Lo Mas Nuevo
Special Pack Marzo 2011
Posteado por DjFreddy Marzo 25 - 2011

01-David Marquez - El Baile Del Meme
02-Borja Rubio - Chakata (Original Mix)
03-Don Omar - El Señor de la Noche (Borja Jimenez & Angel Camacho Remix)
04-Dj Nev Presents Comando Tiburón Ft Mach & Daddy - Pasado Pisado
05-Willy Gator - Bass Tia (Borja Rubio Remix)
06-Shaggy Ft. Pitbull - Fired Up
07-Kat Deluna - Bailando
08-Nayer Ft. El Cata – Duena De Tu Corazon (Only Girl Spanish Version)
09-House Of Pain - Jump Around (Dr.Bellido & Kilian Dominguez Remix)
10-Sergio Contreras - El bueno, el feo y el malo
11-Angel & Khriz - Me Enamore (2Teamdjs Latin-Remix 2011)
12-Dj DoFra Ft Simone Pisapia & Jonathan - La Lokura Movida Remix
13-Edward Maya feat Vika Jigulina - Desert Rain (2Teamdjs Remix 2011)
14-Who dat Joli Garcon [Lolita vs. Flo Rida feat. Akon vs. Vengaboys vs.
Radioclit vs. The Bloody Beetroots feat. Steve Aoki]
15-Dj Sava ft Cristina - Mute Trumpet [Radio Edit]
16-Estilo Libre Ft. Foncho - La Chica De Mi Barrio
17-Kilian Dominguez- Up To No Good 2011 Remix
18-Landy y Electa Ft. Falo - Toto A Wippy
19-Las Mujeres (Prod. By DJ Greg)
20-La Hungara - Vete
21-Akon Feat. Pitbull Jermaine Dupri - Boomerang
22-Carl Ph & Fredi Vega - Ritmo Loco ( Juan Calvo Remix )
23-Juanlu Navarro - Descontrol (Original Mix)
24-Intensa Music Mc Hummer (Dr.Bellido & Roger G)
25-Jennifer Lopez Ft Pitbull - Ven A Bailar (On The Floor Spanish Version)
26-Ferny Garzia feat. Celia Cruz - Carnaval (Original Mix)
27-Yona - Aire
28-Dj Tonytoly Presenta Calle Latina - Tiki tiki Ta
29-Emilyo Dj Ft. Los Benjamins - Royal Rumble (Remix 2011)
30-Aycan - Lambada 2011 (Pancza Remix)
31-Pablo Alboran - Solamente tu (Edit Rumba by Oskar)
32-David Bisbal - Aqui te pillo, aqui te mato (BSO Torrente 4)
33-Noki feat. Allan Da Ilha - Sou Brasileiro (Original Mix)
34-Chris Decay-Like That (2Teamdjs Bootleg 2011)
35-Levi Gonzalez - La Habana (Extended)
36-Andy Acedo - Beso En La Boca (Remix 2011)
37-Mastiksoul - Maria Samba (Original Mix)
38-Ocean Drive feat Aylar - Some People (2Teamdjs Bootleg 2011)
39-Chimpan-C - Nena Lo-K
40-Melendi - Cancion de Amor Caducada
41-Entrecalles - 100 Primaveras
42-David Quijada - Circus Party Extended Version
43-Jose AM & Javi Torres Ft. Mc Fixout - Twopa (Original Mix)
44-Andy Acedo - Malacaton (Remix 2011)
45-Akon Ft Ludacris - Drop Down (Christian Gil Rmx)
46-Ash7 - Como yo te amo (Prod. kMx)
47-Nova & Jory Ft. Rakim & Ken-Y - Bésame (Official Remix)
48-Denzal Park - I 'm A Drum - Machine (Original Mix)
49-Noki feat. Allan Da Ilha - Nena da Capoeira (Original Mix)
50-Splashfunk vs. Funky Junction feat. 2 In A Room - Hay Que Bailar (Frystal DJ Remix)
51-Edward Maya Feat Vika Jigulina - Desert Rain (Dj Dani Remix)
52-Enrique Iglesias Feat Ludacris & Wideboys-Tonight I'm Lovin You (2Teamdjs2011)
53-2Special Ft Don Omar - Dale Balalaika(Borja Jimenez & Dj Tonytol
54-Royal Freakz - Be My Lover
55-Dragon & Caballero - El Toque de Amor

Taylor Swift – Abbey Road Studios (2011)
Posteado por DjFreddy Marzo 25 - 2011

01. The Story Of Us
02. Speak Now
03. Fearless & I’m Yours
04. Fifteen
05. You Belong With Me
06. Dear John
07. Enchanted
08. Long Live
09. Love Story
10. Mine
Trono De Mexico Sigo Estando Contigo 2011
Posteado por DjFreddy Marzo 25 - 2011

01.-Sentimientos Encontrados
02.-Te Voy A Amar
03.-En El Pueblo Se Rumora
04.-Prolongame La Vida
05.-La Ciudad Del Olvido
06.-Vuelve Conmigo
07.-Se Me Acabo El Dinero
08.-Me Declaro Culpable
09.-La Sospecha
10.-No La Voy A Engañar
Canciones Unreleased
Marzo 25
Salsa popular - Klan De Porfi, Marlon, El Mismo Enoc y Luis Miguel Del Amargue By((Dj-..-Freddy))
Reyli Barba – Bien Acompañado (2011)
01. Asi Es la Vida (Ft Joan Sebastian)
02. Amor Del Bueno (Ft Miguel Bosé)
03. Alma Gemela (Ft Camila)
04. La Descarada (Ft Diego Torres)
05. Al Fin Me Arme De Vaor (Ft Pepe Aguilar)
06. ¿Que Nos Paso? (Ft Yuridia)
07. Que Vueltas Da La Vida (Ft Elefante)
08. De La Noche A La Mañana (Ft Miguel Rios)
09. El Aguacero (Ft Rosana)
10. La Que Se Fue (Ft Carlos Rivera)
11. Desde Que Llegaste (Ft Rosario)
12. El Abandonao
13. Elena (Ft La Unión)
14. Perdoname En Silencio (Ft Playa Limbo)
15. Todos Caben (Ft Presuntos Implicados)
16. Ahora Tengo (Ft Ana Barbara)
17. Saltare Al Vacio (Ft Armando Manzanero)

Posteado por DjFreddy Marzo 25 - 2011


02-Borja Rubio - Chakata (Original Mix)
03-Don Omar - El Señor de la Noche (Borja Jimenez & Angel Camacho Remix)
04-Dj Nev Presents Comando Tiburón Ft Mach & Daddy - Pasado Pisado
05-Willy Gator - Bass Tia (Borja Rubio Remix)
06-Shaggy Ft. Pitbull - Fired Up
07-Kat Deluna - Bailando
08-Nayer Ft. El Cata – Duena De Tu Corazon (Only Girl Spanish Version)
09-House Of Pain - Jump Around (Dr.Bellido & Kilian Dominguez Remix)
10-Sergio Contreras - El bueno, el feo y el malo
11-Angel & Khriz - Me Enamore (2Teamdjs Latin-Remix 2011)
12-Dj DoFra Ft Simone Pisapia & Jonathan - La Lokura Movida Remix
13-Edward Maya feat Vika Jigulina - Desert Rain (2Teamdjs Remix 2011)
14-Who dat Joli Garcon [Lolita vs. Flo Rida feat. Akon vs. Vengaboys vs.
