Crean microscopio cuántico capaz de mostrar lo que era imposible ver

Dará lugar a todo tipo de nuevas tecnologías, como mejores sistemas de navegación y máquinas de resonancia magnética

 

Madrid. Investigadores de la Universidad de Queensland (UQ), en Australia, crearon un microscopio cuántico, el cual revela estructuras biológicas que de otro modo sería imposible ver.

Esto abre el camino a las aplicaciones en biotecnología, y podría extenderse mucho más allá en áreas que van desde la navegación hasta la imagen médica, aseguraron científicos en la revista Nature.

Este microscopio se basa en la ciencia del entrelazamiento cuántico, un efecto que Albert Einstein describió como "interacciones fantasmales a distancia".

Warwick Bowen, del Laboratorio de Óptica Cuántica de la UQ y del Centro de Excelencia de Sistemas Cuánticos de Ingeniería (EQUS) del ARC, destaca que se trata del primer sensor basado en el entrelazamiento con un rendimiento superior al de la mejor tecnología existente.

"Este avance dará lugar a todo tipo de nuevas tecnologías, desde mejores sistemas de navegación hasta mejores máquinas de resonancia magnética. Se cree que el entrelazamiento está en el centro de la revolución cuántica y por fin hemos demostrado que los sensores que lo utilizan pueden sustituir al conjunto de instrumentos no cuánticos existentes", afirmó.

La hoja de ruta de las tecnologías cuánticas de Australia prevé que los sensores de ese tipo impulsen una nueva ola de innovación en los ámbitos de la sanidad, la ingeniería y el transporte.

Uno de los principales éxitos del microscopio cuántico es su capacidad para superar una "barrera difícil" en la microscopía tradicional basada en la luz.

"El entrelazamiento cuántico de este microscopio proporciona 35 por ciento más de claridad sin destruir la célula, lo que permite ver estructuras biológicas diminutas que de otro modo serían invisibles", explicó Bowen.

Según destaca, "las ventajas son evidentes: desde una mejor comprensión de los sistemas vivos hasta la mejora de las tecnologías de diagnóstico".

Sostiene que las oportunidades del entrelazamiento cuántico en la tecnología son potencialmente ilimitadas. "Está llamado a revolucionar la computación, la comunicación y la detección".

Concluyó: "La computación más rápida que cualquier equipamiento convencional posible fue demostrada por Google hace dos años, como la primera prueba de la ventaja absoluta en esa área. La última pieza del rompecabezas era la detección, y ahora hemos cerrado esa brecha. Esto abre la puerta a algunas revoluciones tecnológicas de gran alcance".

La NASA anuncia dos misiones a Venus por primera vez "en más de 30 años" para entender cómo se convirtió en "un mundo infernal"

Una de ellas, DAVINCI+, analizará la atmósfera y la segunda, VERITAS, mapeará la superficie del planeta.

 

Dos misiones serán lanzadas a Venus entre los años 2028 y 2030, ha anunciado este miércoles la NASA.

Una de ellas, DAVINCI+, analizará la atmósfera y la segunda, VERITAS, mapeará la superficie del planeta. Se trata de los proyectos ganadores de la competición Discovery 2019, cada uno de los cuales recibirá alrededor de 500 millones de dólares de financiación.

"Tienen como objetivo comprender cómo Venus se convirtió en un mundo infernal, cuando tiene tantas otras características similares al nuestro, y puede haber sido el primer mundo habitable en el sistema solar, con un océano y un clima como la Tierra", señala el comunicado.

DAVINCI+ cuenta con una esfera que descenderá a la espesa envoltura gaseosa del planeta para analizarla y entender cómo se formó y ha evolucionado. Asimismo, determinará si hubo alguna vez un océano. Se espera que proporcione también imágenes en alta calidad de las teselas, formaciones geológicas que se asemejan a los continentes terrestres y sugieren que Venus puede tener placas tectónicas.

Es la primera misión de estudio de la atmósfera del planeta desde que fuera visitado por el aparato soviético Vega 2 en 1985 y la primera de la NASA desde 1978, cuando fue lanzada la sonda Pioneer Venus 2.

Por su parte, VERITAS operará desde la órbita. Creará una reconstrucción en 3D de la topografía de Venus. Se espera que estos datos permitan comprender por qué ha evolucionado de manera diferente a la Tierra y aclare si siguen activos los movimientos de placas tectónicas y el vulcanismo en el planeta. Asimismo, la sonda registrará en infrarrojo los tipos de rocas que conforman Venus y tratará de detectar si sus volcanes emiten a la atmósfera vapor de agua.

En 1990 fue la última vez que una misión especializada fue lanzada a Venus. Se trata del aparato Magellan, también de la NASA, que orbitó alrededor del planeta hasta el 13 de octubre de 1994.

"Estamos acelerando nuestro programa de ciencia planetaria con una intensa exploración de un mundo que la NASA no ha visitado en más de 30 años. Utilizando tecnologías de vanguardia que la NASA ha desarrollado y perfeccionado durante muchos años de misiones y programas de tecnología, estamos marcando el comienzo de una nueva década en Venus para comprender cómo un planeta similar a la Tierra puede convertirse en un invernadero", señaló el administrador asociado de ciencia de la NASA, Thomas Zurbuchen.

"Nuestras metas son profundas. No se trata solo de comprender la evolución de los planetas y la habitabilidad en nuestro propio sistema solar, sino de extenderse más allá de estos límites a los exoplanetas, un área de investigación emocionante y emergente para la NASA", indicó.

Publicado: 2 jun 2021

Agujeros de gusano: los túneles en el espacio-tiempo

Cuando Einstein publicó por primera vez en 1915 las ecuaciones que gobiernan la Teoría de la Relatividad General, los mejores matemáticos se pusieron a buscar soluciones con fervor.

Pocos meses después, Karl Schwarzschild había encontrado una de las predicciones más extrañas: regiones del Espacio-Tiempo donde hay una fuerza gravitatoria tan intensa que ni siquiera la luz puede escapar.

