Galileu

dijous, 16/02/2017

En quin moment es va començar a fer servir la ciència per explicar la realitat? Una pregunta interessant que no té una resposta definitiva ja que depèn del que considerem “ciència”. De totes maneres, hi ha un cert acord en que al segle XVII va tenir lloc el que s’ha anomenat la “revolució científica”, que  correspon amb un canvi de mentalitat respecte a com ho havíem de fer per estudiar les característiques del món que ens envolta.

Un dels moments importants, que moltes vegades es marca com el tret d’inici de la revolució científica, va ser la publicació del llibre de Copèrnic “De Revolutionibus Orbium Coelestium” on es va proposar per primera vegada de manera argumentada que la Terra no era el centre de l’Univers. Però qui va encarnar el canvi de mentalitat que va tenir lloc en aquell moment i a qui han anomenat sovint el “pare de la ciència” va ser Galileo Galilei, del que ahir es va celebrar l’aniversari del seu naixement (el 15 de febrer de 1564).

De Galileo es recorda, sobretot, el seu enfrontament amb l’Església, el judici a que el va sotmetre la Inquisició i el moment en que es va veure obligat a retractar-se de la idea que el Sol i no la Terra era el centre del sistema estel·lar. Per descomptat també la frase que es diu que va pronunciar en veu baixa “E pur si muove” (I tanmateix es mou) que en realitat no se sap si va pronunciar, però que descriu molt bé al personatge.

Galileu va fer un grapat de grans descobriments. Va millorar el telescopi, va descobrir els quatre satèl·lits principals de Júpiter (els satèl·lits galileans), va estudiar el moviment del pèndol i va fer un grapat de descobriments en temes de física. Però el més important de tot va ser plantejar la necessitat d’explicar els fenòmens que observava fent servir les matemàtiques.

Ara ens sembla normal, però allò va ser un canvi de mentalitat cabdal. Els fenòmens s’havien de mesurar amb precisió i a partir de les mesures, trobar les formulacions matemàtiques que permetessin explicar el que vèiem. Va ser mesurant com queien els objectes que va demostrar que Aristòtil estava equivocat quan deia que la velocitat de caiguda depenia del pes de l’objecte. Ara ens pot semblar normal, però en aquell temps no es qüestionava Aristòtil així com així.

Bé, en realitat encara sorprèn que la velocitat de caiguda només depengui de la gravetat i del fregament amb l’atmosfera, però no del pes. Per això l’experiment de veure caure a la mateixa velocitat una bola de billar i una ploma en una sala sense aire segueix resultant cridaner.

Ara, quan pensem en un científic, el que ens ve a la ment és algú que fa experiments per mesurar les coses. Sense matemàtiques no entenem la ciència. De vegades és senzill, com en el cas de la física. Altres vegades resulta més complicat, com en la psicologia. Però si no podem mesurar, si no podem aplicar d’alguna manera les matemàtiques, el coneixement que en traiem és molt feble. Es considera que Galileu va ser el primer que es va posar a experimentar i a fer càlculs de manera sistemàtica amb els seus resultats. Això potser és una mica exagerat ja que els antics grecs també havien fet experiments i havien fet càlculs, però aquell va ser un moment de brillantor fugissera. Amb Galileu va començar la ciència moderna i avui encara seguim aplicant molts dels seus principis.

Radó

dimecres, 15/02/2017

L’any 1985, en Stanley J. Watras era un enginyer de la construcció que treballava a la central nuclear de  Limerick, a Pennsylvania. Com és natural, al lloc de feina tenien sistemes per mesurar la radioactivitat dels treballadors i un bon dia l’aparell detector es va disparar en mesurar els nivells que presentava en Watras. El problema era que la detecció va tenir lloc quan entrava a la planta, no al sortir. I d’altra banda, la central estava en construcció i encara no havien portat el combustible nuclear, de manera que aquella alarma era qualsevol cosa menys previsible. El primer dia van pensar que devia ser un problema amb l’aparell, però el cas és que Watras marxava net i descontaminat de la feina i cada matí tornava mostrant nivells de radiació elevats. Allò es va conèixer com “l’incident Watras” i va destapar un problema que hi ha a moltes cases.

Perquè quan els investigadors es van adonar que en Watras no portava la radioactivitat de la feina cap a casa sinó a l’inrevés, van anar al seu habitatge i van detectar uns nivells de radioactivitat ambiental centenars de vegades superiors als establerts com a segurs. En aquella casa hi havia una font desconeguda de radioactivitat.