Radioclit vs. The Bloody Beetroots feat. Steve Aoki]
15-Dj Sava ft Cristina - Mute Trumpet [Radio Edit]
16-Estilo Libre Ft. Foncho - La Chica De Mi Barrio
17-Kilian Dominguez- Up To No Good 2011 Remix
18-Landy y Electa Ft. Falo - Toto A Wippy
19-Las Mujeres (Prod. By DJ Greg)
20-La Hungara - Vete
21-Akon Feat. Pitbull Jermaine Dupri - Boomerang
22-Carl Ph & Fredi Vega - Ritmo Loco ( Juan Calvo Remix )
23-Juanlu Navarro - Descontrol (Original Mix)
24-Intensa Music Mc Hummer (Dr.Bellido & Roger G)
25-Jennifer Lopez Ft Pitbull - Ven A Bailar (On The Floor Spanish Version)
26-Ferny Garzia feat. Celia Cruz - Carnaval (Original Mix)
27-Yona - Aire
28-Dj Tonytoly Presenta Calle Latina - Tiki tiki Ta
29-Emilyo Dj Ft. Los Benjamins - Royal Rumble (Remix 2011)
30-Aycan - Lambada 2011 (Pancza Remix)
31-Pablo Alboran - Solamente tu (Edit Rumba by Oskar)
32-David Bisbal - Aqui te pillo, aqui te mato (BSO Torrente 4)
33-Noki feat. Allan Da Ilha - Sou Brasileiro (Original Mix)
34-Chris Decay-Like That (2Teamdjs Bootleg 2011)
35-Levi Gonzalez - La Habana (Extended)
36-Andy Acedo - Beso En La Boca (Remix 2011)
37-Mastiksoul - Maria Samba (Original Mix)
38-Ocean Drive feat Aylar - Some People (2Teamdjs Bootleg 2011)
39-Chimpan-C - Nena Lo-K
40-Melendi - Cancion de Amor Caducada
41-Entrecalles - 100 Primaveras
42-David Quijada - Circus Party Extended Version
43-Jose AM & Javi Torres Ft. Mc Fixout - Twopa (Original Mix)
44-Andy Acedo - Malacaton (Remix 2011)
45-Akon Ft Ludacris - Drop Down (Christian Gil Rmx)
46-Ash7 - Como yo te amo (Prod. kMx)
47-Nova & Jory Ft. Rakim & Ken-Y - Bésame (Official Remix)
48-Denzal Park - I 'm A Drum - Machine (Original Mix)
49-Noki feat. Allan Da Ilha - Nena da Capoeira (Original Mix)
50-Splashfunk vs. Funky Junction feat. 2 In A Room - Hay Que Bailar (Frystal DJ Remix)
51-Edward Maya Feat Vika Jigulina - Desert Rain (Dj Dani Remix)
52-Enrique Iglesias Feat Ludacris & Wideboys-Tonight I'm Lovin You (2Teamdjs2011)
53-2Special Ft Don Omar - Dale Balalaika(Borja Jimenez & Dj Tonytol
54-Royal Freakz - Be My Lover
55-Dragon & Caballero - El Toque de Amor
Taylor Swift – Abbey Road Studios (2011)
Posteado por DjFreddy Marzo 25 - 2011


02. Speak Now
03. Fearless & I’m Yours
04. Fifteen
05. You Belong With Me
06. Dear John
07. Enchanted
08. Long Live
09. Love Story
10. Mine
Trono De Mexico Sigo Estando Contigo 2011
Posteado por DjFreddy Marzo 25 - 2011


02.-Te Voy A Amar
03.-En El Pueblo Se Rumora
04.-Prolongame La Vida
05.-La Ciudad Del Olvido
06.-Vuelve Conmigo
07.-Se Me Acabo El Dinero
08.-Me Declaro Culpable
09.-La Sospecha
10.-No La Voy A Engañar
Canciones Unreleased
Marzo 25
Salsa popular - Klan De Porfi, Marlon, El Mismo Enoc y Luis Miguel Del Amargue By((Dj-..-Freddy))
Lady Gaga - Born This Way The Country Road Version By((Dj-..-Freddy)) | ||
Ciara - Speedin By((Dj-..-Freddy)) |
Merengue Mix popular - Jhonny Ventura, hector controll e Ilegales By((Dj-..-Freddy)) | |||
Omega ''El Fuerte'' - Amor verdadero Live By((Dj-..-Freddy)) |
Reyli Barba – Bien Acompañado (2011)
DjFreddy March 24 - 2011
02. Amor Del Bueno (Ft Miguel Bosé)
03. Alma Gemela (Ft Camila)
04. La Descarada (Ft Diego Torres)
05. Al Fin Me Arme De Vaor (Ft Pepe Aguilar)
06. ¿Que Nos Paso? (Ft Yuridia)
07. Que Vueltas Da La Vida (Ft Elefante)
08. De La Noche A La Mañana (Ft Miguel Rios)
09. El Aguacero (Ft Rosana)
10. La Que Se Fue (Ft Carlos Rivera)
11. Desde Que Llegaste (Ft Rosario)
12. El Abandonao
13. Elena (Ft La Unión)
14. Perdoname En Silencio (Ft Playa Limbo)
15. Todos Caben (Ft Presuntos Implicados)
16. Ahora Tengo (Ft Ana Barbara)
17. Saltare Al Vacio (Ft Armando Manzanero)

sistema solar
Características generales
El Sol.
Planetas del Sistema Solar (tamaño a escala).
Los planetas y los asteroides orbitan alrededor del Sol, en la misma dirección siguiendo órbitas elípticas en sentido antihorario si se observa desde encima del polo norte del Sol. El plano aproximado en el que giran todos estos se denomina eclíptica. Algunos objetos orbitan con un grado de inclinación considerable, como Plutón con una inclinación con respecto al eje de la eclíptica de 17º, así como una parte importante de los objetos del cinturón de Kuiper. Según sus características, y avanzando del interior al exterior, los cuerpos que forman el Sistema Solar se clasifican en:
* Sol. Una estrella de tipo espectral G2 que contiene más del 99% de la masa del sistema. Con un diámetro de 1.400.000 km, se compone, de un 75% de hidrógeno, un 20% de helio y el 5% de oxígeno, carbono, hierro y otros elementos.
* Planetas. Divididos en planetas interiores (también llamados terrestres o telúricos) y planetas exteriores o gigantes. Entre estos últimos Júpiter y Saturno se denominan gigantes gaseosos mientras que Urano y Neptuno suelen nombrarse como gigantes helados. Todos los planetas gigantes tienen a su alrededor anillos.
En el año 2006, una convención de astronomía en Europa declaró a Plutón como planeta enano porque no reúne las características necesarias para ser llamado planeta.
* Planetas enanos. Esta nueva categoría inferior a planeta la creó la Unión Astronómica Internacional en agosto de 2006. Se trata de cuerpos cuya masa les permite tener forma esférica, pero no es la suficiente para haber atraído o expulsado a todos los cuerpos a su alrededor. Cuerpos como Plutón (hasta 2006 considerado noveno planeta del Sistema Solar), Ceres, Makemake, Eris y Haumea están dentro de esta categoría.
* Satélites. Cuerpos mayores orbitando los planetas, algunos de gran tamaño, como la Luna, en la Tierra, Ganímedes, en Júpiter o Titán, en Saturno.
* Asteroides. Cuerpos menores concentrados mayoritariamente en el cinturón de asteroides entre las órbitas de Marte y Júpiter, y otra más allá de Neptuno. Su escasa masa no les permite tener forma regular.
* Objetos del cinturón de Kuiper. Objetos helados exteriores en órbitas estables, los mayores de los cuales serían Sedna y Quaoar.
* Cometas. Objetos helados pequeños provenientes de la Nube de Oort.
El espacio interplanetario en torno al Sol contiene material disperso proveniente de la evaporación de cometas y del escape de material proveniente de los diferentes cuerpos masivos. El polvo interplanetario (especie de polvo interestelar) está compuesto de partículas microscópicas sólidas. El gas interplanetario es un tenue flujo de gas y partículas cargadas formando un plasma que es expulsado por el Sol en el viento solar. El límite exterior del Sistema Solar se define a través de la región de interacción entre el viento solar y el medio interestelar originado de la interacción con otras estrellas. La región de interacción entre ambos vientos se denomina heliopausa y determina los límites de influencia del Sol. La heliopausa puede encontrarse a unas 100 UA (15.000 millones de kilómetros del Sol).
Los diferentes sistemas planetarios observados alrededor de otras estrellas parecen marcadamente diferentes al Sistema Solar, si bien existen problemas observacionales para detectar la presencia de planetas de baja masa en otras estrellas. Por lo tanto, no parece posible determinar hasta qué punto el Sistema Solar es característico o atípico entre los sistemas planetarios del Universo.
[editar] Estructura del Sistema Solar
Arriba a la izquierda: 1) Sistema Solar interior: desde el Sol hasta el Cinturón de asteroides. 2) A la derecha: Sistema Solar exterior: desde Júpiter hasta el Cinturón de Kuiper. 3) Abajo a la derecha: la órbita del planeta menor Sedna en comparación con la imagen de la izquierda, la Nube de Oort, límite exterior del Sistema Solar.
Las órbitas de los planetas mayores se encuentran ordenadas a distancias del Sol crecientes de modo que la distancia de cada planeta es aproximadamente el doble que la del planeta inmediatamente anterior. Esta relación viene expresada matemáticamente a través de la ley de Titius-Bode, una fórmula que resume la posición de los semiejes mayores de los planetas en Unidades Astronómicas. En su forma más simple se escribe:
a= 0,4 + 0,3\times k\,\! donde k \,\! = 0, 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128.
(Aunque puede llegar a ser complicada)
En esta formulación la órbita de Mercurio se corresponde con (k=0) y semieje mayor 0,4 UA, y la órbita de Marte (k=4) se encuentra en 1,6 UA. En realidad las órbitas se encuentran en 0,38 y 1,52 UA.Ceres, el mayor asteroide, se encuentra en la posición k=8. Esta ley no se ajusta a todos los planetas (Neptuno está mucho más cerca de lo que se predice por esta ley). Por el momento no hay ninguna explicación de la ley de Titius-Bode y muchos científicos consideran que se trata tan sólo de una coincidencia.
