Una vida distinta a la que conocemos, posible en Titán


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  • Científicos de la Universidad de Cornell diseñan la forma de vida basada en el metano que creen podría subsistir en la luna de Saturno
Una vida distinta a la que conocemos, posible en Titán

James Stevenson La representación de un «azotosome», de 9 nanómetros, el tamaño de un virus

La vida tal y como la conocemos, la que existe en la Tierra, requiere de agua líquida para subsistir. Pero quizás en otros mundos la química de la vida sea diferente. El genio de la ciencia ficción Isaac Asimov escribió en 1962 un ensayo sobre la vida no basada en el agua titulado «No es como la conocemos». Este escrito ha inspirado a un grupo de ingenieros y astrónomos de la Universidad de Cornell en Ithaca, Nueva York (EE.UU.), que cree que eso es lo que puede ocurrir en Titán, la luna gigante de Saturno, un mundo frío y cruel cubierto de mares de metano líquido en vez de agua. Los investigadores sugieren que Titán podría albergar células basadas en metano que no requieren oxígeno, y que metabolizan, se reproduzcen y hacen todo lo que la vida hace en la Tierra, aunque a su manera.

Los científicos creen que esta teórica membrana celular podría contener pequeños compuestos de nitrógeno orgánico, capaz de funcionar a temperaturas de metano líquido de 292º bajo cero.

«No somos biólogos ni astrónomos, pero tenemos las herramientas adecuadas», dice Paulette Clancy, experta en dinámica de química molecular. «Tal vez eso ayudó, porque no llegamos con ideas preconcebidas sobre lo que debería ser una membrana y lo que no. Tan solo trabajamos con los compuestos que sabíamos estaban allí».

Una vida distinta a la que conocemos, posible en Titán

Los investigadores, con una imagen de Titán delante de Saturno y la teórica membrana celular Jason Koski

En la Tierra, la vida se basa en la membrana bicapa de fosfolípidos, la vesícula fuerte, permeable, a base de agua que alberga la materia orgánica de cada célula. Una vesícula hecha de una membrana de este tipo se llama liposoma. Por lo tanto, muchos astrónomos buscan vida extraterrestre en lo que se llama la zona de habitabilidad de una estrella, en la que puede existir agua líquida. ¿Pero qué ocurriría si las células no se basan en el agua, sino en metano, que tiene un punto de congelación mucho menor?

Los ingenieros llamaron a su membrana celular una «azotosome», ya que «azote» es la palabra francesa para el nitrógeno, y significa «cuerpo de nitrógeno». El azotosome está hecho de moléculas de nitrógeno, carbono e hidrógeno, que se sabe existen en los mares criogénicos de Titán, pero muestra la misma estabilidad y flexibilidad que el liposoma análogo de la Tierra.

Los ingenieros emplearon un método de dinámica molecular para elegir compuestos candidatos a partir del metano para el autoensamblaje en estructuras tipo membrana. El compuesto más prometedor que encontraron es un azotosome acrilonitrilo, que mostró una buena estabilidad, una fuerte barrera a la descomposición, y una flexibilidad similar a la de las membranas de fosfolípidos en la Tierra. El acrilonitrilo es un venenoso compuesto incoloro, un líquido orgánico usado en la fabricación de fibras acrílicas, resinas y termoplásticos, que está presente en la atmósfera de Titán.

El siguiente paso es tratar de demostrar cómo estas células se comportarían en el entorno de metano, lo que podría ser análogo a la reproducción y el metabolismo en las células sin oxígeno y a base de metano.

«El nuestro es el primer diseño de vida que no se parece a la que conocemos», dicen los científicos, que esperan probar sus teorías algún día en el mismo Titán, cuando seamos capaces de enviar una sonda que flote en sus mares y pueda analizar directamente la materia orgánica.

El misterio de la bomba atómica que quisieron fabricar los científicos nazis


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  • En 1943, el físico alemán Heisenberg afirmó que sería capaz de crear un explosivo con «un poder destructor desconocido hasta hoy», pero el proyecto falló por causas desconocidas
El misterio de la bomba atómica que quisieron fabricar los científicos nazis

EPA A pesar de que se desconoce si se llegó a disponer de la tecnología para fabricarla,

Si hay unos días que difícilmente serán alguna vez olvidados por la historia son aquellos en los que -en plena Segunda Guerra Mundial- el gobierno de Estados Unidos lanzó dos bombas atómicas sobre las ciudades de Hiroshima y Nagasaki. No es para menos, pues aquel terrible acto de 1945 se tradujo en cientos de miles de muertos, en un horror inimaginable y, para colmo, en una condena nuclear que pervivió durante décadas en Japón.

