Lo más cienciacional del 2013 (III de III)
En esta última selección de lo mejor del año según Science y Nature, contado por Historias Cienciacionales, se muestra lo poderosa que es la ciencia no sólo para cambiar nuestra vida, sino también la forma en que la entendemos. Un material que podría poner a competir las celdas solares con los combustibles fósiles, diversos descubrimientos importantes sobre el universo, revisiones de lo que creíamos saber sobre nuestro origen como especie y hallazgos sobre nuestra relación con los microbios que pueblan nuestro cuerpo son algunas de las cosas que hicieron de este 2013 un año cienciacional.
Esta es la tercera y última parte de este recuento cienciacional. A partir de mañana, les compartiremos nuestra selección editorial de nuestras historias cienciacionales favoritas.
Un futuro luminoso para las celdas solares
/ A todos aquellos que digan que las fuentes de energía alternas resultan demasiado caras y que por esa razón los combustibles fósiles todavía son la mejor opción, sentimos decirles que se les están acabando las excusas. Este año vio nacer el protagonismo de un material que promete revolucionar no sólo el diseño y producción de celdas solares, sino también la industria de este sistema de energía alterna. Lo que hace a este material, llamado perovskita, tan revolucionario es su bajo costo y su abundancia.
La mayor parte de las celdas fotovoltaicas (que transforman la energía de la luz solar en energía eléctrica) utilizan capas de cristales de silicio, el material que hasta ahora tiene la mejor eficiencia de conversión energética: hasta un 25%. Sin embargo, su uso resulta caro y otros materiales más baratos no logran llegar al 15% de la eficiencia. La perovskita, en cambio, ha logrado superar ese 15% de eficiencia con un fracción que va de la cuarta a la séptima parte del costo de una celda de silicio. Si llegara a costar dos terceras partes de lo que cuesta una celda solar actual y diera la misma eficiencia, se volvería competencia de los combustibles fósiles, según el Departamento de Energía de los Estados Unidos.
Este impresionante avance ha ocurrido en tan sólo cinco años de investigación en este material. Los científicos e ingenierios que se han abocado a estudiarla calculan que, dentro de dos o tres años, la perovskita podría estar llegando a la industria de manera competitiva. Henry Snaith, uno de los principales investigadores del material y fundador de una compañía que planea comercializar celdas solares con él, calcula que en 2017 podrían estar forrando edificios completos con perovskita en las ventanas (pues es semitransparente) al mismo costo que ventanas de cristal. Nature ha elegido a Snaith como uno de los científicos más importantes del 2013, mientras que Science eligió a la investigación en la perovskita como uno de los Avances Científicos del Año.
La perovskita no es un compuesto particular, sino una forma de estructura de cristal; puede incluir diferentes elementos alrededor de átomos de oxígeno (formalmente, se le conoce como estructura de perovskita, pues el primer mineral que tenía esa estructura fue llamado así). Algunas versiones de este cristal son raras, otras son muy abundantes. El principal defecto de la perovskita que se ha estudiado hasta ahora es que contiene plomo, un material tóxico, lo cual complica el manejo y desecho de las celdas. No parecería ser un buen trato tener energía limpia por un lado y contaminar con plomo por el otro. Sin embargo, en noviembre de este año, científicos de la Universidad de Pennsylvania presentaron una versión de la perovskita que, en lugar de plomo, contiene potasio y bario. Así que, además de eficiente, barata y abundante, ahora contamos con una perovskita no tóxica. Tal parece que, desde la ciencia, la mesa está puesta para comenzar a cosechar la luz del sol seriamente. Falta ver que dicen los políticos y las empresas.
Aquí una nota del MIT sobre las celdas de perovskita, en español.
Aquí la nota cienciacional sobre la versión de perovskita que no contiene plomo.
Tus micromultitudes y tu salud
/ La frase del poeta Walt Whitman, “soy inmenso, contengo multitudes”, no sólo es apropiada para describir la diversidad de ideas en una sola persona, sino que se puede aplicar literalmente para lo que ocurre en tu cuerpo. Célula por célula, en tu cuerpo hay diez veces más bacterias que células tuyas. Ese conjunto de microorganismos se conoce como microbioma. Este año, la revista Science elogió al conjunto de investigaciones sobre nuestro microbioma que están cambiando la forma en que concebimos nuestra individualidad y, además, la forma en que hacemos frente a enfermedades.