[editar] La dimensión astronómica de las distancias en el espacio
Para tener una noción de la dimensión astronómica de las distancias en el espacio, es interesante hacer un modelo a escala que permita tener una percepción más clara del mismo. Imagínese un modelo reducido en el que el Sol esté representado por una pelota de fútbol (de 220 mm de diámetro). A esa escala, la Tierra estaría a 23,6 m de distancia y sería una esfera con apenas 2 mm de diámetro (la Luna estaría a unos 5 cm de la tierra y tendría un diámetro de unos 0,5 mm) . Júpiter y Saturno serían bolitas con cerca de 2 cm de diámetro, a 123 y a 226 m del Sol respectivamente. Plutón estaría a 931 m del Sol, con cerca de 0,3 mm de diámetro. En cuanto la estrella más próxima (Próxima Centauri) estaría a 6.332 km del Sol, y la estrella Sirio a 13.150 km.
Si se tardase 1 h y cuarto en ir de la Tierra a la Luna (a unos 257.000 km/h), se tardaría unas 3 semanas (terrestres) en ir de la Tierra al Sol, unos 3 meses en ir a Júpiter, 7 meses a Saturno y unos 2 años y medio en llegar a Plutón y dejar nuestro Sistema Solar. A partir de ahí, a esa velocidad, tendríamos que esperar unos 17.600 años hasta llegar a la estrella más próxima, y 35.000 años hasta llegar a Sirio.
Una escala comparativa más exacta puede ser si comparamos el Sol con un disco compacto de 12 cm de diámetro. A esta escala, la Tierra tendría poco más de medio milímetro de diámetro (0,55 mm). El Sol estaría a 6,44 metros. El diámetro de la estrella más grande del Universo conocido, VY Canis Majoris, sería de 264 metros (imaginemos esa enorme estrella de casi tres manzanas de casas de tamaño comparado con nuestra estrella de 12 cm). La órbita externa de Eris se alejaría a 625.48 metros del sol. Allí nos espera un gran vacío hasta la estrella más cercana ,Proxima Centauri, a 1645,6 Km de distancia. A partir de allí las distancias galácticas exceden el tamaño de la Tierra (aún hablando en la misma escala). Con nuestro Sol del tamaño de un Disco Compacto, el centro de la galaxia estaría a casi 11 millones de kilómetros y el diámetro de la Via Láctea sería de casi 39 millones de kilómetros. Un enorme vacío nos espera porque la galaxia Andrómeda estaría a 1028 millones de kilómetros, casi la distancia al Sol de Saturno.
[editar] Objetos principales del Sistema Solar
Sistema Solar
Solar System XXX.png
Planetas y enanos Sol - Mercurio - Venus - Tierra - Marte - Ceres - Júpiter - Saturno - Urano - Neptuno - Plutón - Haumea -Makemake - Eris
Satélite natural Terrestre - Marcianas - Asteroidales - Jovianas - Saturnianas - Uranianas - Neptunianas - Plutonianas - Haumeanas - Eridiana
12 Planetas y planetoides . Propuesta del año 2006 de reconocer 12 planetas, no aceptada por la IAU.
El Sol.
Planetas con corteza sólida.
Planetas de composición gaseosa.
[editar] Estrella central
El Sol es la estrella del sistema planetario en el que se encuentra la Tierra; por tanto, es la más cercana a la Tierra y el astro con mayor brillo aparente. Su presencia o su ausencia en el cielo determinan, respectivamente, el día y la noche. La energía radiada por el Sol es aprovechada por los seres fotosintéticos, que constituyen la base de la cadena trófica, siendo así la principal fuente de energía de la vida. También aporta la energía que mantiene en funcionamiento los procesos climáticos. El Sol es una estrella que se encuentra en la fase denominada secuencia principal, con un tipo espectral G2, que se formó hace unos 5000 millones de años y permanecerá en la secuencia principal aproximadamente otros 5000 millones de años. El Sol, junto con la Tierra y todos los cuerpos celestes que orbitan a su alrededor, forman el Sistema Solar.
A pesar de ser una estrella mediana, es la única cuya forma se puede apreciar a simple vista, con un diámetro angular de 32' 35" de arco en el perihelio y 31' 31" en el afelio, lo que da un diámetro medio de 32' 03". Por una extraña coincidencia, la combinación de tamaños y distancias del Sol y la Luna respecto de la tierra son tales que se ven, aproximadamente, con el mismo tamaño aparente en el cielo. Esto permite una amplia gama de eclipses solares distintos (totales, anulares o parciales).
[editar] Planetas
El 24 de agosto de 2006, en Praga, en la XXVI Asamblea General la Unión Astronómica Internacional (UAI), se excluyó a Plutón como planeta del Sistema Solar. Tras una larga controversia sobre esta resolución, se tomó la decisión por unanimidad. Con esto se reconoce el error de haber otorgado la categoría de planeta a Plutón en 1930, año de su descubrimiento. Desde ese día el Sistema Solar queda compuesto por 8 planetas.
Los 8 planetas que integran el Sistema Solar, de acuerdo con su cercanía al Sol, son: Mercurio, Venus, Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno. Y estos planetas son astros que giran de manera circular formando órbitas alrededor del Sol, tienen suficiente masa para que su gravedad supere las fuerzas del cuerpo rígido, de manera que asuman una forma en equilibrio hidrostático (prácticamente esférica) y han limpiado la vecindad de su órbita de planetesimales.
A Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno los científicos los han denominado planetas gaseosos por contener en sus atmósferas gases como el helio, el hidrógeno y el metano, sin saber a ciencia cierta la estructura de su superficie.
[editar] Características principales de los planetas del Sistema Solar
* Ver Tierra para los valores absolutos.
Planeta Diámetro
ecuatorial Masa Radio
orbital (UA) Periodo orbital
(años) Periodo
de rotación
(días) Satélites naturales Imagen
Mercurio 0,382 0,06 0,38 0,241 58,6 0 Mercury in color - Prockter07 centered.jpg
Venus 0,949 0,82 0,72 0,615 243 0 Venus-real.jpg
Tierra* 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1 Earth Eastern Hemisphere.jpg
Marte 0,53 0,11 1,52 1,88 1,03 2 Mars Valles Marineris.jpeg
Júpiter 11,2 318 5,20 11,86 0,414 63 Jupiter.jpg
Saturno 9,41 95 9,55 29,46 0,426 62 Saturn from Cassini Orbiter (2004-10-06).jpg
Urano 3,98 14,6 19,22 84,01 0,718 27 Uranus.jpg
Neptuno 3,81 17,2 30,06 164,79 0,6745 13 Neptune.jpg
[editar] Planetas enanos
Poco después de su descubrimiento en 1930, Plutón fue clasificado como un planeta por la Unión Astronómica Internacional (UAI). Sin embargo, basándose en descubrimientos posteriores, se abrió un debate por algunos, con objeto de reconsiderar dicha decisión. Finalmente, el 24 de agosto de 2006 la UAI decidió que el número de planetas no se ampliase a 12, como se propuso en la reunión que mantuvieron sus miembros en Praga, sino que debía reducirse de 9 a 8. El gran perjudicado de este nuevo orden cósmico fue, nuevamente, el polémico Plutón, cuyo pequeño tamaño y su evolución dinámica en el Sistema Solar llevó a los miembros de la UAI a excluirlo definitivamente de su nueva definición de planeta.
En dicha reunión de la UAI se creó una nueva clase de planeta, los planetas enanos, que a diferencia de los planetas, no han limpiado la vecindad de su órbita. Los cinco planetas enanos del Sistema Solar ordenados por proximidad al Sol son Ceres, Plutón, Haumea, Makemake y Eris.
[editar] Características principales de los planetas enanos del Sistema Solar
Los datos se expresan en relación a la Tierra.
Planeta enano Diámetro
medio Diámetro
Km Masa Radio
orbital(UA) Periodo orbital
(años) Periodo
de rotación
(días) Satélites naturales Imagen
Ceres 0,074 952,4 0,00016 2,766 4,599 0,3781 0 Ceres optimized.jpg
Plutón 0,22 2302 0,82 39,482 247,92 -6,3872 3 Pluto system 2006 es.jpg
Haumea 0,09 0,0007 43,335 285,4 0,167 2 2003EL61art.jpg
Makemake 0,12 0,0007 45,792 309,9 ? 0 2005FY9art.jpg
Eris 0,19 2398 0,0028 67,668 557 ? 1 2003 UB313 NASA illustration.jpg
[editar] Cuerpos menores del sistema solar
* Cinturón de asteroides (Véase también: Lista de asteroides).
* Objetos transneptunianos y cinturón de Kuiper (Véase también: Quaoar).
* Nube de Oort (Véase también: Cometa; Sedna).
Entre los cuerpos menores, los planetas menores son cuerpos con masa suficiente para redondear sus superficies. Antes del descubrimiento de Caronte y los primeros objetos transneptunianos el término "planeta menor" era un sinónimo de asteroide. Sin embargo, el término asteroide suele reservarse para los cuerpos rocosos pequeños del Sistema Solar interior. La mayoría de los objetos transneptunianos son cuerpos helados, como cometas, aunque la mayoría de los que es posible descubrir a esas distancias son mucho mayores que los cometas.
Los mayores objetos transneptunianos son mucho mayores que los mayores asteroides. Los satélites naturales de los planetas mayores también tienen un amplio rango de tamaños y superficies, siendo los mayores de ellos mucho mayores que los asteroides mayores.
