Una explicación de los neutrinos veloces sin negar a Einstein

Un físico español cree que sus colegas del CERN están en lo cierto: sí hay algo que puede ir más rápido que la luz sin saltarse por el camino la teoría de la Relatividad

La posibilidad de que una partícula, el neutrino, sea capaz de viajar más rápida que la luz, resultado de un polémico experimento llamado Opera realizado en el acelerador de partículas del CERN, en la frontera franco-suiza, ha provocado una oleada de reacciones en el mundo de la física. La opinión general de los científicos es que sus colegas habían cometido un error, tan asombrosas resultaban sus conclusiones. Y es que si algo es capaz de dejar a un fotón a su espalda en una carrera, la teoría especial de la Relatividad, uno de los pilares de la Física moderna, se vendría abajo como un edificio en demolición. Sin embargo, una nueva investigación realizada por un fisico español da una vuelta de tuerca al asunto. Publicado en arxiv.org, el mismo archivo científico donde 160 firmas aseguraban el hallazgo de los neutrinos superveloces, el estudio de Bartolome Alles Salom, físico teórico e investigador en el Instituto Nacional de Física Nuclear en Pisa (Italia), sugiere que el experimento del CERN no es erróneo y que los neutrinos sí pueden viajar más rápido que la luz si lo que se mide no es la velocidad instantánea sino la velocidad media, algo que la relatividad sí permite.

En la Teoría de la Relatividad de Einstein se demuestra que, en efecto, nada puede moverse más rápidamente que la luz, una aparente verdad universal que ha sido verificada en miles de experimentos desarrollados durante los más de cien años que han transcurrido desde que Einstein la anunciara en 1905. Por ello, «el resultado anunciado por el experimento Opera ha causado una enorme sorpresa», explica Alles Salom a ABC.es. Efectivamente, la sensación general fue que el equipo que realizó el trabajo había cometido algún error, pero ¿cuál? El investigador español ha apostado por una segunda opción: ¿Y si resulta que en realidad no se equivocaron y la teoría que hoy aceptamos como correcta es capaz de explicar lo ocurrido?

«Resulta que si construimos la Teoría de la Relatividad en presencia de un campo gravitatorio obtendremos la llamada Teoría de la Relatividad General que Einstein descubrió en 1916. Y si se elabora esta última teoría se hallan efectos muy sorprendentes. El último de ellos, que aparece en mi trabajo, es que en realidad las partículas sí pueden viajar más veloces que la luz si lo que se mide no es la velocidad instantánea sino la velocidad media», apunta Alles Salom. Y lo explica con un ejemplo muy claro. «Imaginemos que viajamos en coche de Madrid a Segovia. Imaginemos que en cada metro del recorrido a lo largo de la carretera hubieran instalado un autovelox. E imaginemos que cada uno de esos autovelox mide mi velocidad instantánea y siempre obtiene 90 km/hora. Por otra parte, al llegar a Segovia podré evaluar mi velocidad media. Pues lo que he descubierto es que, si incluyo efectos de la Relatividad General (debo hacerlo porque me estoy moviendo con mi coche en la gravedad terrestre), esa velocidad puede salirme superior a los 90 km/hora, aunque en cada instante yo haya estado viajando a 90 km/hora exactos», argumenta el científico.

Más rápido

Por supuesto, el ejemplo es «aplicable a las cosas que viajen a la velocidad de la luz: la velocidad instantánea será siempre la de la luz, pero la velocidad media al final del trayecto bien puede ser mayor que la de la luz», apunta Alles Salom. «Lo que realmente me hizo saltar de la silla es constatar que lo que han medido realmente en Opera es la velocidad media de los neutrinos en su viaje desde el CERN en Suiza hasta el laboratorio del Gran Sasso en Italia, no su velocidad instantánea. En cada instante, esas partículas viajaban a la velocidad de la luz (y por lo tanto, ningún autovelox les podría infligir una multa por 'exceso de velocidad lumínica') y, sin embargo, al dividir la distancia CERN-Gran Sasso por el tiempo que han tardado en salvar aquella distancia, podemos obtener una velocidad media superior a la de la luz».

En definitiva, según la investigación, este efecto «nos hace cambiar la opinión que teníamos de la relatividad y sus límites de velocidad: no es un anatema afirmar que las cosas pueden ir más veloces que la luz».

Los neutrinos, una partícula de moda

j. de jorge madrid

Los neutrinos parecen acaparar las noticias científicas en los últimos tiempos y resultan de especial interés para los científicos. «El motivo es que esas partículas tienen dos características muy peculiares: tienen una masa tremendamente pequeña (son casi un millón de veces más ligeros que un electrón) y además interaccionan muy poco, por lo que han podido viajar dentro de la costra terrestre desde el CERN hasta el Gran Sasso sin perderse por el camino», explica Bartolome Alles Salom.

«Durante mucho tiempo -continúa el físico- han sido considerados (los neutrinos) los candidatos principales a ser la famosa materia oscura y podría constituir la pieza fundamental para comprender por qué en el Universo hay materia y no hay antimateria (a priori debería haber ambas y autodestruyéndose, habrían dejado un Universo vacío, sin planetas ni galaxias ni soles ni, claro está, seres humanos)». En su opinión, «esas partículas todavía nos depararán muchas sorpresas y no me extrañaría que terminaran por ser el arquitrabe necesario para comprender muchos enigmas de la Física actual. El caso de Opera entra dentro de estas perspectivas».

Vuelven a detectar neutrinos más veloces que la luz

Una segunda prueba mejorada ratifica lo que ya adelantó la Comisión Nacional francesa de Investigaciones Científicas

Lo han vuelto a hacer. El mismo equipo que el pasado mes de septiembre revolucionó el mundo de la Física al detectar neutrinos más rápidos que la luz ha llevado a cabo un nuevo experimento, mejorado con respecto al primero, y ha vuelto a toparse con el mismo e increíble resultado. Si se comprueba definitivamente, el hallazgo derrumbaría de un solo golpe uno de los pilares sobre los que se basa la Física moderna, a saber, que ningún cuerpo con masa (por pequeña que ésta sea) puede moverse a más de 300.000 km por segundo, la velocidad de la luz. El trabajo acaba de aparecer en ArXiv y ha sido remitido a la revista Journal of High Energy Physics, aunque aún no ha sido aceptado para su publicación.