Los agujeros negros "estaban" en la teoría de Einstein, pero tuvieron que pasar muchas décadas hasta que los astrónomos encontrasen evidencias de su existencia en la realidad. Hoy sabemos que existen agujeros negros de muchos tamaños diferentes y que nuestra galaxia (como muchas otras) tiene un inmenso agujero negro en su centro.

¿Y qué son los "agujeros de gusano"?

Son otro tipo de soluciones a las ecuaciones de Einstein que también predicen algo extrañísimo: una especie de túneles que quizás nos permitirían conectar puntos del Espacio-Tiempo muy lejanos.

¿Qué problema tienen los "agujeros de gusano"?

Que resulta extraordinariamente difícil estabilizarlos: cualquier objeto que se introduzca en ellos crea una perturbación suficiente como para destruirlos.

Es como si tuvieses un túnel y ese túnel colapsase en el momento en el que un coche entra.

Por un lado parece algo fascinante, pero muy poco práctico.

¿Y no podemos hacer nada para estabilizarlos?

Encontrar los mecanismos para estabilizar los agujeros de gusano es una de las áreas más a la moda de la Física Teórica.

En un artículo publicado hace unas semanas, un equipo de investigadores británicos estudiaba el uso de perturbaciones magnéticas muy particulares en la boca de agujeros negros.

Hemos hecho de la ciencia una nueva religión

En nuestra urgencia por conquistar la naturaleza y la muerte

Traducido Para Rebelión por Paco Muñoz de Bustillo

Allá por la década de 1880 el matemático y teólogo Edwin Abbott se propuso ayudarnos a entender mejor nuestro mundo describiendo uno muy diferente, al que llamó Flatland (Planilandia).

Imaginemos un mundo que no es una esfera que se mueve por el espacio como nuestro planeta, sino algo más parecido a una enorme hoja de papel habitada por formas geométricas planas y conscientes. Estas personas-formas pueden moverse hacia delante o hacia atrás y pueden girar a la derecha y a la izquierda, pero carecen del sentido de arriba o abajo. La mera idea de un árbol, un pozo o una montaña no tiene sentido para ellos porque carecen de los conceptos y la experiencia de altura o profundidad. Son incapaces de imaginar, y mucho menos de describir, objetos conocidos por nosotros.

En este mundo bidimensional lo más que pueden aproximarse los científicos a comprender una tercera dimensión son los desconcertantes espacios que registran sus máquinas más sofisticadas, que captan las sombras proyectadas por un universo mayor exterior a Flatland. Los mejores cerebros deducen que el universo debe ser algo más que lo que pueden observar pero no tienen forma de saber qué es lo que desconocen.

Esta sensación de lo incognoscible, de lo indescriptible, ha acompañado a los seres humanos desde que nuestros primeros ancestros fueron conscientes. Ellos habitaban un mundo de sucesos inmediatos y de cataclismos (tormentas, sequías, volcanes y terremotos) causados por fuerzas que no podían explicar. Pero también vivían maravillados por los grandes misterios permanentes de la naturaleza: el paso del día a la noche y el ciclo de las estaciones; los puntos de luz en el firmamento nocturno y su movimiento continuo; la subida y bajada de los mares; y la inevitabilidad de la vida y de la muerte.

Por eso no es raro que nuestros ancestros tendieran a atribuir una causa común a estos acontecimientos misteriosos, tanto a los catastróficos como a los cíclicos, a los caóticos como a los ordenados. Los atribuyeron a otro mundo o dimensión, al ámbito de lo espiritual, de lo divino.

Paradoja y misterio

La ciencia ha intentado reducir el ámbito de lo inexplicable. Ahora entendemos (aunque sea aproximadamente) las leyes de la naturaleza que gobiernan el tiempo atmosférico y sucesos catastróficos como los terremotos. Los telescopios y las naves espaciales nos han permitido, asimismo, explorar más a fondo los cielos para comprender algo mejor el universo que se extiende más allá de nuestro pequeño rincón del mismo.

Pero cuanto más investigamos el universo, más rígidos parecen ser los límites de nuestro conocimiento. Al igual que las personas-formas de Flatland, nuestra capacidad para comprender se ve limitada por las dimensiones que observamos y experimentamos: en nuestro caso, las tres dimensiones del espacio y la adicional del tiempo. La influyente “teoría de cuerdas” plantea otras seis dimensiones, aunque es poco probable que lleguemos a intuirlas con más detalle que las sombras que casi detectaban los científicos de Flatland.

Cuanto más escudriñamos el inmenso universo del cielo nocturno y nuestro pasado cósmico y cuanto más escudriñamos el pequeño universo del interior del átomo y nuestro pasado personal, mayor es nuestra sensación de misterio y asombro.

En el nivel subatómico las leyes normales de la física se desbaratan. La mecánica cuántica es la mejor hipótesis que hemos desarrollado para explicar los misterios de las partículas más diminutas que podemos observar, las cuales parecen actuar, al menos en parte, en una dimensión que no podemos observar directamente.

Y la mayoría de los cosmólogos, que observan el exterior en lugar del interior, hace tiempo que saben que hay preguntas que probablemente nunca seremos capaces de responder, entre otras, qué hay fuera de nuestro universo; o, dicho de otra manera, qué había antes del Big Bang. Durante algún tiempo la materia oscura y los agujeros negros han desconcertado a las mentes más brillantes. Este mes los científicos admitieron al New York Times que existen formas de materia y de energía desconocidas para la ciencia, pero que pueden deducirse porque alteran las leyes conocidas de la física.

Dentro y fuera del átomo, nuestro mundo está repleto de paradojas y misterios.

Arrogancia y humildad

A pesar de la veneración por la ciencia que tiene nuestra cultura, hemos llegado a un momento similar al de nuestros antepasados, que miraban llenos de asombro el cielo nocturno. Hemos sido forzados a reconocer los límites de nuestro conocimiento.

