las sencillas hormigas, que levantan masas 160 veces mayores que ellas. ¿Dónde podemos encontrar lugares gravitatoriamente tan intensos? Además de planetas muy masivos, tenemos las enanas marrones, que se encuentran entre los planetas gigantes tipo Júpiter y las estrellas de baja masa: son objetos subestelares.La concepción conscientes de un animal en su medio no sería tal si las dimensiones y calidad de sus órganos sensoriales fueran otras. Por eso sólo resultan antropomórficas sus concepciones del mundo concreto debido a que, hasta el momento es el único ser que conocemos que pueda manifestar y dar a conocer sus figuraciones del mundo abstracto, existiendo la posibilidad de muchas variables de ellas. Por eso toma validez la frase de Protágoras al decir que el hombre es la medida de todas las cosas.Cuando estímulos similares son captados por órganos distintos, al menos al principio, son estudiados por los físicos, por ejemplo, los límites del espectro luminoso no son percibidos por la retina humana, por eso las radiaciones infrarrojas, captados por los órganos sensibles (como la piel), son considerados como caloríficos, en una fase posterior se pasa al extremo contrario y se encontraban en escalas, las cuales junto a las radiaciones electromagnéticas de gran longitud de ondas se pasa a la gama del radar para llegar a los rayos Gamma e incluso a las ondas sonoras siendo tan heterogéneas.Aunque algunas personas aseguran que oyen luz o ven sonidos, otras sienten o saborean los colores, es este fenómeno lo que llamamos sinestesis que es la capacidad de sentir una o dos formas de energía con un sistema sensorial distinto del que corresponde. Se calcula que éste fenómeno afecta a una de cada dos mil personas, y muchos científicos opinan que esto se debe al cruce de ciertas conexiones cerebrales. Según Baron y Cohen, podría deberse a la presencia de conexiones cerebrales adicionales que hacen que sistemas sensoriales independientes interactúan con el cerebro.En cuanto a las ilusiones perceptuales, podríamos definirlas como percepciones erróneas surgidas en los principios organizativos de nuestros sistemas de percepción y nuestros puntos ciegos. Es posible ver objetos que no existen, ver objetos en movimiento cuando realmente están inmóviles, percibir sonidos inexistentes (como en la esquizofrenia), aromas no producidos (por ejemplo, el aroma que perciben los epilépticos antes de cada ataque o convulsión) e incluso no ser sensibles al tacto, olfato o gusto, y esto modificará la experiencia perceptiva del individuo con su entorno y ciertos conceptos abstractos como lo serían los valores, sus concepciones de divinidad y de lo divino, etc).Podemos entonces concluir en torno a los sentidos que:

  1. Los órganos de los sentidos de cualquier especie tienen las dimensiones y proporciones adecuadas para desempeñar óptimamente su función. Supongamos que el hombre fuera un gigante o un ser microscópico, no podría percibir el mundo de la misma manera como lo ha venido haciendo, por lo que el hombre construyó su entorno psíquico y físico a su propia escala.
  2. Los órganos sensoriales son los más idóneos para el medio en que el individuo humano vive y de acuerdo a sus necesidades de supervivencia. Veamos el ejemplo de los peces abisales que sólo viven en las profundidades oceánicas, y carecen de órganos visuales o, en caso de tenerlos, poseen un sentido adicional que se acopla a generador de luz, pues, la vista, tal cual nosotros la conocemos, no tiene razón de ser en las obscuridades de la profundidad marina. Animales como los murciélagos, los delfines o los tiburones, por citar algunos, disponen de otros medios para interpretar su ambiente como dispositivos ultrasónicos, ecográficos, etc.
  3. Todos los órganos de los sentidos, y concretamente los humanos, actúan estadísticamente . Por citar un ejemplo, la retina está constituida por células llamadas bastones y conos como elementos sensibles a través de sus pigmentos fotosensibles (rodopsina, porfiropsina, yodopsina, cianopsina, etc) pero su dintel mínimo de sensibilidad requiere que incidan sobre cada elemento, para que se perciba no un fotón aislado sino muchos a la vez. Tampoco es audible el golpeteo de una molécula aislada sobre el tímpano sino que se requiere la repetición de tal suceso de muchas más que integran una onda de aire, agua, o medios similares, para que pueda ser reproducido el sonido correspondiente.