El nuevo experimento se llevó a cabo, igual que el primero, en el detector de neutrinos de Gran Sasso, en Italia, a partir de un haz de estas esquivas partículas enviadas desde el CERN, en Suiza, a 730 km de distancia. Sin embargo, se introdujeron sutiles cambios para evitar posibles errores en las mediciones. En palabras de Dario Autiero, uno de los autores principales de ambos experimentos (el de septiembre y el de ahora), "el resultado ha sido ligeramente mejor que el anterior".

Igual que el pasado 22 de septiembre, el nuevo experimento midió el tiempo que las partículas tardaban en recorrer los 730 kilómetros que separan ambos laboratorios. Solo que en esta ocasión se enviaron "paquetes" de neutrinos menos duraderos, de apenas 3 nanosegundos cada uno (en lugar de los 10 nanosegundos del anterior experimento), y con un intervalo de 524 nanosegundos entre cada haz. La duración de los haces, en efecto, se consideraba una de las razones principales para un posible error en la medición de los resultados de septiembre.

Se ha medido la velocidad con precisión

Comparado con el primer experimento, esta vez ha sido posible medir la velocidad de los neutrinos con más precisión, aunque al precio de disponer de haces (o paquetes) de mucha menos intensidad. Los investigadores, en efecto, sólo pudieron medir veinte eventos de neutrinos, contra los más de 15.000 del pasado septiembre. Eso sí, en todos ellos se toparon con los mismos resultados: los neutrinos viajaron más rápido que la luz.

"El resultado positivo de la prueba - afirma Fernando Ferroni, presidente del Instituto Italiano de Física Nuclear (INFN), que opera el laboratorio de Gran Sasso- nos hace tener más confianza en nuestros datos, aunque la última palabra la tendrán mediciones análogas en otros experimentos”.

En efecto, y a pesar de que la nueva prueba evita uno de los errores posibles, aún quedan otros en discusión, como el que podría derivarse de la sincronización del tiempo en los laboratorios del CERN y Gran Sasso. Por eso, y aunque el nuevo experimento refuerza los increíbles resultados del primero, habrá que esperar a que otros laboratorios (en Estados Unidos y Japón) los repitan, aplicando además tecnologías que no dejen espacio para errores de procedimiento.

Una confirmación definitiva que puede tardar aún varios meses en llegar, ya que solo un puñado de instalaciones científicas en todo el mundo cuentan con detectores capaces de medir con suficiente precisión la velocidad de los neutrinos. Por un lado, otros dos experimentos del laboratorio de Gran Sasso (Borexino e Icaro) intentarán repetir los resultados de Opera el año que viene. Por otro, los detectores Minos, en Estados Unidos, y T2K, en Japón harán lo propio a partir del primer trimestre de 2012. No queda, pues, más remedio que esperar...

Descubren restos de la materia prima original del Universo

Se trata del gas que apareció minutos después del Big Bang y que no llegó a formar parte de la creación de las estrellas



Astrónomos de la Universidad de California en Santa Cruz han encontrado, por primera vez, restos de la materia prima original del Universo en nubes de gas que datan de la noche de los tiempos. Estas nubes contienen remanentes absolutamente intactos del gas «limpio» que apareció en los primeros minutos después del Big Bang y que nunca llegó a formar parte de las estrellas. El hallazgo, que aparece publicado en la revista Science, coincide con las predicciones teóricas sobre los orígenes de los elementos en el Cosmos.

Solo los elementos más ligeros, principalmente hidrógeno y helio, se crearon en el Big Bang. A continuación, tuvieron que pasar varios cientos de millones de años para que grupos de este gas primordial se condensaran para formar las primeras estrellas, momento en el que los elementos más pesados se forjaron. Hasta ahora, los astrónomos han detectado siempre «metales» (término para referirse a todos los elementos más pesados que el hidrógeno y el helio) en cualquier lugar que buscaran en el Universo.

«Por más que habíamos tratado de encontrar material limpio en el Universo, no habíamos conseguido nada hasta ahora. Esta es la primera vez que hemos observado gas prístino no contaminado por los elementos más pesados de las estrellas», afirma J. Xavier Prochaska, profesor de astronomía y astrofísica en la Universidad de California en Santa Cruz.

«La falta de metales nos dice que este gas está intacto», dice Michele Fumagalli, principal autora de la investigación, también de la UC Santa Cruz. «Es muy emocionante, porque es la primera evidencia que coincide plenamente con la composición del gas primordial predicho por la teoría del Big Bang», añade. Porque las estrellas fusionan átomos para hacer sus elementos más pesados, estos gases nunca se han visto involucrados en la creación de una estrella en los 2.000 millones de años que pasaron desde la gran explosión hata su descubrimiento. En otras palabras, esos restos no han cambiado desde el origen de los tiempos.

Como un huella digital

Los investigadores descubrieron las dos nubes de gas prístino a través del análisis de la luz de quásares distantes, utilizando el espectrómetro del telescopio Keck I en Hawai. Cada elemento tiene una huella digital única que se muestra como líneas oscuras en el espectro. Y en el espectro de estas nubes de gas, los investigadores observaron solo hidrógeno y su isótopo pesado deuterio. «No tenemos ninguna sensibilidad al helio, pero podríamos esperar verlo si la tuviéramos», señala Prochaska. Sin embargo, «tenemos una excelente sensibilidad para el carbono, oxígeno y silicio, y estos elementos están completamente ausentes».