No obstante, existe una diferencia. Nuestros ancestros temían lo desconocido y, por tanto, preferían mostrar precaución y humildad frente a lo que no podían entender. Trataban con respeto y reverencia lo inefable. Nuestra cultura estimula precisamente el enfoque opuesto. Solo mostramos soberbia y arrogancia. Intentamos derrotar, ignorar o trivializar aquello que no podemos explicar o entender.

Los mejores científicos no cometen ese error. Como espectador entusiasta de programas científicos como la serie documental de la BBC, Horizon, me impresiona la cantidad de cosmólogos que hablan abiertamente de sus creencias religiosas. Carl Sagan, el más famoso de ellos, nunca perdió la capacidad de asombro que le producía estudiar el universo. Fuera del laboratorio, su lenguaje no era el lenguaje duro, frío y calculador de la ciencia. Él describía el universo con el lenguaje de la poesía. Comprendía los necesarios límites de la ciencia. En lugar de sentirse amenazado por los misterios y paradojas del universo, los celebraba.

Cuando, por ejemplo, en 1990 la sonda espacial Voyager 1 nos mostró por primera vez la imagen de nuestro planeta desde 6.000 millones de kilómetros de distancia, Sagan no pensó que él mismo o sus colegas de la NASA fueran dioses. Él observó extasiado un “punto azul pálido” y se maravilló de ver el planeta reducido a “una mota de polvo suspendida en un rayo de sol”. La humildad fue su reacción ante la vasta escala del universo, nuestro fugaz lugar dentro del mismo y nuestro esfuerzo por luchar contra “la inmensa oscuridad cósmica que nos envuelve”.

Mente y materia

Desgraciadamente la forma de entender la ciencia de Sagan no es la que predomina en la tradición occidental. Demasiado a menudo nos comportamos como si fuéramos dioses. Estúpidamente hemos hecho de la ciencia una religión. Hemos olvidado que, en un mundo de misterios, la aplicación de la ciencia es necesariamente provisional e ideológica. Es una herramienta, una de las muchas que podemos usar para entender nuestro lugar en el universo, de la que pueden apropiarse fácilmente los corruptos, los vanidosos, quienes buscan el poder sobre los demás y quienes adoran el dinero.

Hasta hace relativamente poco, la filosofía, la ciencia y la teología intentaban investigar los mismos misterios y responder las mismas preguntas existenciales. A lo largo de la mayor parte de la historia se les consideró disciplinas complementarias, no competidoras. Recordemos que Abbott era matemático y teólogo y que Flatland fue su intento de explicar la naturaleza de la fe. De modo similar, el hombre que probablemente ha configurado más el paradigma con el que todavía funciona gran parte de la ciencia occidental fue un filósofo francés que utilizó los métodos científicos de la época para demostrar la existencia de Dios.

Actualmente se recuerda a Rene Descartes sobre todo por su famosa –aunque pocas veces comprendida– máxima: “Pienso, luego existo”. Hace 400 años Descartes creía que podía demostrar la existencia de Dios gracias a su argumento de que mente y cuerpo son entidades separadas. Al igual que el cuerpo humano era diferente del alma, Dios era algo separado y distinto de los seres humanos. Descartes creía que el conocimiento era innato y, por tanto, nuestra idea de un ser prefecto, de Dios, solo podía proceder de algo perfecto y con una existencia objetiva fuera de nosotros.

Aunque muchos de sus argumentos resulten débiles e interesados hoy en día, la perdurable influencia ideológica de Descartes en la ciencia occidental fue penetrante. En particular el llamado dualismo cartesiano –la consideración de que mente y cuerpo son entidades separadas– ha estimulado y perpetuado una visión mecanicista del mundo que nos rodea.

Podemos hacernos una idea de la continuada influencia de su pensamiento cuando nos vemos confrontados con culturas más antiguas que han opuesto resistencia al discurso extremadamente racionalista de Occidente –en parte, es preciso señalar, porque se les ha tratado de imponer de maneras hostiles y opresivas que solo han servido para distanciarles del canon occidental.

Cuando escuchamos a un nativo norteamericano o a un aborigen australiano hablar del significado sagrado de un río o de una roca (o sobre sus ancestros) somos inmediatamente conscientes de lo lejano que suena su pensamiento para nuestros oídos “modernos”. En ese momento probablemente reaccionaremos de una de dos maneras: bien sonriendo por dentro ante su ignorancia pueril, o bien engullendo una sabiduría que parece llenar un vacío profundo en nuestras vidas.

Ciencia y poder

El legado de Descartes –un dualismo que asume la separación entre cuerpo y alma, mente y materia– ha resultado ser un legado envenenado para las sociedades occidentales. Una cosmovisión empobrecida y mecanicista que trata al planeta y a nuestro cuerpo como si fueran básicamente objetos materiales: el primero, un juguete para colmar nuestra codicia; el segundo, una coraza para nuestras inseguridades.

El científico británico James Lovelock, que contribuyó a modelar las condiciones en Marte para que la NASA pudiera tener una idea de cómo construir las primeras sondas que habrían de aterrizar allí, sigue siendo objeto de burla por su hipótesis Gaia, que desarrolló en la década de los 70. Lovelock comprendió que no era buena idea considerar nuestro planeta como una enorme masa de roca con formas vivas habitando su superficie, aunque distintas de ella. Él pensaba que la Tierra era una entidad viva completa, de enorme complejidad y que mantenía un delicado equilibrio. Durante miles de millones de años la vida fue haciéndose más sofisticada, pero cada una de las especies que la habitan, desde la más primitiva a la más avanzada, era vital para el conjunto y mantenía una armonía que sustentaba la diversidad.

Pocas personas le hicieron caso y se impuso nuestro complejo de dioses. Ahora, cuando las abejas y otros insectos están desapareciendo, todo aquello de lo que él advirtió hace décadas parece mucho más urgente. Con nuestra arrogancia estamos destruyendo las condiciones para la vida avanzada. Si no paramos pronto, el planeta se deshará de nosotros y retornará a una etapa anterior de su evolución. Empezará de nuevo, sin nosotros, mientras la flora y los microbios vuelven a recrear gradualmente –a lo largo de eones– las condiciones favorables para formas de vida superiores.

