10 preguntas que la ciencia tardó en responder para siempre

El método científico consiste en llegar al fondo de preguntas grandes y pequeñas. Será una herramienta invaluable mientras haya preguntas que responder. Eso será hasta que la ciencia nos dé una computadora cuántica que pueda calcular el Universo. Y luego, dicha computadora seguirá siendo un resultado final del método científico.

Dicho esto, a veces puede funcionar muy … muy … lentamente. Desde lo mundano hasta lo fantástico y lo extraterrestre, aquí hay 10 preguntas con las que los científicos se golpearon la cabeza durante mucho tiempo hasta que llegaron las respuestas.

10. ¿Qué causa los rayos volcánicos?

Una cualidad observada desde hace mucho tiempo de las violentas erupciones volcánicas son las crepitantes pantallas eléctricas asociadas con sus columnas de ceniza. Si bien es asombroso mirarlo (desde una distancia segura), el fenómeno ha desconcertado a los científicos durante mucho tiempo en el sentido de que obviamente es diferente de los relámpagos terrestres regulares y no tiene una causa aparente.

La respuesta, según investigadores de la Universidad de Munich, se encuentra dentro de la propia ceniza. Específicamente, pequeñas partículas de ceniza ascendente que son electrificado por magma. Particularmente en las violentas regiones inferiores del penacho de ceniza, donde la turbulencia genera distribuciones de carga complejas, esto eventualmente conduce a una descarga electrostática. Uno que a menudo se propaga hacia arriba, en lugar de hacia abajo, como un relámpago normal, debido al aumento de ceniza.

La respuesta a esta pregunta no es solo útil para satisfacer la curiosidad. El estudio también mostró inesperadamente una correlación entre la frecuencia de los rayos y el volumen total de ceniza que generará la erupción. Por lo tanto, la observación del fenómeno podría conducir a predicciones precisas sobre el tamaño de cada nube de cenizas. Eso, a su vez, podría resultar en una mejor planificación de la evacuación y alertas de calidad del aire.

9. Por qué las tortugas tienen caparazón

La pregunta de qué causó que las tortugas evolucionaran sus caparazones parecería tener una respuesta simple. Las tortugas son notoriamente lentas, lo que las convierte en una presa fácil para los depredadores. Un caparazón protector duro es una ventaja evolutiva obvia. Pero el examen del proceso evolutivo de la tortuga muestra que esto es falso. Las tortugas son lentas debido a sus costillas anchas y planas, una característica distinta de casi todos los demás animales y que es necesaria para sostener sus caparazones. Es decir, las tortugas son lentas porque tienen caparazón. Entonces, ¿por qué tenerlos?

Bueno, por protección, sí. Pero no de los depredadores; desde el duro ambiente desértico sudafricano en el que evolucionaron las tortugas. Específicamente, el caparazón de la tortuga comenzó como un medio para excavar bajo tierra, creando cuevas para escapar del calor y la aridez.

Aunque se sospechaba durante mucho tiempo, la confirmación final de esta teoría no llegó hasta que un niño sudafricano de 8 años se topó con un fósil de “proto-tortuga” bien conservado, sólo parcialmente descascarado, mientras trabajaba en la granja familiar. Afortunadamente, la familia llevó el espécimen a un museo local y permitió a los investigadores poner fin a esta pregunta ardiente y lenta.

8. Por qué el desfase horario es direccional

Los viajeros frecuentes saben que cuando se viaja de oeste a este, los efectos del desfase horario son mucho más pronunciados que cuando se viaja de este a oeste. Durante mucho tiempo se sospechó que esto estaba en la cabeza del viajero, o tal vez debido al consenso público de que así es como funciona el desfase horario. Pero recientemente se descubrió que el efecto es real y hay una razón para ello. Tiene que ver con su ritmo circadiano y su papel en el tiempo que tarda su cerebro en «Sincronizar» después de un cambio de zona horaria.

En pocas palabras, el reloj natural del cuerpo generalmente está configurado para ser un poco más largo de 24 horas, y varía para cada individuo. Siendo este el caso, el cuerpo está naturalmente orientado a adaptarse a días más largos en lugar de cortos. Ciertas células del cerebro controlan este ritmo, pero estas mismas células están controladas por variaciones de la luz solar.

Cuando los días se alargan y la luz solar se prolonga, todavía hay una «señal» (luz solar) que alimenta información a estas células. Pero se confunden en ausencia de luz solar o cuando los días se acortan. Esto altera el reloj interno del cuerpo. Dado que viajar de oeste a este tiene el efecto de acortar el día, nuestro ritmo interno se desequilibra más gravemente en este escenario; nuestra inclinación natural hacia los días más largos es un factor que contribuye.

7. ¿Por qué Knuckles Pop?

