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¿Has leído… El universo en tu mano, de Christophe Galfard?

Estoy seguro de que vosotros, lectores de El Tamiz y de El Cedazo, tenéis conocimientos sobre cosmología, astrofísica y astronomía superiores a la media del común de los mortales, así como sobre la relatividad, la mecánica cuántica y demás teorías que componen el actual acervo con el que los físicos intentan comprender el mundo. Si además, como yo, no sois físicos, sino simples aficionados a los que una publicación formal de las que pueden encontrarse en Arxiv os resulta incomprensible, que tenéis dificultades para seguir fórmulas más allá de las famosas de la gravitación universal de Newton o la de la relatividad de Einstein, la famosa e igual a eme ce cuadrado… entonces en este libro que hoy os propongo encontraréis una excelente información del estado actual de la física, tanto la que aplica a lo más grande como a lo más pequeño.

Y digo “del estado actual” porque el libro fue escrito hace poco más de un año, en 2015, y para la segunda edición y la edición en español tiene correcciones y citas a eventos ocurridos en 2016, sobre todo la tan esperada detección de ondas gravitatorias en el experimento LIGO que fue noticia en el verano del año pasado. Más actualizado, imposible.

El Universo en tu mano, de Christophe Galfard

Desde mi humilde punto de vista, este libro completa (de momento, claro) la “trilogía del universo” que componen tres excelentes libros de divulgación científica, cada uno en su ámbito: El universo Elegante, de Brian Greene, escrito en 1999, El universo extravagante, de Robert P. Kirshner, escrito en 2002, y éste de hoy, El universo en tu mano, un viaje extraordinario a los límites del tiempo y del espacio, de Christophe Galfard, escrito, como ya dije, entre 2015 y 2016.

Efectivamente, cada uno de ellos contaba el estado de la física, la cosmología y la astrofísica en el momento en que fue escrito.

Hago un brevísimo resumen de los dos primeros:

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Biografía del Universo 02: Momento cero

t = 10-43 segundos

Tras la introductoria entrada anterior, en la que intenté explicar el contenido y propósito de esta serie titulada “Biografía del Universo”, viene esta de hoy, en la que ya vamos a entrar en materia. Para empezar, me voy a tomar la confianza de repetir uno de los primeros párrafos del capítulo anterior, como recordatorio de algo muy real:

Ciertamente nadie en este mundo, el de las x,y,z y t sensibles, sabe de dónde viene nuestro Cosmos ni cómo fue su primer instante. Y si alguien dice que tiene la clave miente como un bellaco. ¿Nació en aquel incógnito momento el entramado del espacio-tiempo que conocemos? ¿o fue simplemente una extensión 0/∞ de otro ya existente? O como en el cuento imaginado: ¿resultó un rebote de algo anterior? ¿o surgió exnovo del vacío? Pero, ¿qué es el vacío? Podemos imaginar, inventar, conjeturar… pero no sabemos nada de nuestro momento t=0 -¿y si no hubo t=0?-. Aunque menos aún que menos sabemos de t<0”.

Es una época de niebla en nuestro conocimiento. No tenemos herramientas teóricas para estudiarlo deduciendo certezas. Ni capacidad técnica para comprobar nuestras deducciones, a pesar de que hay una buena nómina de buenos y serios hombres de ciencia que se fajan a fondo con ello. Quizás alguno de ellos sea de categoría einsteniana y nos descubra el antiguo mundo. Pero, hoy por hoy, no sabemos nada.

Breve -y simpático- esquema de los pioneros cerebros pensantes (Imagen: Sergio Torres Arzayús, fair use)

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Los sistemas receptores 03: Los caminos de la información

Tras haber revisado algunos de los bloques del sistema nervioso que están implicados en la gestión de las percepciones sensoriales -tálamo, corteza somatosensorial y médula- en la entrada anterior, y antes de pasar a la descripción de los sistemas sensoriales vamos a analizar los caminos a través de los que el cerebro, asentado en su caja craneal de hueso, recibe la información sensorial y transmite sus decisiones, en gran medida motoras. Y éste será el objeto de la entrada de hoy, también preparatoria, una más de nuestra serie “Los sistemas receptores”.