Pero la relación mecánica y abusiva que tenemos con nuestro planeta reproduce la que tenemos con nuestros cuerpos y nuestra salud. El dualismo nos ha animado a pensar que el cuerpo es un vehículo carnoso que, al igual que los de metal, necesita intervenciones regulares desde el exterior, un servicio de mantenimiento, un repintado o una renovación. La pandemia solo ha servido para subrayar estas tendencias malsanas.

Por una parte la institución médica, como todas las instituciones, está corrompida por el deseo de poder y enriquecimiento. La ciencia no es una disciplina inmaculada, libre de las presiones del mundo real. Los científicos necesitan financiar sus investigaciones, pagar sus hipotecas y anhelan mejorar su estatus y sus carreras, como todos los demás.

Kamran Abbasi, director ejecutivo de la [revista de la asociación médica británica] British Medical Journal, escribió un editorial el pasado noviembre advirtiendo de la corrupción del Estado británico, desencadenada a gran escala por la pandemia del covid-19. Pero los políticos no eran los únicos responsables. Los científicos y expertos de salud también estaban implicados: “La pandemia ha puesto de manifiesto cómo se puede manipular al complejo médico-político durante una emergencia”.

Añadía: “La respuesta ante la pandemia en Reino Unido se ha basado en exceso en las opiniones de científicos y otras personas nombradas por el gobierno que pueden actuar movidos por intereses preocupantes, como puede ser su participación accionarial en empresas que fabrican test diagnósticos, tratamientos y vacunas para el covid-19”.

Doctores y clérigos

Pero en cierto modo Abbasi es demasiado generoso. Los científicos no solo han corrompido la ciencia al priorizar sus intereses personales, políticos y comerciales. La propia ciencia está moldeada e influida por las suposiciones de los científicos y de las sociedades a las que pertenecen. A lo largo de los siglos el dualismo cartesiano ha proporcionado la lente a través de la cual los científicos han desarrollado y justificado muchas veces los tratamientos y procedimientos médicos. La medicina también tiene sus modas, aunque están sean, por lo general, más duraderas –y más peligrosas– que las de la industria textil.

En realidad, había razones egoístas que explican por qué la comunidad científica recibió con los brazos abiertos el dualismo cartesiano hace cuatro siglos. Su división entre mente y materia creaba un espacio para la ciencia fuera de la interferencia del clero. Ahora los médicos podían reclamar una autoridad sobre nuestros cuerpos diferente de la que afirmaba tener la Iglesia sobre nuestras almas.

Pero ha sido difícil quitarse de encima la visión mecanicista de la salud, aunque los avances científicos  –y su conocimiento de tradiciones médicas no occidentales– deberían haberla hecho cada vez menos creíble. El dualismo cartesiano sigue reinando en nuestros días, en la supuestamente estricta separación entre salud física y salud mental. Tratar a la mente y al cuerpo como inseparables, como las dos caras de la misma moneda, supone arriesgarse a ser acusado de charlatanismo.  La medicina “holística” todavía lucha para ser tomada en serio.

Enfrentados a una pandemia que suscita miedo, la institución médica ha recuperado la costumbre con más fuerza. Ha mirado al virus a través de una única lente y lo ha visto como un invasor que pretende superar nuestras defensas, y a nosotros como pacientes vulnerables que necesitan desesperadamente un batallón extra de soldados que puedan ayudarnos a combatirlo. Dentro de este marco dominante, han sido las grandes farmacéuticas (las corporaciones médicas con mayor potencia de fuego) las encargadas de venir a rescatarnos.

Es evidente que las vacunas son parte de una solución de emergencia y que ayudarán a salvar las vidas de los más vulnerables. Pero la dependencia de las vacunas, y la exclusión de todo lo demás, es un signo de que hemos vuelto a considerar nuestros cuerpos como máquinas. La institución médica nos ha explicado que podemos aguantar esta guerra con el blindaje que nos proporcionan Pfizer, AstraZeneca y Moderna. Todos podemos ser Robocop en la batalla contra el covid-19.

Pero la salud no tiene por qué considerarse como una batalla tecnológica cara y consumidora de recursos contra los virus-guerreros. ¿Por qué no le damos importancia a la mejora de una alimentación cada vez con menos nutrientes y más procesada, cargada de pesticidas, llena de químicos y de azúcar, como la que la mayor parte de nosotros consumimos? ¿Cómo encaramos la plaga de estrés y ansiedad que todos soportamos en un mundo competitivo y conectado digitalmente, en el que no hay lugar para el descanso, y despojado de todo significado espiritual? ¿Qué hacemos con los estilos de vida mimados que elegimos, en los que el esfuerzo es un complemento opcional al que denominamos ejercicio en lugar de estar integrado en la jornada de trabajo, y en donde la exposición a la luz solar, fuera de las vacaciones en la playa, es casi imposible de encajar en nuestros horarios de oficina?

Miedo y soluciones temporales

Durante gran parte de la historia humana nuestra principal preocupación fue la lucha por la supervivencia, contra los animales y otros seres humanos, contra los elementos y contra los desastres naturales. Los desarrollos tecnológicos han sido de gran ayuda para facilitarnos la vida y hacerla más segura, ya fueran las hachas de sílex y los animales domésticos, las ruedas y los motores de combustión, las medicinas o las comunicaciones de masas. Ahora nuestro cerebro parece programado para echar mano de la innovación tecnológica a la hora de abordar incluso las menores inconveniencias, de calmar nuestros miedos más salvajes.

Por tanto, como es natural, hemos puesto nuestra esperanza, y sacrificado nuestra economía, en encontrar una solución tecnológica para la pandemia. Pero ¿acaso esta fijación exclusiva en la tecnología para solucionar la actual crisis sanitaria no tiene un paralelismo con otros remedios tecnológicos temporales que seguimos buscando para solucionar las múltiples crisis ecológicas que hemos creado?