En realitat no era desconeguda. Es tractava del gas radó, que és un dels elements radioactius que es generen quan es desintegra l’urani. Ara sabem que una certa quantitat d’aquest gas es pot trobar a gairebé tot arreu i que forma part de la radioactivitat natural que hi ha a tot el planeta. El que passa és que la quantitat pot variar molt en funció de la geologia de la zona i depèn de la quantitat d’urani que continguin les roques de la regió. Serà més elevada en terrenys silicis i menys en els que són calcaris o argilosos.

La clau és que a les roques hi ha una petita quantitat d’urani que lentament es va desintegrant i emetent radó. Com que el radó és un gas, pot anar difonent i arribar a la superfície. El radó no dura gaire, una mica menys de quatre dies de vida mitjana, però això vol dir que es pot detectar durant setmanes. I l’urani no deixa mai d’anar generant nou radó, de manera que al final s’acaba acumulant. Per cert, quan es desintegra es transforma en poloni, que tampoc dóna bon rotllo.

D’altra banda, és un gas relativament “pesant”. Això vol dir que té tendència a quedar-se a les zones baixes. I també resulta que és un dels anomenats “gasos nobles” que es caracteritzen per tenir molt poca tendència a reaccionar químicament amb res. Tot plegat fa que si vius en una casa construïda sobre una zona en la que la composició del terreny conté gaire urani, amb molta probabilitat els soterranis de la casa quedaran plenets de gas radó radioactiu.

El que passa amb els gasos és que els respirem. I tenir un element que emet radioactivitat a dins els pulmons és mala idea. També s’ha vist que si a sobre ets fumador, els efectes no se sumen sinó que es multipliquen, de manera que un cert percentatge dels càncers de pulmó son deguts no al tabac sinó al gas radó que inhalem. De fet, el radó és la segona causa de càncer de pulmó.

És clar, es tracta de radioactivitat natural, de manera que evitar-la es fa una mica complicat. Cal vigilar on es construeix i si la zona és propensa a la generació d’aquest gas cal fer els edificis amb sistemes d’aïllament. També cal trobar sistemes per airejar els edificis, especialment les plantes baixes. En zones de clima mediterrani pot ser senzill, però hi ha indrets on és més complicat. I sobretot cal tenir la informació. Hi ha sistemes per mesurar el radó ambiental de manera que pots saber si tens un problema a casa o no. És la única manera ja que el gas és invisible, no fa olor i no reacciona amb res.

Ara han fet el mapa de zones geològiques amb més o menys risc de radó. Per algunes zones de Galícia i Castella cal anar amb compte. Aquí el risc es mitjà, però el problema amb Catalunya és que el territori és molt variable, de manera que, com indiquen els qui han fet el mapa, l’important és la mesura directa de la casa concreta.

Sempre hi ha qui afirma tenir poders…

dimarts , 14/02/2017

Imaginem que passaria si algú anés a parlar amb els representants d’una cadena de televisió (la que preferiu) i afirmés que pot retransmetre un programa sense necessitat de càmeres, micròfons ni equip tècnic. Que ell té la capacitat de modular les ones de radio amb el poder de la ment i pot generar unes vibracions quàntiques que alteren el senyal de manera que a les cases es rebi el programa que està creant a la seva ment.

Podeu imaginar quina seria la resposta dels realitzadors de televisió? Quant temps dedicarien a escoltar aquests raonaments? Amb certesa se’l traurien de sobre sense gaire miraments i no dedicarien ni un minut a perdre el temps amb aquestes ximpleries. Suposo que tampoc el convidarien a tertúlies per discutir amb tècnics de televisió, dels de veritat, si allò que afirma és possible.

Aleshores, aquest visionari començaria una campanya dient que si no li fan cas deu ser perquè treballen per alguna cadena amb molts interessos en mantenir la informació controlada. I qui en dubti serà perquè no té la ment oberta a altres possibilitats de transmetre la informació. Ep! Que els tècnics de radiotelevisió no ho saben tot! Al menys li haurien de donar la oportunitat i estudiar les seves propostes. Després de tot, una vegada va pensar molt intensament en un programa de televendes i quan un conegut seu va sintonitzar la tele, efectivament va topar amb un canal on feien una transmissió de televendes! Això són dades que s’han de saber i que els poders televisius oculten!!