Es posible que haya escuchado que el chasquido al hacer crujir los nudillos es el resultado de burbujas en el líquido articular, que colapsan cuando la articulación se mueve de cierta manera. Incluso puede haber tomado esto como un hecho durante mucho tiempo. Pero resulta que todo este tiempo eso fue pura especulación. En un experimento que, honestamente, no podemos creer que le tomó tanto tiempo a alguien realizarlo, el investigador de la Universidad de Alberta, Canadá, Greg Kawchuk, consiguió a alguien que es realmente experto en hacer crujir los nudillos, metió la mano en una máquina de resonancia magnética y llegó fondo de todo el asunto.

Más bien, se le ocurrió el tema. Jerome Fryer es un «campeón de los nudillos» que también es quiropráctico. Llegó a Kawchuk con su teoría: el sonido es el resultado de la formación repentina de una cavidad dentro del líquido articular. No su colapso, sino la formación real de la cavidad: «Es un poco como formar un vacío … cuando las superficies de la articulación se separan repentinamente, no hay más líquido disponible para llenar el volumen creciente de la articulación, por lo que se crea una cavidad, y eso evento es lo que está asociado con el sonido «.

Es posible que también haya escuchado que crujir los nudillos causa artritis, que es casi con certeza falso. Sin embargo, este nuevo estudio podría refutar esa noción de una vez por todas. También podría conducir a un mejor tratamiento temprano y al diagnóstico de problemas articulares.

6. La función del apéndice

Durante siglos, se pensó que el apéndice era un órgano vestigial. Un sobrante evolutivo, con el único propósito de servir ocasionalmente como una bomba de tiempo que nos matará si no se elimina de inmediato. Si bien es cierto que podemos funcionar perfectamente normalmente sin uno, la investigación ha descubierto el propósito oculto del apéndice. Es un especie de cuartel de reserva para los pelotones adicionales de bacterias buenas necesarias para combatir infecciones particularmente desagradables.

El descubrimiento se realizó examinando los apéndices de los osos koala, que tienen comparativamente largos y grandes. Son necesarios para ayudar en el procesamiento de sus dietas, que consisten prácticamente en nada más que hojas de eucalipto. Se especula que si las dietas de los koalas cambiaran, durante miles de años, sus apéndices se reducirían como los nuestros.

El profesor del Centro Médico de la Universidad de Duke, Bill Parker, quien participó en la investigación, enfatizó que esto de ninguna manera implica que ahora debamos tratar de aferrarnos a nuestro apéndice a cualquier costo. «Es muy importante que las personas comprendan que si su apéndice se inflama, solo porque tiene una función, no significa que deban tratar de mantenerlo», dice.

5. Si los recuerdos se pueden heredar

La epigenética es el estudio de cómo los genes pueden ser alterados por el medio ambiente, escribiendo cambios en nuestro ADN que luego pueden transmitirse. Por ejemplo, se ha demostrado que cosas como los hábitos alimenticios o la exposición a toxinas ambientales pueden resultar en tener descendencia que herede ciertas sensibilidades químicas o alimentarias. Lo que no se sabía hasta hace poco era si las experiencias pueden tener el mismo efecto. Por ejemplo, si una infancia traumática por parte de un padre puede resultar en cambios en el ADN de un niño.

Un equipo de investigación de la Universidad de Tel Aviv no solo confirmó recientemente que este es el caso, sino que reveló el mecanismo exacto que sirve como interruptor de encendido / apagado para influencias ambientales heredadas. Anteriormente se sabía que las pequeñas moléculas de ARN son de alguna manera clave para facilitar las modificaciones heredadas del ADN. Al medir las respuestas epigenéticas en los gusanos, los investigadores pudieron aislar una enzima que esencialmente le dice a las pequeñas moléculas de ARN que se sigan replicando. Esto determina durante cuántas generaciones persiste la respuesta epigenética.

Además, se descubrió que al manipular este «interruptor», las respuestas epigenéticas, como transmitir una respuesta de miedo aprendida por una generación anterior, podrían prolongarse o terminarse a voluntad de los investigadores. La implicación, por supuesto, es que un cambio similar en humanos podría manipularse para ayudar de manera proactiva a aquellos predispuestos no solo a las condiciones físicas, sino condiciones emocionales y mentales también.

4. Por qué se unen las partículas subatómicas

En física de partículas, el quark es la más pequeña y elemental de todas las partículas. Si Los quarks están compuestos por algo más pequeño, aún no lo sabemos. A su vez, forman protones y neutrones, que están unidos por… fuerza. Hasta hace poco, nadie estaba seguro de cuál era exactamente esa fuerza. Pero ahora tenemos una idea bastante buena. Es otro tipo de partícula.

Conocido científicamente como mesón f0 (1710) pero conocido como gluón (sí, de verdad), la partícula actúa como el pegamento que une a todas las demás partículas. Son similares a los fotones (partículas de luz) en que no tienen masa propia. Sin embargo, de manera similar a cómo los fotones son responsables de la fuerza electromagnética, los gluones son responsables de la fuerza nuclear fuerte. La diferencia clave: los fotones no están sujetos a su propia fuerza, mientras que los gluones sí. Lo que significa que pueden unirse.