Antes de este descubrimiento, las medidas más bajas de la abundancia de metal en el Universo estaban cerca de una milésima parte de la «metalicidad» del Sol. Los científicos «pensaban que nada podía ser inferior», dice Fumagalli. «Así que esto fue algo inesperado». Los investigadores calcularon una metalicidad para el gas prístino de alrededor de que una diezmilésima de la del Sol. En el otro extremo, las estrellas y el gas con la más alta metalicidad están casi diez veces más enriquecidos que el Sol. «La abundancia de metales en diferentes bolsillos del Universo abarca una gama enorme», reconoce Prochaska.

Un coche del tamaño de una molécula

Creado por científicos holandeses, este hito de la nanotecnología puede desplazarse varias milmillonésimas de metro cuando recibe un haz de pulsos eléctricos

Si bien se trata de un coche que jamás podrá llevar un pasajero, el trabajo de un grupo de científicos holandeses constituye un verdadero hito en los anales de la nanotecnología. El pequeño coche está conformado por un puñado de átomos, con cuatro extensiones a modo de ruedas, que puede avanzar algunas milmillonésimas de metro cada vez que recibe un tren de pulsos eléctricos. Es posible que no tenga una aplicación práctica inmediata, pero constituye una prueba irrefutable de lo que puede hacer la nanotecnología en la actualidad.

La industria automotriz está migrando -muy lentamente- hacia los coches híbridos o eléctricos. Cada semana vemos algún avance que nos acerca un pasito más al día en que todos los coches pertenezcan a esa categoría, aunque queda todavía mucho camino por recorrer. Un grupo de científicos holandeses, pertenecientes a la University of Twente, han querido utilizar las posibilidades que brinda la nanotecnología para crear un pequeño (¡pequeñísimo!) coche a partir de un puñado de átomos, capaz de desplazarse por una improvisada carretera de metal gracias a breves impulsos eléctricos.

El trabajo, si bien constituye una curiosidad científica, no tiene por ahora una aplicación práctica o comercial. Sólo demuestra cuáles son las posibilidades que brinda la nanotecnología actual. El coche en cuestión es una molécula, diseñada a medida con cuatro “extensiones” que hacen las veces de “neumáticos”, y que solo puede funcionar a temperaturas extremadamente bajas, muy cerca del cero absoluto. La energía necesaria para que el coche se desplace es aportada por un microscopio de efecto túnel, un dispositivo que a través de una punta muy fina de metal genera una corriente de polarización que mueve electrones de un lado a otro mediante el efecto túnel. Cuando reciben esta corriente, las zonas de la molécula que actúan como ruedas se deforman y la impulsan hacia adelante.

Milmillonésima de metro

Para avanzar necesita recibir un tren de impulsos electricos, y durante los experimentos se demostró que puede desplazarse hasta seis milmillonésimas de un metro cada vez que recibe 10 impulsos eléctricos. Tibor Kudernac, responsable de la investigación, consciente de que su trabajo es poco más que una curiosidad, ha dicho lo siguiente:

«Basta con mirar a nuestro alrededor para ver que en todos los sistemas biológicos existen un gran número de máquinas moleculares o de motores formados a partir de proteínas que realizan funciones muy específicas. Por ejemplo, la contracción de nuestros músculos existe gracias a motores basados en proteínas. Este vehículo eléctrico es solamente la demostración simple de que podemos lograr hacer algo similar y, por tanto, constituye un ejemplo capaz de motivar a otros científicos a realizar una aplicación práctica».

Es difícil imaginar cuál podría ser la aplicación concreta de este principio que logre convertir en millonario a algún inventor, pero estamos seguros de que dentro de no mucho tiempo veremos en las tiendas dispositivos que funcionan gracias al trabajo del equipo dirigido por Kudernac.

El misterio de la montaña oculta bajo la Antártida

Un grupo de geólogos descifra el enigma de la formación de la extraña cordillera Gamburtsev, de 1.200 km de extensión y enterrada bajo 3 km de hielo

El nacimiento de las montañas Gamburtsev, una larga cordillera de 1.200 kilómetros de longitud enterrada bajo la capa de hielo de la Antártida, ha desconcertado a los científicos desde que fueron descubiertas en 1958. Los geólogos eran incapaces de entender cómo pudieron formarse, ya que se encuentran alejadas de los puntos de contacto de las placas tectónicas y no parecen ser el fruto de la actividad volcánica. Pero el misterioso rompecabezas ya ha sido resuelto. Estos montes ocultos, con picos de hasta 3.400 metros, son el resultado de un impresionante y largo proceso geológico en la frontera menos explorada de la Tierra, donde se formó la capa de hielo del continente blanco. La investigación, realizada por un equipo internacional de científicos de siete países diferentes, aparece publicada en la revista Nature.

Según informa la British Antarctic Survey, operador nacional antártico del Reino Unido, el equipo exploró las montañas subglaciales Gamburtsev, enterradas bajo una capa de hielo de hasta 3 kilómetros, durante el Año Polar Internacional (2007-2009), utilizando dos aviones bimotores equipados con radares de penetración de hielo, gravímetros y magnetómetros. Al analizar los nuevos datos, los científicos pudieron describir los procesos extraordinarios, ocurridos en los últimos mil millones de años, que crearon las raíces de la corteza terretre bajo las montañas y la fisura de la Antártida Oriental, un rift o fractura de 3.000 kilómetros de largo en la superficie de la Tierra que se extiende desde el este de la Antártida a través del océano hasta la India.

Hace mil millones de años, antes de que los animales y las plantas se desarrollaran en la Tierra, varios continentes -en realidad, microcontinentes- colisionaron, aplastando las rocas más viejas de la cordillera. Este evento formó una gruesa corteza que se extiende muy por debajo de la cordillera. Con el tiempo, esas antiguas montañas fueron erosionadas, pero quedó su raíz densa y fría.

Hace entre 250 y 100 millones de años, cuando los dinosaurios caminaban por el planeta, la fractura allanó el camino para que el supercontinente Gondwana se rompiera, causando que la vieja raíz de corteza terrestre se calentara. Rejuvenecida, junto al rift de la Antártida Oriental, obligó a la tierra a levantarse de nuevo, formando las famosas montañas. Los ríos y los glaciares tallaron valles profundos, lo que ayudó a elevar los picos y crear el espectacular paisaje de las Gamburtseves, que se asemejan a los Alpes europeos. La hoja de hielo de la Antártida Oriental, que se formó hace 34 millones de años y que cubre 10 millones de kilómetros cuadrados de nuestro planeta -un área del tamaño de Canadá-, protege a las montañas de la erosión.