De nou, el més probable és que ningú en fes cas. Els raonaments i les afirmacions són tan absurds que caldrien demostracions extraordinàriament convincents per començar a prendre-ho en serio. I si un tècnic de televisió li donés la oportunitat de fer un programa en aquestes condicions, algú l’hauria d’acomiadar immediatament per manifesta incompetència i per credulitat extrema.

Doncs curiosament, tot això que ens sembla una bestiesa evident, hi ha moltes persones que ho troben d’allò més normal en temes de salut. Hi ha qui entén que és absurd que algú pugui emetre un programa modulant les ones de radio amb el poder de la ment, però es creu sense més que es pot curar algú modulant unes energies vitals amb el poder de la ment. La propera vegada que topeu amb ofertes sospitosament trencadores en temes de salut, suggereixo que imagineu que pensaríeu, com reaccionaríeu, si es tractés d’una afirmació similar però en el tema de la vostra feina.

De totes maneres el més preocupant és quan qui s’ho creu són les Universitats o els centres de salut. Quan apareixen cursos universitaris sobre astrologia o suposades teràpies que van quedar obsoletes fa segles, algú hauria de plantejar-se que està fallant en les institucions que, suposadament, ens han d’ajudar a deixar enrere les supersticions.

El llegat de Darwin

dilluns, 13/02/2017

Ahir es va celebrar l’aniversari del naixement de Charles Darwin. El pare de la Teoria de l’Evolució va néixer el 12 de febrer de 1809, ara fa una mica més de dos-cents anys. És ben curiós que la seva obra encara sigui objecte de discussió en alguns ambients. No en el científic, per descomptat. Des del punt de vista de la ciència, la teoria de l’evolució no presenta dubtes importants. Per descomptat que, com totes, es va sotmetent constantment a prova i es van revisant els detalls. Però igual que la relativitat, la teoria atòmica o la física de Newton, cap científic seriós pensa que sigui errònia. Això només està en la ment d’alguns polítics, determinats líders religiosos i altres persones poc informades o voluntàriament ignorants.

En alguna ocasió s’ha dit que la teoria de l’evolució és la idea més important de la ciència. Evidentment és exagerat. També podríem dir-ho de la teoria de la relativitat, de la mecànica quàntica, del càlcul diferencial o d’un grapat de grans avenços que van marcar un abans i un després. Però és veritat que tot el relacionat amb la vida només es pot entendre si ens ho mirem des d’una perspectiva evolutiva.

Això aplica a la forma dels organismes, a les estructures de les proteïnes, a la informació dels gens o a les relacions entre poblacions. Tant se val a quin nivell analitzem la manera d’expressar-se de la vida que immediatament podem reconèixer la marca de l’evolució. Podem anar ordenant per similituds en l’estructura de les extremitats dels animals, en la forma de les proteïnes de la membrana de les cèl·lules, en l’ordre en el que els nucleòtids es disposen en el DNA o en la seqüència de reaccions de les vies metabòliques, i trobarem un ordre que coincideix en tots aquests nivells.

La gràcia de Darwin va ser proposar un mecanisme que feia que aquest ordre emergís de manera inevitable. La selecció natural va ser la seva gran idea i va obrir el camí per entendre com s’adapta la vida a les condicions canviants del planeta. Ara, aquella idea senzilla l’hem refinat molt més i fins i tot l’hem pogut observar en acció en experiments amb bacteris.

Espero que algun dia els humans trobaran vida en algun altre indret de l’Univers. No tinc ni idea de quines característiques tindrà, però estic del tot segur que els mecanismes essencials de l’evolució també estaran actuant en aquell planeta. Que les diferents generacions d’éssers vius no seran idèntiques i a la llarga s’aniran acumulant les diferències, amb especial probabilitat per aquelles que afavoreixin la supervivència, la capacitat de reproducció o el que sigui.

Es pot dir que no tenim en tenim la certesa absoluta. Però és que en ciència això no existeix. Donem per fet que les lleis de la física es compleixen arreu de l’Univers i fins ara no hem trobat res que indiqui el contrari, però no deixa de ser una suposició. De totes maneres, tampoc cal filar massa prim amb detalls quasi filosòfics. Darwin va transformar el que era un grapat de dades sobre els éssers vius, molt interessants però inconnexes, en una entitat que s’escampava i es diversificava al llarg dels temps. I quan has intuït aquesta realitat, ja mai més mires la natura de la mateixa manera.