  4. De toda la gama existente, sólo están seleccionadas las franjas más necesarias para el equilibrio del sujeto con su medio y, definitivamente con su supervivencia.
  5. A pesar de la discontinuidad de los elementos sensoriales las conexiones nerviosas de los mismos ocasionan la percepción de continuidad en los diferentes aspectos del mundo físico. Por eso, por ejemplo, no podemos sentir la textura de cada una de los electrones que componen a un objeto pero si podríamos sentir en conjunto la sensación que evoca.

En fin, todo lo que hace el hombre lleva su sello de una forma o de otra y más o menos camuflado. A pesar de todos sus esfuerzos "la ciencia de los hombres es humana y jamás podrá de serlo" como diría Louis de Broglie.Aunque se puede considerar globalmente al hombre como un obstáculo epistemológico en el progreso científico, G. Bachelard lo tiífica en varios puntos parciales de los que hay que destacar:

  • · La experiencia primera o sensualista
  • · El obstáculo realista
  • · El obstáculo animista
  • · La líbido

En el fondo, todos estos puntos derivan de la naturaleza humana e irrenunciable del científico y su tendencia a proyectarse en antropomorfismos como ya lo hemos venido explicando en otros trabajos.El progreso en la teoría de la computación sugiere que la consciencia o inteligencia requiere cuatrillones de elementos “circuitos” primitivos. Dado que nuestros cerebros están compuestos de nueronas, los cuales son ellos mismos, en esencia, organismos especializados cooperativos unicelulares, lo que podríamos concluir que las computadoras biológicas necesitan el ser de nuestro tamaño físico de nuestro cerebro en orden de exhibir las capacidades que tenemos. Podemos imaginar neuronas constructoras que son pequeñas que las nuestras. En sistemas artificialmente inteligentes, en elementos de circuitos electrónicos, por ejemplo, son ahora sustancialmente más pequeñas que las neuronas. Pero ellos son más simples en sus comportamientos, y requieren una superestructura de apoyo (energía, enfriamiento e intercominicación) que toma realmente un volumen sustancial. Es como que la primera verdadera inteligencia artificial pudiera ocupar volúmenes que no son muy diferentes del tamaño de nuestro cuerpo, en vez de ser basados en fundamentalmente en diferentes materiales y estructuras, nuevamente sugieren que hay algo especial en nuestra escala métrica.Si ambos, nuestros cerebros y nuestras neuronas fueran 10 veces más grandes, tendríamos 10 veces menos pensamientos durante la duración de nuestra vida. Quizá los cuentistas tenían razón al imaginar gigantes torpes… o quizá sería cuestión de imaginar que el tiempo en escalas mayores sea también relativo, tal como lo dijera Einstein. En un intrigante novela de ficción, La nube negra, Hoyle imaginó que a la Tierra se acercaba una gigantesca nube interestelar capaz de pensar y moverse conscientemente. En ella, sus procesos vitales dependían de la fuerza electromagnética (como los nuestros) y su actividad nerviosa se propagaba por la nube en forma de ondas de radio. El “cerebro” no era otra cosa que sistemas moleculares capaces de crecer en complejidad cuando la nube lo deseaba. Débiles corrientes electromagnéticas discurrían entre estas moléculas de modo que, conceptualmente, su cerebro trabajaba de manera muy similar al nuestro.La excursión de la nube a nuestro Sistema Solar respondía a un motivo bien biológico: reabastecerse de energía, cosa que hacía absorbiendo grandes cantidades de luz estelar. Al acercarse, la nube encuentra que sobre la superficie del tercer planeta existen seres inteligentes capaces de contactar con ella gracias a sus radiotelescopios.La Nube Negra de Hoyle, un organismo vivo con una edad de 500 millones de años, tan grande como la órbita de Venus y con una masa del orden de la de Júpiter, nos muestra la dificultad que representa imaginarnos formas de vida “exótica”. Podemos imaginarnos un ser de estas características, pero sabemos que no puede surgir de la nada; necesita de una cierta evolución, de muchos pasos previos. Una nube negra ciertamente puede existir, pero cómo pudo llegar a hacerlo es un misterio aún más oscuro.Si consideramos la hipótesis que el pensamiento de un gigante inteligente, debemos pensar que la velocidad de las transmisiones neuronales es cerca de 300 