10 descubrimientos científicos que suenan como ficción

Es hora de sentarse una vez más, doblar las manos, respirar hondo y mirar algunos de los titulares de artículos científicos a los que tal vez no hayamos prestado atención antes. Los científicos están constantemente creando algunos nuevos desarrollos en diversos campos, como la nanotecnología, la terapia génica o la física cuántica, y esto siempre abre nuevos horizontes.

Los títulos de los artículos científicos se asemejan cada vez más a los títulos de las historias de las revistas de ciencia ficción.

De acuerdo con la primera ley de la termodinámica, es imposible crear una máquina de movimiento perpetuo que funcione sin una fuente de energía adicional. Sin embargo, a principios de este año, los físicos lograron crear construcciones llamadas cristales temporales, que cuestionan esta tesis.

Los cristales temporales actúan como los primeros ejemplos reales de un nuevo estado de la materia llamado "no equilibrio", en el que los átomos tienen una temperatura variable y nunca están en equilibrio térmico entre sí. Los cristales temporales tienen una estructura atómica que se repite no solo en el espacio, sino también en el tiempo, lo que les permite mantener oscilaciones constantes sin generar energía. Esto sucede incluso en un estado estacionario, que es el estado de energía más bajo, cuando el movimiento es teóricamente imposible, ya que requiere un gasto de energía.

Entonces, ¿los cristales del tiempo violan las leyes de la física? Estrictamente hablando, no. La ley de conservación de la energía funciona solo en sistemas con simetría en el tiempo, lo que implica que las leyes de la física son las mismas en todas partes y siempre. Sin embargo, los cristales temporales violan las leyes de simetría del tiempo y el espacio. Y no solo ellos. Los imanes también se consideran a veces objetos asimétricos naturales porque tienen polos norte y sur.

Otra razón por la que los cristales temporales no violan las leyes de la termodinámica es que no están completamente aislados. A veces necesitan ser "empujados", es decir, darles un impulso externo, después de recibir el cual ya comenzarán a cambiar sus estados una y otra vez. Es posible que en el futuro estos cristales se encuentran amplia aplicación en el campo de la transmisión y almacenamiento de información en sistemas cuánticos. Pueden desempeñar un papel crucial en la computación cuántica.

La enciclopedia Merriam-Webster afirma que un ala es un apéndice móvil de plumas o membrana utilizada por aves, insectos y murciélagos para volar. No debería estar vivo, pero los entomólogos de la Universidad de Kiel en Alemania han hecho algunos descubrimientos sorprendentes que sugieren lo contrario, al menos con respecto a algunas libélulas.

Los insectos respiran usando el sistema traqueal. El aire entra al cuerpo a través de agujeros llamados espiráculos. Luego pasa a través de una compleja red de tráqueas que suministran aire a todas las células del cuerpo. Sin embargo, las alas en sí consisten casi en su totalidad de tejido muerto, que se seca y se vuelve translúcido o cubierto de patrones de colores. Las áreas de tejido muerto son perforadas por venas, y estos son los únicos componentes del ala que forman parte del sistema respiratorio.

A menudo encontramos cosas increíbles conservadas dentro del ámbar, pero este año nos ha presentado un súper premio. Científicos de Myanmar han descubierto piezas de ámbar que tienen 99 millones de años, y en su interior contenían parásitos similares a las garrapatas modernas. Uno de ellos se enredó en una pluma de dinosaurio, dos más fueron encontrados en un pedazo de un nido de dinosaurio, y el cuarto resultó estar lleno de sangre de dinosaurio dentro.

Por supuesto, esto hizo que la gente pensara inmediatamente en el escenario de Jurassic Park y la posibilidad de usar sangre para recrear dinosaurios. Desafortunadamente, esto no sucederá en un futuro cercano, porque es imposible extraer muestras de ADN de las piezas encontradas de ámbar. Las discusiones sobre cuánto tiempo puede durar una molécula de ADN aún no han terminado, pero incluso de acuerdo con las estimaciones más optimistas y bajo las condiciones más óptimas, su vida útil no es más de varios millones de años.

Pero, aunque la garrapata, llamada Deinocrotondraculi ("Terrible Drácula"), no ayudó a restaurar a los dinosaurios, sigue siendo un hallazgo extremadamente inusual. Ahora sabemos no solo que los dinosaurios emplumados tenían garrapatas antiguas, sino también que infectaron incluso nidos de dinosaurios.

