Nuestra búsqueda para comprender continúa. Vea más fotos de 2011. Fototeca Storica Nazionale / Getty Images Una vez más, Es hora de cerrar el libro sobre ciencia en 2011 y decidir exactamente cómo ese año influyó en el intento de la humanidad de comprender cómo funciona el cosmos.
Imagina la ciencia como una linterna en un estudio oscuro lleno de estanterías y estuches de curiosidades. Con cada año que pasa, logramos hacer la llama un poco más brillante. Cada vez, mejoramos un poco la catalogación de los objetos del estudio, las relaciones entre ellos y las dimensiones de la habitación en sí. Por supuesto, También surgen nuevos acertijos:sombras extrañas en las paredes y títulos mal leídos en el lomo de tomos polvorientos. La ciencia nunca revela completamente el universo que nos envuelve, pero lo explica un poco mejor cada año.
Los científicos de 2011 no descubrieron vida en otro planeta. No crearon una cura para la muerte ni crearon una máquina capaz de amor humano. Pero se acercaron un poco más a cada una de estas increíbles realidades. Así es cómo.
Un trabajador del CERN pasa junto a una representación pintada del Gran Colisionador de Hadrones el 13 de diciembre 2011, en Ginebra. Si bien la gente del LHC no descubrió el escurridizo bosón de Higgs en 2011, los científicos informaron que la búsqueda se estaba reduciendo. Harold Cunningham / Getty Images De vez en cuando, un nuevo descubrimiento científico cambia por completo la forma en que pensamos sobre el universo. Estos momentos reescriben las reglas como el descubrimiento de Galileo en 1610 de que otros planetas tenían lunas y, después, que la Tierra no era el centro de todas las órbitas. Estos momentos que cambian el juego son raros, pero es mejor que crea que acaparan los titulares.
El 22 de septiembre tal historia surgió de la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN). Un equipo internacional de investigadores del experimento del Proyecto de oscilación con aparato de formación de emulsión (OPERA) afirmó haber presenciado algo imposible:partículas de neutrinos que viajan más rápido que la velocidad de la luz.
El equipo de OPERA informó que los neutrinos se desplazaban 60 nanosegundos más rápido que la velocidad de la luz (con un margen de error de 10 nanosegundos). pero eso es suficiente para violar la teoría especial de la relatividad de Einstein. Si es verdad, sus medidas anularían el llamado límite de velocidad universal y alterarían la forma en que entendemos la masa y la energía en el universo.
Por ahora, sin embargo, la física moderna es segura. El jurado científico aún está deliberando sobre los neutrinos más rápidos que la luz, ya que otros expertos en el campo de la física de partículas hacen un cierre. mirar los datos con escepticismo y realizar sus propios experimentos independientes. Científicos de los Estados Unidos, Japón y Europa planean publicar sus propios hallazgos en los próximos meses.
Si los resultados de OPERA resultan falsos, entonces fue uno de los momentos más memorables de la ciencia en 2011. Si los resultados son ciertos, sin embargo, luego representa uno de los momentos científicos más importantes del siglo pasado.
La teletransportación cuántica es el futuro de la informática. Colin Anderson / Elección del fotógrafo / Getty Images No te emociones demasiado porque todavía tendrá que viajar al trabajo por la mañana en lugar de apilarse en un práctico telepod, pero en 2011, investigadores japoneses y australianos demostraron con éxito la teletransportación cuántica en ondas de luz.
Dirigido por investigadores de la Universidad de Tokio, el equipo tomó una pepita de información cuántica, en forma de luz, y lo manipulé en un cuanto superposición de modo que existía en dos estados al mismo tiempo. Igual que El gato de Schrödinger , que está simultáneamente vivo y muerto en el famoso experimento mental, la luz superpuesta existe en dos estados a la vez. Los científicos pudieron aprovechar esto para destruir la luz en un lugar y recrearla en otro.
La idea en sí no es nueva. El físico Charles Bennett y un equipo de investigadores de IBM confirmaron la posibilidad en 1993. Experimentos posteriores demostraron que la teletransportación cuántica era posible. pero ahora existe firmemente en el ámbito del hecho científico. Como la superposición subyace al poder de la computación cuántica, Los científicos esperan que la tecnología conduzca a computadoras cuánticas aún más rápidas.