Hallan un lago subterráneo gigantesco en una luna de Júpiter

Los científicos creen que se trata de agua caliente capaz de fracturar la gruesa piel de hielo que recubre el satélite Europa, lo que aumenta las posibilidades de que exista vida

Los científicos han encontrado la mejor prueba hasta ahora de la existencia de una gran masa de agua líquida justo bajo la helada superficie de Europa, una de las más intrigantes lunas de Júpiter. Los análisis indican que se trata de agua caliente, tanto como para fracturar la gruesa piel de hielo que recubre Europa. Y que ese agua está a menos de 3 km. bajo la corteza del satélite. Los resultados, que se publican esta semana en Nature, acaban de ser anunciados por la NASA en una rueda de Prensa.

Las numerosas fracturas en el hielo superficial de Europa, perfectamente visibles desde el espacio, llevan más de una década intrigando a los astrónomos. Algunos creen desde el principio que se deben a la existencia de un océano subterráneo, que funde y rompe el hielo, mientras que otros están convencidos de que la corteza helada de Europa es demasiado gruesa como para que el agua pueda fracturarla.

Sin embargo, y tras una serie de estudios realizados aquí, en la Tierra, en las plataformas heladas de la Antártida e Islandia, los investigadores han averiguado cómo se forman esas superficies agrietadas. Y han descubierto que para ello es necesaria la presencia de agua, y mucho más cerca de la superficie de lo que se creía.

Centenares de extrañas y caóticas formaciones se reparten por toda la superficie de Europa. Se trata de áreas de terreno muy irregular, en las que se alzan grandes cúpulas heladas y bloques de hielo, parecidos a icebergs, pero cuyas formas no han podido ser replicadas en ningún modelo teórico.

«Hielo destrozado»

"Es como hielo destrozado", afirma Paul Schenk, del Instituto Planetario y Lunar de Houston y uno de los científicos que estudian Europa. Los investigadores señalan que el agua subterránea, más caliente, provoca la fusión parcial de la corteza helada, que se derrite y aumenta la cantidad de agua, al mismo tiempo que provoca las misteriosas fracturas en la superficie.

Según los cálculos, debería de haber, en las zonas estudiadas, Conamara Chaos y Thera Macula, entre 20.000 y 60.000 km cúbicos de agua, más o menos la que tienen todos los grandes lagos juntos. Por supuesto, esta investigación ha hecho subir varios puntos a Europa en la clasificación de mundos en los que podría haber vida. En efecto, una masa tan grande de agua líquida y relativamente templada resulta el lugar ideal para averiguar si realmente hay "alguien" ahí fuera.

La primera descripción completa de un agujero negro

El monstruoso Cygnus X-1, situado a 6.070 años luz de la Tierra, es quince veces más masivo que el Sol y gira a una velocidad endemoniada de más de 800 veces por segundo

Por primera vez, un grupo de astrónomos ha conseguido realizar la descripción completa de un agujero negro, el monstruoso Cygnus X-1, una concentración de masa tan densa que ni siquiera la luz puede escapar de su gigantesco tirón gravitatorio de gran alcance. Las precisas mediciones han permitido a los investigadores reconstruir la historia del objeto desde su nacimiento hace unos seis millones de años. El impresionante agujero negro, cuya distancia exacta de la Tierra es de 6.070 años luz -un importante dato para concluir el resto de sus características- es casi 15 veces más masivo que nuestro Sol y gira a una velocidad endemoniada de 800 veces por segundo. Resulta prácticamente imposible imaginar ante nuestros ojos una fuerza de tal calibre. La investigación aparece publicada en la revista Astrophysical Journal.

Usando varios telescopios, tanto terrestres como en órbita, los científicos han desentrañado los viejos misterios que esconde el objeto llamado Cygnus X-1, un famoso sistema estelar binario descubierto por producir fuertes emisiones de rayos-X desde hace medio siglo. El sistema consta de un agujero negro y una estrella compañera de la que el agujero negro succiona material. Los esfuerzos de los científicos produjeron las mediciones más precisas realizadas jamás de la masa del agujero negro y de su velocidad de rotación.

«Debido a que ningún otro tipo de información puede escapar de un agujero negro, conocer su masa, giro y carga eléctrica nos proporciona una descripción completa del mismo», dice Mark Reid, del Centro Harvard-Smithsoniano de Astrofísica (CfA). «La carga de este agujero negro es casi cero, por lo que medir su masa y su giro hace nuestra descripción completa», agrega.

A pesar de que Cygnus X-1 ha sido estudiado intensamente desde su descubrimiento, los intentos anteriores de medir su masa y giro han sufrido la falta de una medición precisa de la distancia de la Tierra. El equipo liderado por Reid utilizó el Very Long Baseline Array (VLBA), un radiotelescopio de la Fundación Nacional de Ciencias de EE.UU., para hacer una medición trigonométrica directa de la distancia. Las observaciones realizadas con VLBA señalaban una distancia de 6.070 años luz, mientras que las estimaciones anteriores habían variado de 5.800 a 7.800 años luz.

Uno de los más masivos de la Vía Láctea

Armados con la nueva medición, la distancia precisa desde el agujero negro a la Tierra, los científicos utilizaron los datos de distintos telescopios y observatorios, entre ellos el Chandra de rayos X, para obtener sus conclusiones. Resultó que Cygnus X-1 es casi 15 veces más masivo que nuestro Sol y gira 800 veces por segundo. «Esta nueva información nos da importantes pistas sobre cómo nació el agujero negro, lo que pesaba y lo rápido que daba vueltas», aclara Reid.

