Ciencia sin Límite de Tiempo

publicado en La Jornada Morelos el 10 de septiembre de 2012

La escala de tiempo en que suceden distintos fenómenos físicos, químicos o biológicos puede variar enormemente. Por ejemplo, un bebé humano tarda nueve meses en desarrollarse dentro de su madre, dos átomos se unen y forman una molécula en una millonésima de millonésima de segundo, y una cordillera montañosa pudo tardarse 50 millones de años en formarse. Los científicos tienden a hacerse preguntas que puedan resolver dentro del tiempo que tienen de vida. Es más, ahora las respuestas a sus preguntas deben tenerlas varias veces al año para lograr ese mismo número de artículos publicados y poder promoverse o mantenerse en el Sistema Nacional de Investigadores. Pero, ¿qué pasaría si el tiempo no fuera una limitante?

            Davide Castelvecchi, un editor invitado en la revista Scientific American, escribió un artículo en el número de este mes sobre “Las Preguntas para el siguiente Millón de Años” (Questions for the Next Million Years, Scientific American, September 2012, p. 72, © 2012 Scientific American) en el que se pregunta: ¿qué aprenderían los científicos si ellos pudieran llevar a cabo estudios que duraran cientos, miles o muchos más años? Para responder preguntas que toman más de una generación en contestarse, los científicos han pasado sus esfuerzos y conocimientos a un alumno, que los transmitirá a otro y así sucesivamente. El autor señala que el récord para una investigación de este tipo en la historia podría pertenecer a los Informes Astronómicos de los Babilonios, que contiene al menos seis siglos de valiosas observaciones, en el primer milenio antes de nuestro año cero. Dichos informes revelan patrones recurrentes de eventos tales como eclipses de sol y de luna que permiten conocer mejor el movimiento de nuestro planeta en el espacio.

            Él decidió entrevistar a varios científicos en diversos campos del conocimiento para conocer que problemas estudiarían si tuvieran mil, diez mil o aún un millón de años para hacer sus observaciones o llevar a cabo experimentos, con la sola restricción de suponer que usarían la actual tecnología de frontera. A continuación presentaremos solo tres de las respuestas que obtuvo.

            Robert Hazen, geo científico de la Universidad de George Mason, en Estados Unidos, preguntaría sobre cómo empezó la vida. Relata que en los años 1950, Stanley Miller y Harold Urey, de la Universidad de Chicago, llevaron a cabo el excepcional y muy reconocido experimento en el que mostraron que ciertos componentes básicos que forman la vida, como los aminoácidos, se forman espontáneamente dadas las condiciones apropiadas. Propone Hazen llevar a cabo un experimento tipo Urey-Miller con visión moderna que durara 10 mil millones de años y que permitiera obtener moléculas rudimentarias que se auto replicaran y pudieran evolucionar por selección natural; es decir, tener vida. Llevaría a cabo 10³⁰ experimentos simultáneos (sí, la cifra es un uno seguido de treinta ceros) en los que analizaría la evolución, a partir de cero, de distintos compuestos químicos en condiciones diferentes por 100 o 500 millones de años y, dependiendo del resultado, cambiaría compuestos y condiciones; de tal forma que en 10 mil millones de años de experimentos en este laboratorio se podría descubrir que alguna molécula se empezó a auto replicar. Los científicos experimentales podrían descubrir las combinaciones de químicos que son más exitosas y, eventualmente, se aprendería lo suficiente como para reducir el tiempo del experimento a décadas.

            Thorne Lay, sismólogo de la Universidad de California en Santa Cruz, preguntaría sobre el tiempo de ocurrencia de los mega-terremotos. El terremoto de magnitud 9.0 que devastó la zona de Tohoku-Oki en Japón, el marzo de 2011, tomó por sorpresa aún a la comunidad sísmica mundial: casi nadie pensaba que la falla terrestre responsable podría liberar tanta energía en un solo evento. Ahora se puede reconstruir la historia sísmica de manera indirecta al inspeccionar la estructura geológica local, ya que los sismógrafos modernos llevan funcionando menos de cien años. Si pudiéramos tener información cuantitativa de estos equipos por miles de años de manera continua se obtendrían mapas sísmicos con gran valor predictivo. Por ejemplo, se podría conocer si los terremotos de magnitud mayor a 8.5 vienen en bloques a nivel mundial o es sólo un evento estadístico por tener nada más 100 años de información; se tiene récord de que seis ocurrieron en la última década, mientras que no ocurrió ninguno en la década anterior.

            Sean M. Carroll, físico teórico en el Instituto Tecnológico de California, preguntaría si los protones viven por siempre. La materia ordinaria consiste, en su mayor parte de protones que han existido desde que ocurrió la gran explosión que creó al universo. Sin embargo, existen teorías que pretenden reinterpretar toda la física por medio de una sola fuerza y éstas predicen que los protones también decaerán en otras sub-partículas, con un tiempo medio de vida de 10⁴³ años (un uno con 43 ceros). Para ver el decaimiento de protones, ahora se observan tanques subterráneos llenos de agua y se detectan pequeños destellos de luz, que significarían ha muerto un protón. Los resultados indican que los protones viven por lo menos 10³⁴ años (un uno con 34 ceros). Si se construyeran tanques que almacenaran 5 millones de toneladas de agua, del tamaño de un campo de futbol y 100 veces mayores a los actuales, y esperáramos un millón de años podríamos comprobar esta teoría física sobre el campo unificado de fuerzas.

            En Morelos, tenemos un proyecto cuyo objetivo es aplicar la forma de pensar y los métodos utilizados en la física para estudiar problemas sociales y políticos de carácter colectivo, con la finalidad de entenderlos y de predecir comportamientos futuros. Aunque la información del INEGI es cada vez mejor, no es posible tener series de datos confiables de largo plazo sobre variables sociales, económicas y ambientales que permitan conocer al estado y compararlos con otros de la República. Por ejemplo, sería de gran utilidad conocer el comportamiento histórico de variables consensadas entre los ciudadanos y el gobierno que describieran el avance o no hacia el desarrollo sustentable de una ciudad; tales como, tiempo que se tarda en ir del centro a la periferia en autobús, cantidad y calidad del agua por colonia, cobertura de salud multifactorial por nivel socioeconómico, relación entre trabajo y empleo para mujeres y jóvenes, contaminación ambiental y por ruido del transporte público, calidad educativa por escuela y nivel escolar. Ciertamente avanzaríamos el campo de la llamada sociofísica y delinearíamos políticas públicas más efectivas.