Tan solo este año, se descubrió que la combinación única de especies de microbios en nuestro cuerpo puede influir en nuestra susceptibilidad a enfermedades como fibrosis cística, algunos tipos de cáncer, infección por VIH, por mencionar algunas. También podría influir en el desarrollo de obesidad, autismo o esquizofrenia. La posibilidad de hacer transplantes de la microbiota intestinal es una terapia para tratar infecciones que no se han podido combatir de otro modo, tal como te lo contamos en esta nota.
Se descubrió que nuestra relación con nuestros microhuéspedes es tan cercana que el sistema inmune puede reconocer a los que son “amigos” de los que son “indeseados” y, de hecho, ese reconocimiento comienza desde el nacimiento.
Al parecer, el microbioma incluso puede influir en los procesos evolutivos, como se observó en tres especies de avispas, historia que puedes leer en esta nota.
Aquí te dejamos un resumen más completo de los descubrimientos de este año, por el portal Science News.
Ocho encuentros cercanos con el universo
/ Vasto como es, el universo aún nos tiene preparadas muchas sorpresas. Este año se hicieron múltiples hallazgos y avances, en nuestro vecindario y en sitios más remotos, que sólo nos recuerdan lo poco que sabemos de nuestro cosmos. Aquí te presentamos ocho de ellos mencionados por Science y Nature en sus recuentos de fin de año.
1. El origen de los rayos cósmicos. Una de las grandes interrogantes de la astronomía es de dónde provienen las partículas cargadas conocidas como rayos cósmicos. Es difícil trazar una trayectoria hasta su origen porque pueden desviarse al encontrar algún campo magnético. En febrero de este año, científicos a cargo del telescopio espacial Fermi de la NASA y en el Instituto Max Planck en Alemania encontraron, en tres diferentes remanentes de supernova, señales de que desde ahí se habían disparado partículas cargadas como las que se encuentran en los rayos cósmicos. Como lo describió un astrofísico de la Universidad de Wisconsin-Madison, “es muy cercano a tener [una imagen de] una pistola humeante”.
Para los editores de Science, estos descubrimientos son tan importantes que formaron parte de su selección de los diez Avances Científicos del Año.
2. Detectando lo indetectable. En sus primeros días de funcionamiento, el experimento LUX (Gran Xenón Subterráneo), a casi kilómetro y medio bajo tierra en Dakota del Sur, EU, no ha encontrado rastros de partículas de materia oscura pasando por la Tierra. Y es que la materia oscura es extremadamente difícil de captar: rara vez interacciona con otros tipos de materia y no refleja ni emite luz, pero sí ejerce atracción gravitacional, razón por la cual los científicos están convencidos de que compone la mayor parte de la materia del universo. Para detectarla, los científicos en el experimento LUX esperan que alguna interacción entre partículas de materia oscura y algún átomo del tercio de tonelada de xenón sumergido en 71,600 galones de agua pura sea captada por los sensores ultrasensibles que lo rodean. Eso aún no ha pasado, pero con sus primeros resultados, los científicos han encontrado que el experimento es tan sensible que seguramente ellos las detectaran antes que nadie.
3. Una imagen de la energía del Big Bang. Luego de 15 meses de recopilar datos, el satélite Planck de la Agencia Espacial Europea, generó una imagen de las microondas cósmicas de fondo (CMB por sus siglas en inglés) en el universo. En esa imagen se observa la materia entre la Tierra y el límite del universo observable. En otras palabras, es la luz que proviene de los primeros momentos del universo. Además de ser importantes para poner a prueba las distintas hipótesis de cómo se formó el cosmos, los resultados del satélite Planck apoyan la idea de que el universo se está expandiendo. Al tiempo que refinan la cifra de la velocidad a la que lo hace, arrojan cifras más precisas de la cantidad de materia y energía oscura totales en el cosmos, e incluso plantean la posibilidad de que nuestro universo esté rodeado de universos, como te lo contamos en esta nota.
4. Contemplar el espacio con neutrinos. Los astrónomos del observatorio Ice Cube, en la Antártida, están convencidos de que los neutrinos con alta energía que detectaron este año provienen del espacio exterior, y no del Sol o de los rayos cósmicos que chocan en la atmósfera del planeta. Gracias a este hallazgo, podría impulsarse una nueva forma de observación del espacio: con partículas y no sólo con radiación.
5. Curiosity sigue preguntando. Tras su llegada a Marte, Curiosity ha encontrado varias cosas que no se sospechaban, entre ellas, la posibilidad de que en el pasado hubiera agua corriente en el planeta rojo. Esto y otros hallazgos te los contamos recientemente en esta nota.