Aquest experiment es fa amb els genitals?

divendres, 10/02/2017

Demà és el Dia Internacional de la Dona i la Nena a la Ciència. De nou tornarem a sentir parlar de grans científiques i de propostes per motivar les nenes a endinsar-se en carreres relacionades amb ciència i tecnologia. Per descomptat repassarem les estadístiques i tornarem a veure que malgrat que ja hi ha pràcticament el mateix nombre de nois que de noies a les universitats, aquestes proporcions canvien substancialment a mida que escalem en els nivells acadèmics fins tenir una desproporció absurda en els rectorats de les universitats o a les direccions dels centres de recerca.

I com cada any, tornaré a preguntar-me com és possible que seguim així? Sé perfectament que la societat és masclista, que hi ha sostres de vidre i barreres que compliquen la vida a les dones. Ho sé, i tot i així segur que el problema és més important del que sospito ja que, pel fet de ser home, hi ha molts obstacles dels que no en soc conscient a no ser que me’ls facin notar expressament. Això passa a tots els àmbits socials i la ciència no és cap excepció.

Durant molts anys pensava que el dèficit de dones en els càrrecs de decisió era simple conseqüència del retràs històric en la incorporació de les dones a les carreres científiques. Aquest fet és una realitat i no es pot ignorar, però si només fos això, a hores d’ara ja ha passat prou temps com per estar gairebé igualat, de manera que l’excusa ja no s’aguanta.

Tot plegat em posa de mal humor ja que la ciència és dels àmbits on la diferència entre homes i dones resulta menys rellevant (…ho és en algun camp?). No puc deixar de recordar una imatge que hi ha a internet per decidir si una joguina és per nens o per nenes. Un arbre de decisions on t’has de preguntar si per jugar-hi cal fer servir els genitals. Si la resposta és afirmativa, vol dir que no és una joguina infantil, i si és negativa vol dir que serveix tant per nens com per nenes.

Doncs amb la ciència passa una cosa similar. Els genitals no es fan servir per res quan fem experiments al laboratori. Tenir testicles o ovaris és irrellevant per interpretar les dades obtingudes amb un espectrofotòmetre o amb un accelerador de partícules. Que els pits estiguin desenvolupats no modifica la manera de dissenyar un experiment. La barba resulta inútil per omplir un formulari quan demanes un projecte de recerca. El càlcul diferencial és igual de complicat si el fa algú amb una proporció de greix subcutani més o menys gran. El nivell de massa muscular fa molts anys que va deixar de ser rellevant ja que quan cal moure equip molt pesant intentem fer-ho amb les eines i la maquinària adequades. Ni la testosterona ni la progesterona son determinants per escriure articles científics.

En el cas dels científics, com en quasi totes les professions, les diferències físiques i emocionals entre homes i dones resulten importants quan deixem la feina i ens n’anem de festa amb ganes de lligar. Per endinsar-se en el joc de la seducció, visca les diferències i que cadascú les visqui com li plagui! Però fins aquell moment, el simple fet de suggerir que pot haver-hi diferències entre homes i dones a l’hora de resoldre un problema científic o de dirigir un centre de recerca, és insultant.

En realitat tot això no té res a veure amb les capacitats. És la simple inèrcia que s’arrossega de sempre, que costa canviar i que es va infiltrant com una idea perversa per la societat. Fa poc més d’un any, en una enquesta sortia que el 63% de la població creia que les dones no servien per la ciència d’alt nivell. Una dada depriment que evidencia que encara queda molt per aprendre sobre què és la ciència i, encara més greu, sobre com són les dones…

El llarg camí del DNA

dijous, 9/02/2017

A mitjans del segle passat, el gran problema de la biologia era identificar quin era el suport químic de la informació genètica. Ja tenien el concepte de gens, entesos com les unitats d’informació genètica, però ignoraven en que consistia. La idea que tenia més èxit era que al nucli de les cèl·lules hi hauria unes proteïnes particulars que complien aquesta funció. Semblava assenyat ja que les proteïnes eren versàtils, podien formar cadenes i estaven constituïdes per vint aminoàcids diferents. Era temptador pensar en un alfabet de vint lletres amb el que escriure la informació genètica.

Al nucli també hi havia el DNA, però aquest es considerava com un material de suport. Una mena de estructura on s’aguantarien els autèntics gens. Ara ens sembla curiós, però en aquell temps no era cap ximpleria. Després de tot, el DNA nomes tenia quatre “lletres” que, a sobre, mantenien unes proporcions constants de dos en dos. Semblava que allò no donava per gaire sofisticació.