Al existir durante un período de tiempo demasiado corto para ser examinado directamente, se descubrieron gluones y se pueden examinar por su tasa de descomposición detectada. Más específicamente, los grupos de gluones ligados, llamados «bolas de pegamento», son básicamente lo que mantiene unido a todo el Universo.

3. La naturaleza de la gravedad

Las teorías de la relatividad general y especial de Albert Einstein se han mantenido mejor que quizás cualquier otra teoría científica increíblemente significativa. Sus aplicaciones han llevado al desarrollo de semiconductores, por nombrar solo una cosa. Sin ellos, no estarías leyendo esto. Pero incluso las teorías más sólidas, respaldadas por montones de investigaciones y décadas de aplicaciones prácticas, pueden tener sus lagunas. Para la relatividad, ese agujero era la gravedad.

Las teorías de Einstein asumían que, como la luz, el sonido y prácticamente todo lo demás, la gravedad se expresa como una onda o frecuencia. Esta fue, de hecho, la última gran predicción de la relatividad que se cumplió. En general, se ha sostenido que esto es cierto durante décadas, pero no se confirmó hasta hace poco. y de una manera bastante espectacular.

Usando instrumentos extremadamente sensibles, los científicos grabaron el sonido distante de dos agujeros negros chocando. El tono débil y ascendente representaba la energía de la colisión, 50 veces la potencia de salida de todas las estrellas del Universo combinadas, transmitida por ondas gravitacionales al dispositivo de medición. Este tono puede convertirse pronto en un registro sagrado en los anales de la ciencia, ya que casi completa la visión de Einstein. Con este nuevo descubrimiento, los astrónomos podrán construir instrumentos que puedan «escuchar» en el espacio más profundamente que nunca. ¿Esa colisión de agujero negro que se midió? Estaba a dos mil millones de años luz de distancia.

2. Por qué hay hombres

Los humanos han evolucionado para convertirse en organismos muy eficientes. Sin embargo, nuestro método de reproducción no parece convenirnos en ese sentido, estrictamente hablando. Si bien podemos encontrarlo agradable, la reproducción sexual palidece en comparación con la reproducción asexual, exhibida por muchas especies animales, en términos de eficiencia. Si los humanos han seguido su curso evolutivo más ventajoso, debería haber solo un sexo humano (femenino) que se reproduciría por sí solo. Entonces, ¿por qué hay hombres?

Investigadores puede haber encontrado la respuesta en un estudio con escarabajos de la harina. El estudio consta de dos partes. En uno, se juntaron y observaron 90 hombres y 10 mujeres. En el otro, solo un hombre y una mujer estaban emparejados. Después de 50 generaciones (!), Se descubrió que la selección sexual parecía desempeñar un papel importante en la producción de descendencia sana.

Es probable que esto se deba a que la elección de pareja puede actuar como un medio para filtrar mutaciones genéticas dañinas. Eso es según el investigador principal Matt Gage de la Universidad de East Anglia. Esto sugiere que la reproducción asexual no solo no habría sido más eficiente para nosotros, sino que si no nos hubiéramos reproducido sexualmente probablemente nos hubiéramos extinguido.

1. Si alguna vez ha habido extraterrestres

Responder a la pregunta de si estamos solos en el Universo es uno de los santos griales de la ciencia. Casi tan convincente es la cuestión de si alguna vez ha existido vida extraterrestre. No tenemos un marco de referencia sobre cuánto tiempo podría durar una civilización. O, en qué parte de la línea de tiempo cósmica podría haber existido. Y no hemos encontrado ninguna evidencia física. Sin embargo, recientemente ha estado disponible evidencia circunstancial extremadamente fuerte que casi responde la pregunta definitivamente.

Y, la respuesta es sí. En 1961, el astrónomo Frank Drake identificó siete factores (expresados ​​en forma de ecuación) que identifican las probabilidades de contacto con una civilización alienígena. Incluyen el número de estrellas que nacen cada año, el porcentaje de planetas en los que evoluciona la vida, etc., siendo el factor final la vida media de una civilización. Como la mayoría de estos factores eran variables desconocidas, no había forma de utilizar la ecuación de manera eficaz para llegar a ningún tipo de solución.

Sin embargo, en los años intermedios, el conocimiento del número de planetas ha aumentado exponencialmente. Eso permitió que las cifras se conectaran a la ecuación de Drake y arrojaran algo de luz sobre el tema. En un artículo reciente, los astrónomos Adam Frank y Woodruff Sullivan calcularon los números para llegar a una conclusión sorprendente: “a menos que la probabilidad de que evolucione una civilización en un planeta de zona habitable es menor de uno en diez mil billones de billones, entonces no somos los primeros . » Frank también declaró, en un artículo de opinión del New York Times, “En discusiones anteriores sobre la ecuación de Drake, una probabilidad de que las civilizaciones se formen de una en 10 mil millones por planeta se consideró altamente pesimista. Según nuestro hallazgo, incluso si otorga ese nivel de pesimismo, un billón de civilizaciones aún habrían aparecido en el transcurso de la historia cósmica «.