«Conseguir una buena medición de la distancia era crucial -prosigue Reid-. Ahora sabemos que Cygnus X-1 es uno de los agujeros negros más masivos de la Vía Láctea», indica Jerry Orosz, de la Universidad Estatal de San Diego. «Y su giro es tan rápido como el de cualquier agujero negro que hayamos visto», añade.

Además de medir la distancia, las observaciones del VLBA, hechas durante 2009 y 2010, también han medido el movimiento de Cygnus X-1 a través de nuestra galaxia. Ese movimiento, según los científicos, es demasiado lento para que el agujero negro haya sido producido por la explosión de una supernova. Una explosión semejante habría dado al objeto de una buena «patada» que lo enviaría a una velocidad mucho mayor. «Existen indicios de que este agujero negro pudo haber sido formado sin una explosión de supernova, y nuestros resultados apoyan esta idea», explica Reid.

Sierra de Atapuerca

  La Sierra de Atapuerca es un pequeño conjunto montañoso situado al norte de Ibeas de Juarros, en la provincia de Burgos (Castilla y León, España), que se extiende de noroeste a sudeste, entre los sistemas montañosos de la Cordillera Cantábrica y el Sistema Ibérico. Ha sido declarado Espacio de Interés Natural, Bien de Interés Cultural y Patrimonio de la Humanidad como consecuencia de los excepcionales hallazgos arqueológicos y paleontológicos que alberga en su interior, entre los cuales destacan los testimonios fósiles de, al menos, tres especies distintas de homínidos: Homo antecessor, Homo heidelbergensis y Homo sapiens.

Yacimientos de la Sierra de Atapuerca

Sima del Elefante (TE)

    El yacimiento de la Sima del Elefante, o Trinchera Elefante (TE) como también es conocido, se localiza en la Trinchera del Ferrocarril, siendo el primer yacimiento que nos encontramos al ir caminando desde la entrada sur de la trinchera. En el contexto del complejo kárstico de Cueva Mayor/Cueva del Silo, se localiza al final de la Galería Baja, desconociéndose aún la relación sedimentológica entre ambos sitios. Debe constituir una galería kárstica de más de 15 metros de altura y 18 metros de anchura máxima. Es una cueva colmatada de sedimentos, que quedó descubierta cuando se hizo la trinchera a finales del siglo XIX, quedando afloramientos de sedimentos en ambas paredes, siendos los situados en la pared este sobre los que se desarrollan las investigaciones. Su nombre se debe a la aparición en 2001 de unos fósiles que fueron inicialmente atribuidos a elefantes, aunque investigaciones posteriores demostraron que pertenecían a rinocerontes. Sin embargo, en campañas posteriores se descubrió un astrágalo que sí pertenecía a un elefante, confirmándose la presencia de estos animales en sus depósitos fosilíferos.
    Es el yacimiento de la trinchera que más tarde se ha empezado a excavar de una forma sistemática. Los 21 metros de potencia de sedimentos que tiene abarcan todo el periodo de ocupación humana de la sierra correspondiente al Pleistoceno. Sus niveles inferiores son los más antiguos de toda la sierra -están próximos al subcron paleomagnético Jaramillo-, y se encuentran situados incluso 3,5 metros por debajo del nivel actual de la trinchera, con una edad superior al millón de años (Pleistoceno Inferior). En estos niveles se han hallado restos de fauna acompañados de instrumentos líticos, demostrando la presencia de homínidos en una época anterior en la que vivió Homo antecessor de Gran Dolina (unos 780.000 años). Además, en algunos restos óseos de animales, se han encontrado marcas de corte producidas por el contacto del instrumento lítico y el huesos en el momento de la descarnación, por lo que se puede inferir ciertos aspectos de la alimentación de aquellos homínidos. Por otro lado, en los niveles superiores, han aparecido instrumentos líticos del tipo Musteriense o modo 3, asociados a neanderthales, junto con fósiles de caballos y ciervos.
    En marzo de 2008, se han dado a conocer nuevos restos de Homo antecessor, hallados en este yacimiento; se trata de parte de una mandíbula de un individuo de unos 20 años y 32 herramientas de sílex de tipo olduvayense (modo 1); han sido datados en 1,2 millones de años de antigüedad, mucho más antiguos que los restos originales de Gran Dolina, lo que hace retroceder considerablemente la presencia de homínidos en Europa.

Gran Dolina (TD)
    El yacimiento de la Gran Dolina se ubica en el interior de la trinchera del ferrocarril y es el más conocido, no en vano en él aparecieron los primeros restos de la especie Homo antecessor, el último ancestro común del linaje que dio lugar a los neandertales por un lado, y el que culminó con nuestra especie. Tiene 18 metros de sedimentos que recorren una secuencia temporal que va desde hace un millón de años (en el nivel TD1) hasta hace 200.000 años (en el nivel TD11). En estos 18 metros de sedimento se han diferenciado 11 niveles estratigráficos.
En los niveles inferiores se han encontrado restos de animales carnívoros, como el tigre de dientes de sable y la hiena manchada (ambos en su registro más antiguo de Europa) así como una nueva especie de oso, antecesor del oso de la cavernas, que ha sido bautizado como Ursus dolinensis, en referencia a su lugar de descubrimiento. Se han encontrado útiles de piedra del modo 1 lítico en el nivel TD4 al igual que en la base de la Sima del elefante con antigüedad de un millón de años.
    En el nivel TD6 se encontraron en 1994 los restos de lo que se describiría después como una nueva especie humana, el Homo antecessor, uno de los pobladores más antiguos de Europa y proveniente de África. El estudio de los huesos de este hallazgo reveló huellas de cortes hechos por una herramienta humana, es decir, se determinó que estos antiguos habitantes de la Gran Dolina practicaban el canibalismo. El nivel siguiente, el TD7, muestra testimonio de la inversión magnética del campo terrestre que coincide con el conocido como límite de Matuyama-Brunhes y define la frontera entre el Pleistoceno Inferior y el Medio hace unos 780.000 años (hay que notar que los fósiles del homo antecessor están en el nivel inferior por lo que su antigüedad es mayor a la de la inversión magnética). El nivel TD10 tiene restos de industria lítica de tipo 3, aunque muy rudimentaria.
    Se han seguido hallando restos de Homo antecessor que confirman la importancia y riqueza de este yacimiento. Se han descubierto nuevas especies de animales en sus sedimentos, tales como la especie de oso Ursus dolinensis^[5] y la musaraña Dolinasorex glyphodon.