Però un seguit d’experiments van començar a apuntar al DNA com a material genètic i finalment, l’any 1953 Watson i Crick van publicar un article on proposaven l’estructura de doble hèlix que permetia entendre com funcionava el DNA com a material genètic.

Aclarit això tocava desxifrar el “codi genètic”. Al DNA hi havia les instruccions per fabricar les proteïnes. És a dir, en quin ordre es posaven els aminoàcids. Ep! Però a les proteïnes hi tenim vint aminoàcids i al DNA nomes hi ha quatre nucleòtids. Això volia dir que, com a mínim, calia anar llegint els nucleòtids en grups de tres per tenir més de vint combinacions.

Els primers intents van ser senzills. Van posar en un bacteri una cadena de DNA que només tingués adenines, tipus A-A-A-A-A-A-A….. i van veure que la proteïna que fabricava estava feta únicament per l’aminoàcid lisina Lys-Lys-Lys-Lys… De manera que la primera peça del codi era AAA es tradueix per Lisina (per cert, això ho va fer Severo Ochoa i per això va guanyar el premi Nobel l’any 1959). La resta de combinacions van trigar més, però finalment es va acabar esbrinant tot el codi. Des d’aleshores podem llegir la seqüencia d’un gen i saber quina proteïna fabricarà.

Però, és clar, amb això no n’hi ha prou. A més de la informació de quina proteïna es fa, cal més instruccions per decidir quan es fa. No tots els gens funcionen tota la estona. Al principi de la cadena del DNA de cada gen hi ha una zona que serveix per controlar l’activitat del gen. Esbrinar això ho van començar a fer els francesos Jacob i Monod a principis dels anys 60, amb sistemes de regulació senzills. Ara encara els estem estudiant i podem dir que els sistemes de control, els promotors, realment son complicats amb ganes.

Amb tot això semblava que ja enteníem com funcionava el DNA i es va començar a analitzar les seqüències dels gens. En fer-ho van començar a sortir més sorpreses. Aquella seqüència que pensàvem que es llegiria seguida per transcriure-la a proteïna estava plena de regions de DNA que no apareixien a la proteïna. La majoria de gens estan fets a trossos (anomenats exons) i la cèl·lula s’encarrega de enganxar-los per ordre quan toca. Això ha sigut una bona jugada de l’evolució , que combinant aquests exons en ordre diferent pot fabricar diferents proteïnes a partir d’un únic gen. També ha sigut una bona manera de marejar als investigadors i als estudiants…

Estudiar cada gen per separat anava bé al principi, però era una mica cutre. De manera que finalment ens vàrem posar a seqüenciar tot el genoma humà. Volíem saber, de principi a fi, quina era la seqüència dels tres mil dos-cents milions de nucleòtids del nostre DNA. Va costar però es va fer. I més sorpreses. La majoria del DNA no semblava ser gens tal com els enteníem. Li van dir DNA brossa, però això era una ximpleria. Ara sabem que serveix també per controlar el funcionament del DNA de manera que tot just comencem a entendre.

I finalment va resultar que la informació es podia modificar, afegint marques químiques a les bases del DNA. Es diuen marques epigenètiques, perquè estan afegides a la genètica, i representen un nou nivell de complexitat.

De vegades sembla que les coses van lentes. Però si mirem com hem avançat en el coneixement de la genètica veiem que tot va molt de pressa i que en poc temps hem fet molt camí. Després de tot, fa relativament poques dècades que es van adonar que els gens no estaven fets de proteïnes sinó de DNA. I mira quant hem avançat des d’aleshores!!!

Epidèmia vegetal

dimecres, 8/02/2017

Si ens parlen d’epidèmies, de seguida pensem en malalties humanes, però la resta d’éssers vius també poden patir el flagell d’una epidèmia letal. D’això no se n’escapen ni els vegetals. El que passa és que sovint, els humans en patim també les conseqüències. És el que està succeint amb una epidèmia que es va estenent imparable arreu del món i que afecta un grapat de plantes diferents. El culpable és Xylella fastidiosa, un bacteri que es va posant en el punt de mira de tothom qui estigui relacionat amb l’agricultura i que sembla que encara ens donarà molts maldecaps.