6. La Voyager 1 al fin sale de casa. Con muchos de los instrumentos de la sonda Voyager 1 fallando, los astrónomos al principio no estaban seguros si ésta ya había entrado al espacio interestelar. Sólo detectaron que, en agosto del año pasado, había entrado en una zona donde los rayos cósmicos no provenían principalmente del sol, sino de otras estrellas. Pero en septiembre de este año, gracias a datos recopilados por la sonda luego un par de explosiones solares que liberaron ondas de plasma, los astrónomos confirmaron que la Voyager 1 también había abandonado el campo magnético del Sol desde el año pasado.
Aquí te platicamos el caso de Voyager 1 cuando su situación era incierta.
7. Meteorito sorpresa. El 15 de febrero, el objeto más grande que ha llegado al planeta en 100 años impactó a 30 kilómetros de Chelyabinsk, Rusia. Liberó una energía de 30 veces la de la bomba de Hiroshima al entrar a la atmósfera. No se pudo prever su llegada, pues entró desde una región del cielo que es inaccesible a los telescopios terrestres. En octubre se encontró la roca principal del meteorito, de casi 570 kilogramos, gracias principalmente al trabajo de Viktor Grokhovsky, de la Universidad Federal de los Urales, de Rusia, quien fue elegido por Nature como uno de los científicos más importantes del año.
8. La segunda Tierra puede estar a la vuelta de la esquina. A pesar de que Kepler, el telescopio cazaplanetas de la NASA, se despidió en mayo de este año por averías irreparables, encontró una gran cantidad exoplanetas (más de 3,500) que podrían ser analizados por los astrónomos en busca de un planeta gemelo de la Tierra, tanto en densidad y masa, como en distancia de su estrella. Michel Mayor, astrónomo de la Universidad de Genova en Suiza, y uno de los científicos más importantes del año según Nature, calcula que ese descubrimiento podría llegar en cinco años o menos.
En esta historia te contamos qué le ocurrió a Kepler. Y en esta, esta y esta otra, casos de exoplanetas prometedores.
Nuestros orígenes otra vez a discusión
/ Una de las delicias del conocimiento científico es que constantemente reta la forma en que entendemos nuestra propia humanidad. Este año, varios trabajos echaron luz sobre nuestro origen como especie.
En diciembre, un equipo anunció que había podido secuenciar ADN de más de 400 mil años de edad perteneciente a un hueso de un primo de los humanos, probablemente un neandertal o un individuo de Homo heidelbergensis, ancestros de los neandertales. El análisis mostró, sin embargo, que había más similaridad genética con otro grupo humano, conocido como denisovanos, que habitaron en Siberia hace unos 80,000 años. Luego de otros estudios en los que se sugiere que neandertales, denisovanos y humanos tuvieron mucha mezcla genética (por usar el eufemismo), estos resultados podrían ayudar a esclarecer la historia de esos encuentros. Aquí te contamos la historia en su momento.
En noviembre de este año, el análisis de ADN del fósil de un niño siberiano de unos 24,000 años de edad reveló que es probable que hasta una tercera parte de la ancestría de los grupos indígenas en América provenga de europeos, y no sólo de asiáticos. Esto significaría que las poblaciones europeas migraron desde ese continente por Siberia hasta América durante la última Edad del Hielo y, una vez allí, se mezclaron con las poblaciones asiáticas que también estaban llegando. Entre las dos poblaciones dieron origen a los americanos. Una vez más, la mezcla parece ser la norma en la historia de la humanidad. Aquí hay una nota de Nature al respecto (en inglés).
Por otro lado, un cráneo fósil de 1.8 millones de años de edad encontrado en Dmanisi, Georgia, muestra que lo que se pensaba que eran tres especies de homíninos en realidad son una sola. El cráneo muestra rasgos contradictorios con lo que se creía que eran los rasgos típicos de Homo erectus, especie de la cual se encontraron varios fósiles en el mismo lugar. Eso significaría que esa especie tenía mucha diversidad anatómica, y que otros especimenes asignados a otras especies probablemente sean también Homo erectus. Para muchos paleoantropólogos, éste es uno de esos descubrimientos que reescriben los libros de texto. En su momento, te lo contamos en esta nota.
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En las imágenes, en orden secuencial: 1) Una celda de perovskita, tomada de este sitio; 2) La bacteria Escherichia coli, uno de los principales residentes de nuestros intestinos (tomada de Wikimedia Commons); 3) Una imagen de la remanente de supernova W44 observada por el telescopio Fermi, tomada de este sitio; 4) Representación artística de los homínidos que vivían cerca de las montañas de Atapuerca. Realizada por Kennis & Kennis, Madrid Scientific Films. Imagen tomada de la fuente en Max-Planck-Gesellschaft.
via Tumblr http://historiascienciacionales.tumblr.com/post/71471794696