La siguiente tabla muestra las características más importantes de los principales cuerpos menores del Sistema Solar algunos de los cuales en un futuro podrían ser "ascendidos" al rango de planeta enano, como pasó con Makemake y Haumea. Todas las características se dan con respecto a la Tierra.
Planetas menores o planetoides.
Planetas menores Diámetro
ecuatorial Masa Radio orbital
(UA) Periodo orbital
(años) Periodo
de rotación
(días) Imagen
(90482) Orcus 0,066 - 0,148 0,000 10 - 0,001 17 39,47 248 ? Orcus art.png
(28978) Ixión ~0,083 0,000 10 - 0,000 21 39,49 248 ? Ixion orbit.png
(55636) 2002 TX300 0,0745 ? 43,102 283 ?
(20000) Varuna 0,066 - 0,097 0,000 05 - 0,000 33 43,129 283 0,132 o 0,264 Varuna artistic.png
(50000) Quaoar 0,078 - 0,106 0,000 17 - 0,000 44 43,376 285 ? Quaoar PRC2002-17e.jpg
(90377) Sedna 0,093 - 0,141 0,000 14 - 0,001 02 502,040 11500 20 Ssc2004-05b.jpg
[editar] Análisis y composición de los planetas del Sistema Solar
Planetas internos Planetas externos
Mercurio Venus Tierra Marte Júpiter Saturno Urano Neptuno
diámetro (km) 4.878 12.100 12.756 6.787 142.984 120.536 51.108 49.538
Distancia medías al sol (1UA= 149.600.000 km) 0,39 UA 0,72 UA 1 UA 1,52 UA 5,2 UA 9,54 UA 19,19 UA 30,06 UA
Periodo de rotacion 58,6 días 243 días 23,9 horas 24,6 horas 9,8 horas 10,6 horas 17,2 horas 16 horas
Periodo de revolución 87,9 días 224,7 días 365,2 días 686,9 días 11,8 años 29,4 años 84 años 164,8 años
Inclinación de órbita (en relación con la eclíptica) 7,0° 3,4° 0,0° 1,9° 1,3° 2,5° 0,8° 1,8°
Masa (en relación con la Tierra) 0,056 0,82 1 (5,9 x 1024 kg) 0,11 318 95 15 17
Núm. de satélites conocidos 0 0 1 2 17 22 21 8
Composición de la atmósfera Trazas de hidrógeno y helio 96% CO2, 3% nitrógeno,0.1% agua 78% nitrógeno, 21%oxigeno, 1% argón 95% CO2, 1.6% argón, 3% nitrógeno 90% hidrógeno, 10% helio, trazas de metano 96% hidrógeno, 3% helio, 0.5% metano 84% hidrógeno, 14% helio, 2% metano 74% hidrógeno, 25% helio, 1% metano
[editar] Formación y evolución del Sistema Solar
Concepción artística de un disco protoplanetario.
Artículo principal: Formación y evolución del Sistema Solar
Se da generalmente como precisa la formación del Sistema Solar hace unos 4.500 millones de años a partir de una nube de gas y de polvo que formó la estrella central y un disco circumestelar en el que, por la unión de las partículas más pequeñas, primero se habrían ido formando, poco a poco, partículas más grandes, posteriormente planetesimales, y luego protoplanetas hasta llegar a los actuales planetas.
Véase también: Nebulosa protosolar
[editar] Investigación y exploración del Sistema Solar
Dada la perspectiva geocéntrica con la que es percibido el Sistema Solar por los humanos, su naturaleza y estructura fueron durante mucho tiempo desconocidos. Los movimientos aparentes de los objetos del Sistema Solar, observados desde la Tierra, se consideraban los movimientos reales de estos objetos alrededor de una Tierra estacionaria. Gran parte de los objetos del Sistema Solar no son observables sin la ayuda de instrumentos como el telescopio. Con la invención de éste comienza una era de descubrimientos (satélites galileanos; fases de Venus) en la que se abandona finalmente el sistema geocéntrico sustituyéndolo definitivamente por la visión copernicana del sistema heliocéntrico.
En la actualidad el Sistema Solar es estudiado por telescopios terrestres, observatorios espaciales y misiones espaciales capaces de llegar hasta algunos de estos distantes mundos. Los cuerpos del Sistema Solar en los que se han posado sondas espaciales terrestres son Venus, la Luna, Marte, Júpiter y Titán. Todos los cuerpos mayores han sido visitados por misiones espaciales, incluyendo algunos cometas, como el Halley, y excluyendo Plutón.
Véase también: Anexo:Cronología del descubrimiento de los planetas del Sistema Solar y sus satélites naturales
Véase también: Exploración del Sistema Solar
El Sol.
Planetas del Sistema Solar (tamaño a escala).
Los planetas y los asteroides orbitan alrededor del Sol, en la misma dirección siguiendo órbitas elípticas en sentido antihorario si se observa desde encima del polo norte del Sol. El plano aproximado en el que giran todos estos se denomina eclíptica. Algunos objetos orbitan con un grado de inclinación considerable, como Plutón con una inclinación con respecto al eje de la eclíptica de 17º, así como una parte importante de los objetos del cinturón de Kuiper. Según sus características, y avanzando del interior al exterior, los cuerpos que forman el Sistema Solar se clasifican en:
* Sol. Una estrella de tipo espectral G2 que contiene más del 99% de la masa del sistema. Con un diámetro de 1.400.000 km, se compone, de un 75% de hidrógeno, un 20% de helio y el 5% de oxígeno, carbono, hierro y otros elementos.
* Planetas. Divididos en planetas interiores (también llamados terrestres o telúricos) y planetas exteriores o gigantes. Entre estos últimos Júpiter y Saturno se denominan gigantes gaseosos mientras que Urano y Neptuno suelen nombrarse como gigantes helados. Todos los planetas gigantes tienen a su alrededor anillos.
En el año 2006, una convención de astronomía en Europa declaró a Plutón como planeta enano porque no reúne las características necesarias para ser llamado planeta.
* Planetas enanos. Esta nueva categoría inferior a planeta la creó la Unión Astronómica Internacional en agosto de 2006. Se trata de cuerpos cuya masa les permite tener forma esférica, pero no es la suficiente para haber atraído o expulsado a todos los cuerpos a su alrededor. Cuerpos como Plutón (hasta 2006 considerado noveno planeta del Sistema Solar), Ceres, Makemake, Eris y Haumea están dentro de esta categoría.
* Satélites. Cuerpos mayores orbitando los planetas, algunos de gran tamaño, como la Luna, en la Tierra, Ganímedes, en Júpiter o Titán, en Saturno.
* Asteroides. Cuerpos menores concentrados mayoritariamente en el cinturón de asteroides entre las órbitas de Marte y Júpiter, y otra más allá de Neptuno. Su escasa masa no les permite tener forma regular.
* Objetos del cinturón de Kuiper. Objetos helados exteriores en órbitas estables, los mayores de los cuales serían Sedna y Quaoar.
* Cometas. Objetos helados pequeños provenientes de la Nube de Oort.
El espacio interplanetario en torno al Sol contiene material disperso proveniente de la evaporación de cometas y del escape de material proveniente de los diferentes cuerpos masivos. El polvo interplanetario (especie de polvo interestelar) está compuesto de partículas microscópicas sólidas. El gas interplanetario es un tenue flujo de gas y partículas cargadas formando un plasma que es expulsado por el Sol en el viento solar. El límite exterior del Sistema Solar se define a través de la región de interacción entre el viento solar y el medio interestelar originado de la interacción con otras estrellas. La región de interacción entre ambos vientos se denomina heliopausa y determina los límites de influencia del Sol. La heliopausa puede encontrarse a unas 100 UA (15.000 millones de kilómetros del Sol).
Los diferentes sistemas planetarios observados alrededor de otras estrellas parecen marcadamente diferentes al Sistema Solar, si bien existen problemas observacionales para detectar la presencia de planetas de baja masa en otras estrellas. Por lo tanto, no parece posible determinar hasta qué punto el Sistema Solar es característico o atípico entre los sistemas planetarios del Universo.
[editar] Estructura del Sistema Solar
Arriba a la izquierda: 1) Sistema Solar interior: desde el Sol hasta el Cinturón de asteroides. 2) A la derecha: Sistema Solar exterior: desde Júpiter hasta el Cinturón de Kuiper. 3) Abajo a la derecha: la órbita del planeta menor Sedna en comparación con la imagen de la izquierda, la Nube de Oort, límite exterior del Sistema Solar.
Las órbitas de los planetas mayores se encuentran ordenadas a distancias del Sol crecientes de modo que la distancia de cada planeta es aproximadamente el doble que la del planeta inmediatamente anterior. Esta relación viene expresada matemáticamente a través de la ley de Titius-Bode, una fórmula que resume la posición de los semiejes mayores de los planetas en Unidades Astronómicas. En su forma más simple se escribe:
a= 0,4 + 0,3\times k\,\! donde k \,\! = 0, 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128.