Cueva Mayor

Sima de los Huesos

    El yacimiento de La Sima de los Huesos es una pequeña cámara situada en la base de un pozo de 13 metros de profundidad que se halla en la parte más profunda de la cueva Cueva Mayor. En él se han encontrado una gran cantidad de huesos de animales y humanos. Los sedimentos de este lugar datan de hace más de 530.000 años, es decir del Pleistoceno medio, y están magníficamente conservados.
Lo que hace importante este yacimiento es la gran cantidad de restos humanos encontrados, más de 5.000 fósiles, que pertenecen a un grupo de unos 30 individuos de la especie Homo heidelbergensis (considerado el ancestro del Homo neanderthalensis) de todas las edades y sexos. Estos restos representan más del 90 % de los fósiles humanos recuperados para el Pleistoceno Medio de todo el mundo.
    Entre los restos humanos recuperados destacan numerosos cráneos, entre los que se encuentra el cráneo número 5 que es el cráneo de Homo heidelbergensis mejor conservado del mundo y recibe, popularmente, el nombre de "Miguelón" en honor a Miguel Indurain.^[7] Hay gran cantidad de huesos de todo tipo, desde pelvis, como la llamada Elvis,^[8] hasta los huesos del oído. "Elvis" es la pelvis más completa del registro fósil. Perteneció a un individuo masculino, de 175 cm de altura y 95 kilogramos de peso. Se ha llegado a la conclusión estudiándola de que el Homo heildebergensis era tan alto como nosotros, pero más robusto. La cavidad pélvica era mayor, facilitando el parto en las mujeres.
Se cree que este era un lugar de enterramiento humano y de culto a los difuntos, únicamente se ha encontrado una herramienta lítica entre todos los restos, esta herramienta, un bifaz, está sin usar y es de cuarcita roja; fue encontrado en 1998 y recibió el nombre de Excalibur. Se considera que Excalibur es un presente a alguno de los difuntos enterrados en este lugar, lo que indicaría la existencia de una mente simbólica y reflexiva, preocupada por los problemas eternos de la vida y la muerte y con capacidad de sentimientos. Esto señala a Homo heidelbergensis como un ser humano completo, ya no en lo físico, sino en lo espiritual.
Entre los restos de carnívoros encontrados hay una gran cantidad de restos de oso de la especie Ursus deningeri, más de 180 individuos.
Este yacimiento, por los hallazgos en él realizados es único en el mundo.

Se forma un iceberg del tamaño de la isla de Lanzarote

La NASA vigila la formación de una masa de unos 880 kilómetros cuadrados, producto de una fractura que se extiende a lo largo de 29 kilómetros en el glaciar de Isla Pine, en la Antártida



Científicos de la NASA dijeron en Chile que vigilan la formación de un gran iceberg, de unos 880 kilómetros cuadrados, equivalente al tamaño de la isla de Lanzarote (España), producto de una fractura que se extiende a lo largo de 29 kilómetros en el glaciar de Isla Pine, en la Antártida.

El avistamiento de la enorme fractura se hizo durante los vuelos de investigación realizados durante octubre por el equipo «IceBridge» de la agencia espacial estadounidense, un conjunto de científicos y técnicos que analizan loscambios en las capas de hieloque cubren la Antártida y Groenlandia desde el año 2009.

«En los vuelos observamos una fisura grande que indica que un gran pedazo de hielo está por partirse. Se trata de una fractura de unos 280 metros de ancho y de unos 60 metros de profundidad, lo que indica que es más alta que la estatua de la Libertad», señaló hoy a la prensa el jefe del proyecto IceBridge, Michael Studinger, en una videoconferencia.

El científico subrayó que la fractura sobre el glaciar de Isla Pine «forma parte del ciclo natural» de conformación de los iceberg en «la zona occidental de la Antártida» -una región «sensible», apostilló-, por lo que no acarrea riesgo ambiental a nivel global.

«Sabemos poco de la formación de estos iceberg porque no observamos con frecuencia estos fenómenos. Es primera vez que sobrevolamos una fisura tan grande. Esperamos que esto ayude a explicar cómo se conforman para poder predecirlas», subrayó Studinger, cuyas investigaciones se prolongarán hasta el año 2015.

Detectan el púlsar de milisegundo más brillante descubierto hasta ahora

La estrella de neutrones estaría girando en un grupo globular ubicado en la constelación Sagitario, a aproximadamente 27.000 años luz de la Tierra

Un equipo internacional de investigadores ha descubierto, con la colaboración del telescopio Fermi, el púlsar de milisegundo más brillante detectado hasta ahora dentro de un grupo de cientos de miles de estrellas que orbita nuestra galaxia, según publicó hoy la revista Science.

El profesor Paulo Freire, del departamento de radioastronomía del Instituto Max Planck en Bonn (Alemania), y su equipo han detectado el pulsar J1823-3021A girando en un grupo globular ubicado en la constelación Sagitario, a aproximadamente 27.000 años luz de la Tierra.

El púlsar es una estrella formada por neutrones que emite radiación periódica, que posee un intenso campo magnético, gira con periodos de rotación que van desde el milisegundo a unos pocos segundos.

Se trata del púlsar de milisegundo más joven y con el campo magnético mayor registrado hasta ahora, además del más distante detectado con rayos gamma, señaló Freire en declaraciones a Efe.

Al principio, Freire y sus colegas creyeron que las intensas emisiones de rayos gamma emanaban de una población de púlsares de milisegundo, que solo habían sido detectados antes en ondas de longitud de radio, localizadas dentro del grupo globular.