Sin embargo -y desde el punto de vista militar- estas bombas cumplieron su cruel objetivo: obligar al país nipón a llenar una ingente cantidad de ataúdes y, finalmente, capitular ante los aliados. Viendo su triste efectividad no resulta extraño afirmar que, durante la guerra, se inició una carrera armamentística increíble entre los diferentes países con el objetivo de obtener el que, para muchos científicos, sería el explosivo más efectivo del planeta.

Así pues, desde la potente Estados Unidos hasta U.R.S.S. de Stalin se embarcaron en sus respectivos proyectos nucleares con el objetivo de utilizar la energía acumulada en los átomos para dar un cruel escarmiento a sus enemigos. De la misma forma, el régimen nacionalsocialista de Adolf Hitler también sintió la llamada de la supremacía armamentística y, como ya hiciera en otros tantos campos, puso a sus físicos a trabajar en el proyecto.

La ciencia en el Tercer Reich

La historia de cómo Alemania combatió (científicamente hablando) para obtener la bomba atómica comenzó en 1939. Por aquel entonces, Adolf Hitler -en la poltrona gracias a unas elecciones- ya había atacado con sus legiones Panzer a la maltrecha Polonia y había logrado provocar una guerra que, a la postre, sería mundial. Fue en ese momento también en el que Peter Debye (director del Instituto Káiser Guillermo de Física –una de las instituciones más respetadas en la materia del país-) recibió una carta del Führer informándole de que, en lo sucesivo, su organismo dejaría a un lado las investigaciones tradicionales.

Por el contrario, éstas pasarían a tener una finalidad más útil a la causa militar y menos elevada a nivel científico. «El 16 de septiembre de 1939, dos semanas después de que Inglaterra declarara la guerra a Alemania, Debye recibió una carta […] que declaraba que el Instituto Káiser Guillermo de Física quedaría destinado a fines “tecnológico-militares y actividades relacionadas con la economía de guerra”», explica Philip Ball en su último libro «Al servicio del Reich. La física en tiempos de Hitler».

A su vez, los altos cargos del gobierno se encargaron de recordarle en la misma misiva que –ya que se hallaba inmerso en una nueva sociedad aria- debería cambiar su nacionalidad holandesa por la alemana para poder seguir al frente de sus experimentos. A Debye no le hizo demasiada gracia la idea, pues preparó el petate y se marchó a Estados Unidos para vender sus secretos científicos a los Estadounidenses. Y es que, según parece, estos eran mucho más tolerantes en lo que a las nacionalidades se refiere (sobre todo, si podían dar de paso un buen puntapié en las posaderas a Hitler).

Dejando a un lado este cambio de chaqueta, los alemanes se vieron obligados a sustituir a su antiguo director por Werner Heisenberg. Éste, como cabía esperar, heredó las tareas que le habían sido encargadas a su predecesor. La primera fue mantener la gran ventaja que tenía Alemania con respecto al resto de sus competidoras, a las cuales adelantaba varios años en lo que a ciencia se refiere.

«En los años 20 y primeros 30 la ciencia alemana –en la que se incluye la austríaca y la realizada por científicos no alemanes en Alemania- […] dominaba la física y la radioquímica mundiales. Tan sólo unos pocos nombres fuera de este ámbito […] podían compararse con la pléyade de figuras germanas, explica el físico español Francisco José Ynduráin en su dossier «El club del Uranio de Hitler y el programa atómico alemán en la IIGM».

A su vez, Heisenberg recibió el encargo de analizar las investigaciones de Fritz Strassmann y Otto Hahn, quienes habían descubierto a finales de 1938 que era posible dividir (o fisionar, en términos científicos) el Uranio bombardeándolo con neutrones. El hallazgo puede ser considerado trivial, pero lo cierto es que varios expertos ya habían informado a Hitler de las posibilidades que implicaba este descubrimiento. «Al mismo tiempo que [dos investigadores] dijeron en Hamburgo que aquel descubrimiento podía utilizarse para generar energía y fabricar armas, [otros señalaron] que podía construirse gracias a él un reactor nuclear», determina Ball.