 Aquest organisme forma part de la classe Gammaproteobacteria, un detall que a la majoria no ens diu gran cosa, i va ser descrit per primera vegada a Califòrnia, fa més d’un segle, en relació amb una malaltia de les vinyes. Com moltes malalties dels vegetals, per passar d’una planta a l’altre fan servir els insectes com a vectors. Ara sabem que el bacteri pot viure en dos indrets, el xilema de les plantes que infecta i el sistema digestiu dels insectes que fa servir de vector.

Per desgràcia, el seu ventall de possibles hostes és molt ampli. Hi ha més de tres-centes espècies vegetals que poden ser infectades per Xylella fastidiosa, i el nombre d’insectes que la poden transportar també és elevat. A sobre, molts vegetals poden estar infectats sense mostrar símptomes de malaltia, així que la seva distribució pot ser més gran i tot del que ens pensem.

I no es que sigui petita. El bacteri es pot trobar des dels Estats Units fins l’Argentina. I amb tota probabilitat transportat pels humans, l’any 2013 va arribar a Itàlia i ara ja es troba a França, Alemanya i, des de fa poc, a Mallorca i Eivissa. El transport d’oliveres infectades i no els insectes és el que està afavorint la seva expansió.

Segons la planta que infecti, la malaltia és diferent. Això també depèn de la soca concreta del bacteri que actuï. En el cas europeu, el problema és per les oliveres, però pot ser qüestió de temps que també afecti vinyes, ametllers, cirerers i fins i tot plantes ornamentals. El seu ventall de possibilitats és inquietantment ampli.

La causa de la malaltia es fa evident quan el bacteri s’instal·la en el xilema de la planta. El xilema és com el sistema circulatori del vegetal. Els vasos per on circula la saba en el seu camí de les arrels a les fulles. Tant bon punt hi arriben els bacteris comencen a agrupar-se i a generar una capa de material biològic que les protegeix i que coneixem com “biofilm bacterià”. Aquesta mena de moc tapona els vasos del xilema i talla el camí de la saba cap a la resta del vegetal, que s’asseca i al final acaba morint. Per cert, el biofilm també fa que els possibles tractaments tinguin més dificultats per arribar fins les cèl·lules bacterianes.

El resultat és que ara mateix no hi ha cap tractament útil per lluitar contra aquesta plaga. A Itàlia, hi ha regions productores d’oli que han perdut milers d’oliveres. En altres indrets, com Califòrnia, van ser les vinyes les afectades. I per ara només podem mirar de frenar la seva distribució amb mesures de aïllament que, abans o després, acaben fallant.

El problema de frenar

dimarts , 7/02/2017

Des que es va anunciar la descoberta de planetes del tipus Terra orbitant Pròxima del Centaure, l’estrella més propera al nostre sistema solar, aquests veïns estel·lars han esdevingut el punt de mira de tots els projectes de viatge a les estrelles. Normal, ja que quan et planteges un viatge d’aquestes dimensions, el més assenyat es començar visitant als veïns més propers.

El problema sempre és el mateix. La distància descomunal que ens separa. Malgrat ser l’indret sòlid més proper, Proxima Centaure està a una mica més de quatre anys llum. Si a la velocitat de la llum es triga quatre anys per arribar, a les velocitats “normals” que podem assolir actualment, la durada del viatge es conta per segles o mil·lennis. Però hi ha alternatives que val la pena explorar.

La més òbvia és la de no anar-hi nosaltres sinó enviar una sonda no tripulada. Un viatge amb humans implicats sí que cau fora de tota previsió tecnològica assenyada. Però el problema segueix en peu. Volem que la sonda arribi i ens enviï informació en un temps raonable. Una proposta va ser la de fer servir petites (molt petites) sondes unides a veles solars que aprofitarien els fotons i altres partícules que emet el Sol (el que s’anomena vent solar) per accelerar a velocitats que ja serien interessants. Posem, un 20% de la velocitat de la llum. Seixanta mil quilòmetres per segon. Les sondes serien molt petites i passarien pel sistema de Pròxima tant de pressa que només hi estarien unes hores, després de vint anys de viatge.

Això és una mica empipador, però és el que passa quan vas molt de pressa; que costa molt frenar. De totes maneres, encara podem fer es coses millor. Ara estan especulant com ho podríem fer per frenar en arribar allà. Recordem que el que enviem és una nau de la mida d’un telèfon mòbil arrossegada per una vela solar de molts metres de diàmetre. Això vol dir que no portem combustible per encendre uns “motors d’aturada”. De fet, tampoc portem cap tipus de motor.

