Com es mesura la massa de la Via Làctia

La Via Làctia té una flota d'unes dues dotzenes de galàxies satèl·lits que ajuden a estimar la seva massa que es sitúa entre centenars de milers de milions la massa del Sol fins a dos bilions.

Una de les dificultats en mesurar la massa és que la seva major part és matèria fosca, un element desconegut que s'està esbrinant comprendre de que està constituit, tant al CERN com en diversos experiments subterranis.

Una de les galàxies que es fan servir per a mesurar la massa de la Via Làctia és Leo I que es creu que orbita la nostra galàxia, encara que està molt allunyada, a 850.000 anys-llum del centre (per comparació el Sol està a uns 30.000 anys-llum i els Núvols de Magallanes a 160.000 i 200.000.

A l'estar tan lluny se suposa que la seva òrbita inclou tot l'halo de matèria fosca que envolta la Via Làctia. Estudiant l'efecte Doppler (el corriment cap al blau de les ratlles espectrals) podem determinar la velocitat radial de Leo I.  Però per determinar la velocitat total ens cal saber com Leo I es mou transversalment i això es fa comparant la situació de Leo I en diferents èpoques respecte al fons de galàxies llunyanes. Al ser Leo I tan distant aquest moviment és gairebé imperceptible, però ara s'ha aconseguit determinar-lo comparant posicions dels anys 2006 i 2011, gràcies al telescopi Hubble.  Segons sembla Leo I es mou a una velocitat de 200 km/s, semblant a la del Sol, que està molt més aprop.  Això vol dir que la Via Làctia ha de tenir una massa substancial per a tenir en òrbita una galàxia tan llunyana a aquesta velocitat.  Segons els càlculs i suposant que Leo I estigui realment orbitant la Via Làctia, la massa de la nostra galàxia seria de 1,6 bilions de sols.  Mesurant les velocitats d'altres galàxies, Leo II i Canes Venatici I que orbiten la Via Làctia i Leo T que està encara més lluny que Leo I, però no orbita la Via Làctia sinó que està caient cap a ella, s'anirà afinant aquesta estimació

Com es va inventar el codi de barres

 

Joseph Woodland, l’inventor del codi de barres va morir fa pocs dies als 91 anys. És interessant repassar com es va inventar el codi de barres, ja que va dependre de tres factors: l’inventor havia estat boy scout, li agradava anar a la platja i al seu pare l’horroritzava la màfia.  A veure si expliquem aquesta il.lustrativa història que va tenir lloc a finals dels anys 40.

Woodland va treballar en el projecte Manhattan durant la guerra (la creació de la bomba atómica). A l’acabar la guerra va tornar a la seva universitat, Drexel, on es va llicenciar en el 1947.  Essent estudiant va dissenyar un eficient sistema per transmetre música als ascensors i el volia desenvolupar, però el seu pare, sabent que aquest negoci estaba controlat per la màfia, li va desaconsellar seguir amb aquesta idea.  Aleshores va decidir tornar a la universitat per a obtenir un màster. En el 1948 va visitar la universitat un executiu d’un supermercat local i els va demanar que desenvolupessin un sistema per a codificar els productes. Les autoritats universitàries no van mostrar interés però Woodland es va enterar de la petició i va decidir dedicar-li un temps. Se’n va anar a Miami on els seus pares tenien una casa a la platja i es va passar l’hivern del 48/49 assentat en una cadira a la platja pensant.