¿Calentamiento global? Podemos crear una pintura aún más blanca que refleje la luz solar. ¿El plástico inunda cada rincón de los océanos? Podemos construir aspiradoras gigantes que lo absorban por completo. ¿Las poblaciones de abejas desaparecen? Podemos inventar drones polinizadores que las sustituyan. ¿El planeta agoniza? Jeff Bezos y Elon Musk transportarán a millones de personas a colonias espaciales.

Si no estuviéramos tan obsesionados con la tecnología, si no fuéramos tan codiciosos, si no nos aterrorizaran tanto la inseguridad y la muerte, si no viéramos a nuestro cuerpo y a nuestra alma como entidades separadas y a los humanos como algo aparte de todo lo demás, podríamos pararnos a reflexionar si nuestro enfoque no está ligeramente equivocado.

La ciencia y la tecnología pueden ser cosas maravillosas. Pueden permitirnos mejorar el conocimiento de nosotros mismos y del mundo que habitamos. Pero necesitan ser dirigidas con un sentido de humildad que cada vez parecemos más incapaces de tener. No somos conquistadores de nuestro cuerpo, o del planeta, o del universo; y si imaginamos serlo, pronto averiguaremos que no podemos ganar la batalla que estamos librando.

Por Jonathan Cook | 29/04/2021

Jonathan Cook es un escritor y periodista free-lance británico residente en Nazaret. Fue merecedor del premio Martha Gellhorn de periodismo por su trabajo en Oriente Próximo. Se le puede seguir en su web: http://www.jonathan-cook.net

Fuente: https://www.counterpunch.org/2021/04/22/in-our-hurry-to-conquer-nature-and-death-we-have-made-a-new-religion-of-science/

El ‘otro yo’ que nos cambiará la vida: llega la era de los gemelos digitales

Las réplicas digitales de productos, servicios o procesos permiten adelantarnos al futuro para analizar lo que puede pasar y tomar mejores decisiones

Cuando algo deja de funcionar adquirimos una réplica. Una copia de un producto que, ante el desgaste del original, cumple con sus mismas funciones. Este sencillo paradigma de consumo cambia con la llegada de los ‘Digital Twins’. La réplica no viene después, sino antes, con un prototipo de un producto, servicio o proceso que simula el de su homólogo, pero donde se puede experimentar y aprender sin correr riesgos innecesarios.

El Digital Twin o gemelo digital es hoy un concepto clave en la transformación digital de la sociedad y su tejido industrial, pero que tiene su origen en la NASA de los años 80. La necesidad de crear sistemas y mecanismos que debían manipularse y funcionar en un escenario -el espacio- del cual apenas se tenía información, suscitó la creación de réplicas en las que poder realizar simulaciones que no comprometieran vidas humanas y supusieran costes extraordinarios.

El ‘problema’ que desde el Apolo 13 se trasladó a Houston, con la archiconocida frase, pudo ser solucionado con la antesala de esta tecnología. Gracias al módulo gemelo, en este caso físico, desde la tierra se pudo encontrar solución a un problema en el que cualquier fallo en la nave original hubiera terminado en desastre. Un planteamiento que se ha trasladado a otros muchos campos como el de la medicina, donde la filosofía de los Digital Twins ha desplegado todo su potencial en su versión digital.

Lo físico y lo virtual hacen ‘match’

¿Es posible diseñar versiones digitales de las personas que nos ayuden a anticipar y evitar enfermedades? No solo eso. Entre otras funciones aplicadas al ámbito de la salud, también se podría evaluar su respuesta ante un posible tratamiento, un escenario que cobra importancia en el contexto de pandemia actual. Parece cosa del futuro, pero el desarrollo de los Digital Twins o gemelos digitales avanza a pasos agigantados. Es el ‘match’ perfecto entre lo físico y lo virtual.

Disponer de una réplica para anticipar problemas y resolver errores, sin comprometer costes y vidas, ya es una realidad en el campo de la simulación de órganos. Algo imposible sin la necesaria intervención del ingrediente clave: los datos. Mediante Inteligencia Artificial y Machine Learning, éstos se convierten en información útil para anticipar y predecir enfermedades, reacciones y comportamientos antes de que se manifiesten.

Más allá de la medicina, los Digital Twins o gemelos digitales ya están replicando digitalmente instalaciones reales, tal y como lo hicieron con aquel módulo del Apolo 13 hace medio siglo. Se abre un mundo de posibilidades en el ámbito industrial con las que poder analizar el comportamiento de instalaciones reales a las que exponer, a través de modelos de ingeniería integrados, a multitud de escenarios para poder predecir y optimizar su funcionamiento.

Instalaciones ‘gemelas’

Los Digital Twins son réplicas virtuales que, por ejemplo, en instalaciones industriales, simulan los procesos productivos, manejando información en tiempo real. En Repsol llevan tiempo trabajando con esta tecnología en España, Noruega, Estados Unidos o Brasil, para simular los proyectos de nuevas instalaciones o monitorizar el desempeño de los activos.

Hablamos de representaciones digitales del mundo real, cada vez más sofisticadas, que permiten adelantarse al futuro para analizar lo que podría pasar basándose en datos. Un nuevo punto de partida que permitirá redibujar el tejido energético. Las refinerías y complejos petroquímicos, las instalaciones de exploración y producción, los nuevos activos en energías renovables e, incluso, determinadas instalaciones de las estaciones de servicio, tendrán sus ‘gemelos digitales’, tal y como avanzan desde la compañía energética.

Un gran paso para anticiparse al futuro industrial desde el presente, cuya implantación ya estimó la consultora Gartner que alcanzaría a dos terceras partes de las compañías en el año 2022. “En Repsol hemos abrazado esta tecnología, y el objetivo está claro: repensar y mejorar los procesos industriales del futuro desde las fases conceptuales del diseño de las nuevas plantas”, indica Juan Monterroso, Director de Ingeniería para el Área de Transformación Industrial y Economía Circular.