No obstante, tras una inspección más cercana con el telescopio espacial de rayos gamma Fermi se dieron cuenta de que la emisión de rayos gamma del grupo estaba dominada solo por ese púlsar.

«Ya se conocían de observaciones de radiotelescopios, los púlsares normalmente brillan mucho en los telescopios de ondas de radio pero ahora con el telescopio Fermi hemos descubierto varios como éste en rayos gamma», señaló.

2.000 pulsares en radio

Según dijo, se conocen alrededor de 2.000 púlsares en radio. Antes del lanzamiento de Fermi se conocían sólo 6 púlsares en rayos gamma y ahora han detectado más de 100.

Muchos de los descubrimientos de Fermi usan los datos de los telescopios de radio para saber cuál es el tiempo de rotación del pulsar para detectarlo en rayos gamma.

Sus hallazgos sugieren que «estos pulsares de milisegundo pueden ser mucho más energéticos de lo que indican las teorías que teníamos hasta ahora» y que pueden existir más con estas características en el resto de la galaxia.

«Tenemos una teoría de cómo se forma (un púlsar), pero no nos permite explicar por qué (éste) es tan energético y tiene un campo magnético tan intenso» señaló Freire, que aseguró que se trata de un objeto «realmente extraordinario».

Los investigadores apuntan a que al menos, en grupos globulares, parecen estarse formando otros pulsares de milisegundo a tasas similares de rotación y, según adelantó, su equipo ya ha detectado el segundo.

El comienzo de la primavera se adelanta dos días cada década

Un estudio en el que participa el CSIC determina la velocidad a la que avanza el cambio climático (27 kilómetros por década) y cómo el calentamiento adelanta la llegada de la primavera

Un grupo internacional de científicos, incluidos miembros del Centro Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), ha explicado por primera vez la velocidad del cambio climático y su efecto sobre las estaciones. La velocidad media a la que avanza el cambio climático es 27 kilómetros por década. Respecto a las estaciones, «la señal térmica que marca el inicio de la primavera se está adelantando unos dos días cada diez años», según Carlos Duarte, experto en ecosistemas marinos, uno de los autores del artículo, publicado en la revista Science.

La velocidad global del cambio climático es un factor que determina cómo se distribuyen las especies, cómo cambian su hogar perseguidos por la variación de las condiciones de vida. Este trabajo indica que los regímenes térmicos, marcados por el modo en que se distribuyen las temperaturas en una determinada zona, se han desplazado hacia latitudes más altas a una velocidad media de 27 kilómetros hora.

Para llegar a estas conclusiones se han analizado las temperaturas en las superficies del globo en los últimos cincuenta años. En el texto se añade que los gases de efecto invernadero han calentado los ecosistemas terrestres aproximadamente un grado desde 1960.

Tres veces más rápido en los océanos

El calentamiento se ha producido tres veces más rápido en tierra que en los océanos, donde, sin embargo, las áreas que sufren/sufrirán un mayor impacto son también las más ricas en biodiversidad. «El mayor impacto se producirá en torno al ecuador, principalmente porque la velocidad del cambio climático en estas zonas supera los 200 kilómetros por década», según el estudio.

En cualquier zona, sin embargo, asistiremos a una redistribución de las especies. Según explica Johnna Holding, investigadora en el Instituto Mediterráneo de Estudios Avanzados, un centro mixto del CSIC y la Universidad de Baleares, «las especies del Ártico no tienen sitios más fríos a los que migrar. Algunas, como las del Mediterráneo, no pueden migrar hacia el norte porque el mar está cerrado por Europa», explica. «Nuestro estudio muestra que en el océano, las rutas de escape son más complejas y a veces inexistentes», señala el coordinador del estudio Mike Burrows, de la Asociación Escocesa de Ciencias Marinas.

Hallan en una cueva de Italia los fósiles de «Homo sapiens» más antiguos de Europa

Se trata de dos dientes que podrían tener entre 43.000 y 45.000 años, hecho que demuestra que son de humanos modernos y no de «Homo neanderthalensis», como se pensaba desde los 60

    Un equipo internacional con participación de investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha datado dos dientes hallados en una cueva prehistórica al sur de Italia y ha constatado que se trata de los fósiles de «Homo sapiens» más antiguos de Europa.

    Según informa el CSIC, la antigüedad de los restos, descubiertos en 1964 en la Grotta del Cavallo, al sur del país, sugiere que los humanos modernos llegaron a Europa varios miles de años antes de lo que se creía. Estos resultados aparecen publicados en la revista «Nature».

    «Hasta ahora los restos de «Homo sapiens» más antiguos en el continente se fecharon en unos 35.000 o 40.000 años. Este nuevo trabajo fecha en 45.000 o 43.000 años los dientes de la cueva italiana y, además, demuestra que pertenecen a humanos anatómicamente modernos y no a la especie «Homo neanderthalensis», como se pensaba desde la década de los 60», asegura uno de los autores del estudio, el investigador del CSIC Michael Coquerelle.

    La Grotta del Cavallo, ubicada en Puglia, contiene siete metros de depósitos arqueológicos fechados en el periodo en que los neandertales fueron sustituidos por los «Homo sapiens». En 1964, el investigador Alessandro Palma di Cesnola, de la Universidad de Siena, recuperó estos dos fósiles, dientes de leche, que desde los 60 se han considerado una evidencia de la aculturación sufrida por los neandertales del sur de Italia con la llegada de los humanos modernos.

    «Los fósiles fueron recuperados en las capas que contienen restos de la cultura Uluciense. Se identificaron entonces como neandertales, una atribución en la que se ha apoyado la idea, por amplio consenso, de que la cultura Uluciense fue producida por esta especie», precisa Coquerelle. No obstante, según este investigador del CSIC, que trabaja en el Museo Nacional de Ciencias Naturales, esta cultura paleolítica se caracteriza por objetos asociados al comportamiento simbólico humano moderno, como ornamentos personales, herramientas de hueso y pigmentos.