Hasta la fecha, el pináculo de la terapia génica es "repeticiones palindrómicas cortas, dispuestas regularmente en grupos", o CRISPR(del inglés clustered regularly interspaced short palindrómic repeats). La familia de secuencias de ADN que actualmente forman la base de la tecnología CRISPR-Cas9 podría teóricamente cambiar el ADN humano para siempre.

En 2017, la ingeniería genética dio un paso decisivo hacia adelante, después de que un equipo del Centro de Investigación Proteómica de Beijing anunciara que había utilizado con éxito CRISPR - Cas9 para eliminar las mutaciones causantes de enfermedades en embriones humanos viables. Otro equipo, del Instituto Francis Crick de Londres, fue en sentido contrario y por primera vez utilizó esta tecnología para crear deliberadamente mutaciones en embriones humanos. En particular, "apagaron" el gen que promueve el desarrollo de embriones en blastocistos.

Dejando la ética a un lado, en noviembre de este año, la investigación fue aún más lejos cuando CRISPR-Cas9 se probó por primera vez en un adulto. Brad Muddu, de 44 años, de California, sufre del síndrome de Hunter, una enfermedad incurable que eventualmente puede llevarlo a una silla de ruedas. Le inyectaron miles de millones de copias del gen corrector. Pasarán varios meses antes de que sea posible determinar si el procedimiento fue exitoso.

Un nuevo informe científico, que se publicó en 2017, debería poner fin de una vez por todas al debate de larga data sobre el origen de los animales. Según el estudio, las esponjas son las "hermanas" de todos los animales del mundo. Esto se debe al hecho de que las esponjas fueron el primer grupo que se separó en el proceso de evolución del ancestro común primitivo de todos los animales. Esto sucedió hace unos 750 millones de años.

Anteriormente, había acalorados debates que se reducían a los dos principales candidatos: las mencionadas esponjas e invertebrados marinos llamados gusanos de combate. Mientras que las esponjas son las criaturas más simples que se sientan en el fondo del océano y se alimentan pasando y filtrando agua a través de su cuerpo, los peines son más complejos. Se asemejan a una medusa, son capaces de moverse en el agua, pueden crear patrones de luz y tienen un sistema nervioso simple. La cuestión de cuál de ellos fue el primero es la cuestión de cómo era nuestro ancestro común. Este es considerado el momento más importante en el seguimiento de la historia de nuestra evolución.

Aunque los resultados del estudio proclaman audazmente que el problema se ha resuelto, solo unos meses antes de que se publicara otro estudio, que afirmaba que nuestras "hermanas" evolutivas son gusanos de peine. Por lo tanto, es demasiado pronto para decir que los últimos resultados pueden considerarse lo suficientemente confiables como para suprimir cualquier duda.

Los mapaches han pasado una antigua prueba de inteligencia

En el siglo VI a. C., el antiguo escritor griego Esopo escribió o recopiló muchas fábulas, que ahora se conocen como"Fábulas de Esopo". Entre ellos estaba una fábula llamada "El cuervo y la jarra", que describe cómo un cuervo sediento arrojó piedras en una jarra para elevar el nivel del agua y finalmente emborracharse.

Varios miles de años más tarde, los científicos se dieron cuenta de que esta fábula describe una buena manera de probar la inteligencia de los animales. Los experimentos han demostrado que los animales de experimentación entendieron la causa y el efecto. Los cuervos, así como sus parientes, torres y arrendajos, confirmaron la verdad de la fábula. Los monos también pasaron esta prueba, además, los mapaches se agregaron a la lista este año.

Otros sujetos encontraron sus propias soluciones creativas, que los investigadores no esperaban. Uno de los mapaches, en lugar de lanzar piedras en el contenedor, se subió al contenedor y comenzó a balancearse de lado a lado hasta que se volcó. En otra prueba, se utiliza la flotación y hundimiento bolas en lugar de piedras, los expertos esperaban que los mapaches usaría hundimiento bolas y descartar flotantes. En cambio, algunos animales comenzaron a sumergir repetidamente una bola flotante en el agua hasta que una ola ascendente clavó los trozos de malvavisco a un lado, lo que hizo más fácil extraerlos.

Los físicos de la Universidad de California en San Diego afirman haber creado un nuevo tipo de láser: un haz "topológico" que puede tomar cualquier forma compleja sin dispersar la luz. El dispositivo funciona sobre la base del concepto de aisladores topológicos (materiales que son aislantes dentro de su volumen, pero conducen corriente en la superficie), que recibió el Premio Nobel de Física en 2016.