En base a esta petición, varios miembros del instituto, junto con otros tantos colegas, crearon el «Club del Uranio» (o «Uranverein»), una organización con dos misiones principales: usar la energía nuclear para elaborar un explosivo con «un poder destructor desconocido hasta hoy» (como afirmó el propio Heisenberg) y crear un reactor –llamado «Uranmaschine» en alemán- que pudiera generar energía para alimentar los miles de carros de combate y submarinos al servicio de la «Wehrmacht» y la «Kriegsmarine».

El funcionamiento de una bomba atómica

Aunque a día de hoy se sabe pormenorizadamente cuál el funcionamiento de las armas nucleares, en aquellos años el desconocimiento era absoluto. De hecho, habían pasado sólo tres décadas desde que Marie Curie había empezado a poner algo de luz sobre la radioactividad. Sin embargo, aunque eran unos «novatos» en lo que a este campo se refiere, los científicos alemanes confiaban en poder crear una bomba usando la energía que, según sabían, albergaban los átomos y cuya liberación se producía cuando se separaban.

Los expertos nazis buscaban, concretamente, elaborar un explosivo haciendo uso de la susodicha fisión. «En las bombas de fisión un núcleo atómico se divide en dos, ya sea de forma natural o inducida por el hombre (mediante una reacción nuclear bombardeándolo con neutrones, por ejemplo). Esto genera a su vez otros productos en la fisión como neutrones o electrones», explica, en declaraciones a ABC, Francisco José Ager Vázquez, profesor de física aplicada en la Universidad de Sevilla.

El misterio de la bomba atómica que quisieron fabricar los científicos nazis

Pastilla de uranio-235, isótopo que es utilizado en las centrales nucleares ARCHIVO ABC

Sabiendo esto, entender el funcionamiento de estas bombas es relativamente sencillo. En primer lugar, se bombardea con electrones un elemento (un metal, por ejemplo) hasta que sus átomos se separan (o fisionan). Dicha ruptura provoca que se generen nuevas partículas que, a su vez, vuelven a provocar la división del resto de átomos. Esto lleva a una reacción en cadena que deriva en un aumento increíble de la energía y que termina en una explosión sin parangón. Y es que, en una de estas bombas puede haber millones de partículas.

Con todo, para elaborar este tipo de bombas es necesario contar con un elemento que sea fisionable, es decir, que tenga la capacidad de absorber los neutrones y, posteriormente, de separarse. Este es el Uranio, un metal muy tóxico que está formado por tres isótopos (o elementos): el Uranio 234, el Uranio 235 y el Uranio 238. El problema es que, como señala Ager, no todos ellos reaccionan como querrían los científicos ante el bombardeo de electrones.

«El uranio que se encuentra en la naturaleza contiene un 99,3% de Uranio 238, que no sirve para iniciar una reacción en cadena, pero apenas un 0,7% de Uranio 235, que si sirve. Por ello, es necesario “enriquecer” el uranio que se quiere usar, el 235. Es por eso que se usa uranio altamente enriquecido, que contiene al menos un 90% de Uranio 235, en lugar de uranio natural», completa el experto.

El misterio de la bomba atómica que quisieron fabricar los científicos nazis

Científicos alemanes trabajan en una pila atómica como parte del proyecto de 1945. WIKIMEDIA

Una vez que contamos con todos los elementos de esta curiosa «mezcla», tan solo queda dejar que la energía haga su macabro trabajo. «Pongamos un ejemplo de lo que sucede en uno de estos explosivos. Al bombardear con un neutrón el núcleo de un átomo de Uranio 235, este puede absorberlo, dividiéndose (fisionándose) en dos núcleos más ligeros de Bario 118 y un promedio de 2,5 neutrones, que a su vez pueden provocar la fisión de otros núcleos de Uranio 235, generándose una reacción en cadena. Así, apenas 800 gramos de Uranio 235 producen la misma energía que 16 kilotones (16 000 000 kg) de TNT, que fue la que se liberó por la primera bomba atómica», completa Ager.

Por otro lado, y aunque la «fisión» es el sistema que trataron de utilizar los nazis para lograr conseguir su bomba atómica, también se pueden crear explosivos nucleares mediante la fusión, es decir, la unión de dos elementos que, al juntarse, provocan una explosión. Este proceso, salvando las distancias, es el mismo que se sucede en el sol.