Per a representar informació de forma visual necessitava un codi i ell només coneixia el Morse que li havien ensenyat els boy scouts. Com es podria adaptar el Morse gràficament? Estava jugant amb els seus dits a la sorra i aleshores, a la manera com es diu que es va dibuixar la bandera catalana, va agafar els seus quatre dits i els va arrastrar sobre la sorra. Tot seguit es va adonar que fent línies gruixudes i primes podia reproduir el codi Morse.  Segons més tard, va fer que els seus quatre dits giressin formant un cercle.  Woodland va creure que era millor un cercle perquè permetia una lectura omnidireccional sense necessitat d’orientar el producte i així va ser patentat el primer codi de barres (patent USA 2.612.994) el 7 d’Octubre de 1952, fa 60 anys.  Malhauradament, en aquell moment els scanners eren equips pesats i cars equipats amb llum de 500 watts. Finalment, Woodland i el seu amic, Silver,  que l’havia posat en antecedents sobre la demanda de l’executiu del supermercat van vendre la patent a Philco per 15.000 dòlars i Woodland va anar a treballar per IBM.  En els setantes, un col.lega d’IBM, inspirant-se en el treball de Woodland i Silver, va dissenyar el codi rectangular que tots coneixem quan ja es disposava de scanners més lleugers i eficients.  Però va ser Alan Haberman, un executiu d’un supermercat, el qui va popularitzar el codi de barres i va treballar per a que s’adoptés com a normativa en el sector dels supermercats en el 1973.  Recordo el fet perquè jo vivia als E.U.A. en aquella época i els diaris van comentar la notícia.  Woodland va rebre la Medalla Nacional de Tecnologia i Innovació en el 1992 i el seu nom es va afegir a la llista del National Inventors Hall of Fame l’any passat.

Crec que és una història interessant de com es desenvolupa una invenció i una tecnologia fruit de l’atzar, de la imaginació, de lligar coses que ja coneixem amb el problema  a resoldre i de com, tot i així, la seva implantació fracassa momentàniament perquè falten altres elements que la facin possible i com altres persones, inspirant-se en el primer inventor l’acaben adaptant quan el mercat està madur i la tecnologia que fa possible l’aplicació està disponible.

El nostre univers camina ja cap a la senectut

Almenys en el que es refereix a la creació de nous estels, l’univers visible està ja en fase de plena maduresa. Estudis efectuats per astrònoms mirant a galàxies d’èpoques diferents, de fa 11.000 milions i 4.000 milions d’anys,  han portat a la conclusió de que el 95% de tots els estels que veiem ara es van formar en els darrers 11.000 milions d’anys i que aproximadament el 50% es van formar entre  fa 11.000 i 8.000 milions d’anys.  Però el resultat més impactant és que el ritme al qual s’estan formant avui dia nous estels és només el 3% del ritme que hi havia fa 11.000 milions d’anys.  A menys de que l’univers entri en una nova fase que ningú prediu només serà capaç de produir en tot el seu futur un 5% dels estels que existeixen en aquest moment.  Això significaria que estem al començament del final. Per tant, estem en una època privilegiada. Es clar que aquest final queda encara molt lluny, sobretot tenint en compte que estels menys massius que el Sol poden durar molt, alguns fins i tot bilions d’anys.

 

Per altra banda,  també estem en un temps particularment especial. Hem estat capaços d’albirar els efectes del Big Bang (la radiació de fons, la formació d’heli primordial en el percentatge predit per la teoria) i sabem que l’univers conté centenars de milers de milions de galàxies des de que Hubble,  en els anys 20,  va descobrir l’expansió de l’univers. A mitjans dels 90, però, es va descobrir, de forma inesperada, que l’expansió s’accelera. Si això no s’atura, en 2 bilions d’anys les úniques galàxies que seran capaços de veure éssers intel·ligents del nostre entorn seran les del grup local i als futurs astrònoms no els quedarà cap traça del Big Bang (per exemple, la concentració d’heli serà de més del 60% contra el 25% que va constituir l’univers primigeni). Per tant, la imatge que es faran de l’univers serà semblant a la que teníem als començaments del segle XX.

Quin paper juguen les cél.lules dels infants en el cervell de les seves mares?

Estem acostumats a pensar que som individus autònoms singulars, per tant us sorpendrà que molts de nosaltres portem cél.lules d'altres individus.