(Aunque puede llegar a ser complicada)
En esta formulación la órbita de Mercurio se corresponde con (k=0) y semieje mayor 0,4 UA, y la órbita de Marte (k=4) se encuentra en 1,6 UA. En realidad las órbitas se encuentran en 0,38 y 1,52 UA.Ceres, el mayor asteroide, se encuentra en la posición k=8. Esta ley no se ajusta a todos los planetas (Neptuno está mucho más cerca de lo que se predice por esta ley). Por el momento no hay ninguna explicación de la ley de Titius-Bode y muchos científicos consideran que se trata tan sólo de una coincidencia.
[editar] La dimensión astronómica de las distancias en el espacio
Para tener una noción de la dimensión astronómica de las distancias en el espacio, es interesante hacer un modelo a escala que permita tener una percepción más clara del mismo. Imagínese un modelo reducido en el que el Sol esté representado por una pelota de fútbol (de 220 mm de diámetro). A esa escala, la Tierra estaría a 23,6 m de distancia y sería una esfera con apenas 2 mm de diámetro (la Luna estaría a unos 5 cm de la tierra y tendría un diámetro de unos 0,5 mm) . Júpiter y Saturno serían bolitas con cerca de 2 cm de diámetro, a 123 y a 226 m del Sol respectivamente. Plutón estaría a 931 m del Sol, con cerca de 0,3 mm de diámetro. En cuanto la estrella más próxima (Próxima Centauri) estaría a 6.332 km del Sol, y la estrella Sirio a 13.150 km.
Si se tardase 1 h y cuarto en ir de la Tierra a la Luna (a unos 257.000 km/h), se tardaría unas 3 semanas (terrestres) en ir de la Tierra al Sol, unos 3 meses en ir a Júpiter, 7 meses a Saturno y unos 2 años y medio en llegar a Plutón y dejar nuestro Sistema Solar. A partir de ahí, a esa velocidad, tendríamos que esperar unos 17.600 años hasta llegar a la estrella más próxima, y 35.000 años hasta llegar a Sirio.
Una escala comparativa más exacta puede ser si comparamos el Sol con un disco compacto de 12 cm de diámetro. A esta escala, la Tierra tendría poco más de medio milímetro de diámetro (0,55 mm). El Sol estaría a 6,44 metros. El diámetro de la estrella más grande del Universo conocido, VY Canis Majoris, sería de 264 metros (imaginemos esa enorme estrella de casi tres manzanas de casas de tamaño comparado con nuestra estrella de 12 cm). La órbita externa de Eris se alejaría a 625.48 metros del sol. Allí nos espera un gran vacío hasta la estrella más cercana ,Proxima Centauri, a 1645,6 Km de distancia. A partir de allí las distancias galácticas exceden el tamaño de la Tierra (aún hablando en la misma escala). Con nuestro Sol del tamaño de un Disco Compacto, el centro de la galaxia estaría a casi 11 millones de kilómetros y el diámetro de la Via Láctea sería de casi 39 millones de kilómetros. Un enorme vacío nos espera porque la galaxia Andrómeda estaría a 1028 millones de kilómetros, casi la distancia al Sol de Saturno.
[editar] Objetos principales del Sistema Solar
Sistema Solar
Solar System XXX.png
Planetas y enanos Sol - Mercurio - Venus - Tierra - Marte - Ceres - Júpiter - Saturno - Urano - Neptuno - Plutón - Haumea -Makemake - Eris
Satélite natural Terrestre - Marcianas - Asteroidales - Jovianas - Saturnianas - Uranianas - Neptunianas - Plutonianas - Haumeanas - Eridiana
12 Planetas y planetoides . Propuesta del año 2006 de reconocer 12 planetas, no aceptada por la IAU.
El Sol.
Planetas con corteza sólida.
Planetas de composición gaseosa.
[editar] Estrella central
El Sol es la estrella del sistema planetario en el que se encuentra la Tierra; por tanto, es la más cercana a la Tierra y el astro con mayor brillo aparente. Su presencia o su ausencia en el cielo determinan, respectivamente, el día y la noche. La energía radiada por el Sol es aprovechada por los seres fotosintéticos, que constituyen la base de la cadena trófica, siendo así la principal fuente de energía de la vida. También aporta la energía que mantiene en funcionamiento los procesos climáticos. El Sol es una estrella que se encuentra en la fase denominada secuencia principal, con un tipo espectral G2, que se formó hace unos 5000 millones de años y permanecerá en la secuencia principal aproximadamente otros 5000 millones de años. El Sol, junto con la Tierra y todos los cuerpos celestes que orbitan a su alrededor, forman el Sistema Solar.
A pesar de ser una estrella mediana, es la única cuya forma se puede apreciar a simple vista, con un diámetro angular de 32' 35" de arco en el perihelio y 31' 31" en el afelio, lo que da un diámetro medio de 32' 03". Por una extraña coincidencia, la combinación de tamaños y distancias del Sol y la Luna respecto de la tierra son tales que se ven, aproximadamente, con el mismo tamaño aparente en el cielo. Esto permite una amplia gama de eclipses solares distintos (totales, anulares o parciales).
[editar] Planetas
El 24 de agosto de 2006, en Praga, en la XXVI Asamblea General la Unión Astronómica Internacional (UAI), se excluyó a Plutón como planeta del Sistema Solar. Tras una larga controversia sobre esta resolución, se tomó la decisión por unanimidad. Con esto se reconoce el error de haber otorgado la categoría de planeta a Plutón en 1930, año de su descubrimiento. Desde ese día el Sistema Solar queda compuesto por 8 planetas.
Los 8 planetas que integran el Sistema Solar, de acuerdo con su cercanía al Sol, son: Mercurio, Venus, Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno. Y estos planetas son astros que giran de manera circular formando órbitas alrededor del Sol, tienen suficiente masa para que su gravedad supere las fuerzas del cuerpo rígido, de manera que asuman una forma en equilibrio hidrostático (prácticamente esférica) y han limpiado la vecindad de su órbita de planetesimales.
A Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno los científicos los han denominado planetas gaseosos por contener en sus atmósferas gases como el helio, el hidrógeno y el metano, sin saber a ciencia cierta la estructura de su superficie.
[editar] Características principales de los planetas del Sistema Solar
* Ver Tierra para los valores absolutos.
Planeta Diámetro
ecuatorial Masa Radio
orbital (UA) Periodo orbital
(años) Periodo
de rotación
(días) Satélites naturales Imagen
Mercurio 0,382 0,06 0,38 0,241 58,6 0 Mercury in color - Prockter07 centered.jpg
Venus 0,949 0,82 0,72 0,615 243 0 Venus-real.jpg
Tierra* 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1 Earth Eastern Hemisphere.jpg
Marte 0,53 0,11 1,52 1,88 1,03 2 Mars Valles Marineris.jpeg
Júpiter 11,2 318 5,20 11,86 0,414 63 Jupiter.jpg
Saturno 9,41 95 9,55 29,46 0,426 62 Saturn from Cassini Orbiter (2004-10-06).jpg
Urano 3,98 14,6 19,22 84,01 0,718 27 Uranus.jpg
Neptuno 3,81 17,2 30,06 164,79 0,6745 13 Neptune.jpg
[editar] Planetas enanos
Poco después de su descubrimiento en 1930, Plutón fue clasificado como un planeta por la Unión Astronómica Internacional (UAI). Sin embargo, basándose en descubrimientos posteriores, se abrió un debate por algunos, con objeto de reconsiderar dicha decisión. Finalmente, el 24 de agosto de 2006 la UAI decidió que el número de planetas no se ampliase a 12, como se propuso en la reunión que mantuvieron sus miembros en Praga, sino que debía reducirse de 9 a 8. El gran perjudicado de este nuevo orden cósmico fue, nuevamente, el polémico Plutón, cuyo pequeño tamaño y su evolución dinámica en el Sistema Solar llevó a los miembros de la UAI a excluirlo definitivamente de su nueva definición de planeta.
En dicha reunión de la UAI se creó una nueva clase de planeta, los planetas enanos, que a diferencia de los planetas, no han limpiado la vecindad de su órbita. Los cinco planetas enanos del Sistema Solar ordenados por proximidad al Sol son Ceres, Plutón, Haumea, Makemake y Eris.
[editar] Características principales de los planetas enanos del Sistema Solar
Los datos se expresan en relación a la Tierra.
Planeta enano Diámetro
medio Diámetro
Km Masa Radio
orbital(UA) Periodo orbital
(años) Periodo
de rotación
(días) Satélites naturales Imagen
Ceres 0,074 952,4 0,00016 2,766 4,599 0,3781 0 Ceres optimized.jpg
Plutón 0,22 2302 0,82 39,482 247,92 -6,3872 3 Pluto system 2006 es.jpg
Haumea 0,09 0,0007 43,335 285,4 0,167 2 2003EL61art.jpg
Makemake 0,12 0,0007 45,792 309,9 ? 0 2005FY9art.jpg
Eris 0,19 2398 0,0028 67,668 557 ? 1 2003 UB313 NASA illustration.jpg
[editar] Cuerpos menores del sistema solar
* Cinturón de asteroides (Véase también: Lista de asteroides).
* Objetos transneptunianos y cinturón de Kuiper (Véase también: Quaoar).