    Para el principal autor del estudio, el investigador Stefano Benazzi, de la Universidad de Viena, el hallazgo confirma que la llegada del «Homo sapiens» al continente y el periodo de coexistencia con los neandertales (extintos hace entre unos 28.000 y 30.000 años), duró miles de años más de lo que se pensaba.

    «Esto tiene importantes implicaciones en el entendimiento del desarrollo del comportamiento humano completamente moderno. Si la colonización del continente europeo fue en una o varias oleadas de expansión, así como las rutas que se siguieron, está aún por determinarse», agrega el científico.

    Por su parte, Coquerelle señala que «el siguiente paso está ahora en saber si la cultura Uluciense apareció y evolucionó debido al contacto con humanos anatómicamente modernos o si es una simple evolución del Musteriense, producido por neandertales. Esta cuestión es importante porque hay actualmente varios debates sobre las interacciones entre neandertales y los humanos anatómicamente modernos».

PRUEBAS DE LA EVOLUCIÓN

Es difícil, casi imposible, observar directamente cómo actúa la evolución. Sin embargo, estudiando los seres vivos, se observan hechos que apuntan, con toda claridad, a la evolución como única causa razonable. Estos hechos se conocen como pruebas de la evolución y se recogen en seis grupos principales.

Pruebas taxonómicas

La taxonomía es la clasificación de los seres vivos a partir de sus características. Cada especie de seres vivos se agrupa con otras parecidas en grupos. A su vez, los grupos se unen con otros parecidos, dando lugar a agrupaciones de mayor tamaño, hasta llegar al reino.

Este tipo de clasificación surgió antes de que se desarrollara la teoría de evolución; sin embargo, se aprecia claramente que las especies se relacionan unas con otras, como si guardaran entre sí parentesco y compartieran antepasados comunes. De hecho, hoy día se habla de clasificaciones evolutivas: lo que refleja la taxonomía son las relaciones de parentesco entre todas las especies de seres vivos.

Pruebas biogeográficas

La fauna y la flora de dos regiones son más parecidas cuanto más cercanas están. Esta relación no tendría por qué cumplirse si cada especie se hubiera creado de forma aislada. En cambio, se explica si las especies están relacionadas. Tendrán antepasados comunes y serán parecidas las especies de zonas próximas.

Las faunas de América del Sur y de África son diferentes, aunque están relacionadas. Por ejemplo, existen monos en ambos continentes. Se debe a que estos se separaron hace millones de años, por lo que las faunas actuales han evolucionado a partir de esos antepasados comunes.

En cambio, Australia tiene una fauna radicalmente diferente; se debe a que se separó mucho antes, por lo que los antepasados comunes con Sudamérica y África son muy lejanos.

En los archipiélagos alejados de los continentes es frecuente encontrar especies de animales propias de cada isla, pero muy relacionadas entre sí.

Se debe a que dichas islas fueron colonizadas por una especie inicial que se repartió por todas las islas y que en cada una de ellas dio lugar a una especie diferente.

Pruebas paleontológicas

Al estudiar los fósiles se observar que los seres vivos que han habitado la Tierra han cambiado y que unas especies han sido sustituidas por otras.

Es difícil encontrar una cadena de fósiles que explique perfectamente el proceso evolutivo que lleva hasta una determinada especie actual, pues el registro fósil no es perfecto; sin embargo, disponemos de algunas series continuas que permiten seguir la evolución de alguna especie. Un ejemplo clásico es el registro fósil del caballo, que permite seguir los cambios anatómicos sufridos desde un animal del tamaño de un perro con cuatro dedos en sus patas, hasta el actual, de gran estatura y con un solo dedo en cada pata.

Otras veces se encuentran fósiles de formas intermedias entre dos grupos de seres vivos. El Archaeopteryx es un ave cuyas plumas son perfectamente visibles, pero con dientes en su pico y garras de reptil en sus alas

Pruebas embriológicas

Al estudiar el desarrollo embrionario de los animales se descubre que en las fases iniciales existen muchas semejanzas, y más cuanto más próximos son los animales. Por ejemplo, todos los embriones de vertebrados poseen cola y arcos branquiales en las primeras fases del desarrollo embrionario. Más tarde, a medida que avanza el desarrollo, algunos animales conservan estas estructuras, mientras que otros las pierden. Parece evidente que los embriones que presentan características similares tienen un antecesor común.





Pruebas embriológicas

Al estudiar el desarrollo embrionario de los animales se descubre que en las fases iniciales existen muchas semejanzas, y más cuanto más próximos son los animales. Por ejemplo, todos los embriones de vertebrados poseen cola y arcos branquiales en las primeras fases del desarrollo embrionario. Más tarde, a medida que avanza el desarrollo, algunos animales conservan estas estructuras, mientras que otros las pierden. Parece evidente que los embriones que presentan características similares tienen un antecesor común.

Pruebas anatómicas

Los órganos de los animales, en función de su estructura interna y de su función, pueden ser homólogos o análogos:

• Los órganos homólogos tienen la misma estructura interna, aunque su forma externa y su función sean diferentes. Por ejemplo, la aleta de un delfín, un brazo humano y el ala de un murciélago tienen el mismo origen y estructura anatómica. Las especies con estos órganos han sufrido una evolución divergente.
• Los órganos análogos poseen una misma función, pero sus estructuras internas son distintas; por ejemplo, el ala de un insecto y la de un ave tienen estructuras internas totalmente distintas pero la misma función, volar. En este caso, hablamos de evolución convergente.



Pruebas bioquímicas

Cuanto más parecidos son dos organismos, más coincidencias existen entre las moléculas que los forman. Las moléculas que se suelen estudiar son las proteínas y el ADN. Basándose en ellas, se han podido confeccionar árboles filogenéticos entre especies. Estos árboles, en general, confirman las clasificaciones taxonómicas clásicas, aunque también deparan sorpresas.

En el caso de la especie humana, se ha comprobado que el animal con el que tenemos más coincidencias es el chimpancé. Esto no quiere decir que descendamos de este animal, sino que las personas y los chimpancés tenemos un antepasado común.