km/h, implica que la señal tarda en cruzar el cerebro es 1 milisegundo. Una vida humana, entonces comprende más de 2 billones de cruces de mensajes (y cada cruce de tiempo es efectivamente amplificada por una estructura computacional rica, masivamente paralizada), por lo que se entiende porque se piensa que un pensamiento tomaría diez veces más tiempo entre más grande es el ser viviente.Proporcionalmente hablando, si nuestro cerebro creciera del tamaño de nuestro sistema solar, y destacara la señalización a velocidad de la luz, el mismo número de cruce de mensajes podría requerir más que la edad entera actual del universo, no dejando tiempo para la evolución para tomar su curso. Si el cerebro fuera tan grande como nuestra galaxia, el problema se volvería todavía más severo. Desde el momento de su formación a el otro. Podemos argumentar, pues, que, esta dificultad de imaginar semejantes entidades con complejidad rivalizaría el cerebro humano que ocupara escales tan grandes como las escalas estelares. Donde ellos existen, ellos no podrían realmente tener el tiempo suficiente para hacer algo, a menos, nuevamente se insiste, que el tiempo sea también relativo para ellos.Sorprendentemente, las limitaciones del ambiente en los cuerpos físicos también limitan la vida a ser aproximadamente el mismo tamaño que requiere la inteligencia. El tamaño de los árboles más grandes está limitada en su capacidad de bombear más de 100 metros hacia el cielo, un límite puesto por una combinación de la fuerza de gravedad en la tierra (de donde se extrae el agua) y transpiración, adhesión de agua, y tensión superficial en el xilema de la planta (el cual succiona el agua) se supone que la fuerza de gravedad y la presión atmosférica de muchos planetas habitables pueden estar en el factor de 10 de la tierra, nosotros podríamos dejarlo un par de ordenes de magnitud del mismo máximo límite.Si nosotros también asumimos que mucho de la vida podría estar ligado a un planeta, luna o asteroide, entonces la gravedad impondría su propia escala natural. Tan grande como sea el planeta, su gravedad se vuelve más fuerte, la fuerza en los huesos o cualquiera que fuese su equivalente de cualquier animal hipotético, también se incrementaría- algo parecido argumentaría Christiaan Huygens en los últimos años de 1600’s. Este animal como sea, necesitaría incrementar la sección de cruce de sus huesos para manipular semejante gran fuerza, que incrementa como el cuadrado del tamaño de tal animal. Un planeta pequeño con menor gravedad pudiera potencialmente hacer animales mayores de tamaño, sin embargo serían sustancialmente menos en cantidad.Pero hay limites en que tan pequeño el planeta pudiera ser – si es muy pequeño (más pequeño que el décimo de la masa terrestre), este no podría ser hábil de tener una atracción gravitacionalmente fuerte para mantener una atmósfera. Asi que nuevamente estamos limitados dentro del factor de 10 o semejantes como lo contemplamos en la Tierra.La vida también necesita ser enfriada. Los diseñadores de chips computacionales continuamente encaran retos inherentes a remover el calor generado por la computación. Las cosas vivientes tienen el mismo problema: Los animales grandes tienen una gran proporción de volumen en su superficie, o “piel”. Entendamos que la piel es la responsable para el enfriamiento del animal, y sus volúmenes son donde el calor se produce, los grandes animales son menos eficientes al templarse a ellos mismos. Como fue primeramente puntualizado en la década de 1930 por Max Kleiber, el rango metabólico por kilogramo de los animales terrestres decrecen en proporción de la masa del animal en el poder de 0.25. De hecho, esta rango calórico no decrece, los animales grandes podrían literalmente cocinarse a si mismos (como vívidamente y recientemente fueron ilustrados por Aatish Batia y Robert Krulwich) Asumento que el mínimo observado de un rango metabólico de cuerpo entero de u trillonésimo de watt por nanogramo es necesario para el funcionamiento de un mamífero, llegamos al tamaño animal máximo térmicamente limitado de más de 1 millón de kilogramos o algo más grande que la ballena azul. El animal más grande de todos los tiempos, en términos de tamaño.Uno pudiera, en principio imaginar “criaturas” que fueran más grandes. Si nosotros nos apegamos al principio de