Primero "¡Jeopardy!" El presentador Alex Trebek perdió su impresionante bigote. Luego, una máquina destruyó a todos los humanos en su programa. Estos son días oscuros. Frederick M. Brown / Getty Images Los artificialmente inteligentes entre nosotros ya han demostrado ser superiores en todo, desde el ajedrez hasta la simple ortografía. Entonces, ¿por qué debería importar que una supercomputadora gobierne al jugar el programa de juegos de televisión "Jeopardy!"?
Por supuesto, eso es exactamente lo que sucedió en 2011. La supercomputadora Watson de IBM derrotó a adversarios humanos en una ronda de práctica y dos partidos televisados del popular programa de preguntas y respuestas. La máquina incluso derribó al legendario Ken Jennings, quien parecía toda una máquina de trivia cuando ganó un récord de 74 juegos seguidos.
Sin embargo, lejos de ser un mero truco publicitario, La victoria de Watson fue una impresionante exhibición de IA que responde a preguntas y una máquina que navega por un mundo humano. Las computadoras que responden a preguntas humanas formuladas de manera casual han existido en la ciencia ficción durante siglos, pero la ciencia es engañosamente compleja. Watson representa uno de los primeros hitos tecnológicos reales en el campo, y aunque sus habilidades para responder preguntas son imperfectas, apuntan a un futuro lleno de interacción verbal robot / humano.
En cuanto a navegar por el mundo humano, "¡Peligro!" no es una calle bulliciosa de la ciudad, pero es un entorno humano, y uno que este robot logró dominar perfectamente. Para que los robots cambien la forma en que vivimos nuestras vidas, tienen que salir de los laboratorios y las fábricas. Watson ha hecho precisamente eso.
Este diagrama de la NASA compara nuestro propio sistema solar con Kepler-22, un sistema estelar que contiene Kepler-22b. Ames / JPL-Caltech / NASA a través de Getty Images Estás familiarizado con Ricitos de Oro y los tres osos, ¿Derecha? Un tazón de avena estaba demasiado caliente para comer uno estaba demasiado frío, pero un tercer tazón estaba bien. Los astrobiólogos y los científicos planetarios tienen un especial cariño por este cuento, ya que subraya el Principio de Ricitos de Oro , que establece que los planetas habitables deben existir dentro de una determinada órbita para poder sustentar potencialmente la vida.
En la mayor parte, La búsqueda de la NASA para trazar exoplanetas observables se ha desarrollado como las aventuras de Goldilock en la casa de los tres osos. Solo que en lugar de encontrar dos tazones de gachas inaceptables, La NASA ha catalogado cientos. La agencia ha encontrado sistemas donde planetas similares a la Tierra arden en los fuegos de una órbita cercana o se mueven congelados en un exilio distante. Si el agua líquida no puede existir allí, es un no-go para esta cosa llamada vida. Algunos soles son demasiado viejos y grandes, otros demasiado débiles. Los científicos incluso han descubierto planetas rebeldes que se mueven como samuráis sin amo a través de la Vía Láctea.
Pero 2011 fue el año en que la NASA finalmente encontró un plato de papilla planetaria razonable. El 5 de diciembre La NASA anunció que su misión Kepler había descubierto Kepler-22b, el primer planeta descubierto en la zona habitable de una estrella similar a nuestro sol. A 2,4 veces el radio de la Tierra, este pequeño exoplaneta reside a 600 años luz de nosotros. El contenido real de Keppler-22b sigue siendo un misterio por el momento, pero el exoplaneta pone a la NASA un paso más cerca de encontrar otro mundo que se sienta como en casa.
La misión Kepler busca exoplanetas analizando la caída de brillo en las estrellas cuando los planetas se cruzan en su camino. En 2011, la misión también desenterró Kepler-16b, que orbita dos estrellas, y Kepler-10b, el planeta más pequeño jamás descubierto fuera de nuestro propio vecindario solar.