Cambiar la industria desde dentro

La digitalización de plantas y procesos es imprescindible para que el tejido industrial sea capaz de avanzar hacia un modelo descarbonizado. De hecho, para progresar en la senda ‘cero emisiones netas en 2050’ que se ha fijado Repsol, sus nuevas instalaciones de Descarbonización y Economía circular de Bilbao - actualmente en fase de ingeniería conceptual- contarán con un gemelo digital que sentará las bases del diseño de las nuevas plantas que serán todas” nativas digitales”.

Esas nuevas instalaciones, nativas digitales, están siendo diseñadas desde el inicio con su gemelo digital, que facilita los sistemas de operación y mantenimiento, pudiendo adaptar su forma de operar a las circunstancias de cada momento, haciéndolas más flexibles, eficientes, seguras, integradas y autónomas que las actuales.

Para ello cobran especial relevancia todas las tecnologías para captar datos (Internet of Things, sensórica…), las tecnologías para conectarse dentro y fuera del ecosistema de la planta (wifi, 5G,...) y las tecnologías para analizar en tiempo real los parámetros de operación y del entorno (cloud, inteligencia artificial, etc.).

Gracias al “alter ego” de estas plantas, se está diseñando, construyendo y simulando el funcionamiento de las instalaciones antes de realizar los trabajos. Además, se podrá optimizar la producción, prediciendo resultados en base a variables, anticipando posibles eventualidades y proponiendo acciones de mejora para las actividades futuras. Todo ello va a suponer una mejora de la seguridad y la eficiencia, así como una reducción de la huella ambiental.

Una realidad que cobraba vida hace medio siglo en una misión espacial, que puede salvar vidas y que nos acerca a un futuro, no tan lejano, que ya estamos construyendo.

 

Por Natalia Pastor

27/04/2021 06:04Actualizado a 27/04/2021 10:34

El instrumento experimental Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment (MOXIE).NASA/JPL-Caltech

La prueba tuvo lugar el 20 de abril y fue realizada por un instrumento experimental del tamaño de una tostadora a bordo del róver.

 

El róver Perseverance de la NASA ha logrado convertir en oxígeno parte de la delgada atmósfera de Marte, rica en dióxido de carbono (CO2), comunicó este miércoles la agencia espacial estadounidense.

La prueba tuvo lugar el 20 de abril –el 60º día marciano desde que la misión aterrizó el pasado 18 de febrero en el planeta rojo– y fue realizada por un instrumento experimental del tamaño de una tostadora a bordo del róver, denominado 'Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment' (MOXIE).

La atmósfera marciana está compuesta en un 96% por dióxido de carbono. Por su parte, el MOXIE funciona separando los átomos de oxígeno de las moléculas de dióxido de carbono, que están formadas por un átomo de carbono y dos de oxígeno. El producto de desecho, el monóxido de carbono, se emite a la atmósfera marciana. 

Durante este primer experimento, el instrumento produjo unos 5 gramos de oxígeno, equivalentes a unos 10 minutos de oxígeno respirable para un astronauta. El dispositivo está diseñado para generar hasta 10 gramos por hora.

"Se trata de un primer paso fundamental para convertir el dióxido de carbono en oxígeno en Marte", subrayó Jim Reuter, administrador asociado de la Dirección de Misiones de Tecnología Espacial (STMD) de la NASA. "MOXIE tiene más trabajo que hacer, pero los resultados de esta demostración tecnológica son muy prometedores a medida que avanzamos hacia nuestro objetivo de ver algún día a seres humanos en Marte", agregó.

Como este proceso de transformación requiere altos niveles de calentamiento para alcanzar una temperatura de aproximadamente 800 °C, el MOXIE está fabricado con materiales resistentes al calor. Entre ellos se encuentran piezas de aleación de níquel impresas en 3D, que calientan y enfrían los gases que fluyen por su interior, y un aerogel ligero que ayuda a retener el calor. Mientras, un fino revestimiento de oro en su exterior refleja el calor infrarrojo, evitando que se irradie hacia el exterior y pueda dañar otras partes del Perseverance.

Publicado: 22 abr 2021 08:23 GMT

Un cocinero del equipo del chef francés Alain Ducasse (a la derecha en la primera imagen) supervisa un postre, entre varios de los platillos elaborados para que el astronauta Thomas Pesquet los deguste en la estación, donde empezará una nueva misión. Foto Afp

La Estación Espacial Internacional (EEI) ha sido un laboratorio científico puntero desde su construcción, en 1998, con más de 3 mil experimentos realizados en ingravidez que permitieron avances en ámbitos espaciales y también terrestres.

Actualmente "funciona al ciento por ciento de su capacidad", afirmó Sébastien Vincent-Bonnieu, quien coordina los experimentos científicos de la Agencia Espacial Europea (ESA, por sus siglas en inglés), que enviará mañana a la EEI a su astronauta francés Thomas Pesquet, junto a los estadunidenses Shane Kimbrough y Megan McArthur, y al japonés Akihiko Hoshide. Su partida está prevista de Florida, a bordo de la misión SpaceX Crew-2, de la NASA.

El interior del laboratorio internacional, que se halla a 400 kilómetros de altitud, tiene un tamaño similar a un terreno de futbol y está dividido en pequeños espacios, como una colmena.

Los astronautas a bordo de la central, cuyo fin de vida está programado en 2028, realizan experimentos pilotados por investigadores desde la Tierra y sirven de "conejillos de Indias".

La segunda misión de Pesquet en la EEI tiene previstos experimentos como el denominado Cerebral Ageing para estudiar el envejecimiento de las células nerviosas cerebrales; Telemaque, que consiste en una pinza acústica para manipular objetos sin contacto, y Eco Pack, nueva generación de envoltorios.

Relevo de tareas

Los astronautas se relevan en las tareas de laboratorio y los experimentos "se conciben a largo plazo, independientemente de las misiones", según Sébastien Barde, responsable de Cadmos, división especializada del Centro Nacional de Estudios Espaciales (CNES) de Francia.

A bordo de la EEI, el organismo humano, tan bien adaptado a la gravedad, es agitado como en una batidora y la degradación que se observa en los huesos y las arterias se asimila al envejecimiento celular, con la diferencia de que, al regresar a la Tierra, el fenómeno es reversible.