Un lloc on es fa aquesta transferència és en la placenta. Cél.lules de la mare migren a diversos òrgans com el pulmó, el fetge, el ronyó o el cor i viceversa, cél.lules del fetus migren als òrgans de la mare. Es van examinar els cervells de dones mortes en búsqueda de cél.lules amb el cromosoma masculí Y i es van trobar en més del 60% de casos. Es va també comprovar que la presència de cél.lules masculines era més freqüent en dones que no havien patit Alzheimer, però les raons no estan clares. També s'ha descobert intercanvi de cél.lules entre bessons i entre germans que no ho són: han migrat del fetus a la mare i d'aquesta al nou germà. També existeix migració entre la mare i l'infant en l 'alletament.

Aquestes cél.lules fetals som pluripotents com les embrionàries i en rates s'ha comprovat que desprès d'una ferida al cor, les cél.lules fetals acudien al cor i el reparaven.

També es creu que aquestes cél.lules poden influir en el sistema immunitari. Per una banda, com que som meitat de la mare i meitat del pare, poden alertar al sistema immunitari contra cél.lules que són semblants a les pròpies, però amb algunes variacions genètiques com són les cél.lules canceroses. Per altra banda poden desencadenar una reacció autoimmune.

Aquest és un nou camp d'investigació que pot portar resultats importants en la recerca mèdica.

La medusa immortal

 

Turritopsis dohrnii, coneguda amb el sobrenom de medusa immortal

 

Com a éssers que disposem d'autoconsciència, pensar sobre la mort, sobre la desaparició d'aquesta autoconsciència, ens és traumàtic (això se sol experimentar més amb l'edat). La humanitat ha buscat en diverses èpoques la immortalitat i, per això, milionaris americans s'han fet congelar tot just morir en l'esperança de poder ressuscitar. També s'ha especulat que, en un futur proper, podrem transferir la nostre consciència a una intel.ligència artificial.

La vida s'ha d'extingir necessàriament? Hi han exemples de cél.lules immortals com les canceroses (vegeu a la Wikipedia les cél.lules HeLa de la pacient Henrietta Lacks morta en el 1951) o les capacitats regeneratives de la hidra. Aquí tenim també un exemple curiós, una medusa, anomenada Turritopsis dohrnii, coneguda avui amb el sobrenom de medusa immortal gràcies al descobriment de la seva evolució que va fer en el 1988 un jove estudiant alemany, Christian Sommer, en aigues del Mediterrani (Portofino). Sommer va recollir uns exemplars i va observar que no morien i "envellien" al revés, com el protagonista de la pel.lícula "The Curious Case of Benjamin Button". Aquesta medusa neix com a pòlip, es transforma en medusa, torna a pòlip i així indefinidament. Es com si un pollastre tornés a convertir-se en ou i tornés a nèixer. 

Ara al Japó estan estudiant aquest curiós fenòmen per veure quines lliçons en podem extreure per a allargar la vida humana. Una de les preocupacions que existeixen si s'aconseguís la immortalitat és que això faria augmentar molt la població fins a límits insostenibles. De totes maneres, es preveu que en el 2050 el 80% de la població viurà en ciutats i el ritme reproductiu dels urbanites és de 1,2 naixements per parella, inferior al 2,1 que és el que estabilitza la població. Per tant, d'aquí uns anys podem estar parlant no d'una explosió de la població sinó d'una implosió. I endemés, en el futur, tindrem la possibilitat d'emigrar a altres planetes.

La pérdua de llocs de treball a la indústria

Hi ha la sensació de que la pérdua de llocs de treball industrials es deu, sobretot, a les deslocalitzacions i a les importacions de productes de les economies menys desenvolupades i, certament, aquesta n'és una de les causes, però pot ser sorprendrà llegir que la producció industrial d'una economia tan desenvolupada com l'americana mai havia estat tan gran com en el present.  S'estima que el seu valor és de 1,9 bilions de dòlars una xifra molt semblant a la xinesa. El problema (des del punt de vista de la massa d'aturats) és que avui en dia es necessiten moltes menys persones per a efectuar aquesta producció que està molt automatitzada.  En els anys 40s, per exemple, més de la meitat de la força laboral de New Jersey treballava en la indústria, avui només ho fan el 7%.