El transbordador espacial Atlantis comienza un escaneo de su sistema de protección térmica después de desacoplarse de la Estación Espacial Internacional para su viaje a casa el 19 de julio. 2011. NASA / Getty Images Cuando se trata de la historia de la exploración espacial, 2011 será recordado para siempre como el año en que terminó el programa de transbordadores espaciales de la NASA después de tres décadas. Lo que comenzó el 12 de abril 1981, con el lanzamiento de Columbia, terminó el 21 de julio cuando Atlantis aterrizó en el Centro Espacial Kennedy de Florida.
La misión final del transbordador espacial despertó mucha nostalgia entre los entusiastas del espacio y el público en general. pero también planteó preocupaciones sobre el futuro de la exploración espacial tripulada. En medio de presupuestos ajustados, La NASA desechó los planes para regresar a la luna y canceló el Programa Constelación para desarrollar el sucesor del transbordador espacial.
El sistema de lanzamiento espacial está en proceso, pero no espere ver ninguna nave espacial estadounidense tripulada real hasta al menos 2019 [fuente:Boyle]. Hasta entonces, La exploración espacial humana de la NASA tendrá que depender de vuelos fletados por la Agencia Espacial Federal Rusa y compañías privadas de vuelos espaciales como Virgin Galactic.
Los miembros de la tripulación de Mars500 evitan la locura espacial en su "nave espacial" con paneles de madera. Aquí se preparan para registrar la actividad eléctrica de sus cerebros. Foto cortesía de la tripulación de la ESA / Mars500 Recuerda esa vez que casi mataste a tu hermano amigo o ser querido durante un viaje en automóvil excepcionalmente largo? Puede culpar a las condiciones de hacinamiento, tráfico atascado o irritabilidad impulsada por el hambre, pero todos sabemos lo que pasó:la locura espacial, puro y simple. Lo has visto en ciencia ficción y es una preocupación muy real para los defensores de los viajes espaciales tripulados.
Recuerde que el espacio exterior es grande y que lleva bastante tiempo llegar a cualquier parte con la tecnología actual o incluso del futuro cercano. Es por eso que la Agencia Espacial Europea cargó a seis voluntarios varones dentro de un estrecho, simulacro de nave espacial con paneles de madera y mantuvo la puerta cerrada durante 520 días. La escotilla se cerró el 3 de junio 2010, y no abrió hasta el 4 de noviembre 2011.
Durante ese tiempo, los miembros de la tripulación Mars500 realizaron experimentos para medir su estado psicológico durante el aislamiento, aguantando comida blanda y las pocas comodidades que caben en sus 19, Cámaras de 550 metros cúbicos (400 pies cúbicos).
El experimento marcó un hito en el avance continuo de la humanidad hacia una visita tripulada al planeta rojo. Los investigadores examinaron a fondo a los miembros de la tripulación cuando salieron para medir exactamente qué tan bien se mantuvieron sus cuerpos y mentes durante el aislamiento.
Hoy en día, la ingeniería de tejidos supera con creces esta visión. William Andrew / Elección del fotógrafo / Getty Images Imagine un futuro en el que los médicos desarrollen partes del cuerpo de reemplazo al hacer crecer las propias células madre del paciente sobre un andamio de polímero. Sorprendentemente suficiente, ese futuro es ahora. De hecho, El cirujano Paolo Macchiarini, con sede en Estocolmo, realizó la hazaña dos veces en 2011.
Macchiarini había aparecido anteriormente en los titulares al realizar un procedimiento similar en 2008, excepto en ese caso, hizo crecer las células del receptor del trasplante sobre una tráquea fantasma, una tráquea de un donante despojada químicamente de sus células. En esta época, sin embargo, usó un andamio de polímero sintético, un marco en forma de tráquea sobre el que crecen las células madre del paciente. Macchiarini implantó la primera de estas tráqueas artificiales en un procedimiento de 12 horas en junio y una segunda en noviembre. Ambas cirugías tuvieron éxito.
Esta tecnología de ingeniería de tejidos no solo elimina la necesidad de tejidos de donantes, pero también le ahorra al receptor los medicamentos de por vida para inhibir el sistema inmunológico y prevenir el rechazo del trasplante. Después de todo, el órgano consta de las propias células del paciente. En el futuro, los científicos esperan desarrollar órganos aún más complejos, marcando el comienzo de una nueva era de la medicina regenerativa.