Los caminos de los que hablamos son los nervios, desde luego. Y los nervios son un “trenzado” de axones. Pero… ahora que me lo dices… no hemos presentado aún a esos señores. Vamos a por ello.

Comenzaremos por hablar de las neuronas, las propietarias de esos axones. Estas células, principales actrices del sistema nervioso, presentan una morfología muy particular. Presentan una tipología de formas muy variada -grandes, pequeñas, ramificadas, sencillas, globulares, estrelladas…-, aunque a todas ellas, como cualquier célula de nuestro organismo,  les unifica su estructura básica: un cuerpo en donde se encuentra el núcleo con la carga genética y una sopa interna de iones y moléculas complejas, el citoplasma, en donde pululan los corpúsculos encargados de sus funcionalidades. Y todo ello encerrado en una membrana. Esta membrana proyecta desde el cuerpo unas prolongaciones repletas del propio citoplasma, que son como unos microtúbulos con aspecto externo de filamentos. Pues bien, los axones son las prolongaciones -los filamentos- más largas de las neuronas, tan largos que ¡algunos van desde el pie hasta la cabeza! Pero además tienen otras prolongaciones más cortas, que también salen de su cuerpo celular, llamadas dendritas. En pocas palabras, y resumiendo de forma temeraria, los axones son funcionalmente las antenas emisoras de las neuronas, sus “cables eléctricos”, mientras las dendritas son sus antenas receptoras. La imagen siguiente ilustra cómo son las neuronas.

Imagen de un par de neuronas efectuando una sinapsis y detalle de esta última (figura a partir de Wikimedia, CC BY-SA 3.0)

A la vista de lo dicho, exceptuando por las características prolongaciones de sus cuerpos, parece que las neuronas son muy parecidas al resto de células. Pero, evidentemente, algo tiene que tener una neurona de especial. Y ese algo está relacionado con su funcionalidad como transmisores de información. Tanto en los axones como en las dendritas.

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Biografía del Universo 01: Introducción a una historia real

Tiempo 0/∞

 … “Desde mi posición en [α1110 β5 π47 … ΩtΛtx] soy capaz de percibir el colapso. Cómo definirme. Una inteligencia en el mundo de las cuerdas, dimensión 11. Notario fehaciente de todos los sucesos. Incluso los del pequeño Cosmos de cuatro dimensiones próximo a nacer. Como tantas otras veces, comienzo a experimentar el ligero desvaído en el que me sumiré durante el paso de la… singularidad. No me preocupa. Soy un experto en este tipo de experiencias, por otro lado muy normales en los espacios de Kalabi-Yau donde habito. A veces, alguno de estos organismos multidimensionales juega a ser niño y alardea de crear florestas con unos pocos de sus múltiples brazos. Intuyo que es el momento. Como el cloroformo antes de las anestesias, huele a infinito eterno… antes de la tiniebla ¡Nos vemos en el más allá!” …

Alegoría muy imaginativa de la transición al Big Bang, un viaje a través de la singularidad del origen del tiempo, ”Desde mi posición en [α1110 β5 π47 … ΩtΛtx]…en un hipotético espacio en negativo abocado hacia un “gemelo” espacio de luz: nuestro Universo (Imagen modificada a partir de otra de la red, fair use)

Así pudo comenzar la historia que vamos a relatar a lo largo de esta serie sobre la Biografía del Universo. Imaginario. Al otro lado de nuestra frontera temporal. Antes de la creación de nuestro Universo.

He optado por una fábula, pues ciertamente nadie en este mundo, el de las x,y,z y t sensibles, sabe de dónde viene nuestro Cosmos ni cómo fue su primer instante. Y si alguien dice que tiene la clave, miente como un bellaco. ¿Nació en aquel incógnito momento el entramado del espacio-tiempo que conocemos?, ¿o fue simplemente una extensión 0/∞ de otro ya existente? O como en el cuento imaginado, ¿resultó ser un rebote de algo anterior?, ¿o surgió ex-novo del vacío? Aunque… ¿qué es el vacío? Podemos imaginar, inventar, conjeturar… pero no sabemos nada de nuestro momento t=0 -¿y si no hubo t=0?-. Aunque menos aún que menos sabemos de t<0.