"Lo interesante es estudiar cómo trabaja el cuerpo para volver al equilibrio, ofreciendo eventuales pistas para el desarrollo de tratamientos" antienvejecimiento, según Barde.

"Es un aprendizaje permanente. Así como al principio era necesario llevar material médico al espacio, ahora es éste el que nos aporta recursos de este tipo puesto que la ingravidez nos brinda mayor comprensión de las enfermedades", subrayó Jean-Yves Le Gall, presidente saliente del CNES.

Avances contra la osteoporosis, la salmonelosis, los sistemas de purificación del agua... En 20 años, "hubo hallazgos importantes" a bordo de la EEI, según el historiador estadunidense Robert Pearlman, quien citó otros proyectos "prometedores", como la impresión 3D de órganos.

Algunas voces se elevaron contra el costo de estas investigaciones, toda vez que la NASA busca reducir su compromiso financiero para concentrarse en la exploración espacial más lejana.

"Desde la estación soviética MIR, sabemos todo lo necesario en torno a los efectos de la microgravedad en el cuerpo", criticó en 2019 el ex astronauta francés Patrick Baudry, calificando la EEI de "patraña".

Ingenuity, primera nave de motor que realiza un vuelo en otro planeta

La aeronave, captada por Mastcam-Z, un par de cámaras con zoom a bordo del robot Perseverance.Foto Afp

El helicóptero, de 1.8 kilos, se elevó alrededor de tres metros sobre la superficie de Marte // La NASA compara la hazaña con la de los hermanos Wright, en 1903

 

Washington., El helicóptero Ingenuity, de la NASA, voló brevemente en Marte este lunes, convirtiéndose en la primera aeronave a motor que realiza un vuelo en otro planeta.

El triunfo fue comparado con la hazaña de Orville y Wilbur Wright. El dispositivo de 1.8 kilos, llevaba un trozo de la tela del ala de la aeronave de los hermanos que en 1903 hizo historia en Carolina del Norte.

A las 7:34 horas, el vehículo se elevó, en un vuelo controlado, tres metros sobre la superficie marciana y retornó luego de 39.1 segundos.

“Los datos del altímetro confirman que Ingenuity realizó su primer vuelo”, afirmó el piloto jefe del helicóptero, Havard Greap, al que se le quebró la voz mientras sus compañeros estallaban en vítores. "Cada mundo tiene sólo un vuelo", afirmó MiMi Aung, ingeniera principal de la misión este mes. En declaraciones el lunes en la retransmisión de la NASA, lo describió como "el sueño definitivo".

"Llevábamos mucho tiempo hablando de nuestro momento hermanos Wright en Marte y aquí está", señaló a su equipo.

Los controladores de vuelo en California confirmaron el breve vuelo del Ingenuity tras recibir datos a través de Perseverance, que montaba guardia a más de 65 metros de distancia.

El prototipo, de 85 millones de dólares, estaba considerado un proyecto de alto riesgo, pero con el potencial de grandes recompensas.

Los datos e imágenes del vuelo se transmitieron a la Tierra, a 278 millones de kilómetros de distancia, donde fueron recibidos por el conjunto de antenas de la agencia espacial estadunidense y procesados más de tres horas después.

Los ingenieros observaron con tensión sus pantallas en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de California, donde se diseñó y planeó la misión en los pasados seis años.

Ingenuity envió rápidamente una imagen en blanco y negro desde su cámara de navegación que apuntaba hacia abajo, mostrando su sombra, parecida a la de un insecto, proyectada sobre la superficie.

El helicóptero viajó a Marte unido a la parte inferior de Perseverance, que arribó al planeta rojo el 18 de febrero en una misión para buscar signos de vida extraterrestre.

El robot envió un video en color en el que se veía cómo el helicóptero despegó y regresó a la superficie marciana poco después.

Se espera que la NASA publique más imágenes del vuelo.

La agencia espacial había previsto el vuelo para el 11 de abril, pero lo pospuso debido a un problema de software que se identificó durante una prueba de alta velocidad de los rotores del helicóptero.

El problema se resolvió con la actualización del software y un cambio de código informático.

A diferencia de Perseverance, el objetivo de Ingenuity es únicamente demostrar que su tecnología funciona, y no contribuirá a los objetivos científicos de la misión para entender mejor las características de Marte.

Se espera que el helicóptero pueda allanar el camino para futuras naves que revolucionen la exploración de los cuerpos celestes al llegar a áreas a las que los robots no pueden ir y al viajar mucho más rápido.

“No sabemos exactamente hasta dónde nos llevará Ingenuity, pero los resultados del lunes indican que el cielo –al menos en Marte– puede no ser el límite”, aseguró Steve Jurczyk, administrador en funciones de la NASA.

El vuelo fue un desafío, porque el aire en Marte es muy delgado: menos de uno por ciento de la presión de la atmósfera de la Tierra. Hacía que fuera más difícil lograr la elevación, a pesar de que sería ayudado por una atracción gravitacional que es de un tercio del de la Tierra.

Ingenuity se desplegó en su zona de vuelo el 3 de abril y está en el 16 día solar marciano de su ventana de pruebas de vuelo de 30 días marcianos (31 días terrestres).

El equipo continuará recibiendo y analizando datos, y luego planeará el segundo vuelo, que no será antes del 22 de abril.

El cuerpo celeste, captado por la nave del país asiático.Foto Ap  Europa Press, Afp y Sputnik

Arribó ayer, un día después de la nave de Emiratos Árabes Unidos y una semana antes de que un robot estadunidense se dirija hacia la superficie marciana

 

La sonda Tianwen-1 de China entró con éxito en la órbita alrededor de Marte ayer, después de un viaje de casi siete meses desde la Tierra.

Llega a la órbita del planeta rojo un día después de Hope, de Emiratos Árabes Unidos, y una semana antes de que el robot Perseverance de la NASA se dirija a la superficie de ese cuerpo celeste.