Els E.U.A. tenen avui en dia els mateixos empleats en el sector industrial com en el 1941, amb una població que és  unes tres vegades més gran.  I aquesta és la segona causa de la manca de llocs de treball industrials en els que cada dia es necessita més capacitació per fer feines que abans eren rutinàries.  Per això és tan important la formació i l'educació que, endemés, han de permetre tenir gent flexible, amb capacitat d'aprenentatge i de reciclar-se diverses vegades al llarg de la seva carrera professional.

Els cianobacteris

Cianobacteris (el seu tamany és de mil.lèsimes de mm)

Els cianobacteris constitueixen un fílum d'organismes, format per més de deu mil varietats, que es pot dir que és el més exitós de la història de l'evolució, ja que se'ls troba des de els frígids climes de Sibèria als deserts més secs, passant per les cortines de bany, els dipòsits dels wàters, les badies hipersalines o a les aigües termals.

Ells són els responsables de que existim ,ja que van convertir, fa més de 2.400 milions d'anys,  l'atmosfera reductora de la Terra oxigenant-la, carregant-se la major part d'espècies anaeròbiques i donant pas a tots els éssers vius que respirem oxigen, gràcies a la seva capacitat per la fotosíntesi.

Ara aquests organismes, modificats genèticament per a optimitzar-los en la seva nova funció, són objecte d'intenses investigacions.  La humanitat té ara mateix sobre la taula dos grans problemes. El canvi climàtic produit en part per l'excés de CO2 degut a l'activitat humana i les grans necessitats d'energia com a conseqüència del desenvolupament econòmic dels païssos emergents com Xina i India.

Hi han hagut intents més o menys exitosos d'obtenir biofuels a partir del blat de moro i d'altres vegetals.  Encara que aquests biofuels s'han provat amb èxit i alguns s'usen de forma massiva com l'etanol al Brasil, tots tenen inconvenients. Alguns són cars i complexos de produir,  altres com l'etanol tenen un poder energètic sensiblement inferior al de la gasolina i sovint usen aliments en la seva producció el que ha produit distorsions de preus acusades en el mercat alimentari.

A l'any 2005 un professor de Harvard, George Church,  i altres científics van fundar una empresa anomenada LS9 (el nom ve de companyia de Life Sciences número 9 perquè era la novena companyia de ciències de la vida financiada per Flagship Ventures). La idea era usar el bacteri E.Coli, modificat genèticament, per a fer biofuels.  Per fer la història curta direm que inspirant-se en el DNA de 10 espècies de cianobacteris han aconseguit que E. Coli produeixi el que anomenen Ultra Clean Diesel i van obrir una planta a Florida en el 2010 que produirà de 200.000 a 400.000 litres anuals de biodiesel i eventualment pot arribar a 40.000.000 de litres.

Malgrat tot, Church no ha posat tots els ous en la cistella de l'E. Coli i més tard va fundar amb altres companys Joule Unlimited en la que usen cianobacteris que tenen l'avantatge de ser fotosintètics (E. Coli no ho és).  Han dissenyat el que ells anomenen un "Solar Converter" que és un panell solar transparent pel que circulen micronutrients que són com fertilitzants,  gràcies els quals els cianobacterirs modificats genèticament transformen el CO2  en gasoil mitjançant l'energia solar. Segons els seus càlculs una hectàrea de terreny podria produir 125.000 litres de gasoil a l'any.

Segons el president de la companyia, Bill Sims: "Es la primera plataforma a tot el món que converteix llum solar i CO2 directament en gasoil i no requereix costosos intermediaris, ni fa ús de terra apropiada per l'agricultura o aigua potable ni cal reprocessar els productes obtinguts".  D'aquesta manera podem estar aprop de resoldre els dos problemes acuciants esmentats més amunt amb un microbi miraculós.

Podeu llegir tot això i altres meravelles que ja són realitat o poden ser-ho en un futur no molt llunyà al llibre "Regenesis: How Synthetic Biology Will Reinvent Nature and Ourselves" de George Church i Ed Regis