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Lo que se preguntan sus alumnos de 3º de la ESO – XXVI: ¿Qué sentido tiene la vida?

La pregunta que nos hace hoy nuestro alumno sí que es profunda, pardiez. Los sabios llevan milenios dándole vueltas sin encontrar solución o, al menos, sin ponerse de acuerdo en ella, pero no queremos dejar la pregunta sin responder, así que vamos a intentar algo. ¿Qué sentido tiene la vida?

Quizá deberíamos haber dejado el placer de escribir esta entrada a nuestro experto en la historia de la Vida, pero he preferido escribirla yo para que nuestros lectores tengan otro punto de vista y otra redacción.

La gran y excitante aventura: Desde el “encendido solar” hasta el cráneo del Homo sapiens
( Wikipedia Dominio Público)

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Los sistemas receptores 02: Los primeros talleres en el procesamiento cerebral de las señales somatosensoriales

A lo largo de todas las entradas de esta serie, “Los sistemas receptores“, van a ir apareciendo con una cierta regularidad un trío de actores: el tálamo, la corteza somatosensorial y la médula espinal. Quizás sea interesante hablar sobre ellos de antemano en vez de sortear las nebulosas de unos fantasmas recurrentes a lo largo de lo que queda de serie.

Decíamos en la entrada anterior que el complejo talámico es una parte muy peculiar del encéfalo. Es el punto de transición entre estructuras casi exclusivamente del sistema nervioso autónomo -con gran presencia en la médula espinal- hacia estructuras de procesamiento emocional y racional que habitan en las “plantas nobles” del encéfalo. En tal posición nos es fácil imaginar cuál pueda ser su cometido general: receptor de las señales sensoriales de entrada y administrador de las mismas, en el sentido de que realiza una criba inicial y un redireccionamiento según necesidades. Y lo mismo que envía datos hacia la corteza los recibe elaborados desde ella para hacer una nueva distribución. Como veis el complejo talámico es un poco la Oficina de Registro del cerebro.

Tiene una forma como de huevo, uno en cada hemisferio, y se encuentra en lo más íntimo de la masa encefálica, rodeado de otros complejos ganglionares. Internamente está dividido en una serie de núcleos, cada uno de ellos especializado en el manejo de cierta información específica. En líneas generales, los más caudales están conectados con las estructuras corticales somatosensoriales, con las de la visión y con las de la audición, mientras que los núcleos más frontales lo están con otras zonas de la corteza, entre las que se encuentran las más frontales, que creemos dedicadas a procesos cerebrales “superiores”.

Situación del tálamo en el interior de la masa encefálica (Imagen a partir de wikimedia, CC BY-SA 2.1 jp)

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Los sistemas receptores 01: Un poco de anatomía para una navegación confortable

El título de esta entrada es lo suficientemente aclaratorio. Tras la introducción de hace unos días, y para no perdernos durante las descripciones de los diversos sistemas sensoriales que sirven al sistema nervioso, descripciones que necesariamente precisan de menciones anatómicas, vamos a dedicar esta entrada de la serie sobre “Los sistemas receptores” a introducir un recorrido a vista de pájaro -no por su perspectiva externa, sino por lo poco detallado y general- de la estructura del sistema nervioso. Comencemos.

El sistema nervioso, como es lógico imaginar, está repartido por todo el organismo. Es preciso vigilar y comandar cualquier parte de nuestro cuerpo con un objetivo primordial, que es el de conseguir mantener el equilibrio químico vital de cada una de nuestras células y del conjunto general. Hay que acercarse a la comida, huir del peligro, aproximarse a la posible pareja y alejarse de los deshechos. Para ello el sistema nervioso adopta una arquitectura que podríamos diferenciar en varias partes, con un sentido lógico de intercomunicación.