Con células madre, podemos volver a cultivarlo. artpartner-images / Elección del fotógrafo / Getty Images Algunas de las posibilidades más sorprendentes de la ciencia médica dependen del uso de células madre humanas. Las células madre embrionarias pueden convertirse en cualquier tipo de célula del cuerpo humano:hueso, cerebro, lo que sea, mientras que las células madre adultas son más limitadas. Ambos tipos nos brindan los medios para regenerar tejido dañado e incluso desarrollar órganos de donantes personalizados.
Nuestras habilidades para aprovechar esta tecnología avanzaron significativamente en 2011 cuando los investigadores del Laboratorio de la Fundación de Células Madre de Nueva York reprogramaron un óvulo humano adulto a un estado embrionario. que luego creó una línea de reproducción automática de células madre embrionarias.
Los investigadores utilizaron una técnica de clonación conocida como transferencia nuclear de células somáticas para lograr su objetivo, tomar el núcleo y su material genético de una célula adulta de la piel y transferirlo al óvulo. Las células madre resultantes no eran verdaderos clones (contenían cromosomas tanto del óvulo como de las células de la piel), por lo que la tecnología no está lista para uso terapéutico. Sin embargo, Los investigadores esperan que estos hallazgos allanen el camino hacia una fuente alternativa de células madre embrionarias.
Mirad, el poderoso microcerebro! Imagen cortesía de la Universidad de Pittsburgh. La mente humana sigue siendo un paquete de misterios, pero la ciencia continúa desenmarañándolo a un ritmo asombroso. El Proyecto Cerebro Azul, por ejemplo, tiene como objetivo crear un modelo virtual de un cerebro humano en funcionamiento para 2020. Aún no hemos llegado a ese punto, pero en 2011 investigadores de la Universidad de Pittsburgh lograron crear un microcerebro artificial, derivado de células cerebrales de rata. Compuesto por escasas 40 a 60 neuronas, era capaz de 12 segundos de memoria a corto plazo.
Los investigadores lograron esta asombrosa hazaña al agregar células cerebrales de ratas embrionarias a un disco de silicio recubierto de proteínas. Las células se adhirieron a las proteínas y crecieron juntas hasta formar un anillo sólido. Cuando se estimula con electricidad, las neuronas del microcerebro llevaron el pulso durante 12 segundos, esencialmente "recordando" el estímulo.
La siguiente parada, sin embargo, no es colocar el microcerebro en una rata artificial. Los investigadores planean utilizar su creación para estudiar la transmisión de señales eléctricas en el cerebro y comprender mejor el funcionamiento interno de la memoria humana.
El telépata del cómic Charles Xavier (James McAvoy) se te viene a la mente con sus poderes psíquicos. ¿Ya no es una fantasía? Imágenes de Murray Close / Getty ¿Qué pasaría si alguien pudiera mirar dentro de tu mente y ver lo que estás pensando? Todos lo hemos pensado antes:las maravillas de la comunicación telepática y los horrores de ver cómo se erosiona el último bastión de la privacidad humana. Los neurocientíficos han pronosticado la realización de este sueño / pesadilla durante décadas, y ahora estamos más cerca que nunca de romper la fortaleza de la mente humana.
El 22 de septiembre 2011, la revista "Current Biology" publicó una Universidad de California, Berkeley, estudio en el que los científicos analizaron la actividad cerebral para obtener una visión borrosa pero precisa de la experiencia visual humana. Mostraron a los sujetos de prueba clips de YouTube mientras escaneaban los cerebros de los sujetos con una máquina de imágenes de resonancia magnética funcional (fMRI). Estos dispositivos miden el flujo de sangre en el cerebro, que se corresponde con la actividad neuronal. Los científicos pudieron tomar los datos de resonancia magnética funcional resultantes, decodificarlo en un modelo de computadora y ensamblar una interpretación visual de las películas aleatorias que los sujetos vieron a continuación.
Los investigadores esperan utilizar este desarrollo para mejorar nuestra comprensión de cómo funciona el cerebro, así como el vínculo entre la realidad y la mente.
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