* Nube de Oort (Véase también: Cometa; Sedna).
Entre los cuerpos menores, los planetas menores son cuerpos con masa suficiente para redondear sus superficies. Antes del descubrimiento de Caronte y los primeros objetos transneptunianos el término "planeta menor" era un sinónimo de asteroide. Sin embargo, el término asteroide suele reservarse para los cuerpos rocosos pequeños del Sistema Solar interior. La mayoría de los objetos transneptunianos son cuerpos helados, como cometas, aunque la mayoría de los que es posible descubrir a esas distancias son mucho mayores que los cometas.
Los mayores objetos transneptunianos son mucho mayores que los mayores asteroides. Los satélites naturales de los planetas mayores también tienen un amplio rango de tamaños y superficies, siendo los mayores de ellos mucho mayores que los asteroides mayores.
La siguiente tabla muestra las características más importantes de los principales cuerpos menores del Sistema Solar algunos de los cuales en un futuro podrían ser "ascendidos" al rango de planeta enano, como pasó con Makemake y Haumea. Todas las características se dan con respecto a la Tierra.
Planetas menores o planetoides.
Planetas menores Diámetro
ecuatorial Masa Radio orbital
(UA) Periodo orbital
(años) Periodo
de rotación
(días) Imagen
(90482) Orcus 0,066 - 0,148 0,000 10 - 0,001 17 39,47 248 ? Orcus art.png
(28978) Ixión ~0,083 0,000 10 - 0,000 21 39,49 248 ? Ixion orbit.png
(55636) 2002 TX300 0,0745 ? 43,102 283 ?
(20000) Varuna 0,066 - 0,097 0,000 05 - 0,000 33 43,129 283 0,132 o 0,264 Varuna artistic.png
(50000) Quaoar 0,078 - 0,106 0,000 17 - 0,000 44 43,376 285 ? Quaoar PRC2002-17e.jpg
(90377) Sedna 0,093 - 0,141 0,000 14 - 0,001 02 502,040 11500 20 Ssc2004-05b.jpg
[editar] Análisis y composición de los planetas del Sistema Solar
Planetas internos Planetas externos
Mercurio Venus Tierra Marte Júpiter Saturno Urano Neptuno
diámetro (km) 4.878 12.100 12.756 6.787 142.984 120.536 51.108 49.538
Distancia medías al sol (1UA= 149.600.000 km) 0,39 UA 0,72 UA 1 UA 1,52 UA 5,2 UA 9,54 UA 19,19 UA 30,06 UA
Periodo de rotacion 58,6 días 243 días 23,9 horas 24,6 horas 9,8 horas 10,6 horas 17,2 horas 16 horas
Periodo de revolución 87,9 días 224,7 días 365,2 días 686,9 días 11,8 años 29,4 años 84 años 164,8 años
Inclinación de órbita (en relación con la eclíptica) 7,0° 3,4° 0,0° 1,9° 1,3° 2,5° 0,8° 1,8°
Masa (en relación con la Tierra) 0,056 0,82 1 (5,9 x 1024 kg) 0,11 318 95 15 17
Núm. de satélites conocidos 0 0 1 2 17 22 21 8
Composición de la atmósfera Trazas de hidrógeno y helio 96% CO2, 3% nitrógeno,0.1% agua 78% nitrógeno, 21%oxigeno, 1% argón 95% CO2, 1.6% argón, 3% nitrógeno 90% hidrógeno, 10% helio, trazas de metano 96% hidrógeno, 3% helio, 0.5% metano 84% hidrógeno, 14% helio, 2% metano 74% hidrógeno, 25% helio, 1% metano
[editar] Formación y evolución del Sistema Solar
Concepción artística de un disco protoplanetario.
Artículo principal: Formación y evolución del Sistema Solar
Se da generalmente como precisa la formación del Sistema Solar hace unos 4.500 millones de años a partir de una nube de gas y de polvo que formó la estrella central y un disco circumestelar en el que, por la unión de las partículas más pequeñas, primero se habrían ido formando, poco a poco, partículas más grandes, posteriormente planetesimales, y luego protoplanetas hasta llegar a los actuales planetas.
Véase también: Nebulosa protosolar
[editar] Investigación y exploración del Sistema Solar
Dada la perspectiva geocéntrica con la que es percibido el Sistema Solar por los humanos, su naturaleza y estructura fueron durante mucho tiempo desconocidos. Los movimientos aparentes de los objetos del Sistema Solar, observados desde la Tierra, se consideraban los movimientos reales de estos objetos alrededor de una Tierra estacionaria. Gran parte de los objetos del Sistema Solar no son observables sin la ayuda de instrumentos como el telescopio. Con la invención de éste comienza una era de descubrimientos (satélites galileanos; fases de Venus) en la que se abandona finalmente el sistema geocéntrico sustituyéndolo definitivamente por la visión copernicana del sistema heliocéntrico.
En la actualidad el Sistema Solar es estudiado por telescopios terrestres, observatorios espaciales y misiones espaciales capaces de llegar hasta algunos de estos distantes mundos. Los cuerpos del Sistema Solar en los que se han posado sondas espaciales terrestres son Venus, la Luna, Marte, Júpiter y Titán. Todos los cuerpos mayores han sido visitados por misiones espaciales, incluyendo algunos cometas, como el Halley, y excluyendo Plutón.
Véase también: Anexo:Cronología del descubrimiento de los planetas del Sistema Solar y sus satélites naturales
Véase también: Exploración del Sistema Solar
la vida
MÉTODO
¿Por qué es tan problemático definir la vida? Ante todo, la vida no es una cosa palpable que se pueda tocar o ver bajo el microscopio. Al ser un estado de la energía, la vida no puede inducirse en un ser inerte. En la actualidad, no podemos transferir una configuración dada de la energía a ningún sistema.
Cuando nace un ser viviente, éste no adquiere vida, sino que hereda la habilidad para construir estructuras que ponen en movimiento ese estado de la energía. Podemos reconocer a las estructuras que sincronizan las configuraciones de la energía de las formas vivientes y podemos medir también el campo formado por el intercambio de partículas móviles cargadas eléctricamente entre el ambiente y los seres vivientes, pero no podemos detectar algo con aspecto físico llamado vida, sino solamente los efectos ejercidos por esa configuración de la energía sobre los biosistemas.
Sabemos hacia donde se mueve la energía, la densidad de esa energía y la clase del movimiento de esa energía, pero no podemos distinguir una estructura molecular o una clase de energía llamada vida. ¿Significa que la vida no existe? No, el único significado de las últimas afirmaciones es que la vida no es una cosa física, sino un grupo o serie de posiciones, densidades y movimientos de la energía.
La vida es un conjunto de microestados de la energía que se asocia con una demora en la dispersión espontánea de esa energía. La energía de los seres vivientes “salta” de un microestado a otro, siendo siempre controlada por ciertos operadores internos del mismo sistema termodinámico. Los Biólogos identificamos a tales operadores internos como enzimas. Esta es la razón por la cual consideramos que la transferencia de energía en los sistemas vivos es una coordinación no-espontánea de varios procesos espontáneos. Cualquier sistema en el Universo que sea capaz de coordinar los microestados de la energía en forma no-espontánea será una ser viviente.
El método hipotético deductivo se maneja de la siguiente manera:
HECHO NATURAL OBSERVADO: Por ejemplo, recibimos energía radiante del Sol.
PROBLEMA O PREGUNTA: Por ejemplo, ¿cómo se genera la energía que recibimos del Sol?
HIPÓTESIS: Por ejemplo, “puede originarse a partir de reacciones nucleares”.
EXPERIMENTACIÓN: Por ejemplo, dado que no podemos viajar al Sol y detenernos a analizar su composición en forma directa, identificamos por espectroscopia los elementos que forman el Sol.
TEORÍA: Obtenemos un PRINCIPIO a partir de los datos recopilados. O sea, dedujimos a partir de los hechos observados.
Observe usted que no intentamos comprobar si la energía es emitida por el Sol, lo cual es un hecho natural observable, sino la causa de las emisiones de energía. Esto ocurre asimismo con la observación de la vida. La existencia de la vida es un hecho natural observable que no intentamos comprobar experimentalmente. Lo que intentamos conocer es su naturaleza (¿Qué es la vida? ¿Cómo ocurre?), sus características (¿Cómo se obtiene y manipula la energía disponible para la vida?) y su origen (¿Cómo se originó la vida? ¿Qué activó la vida en el primer ser viviente sobre la Tierra?). Intentamos contestar a estas preguntas a través de la EXPERIMENTACIÓN y del MÉTODO HIPOTÉTICO-DEDUCTIVO.
En este caso, tenemos hechos observables; por ejemplo, la fotosíntesis, la respiración celular, la fermentación, la putrefacción, la fuerza motriz protónica bacteriana, etc. Luego pues, la vida se relaciona con un estado térmico en sistemas cuasi-estables determinado no-espontáneamente por un conjunto de movimientos, posiciones y densidades específicas de la energía interna que demoran su difusión espontánea hacia más microestados disponibles.
INTRODUCCIÓN
Comencemos con algunas definiciones:
Biología es la ciencia que estudia la vida y los sistemas termodinámicos que la experimentan.