Resulta muy didáctico el profundizar en esta arquitectura a partir de observar lo que ocurre durante el desarrollo embrionario. A fin de cuentas, el órgano tan complejo que nos parece ser el cerebro, su tamaño globular, sus circunvoluciones externas, sus núcleos escondidos, sus interconexiones internas, todo provienen de una sencilla estructura inicial que es muy fácil de entender porque tiene todas sus partes dispuestas de una forma muy elemental, casi podríamos decir “todo a la vista”. Por eso propongo iniciar por ahí.

Vayamos entonces a un embrión humano en el momento en que se está cumpliendo su tercera semana de edad. Es una especie de plánula alargada, con tres capas celulares superpuestas y una serie de orificios internos dispuestos según un eje longitudinal, el que al fin será el eje fronto-caudal del individuo adulto.[1] A uno de estos orificios tubulares se le conoce como tubo neural, y de él derivará todo el sistema nervioso central. Vamos a centrarnos en este tubo cerrado por ambos extremos, una especie de globo alargado con unas delgadas paredes celulares que desarrollarán toda la complejidad y riqueza del tejido neural. El interior quedará siempre hueco y relleno por lo que se conoce como líquido raquídeo, un buen amortiguador de golpes y presiones internas a la vez que suministrador de nutrientes o basurero de residuos.

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  1. En esta serie a veces distinguiremos anatómicamente las partes del cerebro según su posición física con respecto a un eje longitudinal. En el sentido del mismo distinguimos la parte frontal y su opuesta la caudal. La parte ventral y la dorsal tienen su explicación según el desarrollo a partir del embrión: en general lo dorsal “mira” a la parte más hacia la superficie del cerebro y la ventral lo contrario. También distinguiremos la parte lateral de la medial: lo lateral creo que es claro y lo medial será la parte interna -hacia dentro del cerebro- con respecto a lo lateral. []

Resolviendo “Cifras y Letras” (y… IV?)

Hace ya cinco años largos[1] que publiqué tres artículos explicando mi antigua fascinación por el concurso televisivo “Cifras y Letras” (originalmente Des chiffres et des lettres, ya que es un concurso inicialmente originado en Francia), y qué soluciones había ido creando para que un programa informático pudiera encontrar de forma óptima o casi óptima la solución para los problemas de cifras. Y había yo quedado muy satisfecho porque, tras interesantísimas discusiones con los lectores, había llegado, creía yo, a una solución elegante y óptima, o todo lo cerca de óptima que puede ser la solución a un problema NP-duro, como cruzki, un inveterado seguidor del Cedazo, tuvo a bien explicarnos.

Pues bien, hace unas pocas fechas Valero, en un comentario, desmontó de un plumazo parte de mi sesuda teoría para la resolución del problema, haciéndome ver en concreto que descartar una posible fórmula cuando produzca un resultado intermedio fraccionario podía acarrear no encontrar solución a un problema que en realidad sí que la tiene… Y, claro, un Viejo Informático cascarrabias y terco como una mula, como es mi caso, no podía dejar así las cosas, así que vuelvo al tema una vez más, y espero que ésta sí sea la última, para determinar el método-más-o-menos-óptimo para resolver los problemas de cifras de “Cifras y Letras”.

Pero antes, un poco de historia para los que no estuvieran por aquí en 2011… o los que sí, pero que no se acuerden, como sería mi caso… ;)

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  1. ¡Cómo pasa el tiempo, rediez! []

Los sistemas receptores 00: Introducción

En esta serie sobre los sistemas receptores me propongo analizar los sistemas corporales receptores de las señales que, en líneas generales, necesita el organismo para interactuar con su medio. Son sustanciales en sí mismos, ya que son los mensajeros en los que nuestro director de orquesta vital, el cerebro, confía para poder realizar sus funciones. Funciones que a todas luces se nos ocurren trascendentales para nuestra supervivencia.