Un motor 3000N se encendió a las 11:52 UTC para desacelerar a Tianwen-1, según la Administración Nacional del Espacio de China (CNSA, por sus siglas en inglés). Después de unos 15 minutos, la nave –que incluye un orbitador, un módulo de aterrizaje y un robot– se había ralentizado lo suficiente como para ser capturada por la gravedad de Marte y entrar en una órbita elíptica alrededor de éste, con su distancia más cercana a la superficie marciana a unos 400 kilómetros.

La sonda china tardará unos 10 días terrestres en completar un círculo.

El desarrollo marca el final de un paso clave en el actual programa chino de exploración de Marte, que está diseñado para completar la órbita, el aterrizaje y el itinerario en una misión, explicó la CNSA, citada por Xinhua.

Después de ingresar a la órbita de Marte, las cargas útiles a bordo del orbitador, incluidas las cámaras y varios analizadores de partículas, comenzarán a funcionar y a realizar estudios del planeta.

Tianwen-1, que pesa cinco toneladas, se lanzó con un cohete Larga Marcha 5, el vehículo de su tipo más grande de China, desde la central Wenchang en la costa de la provincia insular de Hainan, en el sur del país asiático, el 23 de julio pasado.

La sonda ha viajado en el espacio 202 días. Ha realizado cuatro correcciones orbitales y una maniobra en el espacio profundo. Ha volado 475 millones de kilómetros y estaba a 192 millones de kilómetros de la Tierra cuando alcanzó la órbita de Marte.

Un radiotelescopio orientable con una antena de 70 metros de diámetro en el distrito de Wuqing de la ciudad de Tianjin, en el norte de China, es una instalación clave que recibe datos de Marte enviados por la sonda. El retraso de la comunicación unidireccional es de unos 10.7 minutos.

Tianwen-1 ahora realizará múltiples correcciones orbitales para ingresar a una órbita de estacionamiento temporal en Marte, desde donde inspeccionará los posibles sitios de aterrizaje programado para mayo o junio.

Felicitaciones

La agencia espacial estadunidense felicitó a su par de Emiratos Árabes Unidos por el exitoso ingreso de la sonda Hope a la órbita de Marte, primera misión de ese país al planeta rojo.

“¡Felicitaciones misión Hope por tu exitosa llegada a la órbita de Marte! Tu audaz aventura para explorar el planeta rojo inspirará a muchos otros a llegar a las estrellas. Esperamos unirnos pronto a ustedes con Perseverance”, señaló Thomas Zurbuchen, administrador adjunto de la NASA, en su cuenta de Twitter.

La misión, la primera de su tipo de un país árabe, alcanzó la órbita completa a las 15:42 GMT, luego de siete meses de viaje hacia Marte.

Vapor de agua

Por otra parte, dos científicos británicos aseguraron ayer que detectaron vapor de agua en la atmósfera de Marte, nuevo indicio que podría acreditar la tesis según la cual el planeta rojo habría albergado vida en algún momento.

Los científicos coinciden en que Marte tuvo en el pasado agua de forma abundante, presente en lagos y ríos. Actualmente, el planeta guarda ese tesoro hídrico bajo tierra o en sus casquetes glaciares.

Sin embargo, según un nuevo estudio publicado en la revista Science Advances por dos investigadores británicos de la Open University, una parte de esa agua sigue evaporándose y abandonando la atmósfera marciana en forma de hidrógeno.

El descubrimiento fue realizado mediante un pequeño aparato denominado Nomad que se encuentra a bordo de la sonda ExoMars de la Agencia Espacial Europea (ESA) y de la rusa Roscosmos, que mide la luz que pasa a través de la atmósfera del planeta.

Las misiones buscarán evidencia de vida en el planeta rojo.Foto Ap

Cabo Cañaveral., Después de viajar millones de kilómetros por el espacio desde el verano pasado, tres exploradores robóticos están listos para llegar a Marte.

El orbitador de los Emiratos Árabes Unidos arribará hoy y, menos de 24 horas después, el orbitador-explorador de China. La nave de la NASA, el cabús cósmico, pisará la superficie marciana el 18 de febrero para recolectar rocas y luego regresará a la Tierra, paso clave para determinar si alguna vez existió vida en ese planeta.

Emiratos Árabes Unidos y China son los más recientes en llegar al planeta rojo, donde ha fracasado más de la mitad de los emisarios terrícolas. La primera misión china fue un esfuerzo conjunto con Rusia en 2011 y no pasó de la órbita terrestre.

Las tres naves despegaron con días de diferencia en julio, durante una ventana de lanzamiento Tierra-Marte que ocurre sólo cada dos años, por eso sus llegadas también están muy juntas.

Llamada Amal (esperanza) la nave árabe está buscando una órbita especialmente alta: 22 mil por 44 mil kilómetros, tanto mejor para observar el clima marciano.

La dupla china, Tianwen-1 (búsqueda de la verdad celestial), permanecerá en órbita hasta mayo, cuando el explorador se separe para descender. Si todo va bien, será el segundo país en aterrizar con éxito en el planeta rojo.

El estadunidense Perseverance, al contrario, buscará hacerlo de inmediato, similar a la hazaña con grúa aérea del explorador Curiosity en 2012. Las probabilidades están a favor de la NASA: logró ocho de sus nueve intentos de aterrizaje.

A pesar de sus diferencias, el Perseverance de una tonelada es más grande y más elaborado que el Tianwen-1, ambos buscarán signos de vida microscópica. Esta misión, de 3 mil millones de dólares, es la primera etapa de un proyecto entre Estados Unidos y Europa para llevar muestras de Marte a la Tierra en la próxima década.

En tanto, por primera vez en 11 años, la Estación Espacial Europea, (ESA, por sus siglas en inglés) busca nuevos astronautas. Los reclutas trabajarán junto con los astronautas en activo y por primera vez se prevé la incorporación de discapacitados físicos.

Asimismo, la ESA "anima encarecidamente a las mujeres a postularse", porque busca ampliar la diversidad de género en sus filas.

La admisión de solicitudes será del 31 de marzo al 28 de mayo próximos.

Con información de Europa Press

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