Dons la idea és imitar als mariners i fer servir les mateixes veles per fenar. La sort és que Pròxima de Centaure forma part d’un sistema estel·lar triple. De sempre s’havia parlat de l’estrella alfa de Centaure (αCent.), fins que es va veure que en realitat eren tres. “αCent.A”, “αCent.B” i, finalment, “αCent.C” Aquesta tercera és la que també coneixem com Pròxima de Centaure, ja que ara mateix és la mes propera a nosaltres.

La idea es que el vent estel·lar generat per αCent.A,  combinat amb el seu camp gravitatori, freni una mica la sonda que hi enviem i, sobretot, la desviï de la seva trajectòria, fent-la girar en direcció a l’estrella B. Temps després, quan s’acostés a αCent.B, ja més lentament, es tornaria a frenar i a desviar en direcció a Pròxima, on una tercera maniobra la posaria en òrbita. A més, per començar, la nau hauria de fer el viatge “només” al 5% de la velocitat de la llum.

Tot plegat… Noranta cinc anys de viatge fins Alfa centaure A i B, i quaranta cinc anys més fins Pròxima. Sembla molt, però reduir un viatge de milers d’anys a nomes cent quaranta anys és una gran millora! Ah! I quatre anys més per rebre la transmissió provinent de la sonda, és clar.

Sí. Seguim parlant de temps molt llargs, però… que voleu? La tecnologia no és massa llunyana i ja es van provant veles espacials. Els sistemes de frenada aprofitant la gravetat es fan servir de manera rutinària. En aquest cas seria una frenada fotogravitacional, però el concepte és similar. Fins que ningú inventi un motor Warp funcional, haurem de jugar amb aquestes magnituds.

Fermentats, destil·lats, i caques de microbis

dilluns, 6/02/2017

Una característica de la majoria de les cultures és que han trobat la manera de produir begudes alcohòliques. El tipus de producte depèn dels materials disponibles a la zona, però abans o després s’ha anat trobant la manera de fermentar vegetals i produir vi a partir del raïm, cervesa a partir dels cereals, sake a partir de l’arròs, kumis a partir de la llet o pulque a partir de les atzavares.

La fermentació la fan uns microorganismes que obtenen energia a partir dels sucres i que com a productes residuals excreten CO2 i etanol. No deixa de fer gràcia pensar que, des d’un punt de vista estrictament bioquímic, les begudes alcohòliques estan fetes amb l’equivalent a les caques dels llevats.

El cas és que quan es mira el tipus de begudes alcohòliques que hi ha, veiem que es poden agrupar en dos grans grups. Els fermentats i els destil·lats. Els fermentats tenen una quantitat menor d’alcohol i en formen part begudes com el vi o la cervesa. Els destil·lats ja tenen quantitats molt més grans i parlaríem de coses com el conyac, el whisky, el vodka i similars. En aquests casos, el percentatge d’alcohol pot arribar a ser molt i molt elevat.

La diferència ja ens la indica el mateix nom. Els fermentats només tenen l’alcohol produït durant la fermentació alcohòlica causada pels microorganismes. El tipus de microorganisme i el producte de partida que faran servir com a nutrient condicionaran les característiques del producte final, però la quantitat d’alcohol difícilment serà superior als vint graus alcohòlics. El motiu és que a partir d’aquesta quantitat els microorganismes responsables de generar-lo comencen a morir. En canvi, els destil·lats comencen amb un procés de fermentació i després es fa la destil·lació, un procés per eliminar aigua i deixar-hi l’alcohol, cada vegada més concentrat. Com que és una manipulació en la que ja no calen microorganismes, el nivell d’alcohol pot pujar fins a concentracions molt més elevades.

La idea és senzilla; l’etanol és més volàtil que l’aigua, de manera que si escalfem el producte fermentat, l’alcohol s’evaporarà abans que l’aigua. La gràcia és trobar la manera de refredar el vapor d’etanol per fer que torni a l’estat líquid, mentre que l’aigua original encara no s’haurà evaporat. No és un sistema de tot o res i també hi ha altres productes volàtils que aniran amb l’alcohol, uns productes que seran diferents segons el tipus de fermentat original. Per això al final trobem diferències entre conyac, tequila, rom o ginebra. Naturalment, els artesans li poden afegir més elements per donar-li el gust particular que busquen en cada cas.