«En la fusión, dos núcleos más ligeros se combinan formando uno más pesado, liberándose neutrones y energía. Es, por ejemplo, una de las reacciones que se utiliza en una bomba termonuclear. La bomba H se basa en fusionar isótopos de hidrógeno. Apenas 500 g de este combustible de isótopos de hidrógeno producirían una energía equivalente a 30 kilotones de TNT», completa el profesor.

La carrera armamentística que se perdió

Aunque los alemanes partían de unos ínfimos conocimientos en lo que al aramento nuclear se refiere, el «Club del Uranio» comenzó sus investigaciones. En primer lugar, y tras meses de trabajo, los científicos llegaron a la conclusión de que existían otros elementos capaces de servir como combustible más allá del Uranio 235.

Concretamente, descubrieron que el Plutonio, un elemento derivado del Uranio, era más sencillo de utilizar que éste a la hora de producir una fisión en una bomba. Esto significó toda una revolución para la época con la que, pensaban, serían aplauididos por la comunidad científica y pos sus mandos. Sin embargo, lo que desconocían (y no supieron hasta el final de la contienda) es que los estadounidenses ya habían descubierto este elemento… un mes antes que ellos.

Con todo, los avances realizados y el que Alemania fuera por entonces una de las regiones más prolíficas en Uranio (contaba con el mayor yacimiento de este mineral en el mundo) provocaron que los responsables del «Club del Uranio» acudieran henchidos de orgullo a presentar sus primeras conclusiones a la plana mayor del Führer.

El misterio de la bomba atómica que quisieron fabricar los científicos nazis

Werner Heisenberg, el líder del «Club del Uranio»

«En febrero de 1942, a petición del Consejo de Investigaciones del Reich, [varios miembros del grupo] impartieron conferencias ante un auditorio con conocimientos técnicos y funcionarios de alto nivel, entre ellos, varios miembros de la plana mayor como Himmler, Goering y el jefe de armamentos, Albert Speer. […] Éste quedó favorablemente impresionado con el potencial de los experimentos nucleares», añade Ball.

El ministro quedó tan fascinado por la posibilidad de conseguir este explosivo que pidió ser informado del progreso con regularidad. Sin embargo, lo que el nazi no hizo fue dar una mayor financiación a esta investigación. No sirvieron de nada las quejas de los expertos (quien criticaban que los proyectos armamentísticos como el de las bombas volantes V1 y V2 disponían de más liquidez) pues Speer se limitó a afirmar que el dinero escaseaba en tiempos de guerra.

No mentía el ministro nazi, pues al poco tiempo la falta de «cash» llevó a la Oficina de Armamentos del Reich a desvincularse del proyecto. Así pues, la investigación de la bomba atómica nazi pasó a ser un asunto civil, y no militar. Para entonces, los estadounidenses ya habían dejado atrás al «Club Uranio» y ultimaban los detalles de su propio explosivo (algo que era desconocido por los nazis, quien durante toda la guerra se vieron como unos genios sin competencia).

«Pese a haber recibido cierta prioridad de acceso a materiales y fuerza de trabajo, el proyecto del Uranio continuó a paso lento. Los experimentos en el reactor prototipo de Berlín no comenzaron hasta finales de 1943; para entonces, los alemanes que eran capaces de contemplar racionalmente la situación (muchos no lo eran) comprendían que la derrota militar era inevitable. Además, hacia el final de aquel año las condiciones en Berlín, especialmente los intensos bombardeos, volvieron muy peligroso y casi imposible continuar las investigaciones», explica el autor en su obra.

El misterio de la bomba atómica que quisieron fabricar los científicos nazis

Hongo sobre la ciudad de Hiroshima tras el bombardeo WIKIMEDIA

En 1945, con la llegada de los aliados a la capital del Reich y el fin de la contienda, el proyecto se dio por finalizado. Eso sí, para disgusto de muchos de los científicos del «Club Uranio» que consideraban que estaban a escasos meses de relizar un hallazgo que revolucionaría la ciencia y la industria armamentística.

Habría que haber visto su cara cuando, en agosto de 1945, se enteraron de que Estados Unidos había lanzado dos bombas atómicas. Y es que, en ese momento se debieron quedar boquiabiertos al percatarse de que todos sus «grandes avances» no eran más que migajas en comparación a lo que habían logrado los norteamericanos.


Cuatro preguntas a Francisco José Ager Vázquez