Landauer describiendo el mínimo de energía para computación, y si asumimos que los recursos de energía de un organismo ultra masivo, ultraperezoso y multicelular están devotos solamente a reproducir lentamente sus células, encontraríamos que problemas de apoyos mecánicos superarían el calor transportado como el factor más grande limite de crecimiento. En estas escalas, quizá, se volvería poco claro que podría hacer esta criatura, o como ella podría evolucionar.Yendo un poco más lejos, ¿es posible la vida a nivel subatómico? Evidentemente se trataría de un tipo de vida que no estaría basada en la interacción electromagnética sino en las dos fuerzas nucleares, la fuerza fuerte (responsable de la cohesión del núcleo atómico) y la fuerza débil (que guía ciertas desintegraciones radiactivas). En este caso, la escala de tiempos de la que estaríamos hablando no sería de siglos ni años, como la humana, sino de fracciones de segundo. A nivel subatómico todo es muy pequeño transcurre tremendamente deprisa.Si fuéramos un protón mediríamos 10^-13 centímetros y nos moveríamos a una velocidad de 1.000 kilómetros por segundo pues para ellos la temperatura ambiente es sutilmente diferente: lo que para el ser humano son unos cómodos 20º C para ellos son un millón de grados. ¿Dónde podríamos encontrar un lugar que fuera algo equivalente a nuestra Tierra para esos seres subatómicos? El radioastrónomo Frank Drake propuso en 1973 que en la superficie de una estrella de neutrones, un peculiar objeto astronómico que posee con una masa de unos pocos soles encerrados en el interior de una esfera de 3 kilómetros de diámetro rotando sobre sí misma mil veces por segundo. Allí la materia está tan concentrada y se encuentra a unas presiones tan elevadas que se presenta en una especie de sopa de neutrones y otras partículas subatómicas que tienen nombres tan peculiares como el de piones.En la hirviente superficie de una estrella como ésta las partículas elementales viajan a velocidades de miles de kilómetros por segundo, o lo que es lo mismo millones de kilómetros por hora, lo cual es equivalente a viajar milésimas de centímetro en casi una billonésima de segundo. Las colisiones entre las partículas muy bien pueden crear núcleos atómicos inalcanzables para nuestros laboratorios, compuestos por miles o incluso decenas de miles de protones y neutrones. Quizá estos núcleos se desintegren en otros más ligeros después de un tiempo infinitamente más corto que un suspiro, en una mil billonésima de segundo. A nosotros nos puede parecer algo prácticamente instantáneo, pero para la escala de tiempo de las partículas subatómicas es un millón de veces más largo. Mucho pueden cambiar las cosas durante ese tiempo a esos mastodónticos núcleos.En 1992 Tobias Owen y Donald Goldsmith dieron un paso más allá y especularon acerca de una hipotética “vida atómica” en la superficie de estas estrellas. ¿Por qué no imaginar que los millones de colisiones a los que están sometidas las partículas en las estrellas de neutrones puedan acabar por dar formas de vida que interaccionan entre ellas de manera organizada? De ser así, la evolución de esa “vida” sucedería a un ritmo frenético comparada con la nuestra. Su origen no requeriría mil millones de años sino una mil millonésima de año, o lo que es lo mismo, un treceavo de segundo. Llevando esta suposición al límite, podríamos incluso imaginar civilizaciones que surgen y desaparecen en, literalmente, un abrir y cerrar de ojos. Incluso somos capaces de intuir qué tipo de radiación electromagnética utilizarían para comunicarse: los rayos gamma, que surgen de manera natural en la interacción entre partículas subatómicas del mismo modo que la luz visible, la que nosotros usamos, aparece si hablamos de átomos.En la hipercálida superficie de este tipo de estrellas las colisiones entre las partículas subatómicas pueden crear núcleos compuestos por miles o incluso decenas de miles de protones y neutrones. Quizá estos núcleos se desintegren en otros más ligeros después de un tiempo infinitamente corto, en una mil billonésima de segundo. En la escala de tiempo de los seres subatómicos representa un millón de segundos, once días y medio.


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Jean Bernstein (168 noticias)
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