Un Sistema termodinámico es cualquier cantidad de materia aislada del ambiente por límites reales.
Un Biosistema es cualquier sistema termodinámico que posee el estado cuántico biótico (vida).
El estado de la energía conocido como vida es la cantidad, posición y momentum en un tiempo dado durante el cual acontece la convergencia de un conjunto de microestados disponibles que restringen la generación de más microestados hacia los cuales la energía pudiera ser dispersada o difundida.
La noción de que los biosistemas se organizan por ellos mismos es errónea porque es la energía instalada en trayectorias particulares lo que organiza a la materia como biosistemas; por lo tanto, la materia no puede organizarse espontáneamente para estar viva.
La materia no puede ordenarse ni puede organizarse por sí misma. Cada cambio en la materia obedece a una posición y movimiento específicos de la energía. Si la energía se alinea de esta manera, la materia se organizará como un átomo de Carbono; si la energía adopta esta otra combinación de posición y movimientos, la materia se organizará como una molécula de carbohidrato (o una molécula de ADN, o un organelo, o un virus, o una célula o un organismo unicelular). Sin embargo, un conjunto estricto de microestados determina que una célula, o un organismo multicelular esté vivo.
Para estar vivo, un sistema termodinámico debe mantener un conjunto de microestados estable, de manera que él pueda demorar la difusión de la energía local hacia más microestados disponibles en el campo gravitacional (hacia donde se dispersa todo el calor producido por las transformaciones de un tipo de energía en otro).
NOTA IMPORTANTE: LA ENTROPÍA NO TIENE QUÉ VER CON ORDEN, ORGANIZACIÓN, CAOS, O FUERZAS IMPULSORAS QUE OBLIGUEN A UN SISTEMA A ADQUIRIR UN COMPORTAMIENTO TÉRMICO DADO. LA ENTROPÍA ES LA MEDIDA DE LA DISPERSIÓN Y DIFUSIÓN DE LA ENERGÍA POR CAMBIOS EN LOS MOVIMIENTOS Y LAS POSICIONES MOLECULARES EN LOS MICROESTADOS. (Para más información, lea: Disorder-A Cracked Crutch for Supporting Entropy Discussions en Inglés).
Todos los seres vivientes conocidos poseemos vida por un tiempo y luego la perdemos. Como si fuésemos pompas de jabón que nacen, generan más burbujas y finalmente se desvanecen en la nada.
Lo más relevante de ello es que la vida no decrece por el tamaño de la criatura. No por ser más pequeño tienes menos vida. Esta es el más gran experimento de que la vida es un estado físico y no el organismo en sí. Una bacteria no está menos viva que una jirafa.
¿QUÉ ES VIDA?
No existe una definición expresa de vida, sino que a partir de observaciones directas e indirectas del estado térmico de las estructuras vivas, podemos decir lo siguiente: Vida es la dilación en la difusión o dispersión espontánea de la energía interna de las biomoléculas hacia más microestados potenciales.
EXPLICACIÓN BÁSICA DE ALGUNOS TÉRMINOS USADOS EN LA DEFINICIÓN DE VIDA:
1. Demora no es lo mismo que reversión. Muchos autores dicen que la vida consiste en invertir la Segunda Ley de la Termodinámica, lo cual es falso. La segunda ley de la termodinámica se refiere a que la energía siempre fluye desde un sistema o espacio con alta densidad de energía hacia otro sistema o espacio con una densidad de energía menor. Esto es lo que ocurre en la vida. El universo siempre tendrá una densidad de energía mayor que la de los biosistemas. Si fuese de otra forma, la vida no sería posible.
La confusión se originó cuando se subordinaron las propiedades correlacionadas con la entropía, como el orden y la complejidad; sin embargo, para estar ordenado, o para ser complejo, el biosistema debe transferir desorden hacia el universo y tomar complejidad desde el universo. Entonces, no existe violación o reversión alguna a de la segunda ley, toda vez que el sistema es más desordenado que el universo, y su desorden fluye desde el sistema más desordenado hacia el menos desordenado.
Lo que ocurre en los biosistemas es una demora en la difusión o dispersión de su energía interna; sin embargo, esa energía interna nunca fluye de campos de menor densidad de energía hacia campos de mayor densidad, sino al contrario, obedeciendo a la segunda ley de la termodinámica.
2. Estado se refiere a la posición, movimiento y densidad de la energía transportada por partículas, en este caso, de las partículas que establecen la función de distribución de la energía en intervalos de retardo en un biosistema; por ejemplo, los fermiones y los bosones.
Los fermiones son partículas con un momento angular intrínseco cuya función ћ (spin) es igual a una fracción impar de un entero (1/2, 3/2, 5/2, etc.), razón por la cual los fermiones obedecen al Principio de exclusión de Pauli, es decir, no pueden coexistir en una misma posición. Ejemplos de fermiones son todas las partículas que constituyen a la materia, por ejemplo, electrones, protones, neutrones, quarks, leptones, positrones, etc.
Por otra parte, los bosones son partículas con una función ћ (spin) igual a un número entero (0, 1, 2, 3, etc.), por lo que estas partículas no están sujetas al Principio de Exclusión de Pauli, es decir, pueden coexistir en la misma posición. Los fotones, los gluones, las partículas ω- y ω+, los hipotéticos gravitones, etc. son bosones.
3. Otro término usado en mi definición de vida es el de Energía Cuántica. La energía cuántica es la suma de la energía cinética y la energía potencial de una partícula, sea ésta un fermión o un bosón.
4. También usé el término Densidad de Energía. Densidad de Energía es la cantidad de energía almacenada en un sistema dado –o en una región espacial- medida por unidad de masa o de volumen. Por ejemplo, la densidad de energía del Hidrógeno líquido es de 120 MJ/Kg.; la Glucosa almacena 17 MJ/Kg de energía; etc.
5. Proceso Espontáneo es aquél en el cual la energía libre siempre se dispersa hacia más microestados potenciales. Por ello, cuando hablo de vida, me refiero a un estado no-espontáneo, lo cual significa que para que ocurra dicho estado se requiere de la agregación de energía desde el entorno. Si en vez de agregarse energía, ésta se dispersara, entonces el estado sería espontáneo.
6. Energía es una función de las propiedades cuantificables de un sistema dado. También se define como la capacidad para realizar trabajo, sin embargo, ninguna “capacidad” aislada es cuantificable en sí misma, por lo que tenemos qué recurrir a las propiedades de los sistemas que sí pueden cuantificarse, por ejemplo, al movimiento molecular, a la función onda-partícula, a la frecuencia vibratoria, a la densidad, a la temperatura, etc.
7. Energía Interna de un sistema se refiere a la energía asociada al movimiento de las moléculas en un sistema termodinámico, es decir, a la temperatura de tal sistema. En una transferencia de energía, la energía interna es la que ha traspasado los límites, reales o imaginarios, hacia el interior de un sistema. Por ejemplo, en un sistema viviente, cada célula de su cuerpo posee un límite real acotado por una membrana celular o una pared celular. A la energía que traspasa una membrana o una pared celular, hacia el interior de la célula, se le llama energía interna. Los cloroplastos, las mitocondrias y otros organelos celulares poseen membranas como límites reales.
En la definición de Energía Interna evité mencionar las palabras “desordenado” y “al azar”. Lo hice a propósito porque los movimientos de las moléculas son determinados por las leyes fundamentales de la Física, las cuales son nociones matemáticas de fenómenos naturales que podemos expresar mediante fórmulas; por lo tanto, los movimientos moleculares no son desordenados ni al azar. Una pequeña variación en las condiciones iniciales, también sujeta a dichas leyes, puede producir un cambio en las trayectorias de desplazamiento de las partículas.
8. En la definición de vida mencioné el concepto “Intervalo”. Intervalo es un subconjunto de estados situado entre un estado inicial y un estado final.
9. Por último, la energía en el estado biótico puede cuantificarse por el flujo de fermiones y/o de bosones durante la transferencia y almacenamiento de la energía en períodos discretos dominantes. Por ejemplo, cuando estudiamos las partículas y las funciones de onda en forma individual.
Tratándose de partículas que constituyen a la materia, solo podemos estudiar un tipo de partícula, o una posición, o un movimiento a la vez; en tanto que en los procesos de transferencia y almacenamiento de la energía solo podemos estudiar una función a la vez. Cuando completamos el estudio de cada partícula y de cada función, entonces integramos todos los datos para formular el proceso completo; por ejemplo, en el estudio de procesos de Biotransferencia Transcuántica de Energía (BTE) como la fotosíntesis y la respiración celular.
(Vea Campo Biótico).
¿CÓMO SE ORIGINÓ LA VIDA?
La vida es una posibilidad energética en todo el Universo a partir del final del período inflacionario y después de la gran explosión.
Los seres vivientes terrestres surgieron miles de millones de años después de la gran explosión (unos 9000 millones de años después).
Los elementos se formaron en la nebulosa solar por efecto de la radiación emitida por las reacciones termonucleares en el sol primigenio.