Los resonadores de anillo se utilizan generalmente en láseres para amplificar la luz. Son más eficientes que los resonadores con ángulos agudos. Sin embargo, esta vez el equipo de investigación creó una cavidad topológica utilizando un cristal fotónico como espejo. En particular, se utilizaron dos cristales fotónicos con diferentes topologías, uno de los cuales era una celda en forma de estrella en una celosía cuadrada, y el otro era una celosía triangular con orificios de aire cilíndricos. El miembro del equipo Boubacar Kante los comparó con un bagel y un pretzel: aunque ambos son pan con agujeros, el diferente número de agujeros los hace diferentes.

Tan pronto como los cristales golpean el lugar correcto, el haz toma la forma deseada. Este sistema es controlado por un campo magnético. Le permite cambiar la dirección en la que se emite la luz, creando así un flujo luminoso. La aplicación práctica directa de esto puede aumentar la velocidad de la comunicación óptica. Sin embargo, en el futuro, esto se ve como un paso adelante en la creación de computadoras ópticas.

Los físicos de todo el mundo reaccionaron con gran entusiasmo al descubrimiento de una nueva forma de materia llamada excitonio. Esta forma es un condensado de cuasipartículas, excitones, que son el estado límite de un electrón libre y un agujero de electrones, que se forma como resultado del hecho de que la molécula ha perdido un electrón. Además, un físico teórico de Bert Halperin de Harvard predijo la existencia del excitonio en la década de 1960, y desde entonces los científicos han estado tratando de demostrar que tenía razón (o estaba equivocado).

El jefe del estudio, el profesor Peter Abbamont, comparó este descubrimiento con el bosón de Higgs — no tendrá uso directo en la vida real, pero muestra que nuestra comprensión actual de la mecánica cuántica está en el camino correcto.

Investigadores de la Universidad de Durham afirman haber creado nanorobots que son capaces de detectar células cancerosas y matarlas en solo 60 segundos. En un ensayo exitoso realizado en la universidad, pequeños robots tardaron de uno a tres minutos en penetrar a través de la membrana externa en una célula de cáncer de próstata e inmediatamente destruirla.

Los nanorobots son 50.000 veces más pequeños que el diámetro de un cabello humano. Son activados por la luz y giran a una velocidad de dos a tres millones de revoluciones por segundo para poder penetrar la cáscara de la célula. Cuando alcanzan su objetivo, pueden destruirlo o inyectarle un agente terapéutico útil.

Hasta ahora, los nanorobots se han probado solo en células individuales, pero los resultados alentadores han llevado a los científicos a cambiar a experimentos con microorganismos y peces pequeños. El objetivo adicional es pasar a los roedores, y luego a los humanos.

Solo han pasado un par de meses desde que los astrónomos anunciaron alegremente el descubrimiento del primer objeto interestelar volando a través del Sistema Solar, un asteroide llamado Oumuamua. Desde entonces, han observado muchas cosas extrañas sucediendo a este cuerpo celeste. A veces se comportó tan inusualmente que los científicos creen que el objeto puede ser una nave espacial alienígena.

En primer lugar, su forma es alarmante. Oumuamua tiene la forma de un cigarro con una relación longitud-diámetro de diez a uno, que nunca se ha visto en ninguno de los asteroides observados. Al principio, los científicos pensaron que era un cometa, pero luego se dieron cuenta de que no lo era, porque el objeto no dejaba una cola detrás de él cuando se acercaba al Sol. Además, algunos expertos afirman que la velocidad de rotación del objeto debería haber destruido cualquier asteroide normal. Parece que fue creado especialmente para viajes interestelares.

Pero si se crea artificialmente, ¿qué puede ser? Algunos dicen que es una sonda alienígena, otros creen que puede ser una nave espacial cuyos motores han funcionado mal, y ahora está flotando en el espacio. En cualquier caso, los participantes en programas como SETI y Breakthrough Listen creen que Oumuamua requiere más investigación, por lo que apuntan sus telescopios y escuchan cualquier señal de radio.

Si bien la hipótesis sobre los extraterrestres no ha sido confirmada de ninguna manera, las observaciones iniciales de SETI no han llevado a nada. Muchos investigadores todavía son pesimistas sobre las posibilidades de que el objeto pueda ser creado por extraterrestres, pero en cualquier caso, la investigación continuará.

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