Como dice el neurólogo Rodolfo Llinás, el cerebro es una caja negra. En el camino de la evolución de los artrópodos hacia los animales vertebrados, el exoesqueleto de los primeros se fue dando la vuelta para posicionarse en el interior del cuerpo al que da sustento. Menos… pues sí, el cerebro que quedó encerrado en una caja ósea: el cráneo. Tiene su sentido, ya que, así, el que puede considerarse como el órgano principal para mantener nuestro delicado equilibrio químico vital quedaba en una posición de máxima protección frente a acciones que venían del exterior. No sólo esto, ya que, a su vez, fisiológicamente está parcialmente aislado de lo que pueda venir a través del sistema circulatorio, que lo alimenta y lo limpia, gracias a una serie de células gliales que llevan a cabo la función de frontera hemodinámica. Aclaramos que las células gliales son las grandes olvidadas de la población encefálica, en donde parece que sólo hay que tener en cuenta a las superestrellas, las neuronas. Por cada neurona hay diez gliales. Pero no es momento de hablar de ellas.

Volvamos a nuestra caja negra. El encéfalo queda, pues, encerrado en su jaula de aislamiento en donde no tiene más interfaz con el medio exterior que la que le viene a través de las señales que le envían los receptores sensoriales. Bien como señales eléctricas a través de los nervios craneales o periféricos -que actúan a nivel de la médula-, o como señales químicas que le vienen a través del torrente circulatorio o de la linfa. Es en esta circunstancia anatómica donde encuentro la gran trascendencia, la asombrosa importancia, de nuestras antenas sensoriales. Sin ellas el cerebro “encerrado” no podría llevar a cabo sus maravillosas y vitales funciones. Sigue leyendo ›

Biografía de lo Humano: El pdf

Hola a todos.

Se acabó hace unos días la serie ”Biografía de lo Humano”. Desde el 15 de noviembre de 2015 hemos estado analizando cómo pudo devenir nuestra condición de humanos racionales, previsores y demás cosas que hemos repasado juntos en este largo año. Diríamos que todo aquello que nos hace tan diferentes, creemos ufanos, como individuos y como especie… y que nos hacen tan capaces de lo mejor y lo peor.

Más de un año se merecía una recopilación. Por pura comodidad de lectura y como una especie de “crionizar” for ever el trabajo. Si me seguisteis hace un año cuando os contaba mi aventura editora con la serie ”La Biografía de la Vida“, podéis recordar que el esfuerzo me supuso llegar a la triste conclusión de que no merecía la pena (no me sentía con fuerzas para salvar los obstáculos… además de lo caro que salía). Así que creo que entenderéis que con esta serie ni me lo haya planteado.

Sin embargo, creo que el producto que os ofrezco es igual de serio y con un formato en pdf apto para ser leído sin gafas -creo- en cualquier ebook. Yo tengo un Kindle y vista cansada… y lo leo. Y no veas en una tablet o pc. Mérito de la letra creo: Times new roman 16. Y mérito de la plataforma que me ha permitido el milagro de compartirlo (no digo cual, pero al abrir el enlace que propongo más abajo lo veréis enseguida). Un aviso: al final de cada capítulo encontraréis las referencias de las notas del propio capítulo, creo que es una solución más cómoda que poner todo el listado al final.

Espero que os sea útil y que lo disfrutéis. Hoy, día en que escribo esto, es fin de año 2016, 31 de diciembre, las 17:35… así que dejadme que lo considere como un regalo de fin de fiesta. Consideradlo, pues, mi humilde regalo de Reyes a todos los lectores de El Cedazo.

Sin más que decir, ahí va el enlace: Biografía de lo Humano ¡¡¡EL PDF!!!

Chulo ¿no? Bueno, a mí me lo parece… todos los padres creen que los mocosos de sus hijos son los más aptos… ¡qué los mas aptos! ¡LOS MÁS IDÓNEOS, LOS PERFECTOS! … para un anuncio de pañales.

¡Nos leemos en la siguiente serie! Y bien digo nos leemos, pues necesito vuestros comentarios.