Al final, els humans hem anat descobrint com mantenir cultius de microbiologia, aprofitar cadenes de reaccions bioquímiques i aplicar tècniques físiques relacionades amb els canvis d’estat de la matèria per fabricar unes curioses begudes, relativament tòxiques però amb propietats euforitzants i addictives. I, com deia al principi, la clau de tot plegat és l’etanol, que no deixa de ser el producte d’excreció d’un microbi.

Doctorat

divendres, 3/02/2017

Llegeixo a la Viquipèdia que el doctorat consisteix en “un període de docència i un de recerca, amb la lectura pública en acabar d’un projecte o tesi doctoral sobre un tema especialitzat”. I des del punt de vista acadèmica és el grau més elevat que es pot aconseguir. “Doctor” és una paraula interessant, derivada del verb llatí “docere” (ensenyar), de manera que un doctor, en el sentit acadèmica vindria a ser “aquell que pot ensenyar”. També relacionada amb “docent” (que ensenya) i amb “docte” (savi, que ha sigut ensenyat).

Una de les coses més interessants de la tesi doctoral, és el moment en que els estudiants s’adonen que allò que estan intentant resoldre ja no ho poden trobar en cap llibre. Fins aleshores, algú els ha explicat coses, els ha donat la informació que havien d’assimilar i la seva feina consistia en incorporar aquests coneixements. Però quan arriben al laboratori per fer un doctorat estan començant a fer les primeres passes endinsant-se en el desconegut. El que s’espera és que empenyin una miqueta més enllà el coneixement en el tema concret de la seva tesi. I adonar-te que ja estàs movent-te en els límits del que sabem és una sensació que pot ser una mica desconcertant.

Una de les decisions més importants que has de prendre quan agafes estudiants per fer el doctorat és identificar els que seran bons investigadors i aquells que només son bons estudiants. Hi ha qui és molt bo aprenent coses, però que resulta negat per imaginar coses noves, per dissenyar experiments o per interpretar dades. I en això t’has de guiar per la intuïció ja que l’expedient acadèmic no dona gaires pistes sobre com serà en el dia a dia de la recerca. Si no tries bé, pots trobar-te amb algú al laboratori que no fa més que esperar a que li diguis que ha de fer o a que interpretis tu els seus resultats. Si, en canvi, tries bé, s’incorpora a l’equip algú amb una nova manera de pensar, de plantejar els problemes i de buscar la manera de trobar els respostes a les preguntes que ens plantegem.

La decisió és encara més important si pensem que la major part de la recerca depèn de la feina dels doctorands. A les notícies sempre apareixen els caps de grup, però els qui estan al laboratori, fent jornades interminables i emportant-se la part més dura (tot i que també la mes divertida) de la feina són els doctorands. Sense ells, la recerca del país simplement s’aturaria.

He de dir que jo he tingut, en general, força sort. Quan miro enrere i recordo les tesis doctorals que he pogut dirigir sento que, en la majoria dels casos, ho vaig encertar. El problema és que en una breu entrevista o en un intercanvi de missatges no pots saber massa cosa sobre la persona que tens al davant. En realitat només busco notar a la mirada un cert nivell d’entusiasme, de ganes per ficar-se en aquest mon de bojos que és la recerca científica. D’altra banda, quan acaben la tesi també experimento una certa angoixa ja que mai estàs prou segur d’haver format bé als teus estudiants. Potser en altres laboratoris haurien aprés més tècniques, haurien fet més contactes amb grups d’alt nivell, haurien publicat millors articles, haurien madurat més com a científics… Una inseguretat que no porta enlloc, de manera que no val la pena donar-hi massa voltes.

En tot cas, avui és un d’aquests dies en què em sentiré insegur i, alhora, una mica orgullós. La doctoranda que m’ha aguantat els últims anys defensarà la seva tesi doctoral i posarà punt i final a la seva etapa d’estudiant. L’últim pas en un camí que va començar fa uns anys, quan vàrem entrar en contacte d’una manera ben curiosa però que em va permetre intuir la mena d’entusiasme-me que buscava. Ara, anys després, m’adono que ja fa temps que vaig deixar d’ensenyar-li res i que, en realitat, anàvem aprenent plegats. Descobrir que tu també estàs aprenent dels teus alumnes és una de les millor coses que et poden passar com a director de tesi. Vol dir que vas triar bé.