El agua y otros compuestos orgánicos e inorgánicos se formaron en la nebulosa solar al ocurrir una oscilación en la densidad de energía que causó una transición de fase molecular que permitió la síntesis espontánea de compuestos simples, tanto orgánicos como inorgánicos.
El agua en la nebulosa solar permitió el enfriamiento del medio interestelar, propiciando la síntesis de compuestos orgánicos más complejos, por ejemplo carbohidratos, amoníaco, aminoácidos, gliceraldehídos, lípidos y tal vez globulinas, en las hoquedades y grietas de los granos de polvo interplanetario que conenían agua que sufría transiciones de fase sólida a fase líquida.
(http://astrochem.org/aanature.html).
La luz Ultravioleta, el calor y otras formas de radiación solar causaron la polimerización de compuestos simples para formar moléculas complejas de carbohidratos, proteínas y lípidos, las cuales se integraban como glóbulos microscópicos dentro del agua congelada atrapada en los gránulos de polvo (fractales) de las nubes planetarias. (Vea: http://astrochem.org/aanature.html).
Cuando la nebulosa planetaria terrestre se enfrió lo suficiente, ocurrió la síntesis de microesferas con membranas externas de lipoproteínas por efecto de la luz UV y el calor generado por las colisiones entre las partículas de polvo interplanetario. Las microesferas contenían una mayor diversidad de compuestos orgánicos debido a que se encontraban sobre substratos aglometantes que actuaron como lechos que facilitaron la acumulación e interacción de substancias; por ejemplo, gránulos de Fosfato de Calcio, Carbonato de Calcio, Carburo de Silicio, grafito, fulereno (alótropos del carbono) o Sulfuro de Hierro, los cuales podían o no contener agua congelada, y por la acción de agentes condensadores o substancias que promovieron la síntesis abiótica de biomoléculas simples y complejas. Por ejemplo, el HCN (Cianuro de Hidrógeno) y el C2H2 Acetileno. Estos compuestos son suficientemente abundantes en los medios interplanetarios en formación y han sido probados artificialmente como agentes condensadores. La evidencia indica que la biopolimerización de las proteínas y de azúcares complejos fue facilitada por estos agentes y por reacciones promovidas principalmente por bosones de alta energía.
Las microesferas continuaban retenidas dentro de las partículas de polvo (fractales) ahora suspendidas en las atmósferas planetarias. Los granos de polvo actuaron como "cascarones" protectores de las biomoléculas contra la radiación solar ionizante, de tal forma que las transiciones de fase permitieron la síntesis de moléculas aún más complejas de glucoproteínas, ceras, fosfolípidos, polisacáridos y proteínas. Estas moléculas llegaron a construir membranas altamente estables y duraderas que contenían a las microesferas; sin embargo, esas membranas seguían siendo efímeras por la intensidad de la radiación solar recibida por la Tierra que podía destruirlas. Sin embargo, muchas microesferas envueltas por membranas o por estructuras parecidas a membranas subsistieron en ese ambiente hostil gracias a que permanecían dentro de los granos de polvo con agua congelada.
Debido a su baja resistencia a la radiación cósmica, no no era factible la autosíntesis de polimerasas que pudieran promover la síntesis de nucleótidos. Por otra parte, la síntesis de moléculas de ácidos nucléicos no ocurre espontáneamente en la naturaleza. Por esta razón, los protobiontes formados no contenían ninguna forma de moléculas de ADN o ARN.
La Fuerza de Gravedad mantenía pequeños montones de granos de polvo planetario con microesferas envueltas ya en membranas amfifílicas en órbitas planetarias, formando nubes densas de granos de polvo, vapor de agua, amoníaco, metano, bióxido de carbono y otros gases; sin embargo, el momento angular de las partículas y el intenso calor emitido por los mismos planetas imposibilitaban la caída de los granos de polvo hasta las superficies de los planetas. Más tarde las gotas de agua pesadas que se condensaban con núcleos constituidos por granos de polvo con microesferas.
Aún suspendidos en las atmósferas planetarias, las microesferas se aglutinaron dentro de los granos de polvo con agua para formar estructuras prebióticas con membranas amfifílicas más complejas -llamadas protobiontes- que aún no eran formas vivientes, pero que ya experimentaban algunas transferencias de energía semejantes a las de formas vivientes. (Por favor, lea: http://pokey.arc.nasa.gov/~astrochm/Membranes.html y http://astrochem.org/aanature.html)
Cuando los planetas se enfriaron lo suficiente y ocurrieron precipitaciones pluviales, los fractales fueron arrastrados por las gotas de agua hasta la superficie de los planetas.
Una vez depositados en suelos planetarios, sobre capas de suelo húmedo o en el fondo de charcas poco profundas, los protobiontes pudieron mantenerse estables al estar protegidos de la radiación solar intensa por nubes densas de polvo suspendido y vapor de agua en las atmósferas planetarias.
Miles de millones de protobiontes fueron destruidos por las condiciones agresivas del ambiente planetario; no obstante, cuando la tierra se enfrió aún más y el sol fue menos inestable, más protobiontes pudieron permanecer con estructuras íntegras. La diferencia consistió en estar en un microambiente con los factores necesarios que les permitieron resistir y prevalecer ante la presión del ambiente planetario primitivo.
La evolución química subsiguiente consistió en la unión de los protobiontes, unos con otros, por afinidad electroquímica. Los protobiontes se unían unos a otros formando vesículas con membrana continua. Esas vesículas complejas reposaban en suelos húmedos o en el fondo de charcas poco profundas. Las fisuras y huecos del suelo llenos de substancias químicas quedaban bajo las biomembranas formando microambientes semejantes al citosol de las células modernas. Ello impedía la catástrofe osmótica que hubiese ocurrido si la hipótesis del "caldo nutritivo" de Oparin fuese real. La observación paleontológica y geológica indica claramente que ese "caldo nutritivo" hipertónico jamás existió.
En ese momento los protobiontes que poseían configuraciones moleculares aptas pudieron experimentar la fase biótica gracias a sucesivos cambios químicos estructurales en las biomembranas que les permitía incorporar péptidos complejos y glucopéptidos que promovían cambios en los campos magnéticos que causaban la formación de gradientes electroquímicos que conducían al establecimiento de un campo electrodinámico que permitió la biotransferencia de energía a través de partículas con alta densidad de energía. De esta manera apareció el primer bionte o ser viviente. Los biosistemas primitivos fueron los antepasados de todos los seres vivientes que existimos en el planeta.
De acuerdo con mi hipótesis, solo se requirió de un bionte viable y autoreplicable para generar al resto de los seres vivientes que han existido y existen sobre la Tierra. Su forma de reproducción sería semejante a la gemación, pero en total ausencia de ácidos nucléicos. Quizás las moléculas de proteína autocatalíticas contenían la información necesaria para su autoréplica.
Las biomembranas extendidas sobre el suelo de las charcas, cubriendo los huecos del fondo rellenos con sustancias químicas orgánicas podían ejercer un intercambio activo de fermiones y de compuestos químicos con el medio circundante.
La incorporación al citosol de moléculas de proteínas, carbohidratos, y otras moléculas complejas facilitó la formación de estructuras moleculares complejas especializadas en la transferencía de energía desde el medio circundante; por ejemplo, moléculas de ATP sintetasa, nucleótidos de ARN, moléculas cortas de ARN, NADP, ADP, etc. Las pequeñas cadenas de ARN eran sintetizadas por las mismas proteínas autocatalíticas con afinidad bioquímica por los nucleótidos haciendo las veces de topoisomerasas que transferían la información de sus secuencias de aminoácidos hacia las nuevas moléculas codificantes de ARN.
De esta manera, los biontes se mantenían estables por mucho más tiempo, además de que podían transferir a través de las cadenas de ARN la información de sus características individuales a las vesículas nuevas generadas por crecimiento de su propio citosol. Protegidos por un cielo oscurecido por polvo suspendido y por vapores diversos, en depósitos de agua poco profundos y a no más de 36° C, los biontes se replicaban mediante la formación de vesículas que se separaban de la membrana principal a modo de burbujas o brotes que poseían las mismas características estructurales y funcionales del bionte primitivo.
Las proteínas autocatalíticas comenzaron a dirigir la síntesis de las moléculas cortas de ARN para formar cadenas cada vez más largas que contenían toda la información para la propia síntesis de esas proteínas y de moleculas idénticas de ARN. Más tarde, las mismas proteínas autocatalíticas produjeron nucleótidos de ADN y después de cadenas completas de ADN. La flexibilidad de esta hipótesis nos permite asumir que las ribozimas no fueron necesarias para la síntesis de biomoléculas autoreplicables, las cuales podían multiplicarse a través de la transformación de la configuración cuaternaria de otras proteínas en el mismo citosol. De ahí la forma de replicación de los priones.
Aparentemente, la Tierra fue el único planeta del sistema solar con las condiciones propicias para la supervivencia de los biontes, aunque éstos bien pudieron formarse en otros mundos, pero sin posibilidades de supervivencia debido a las condiciones inapropiadas del ambiente planetario o a transiciones de fase planetarias súbitas y extremas. Por ejemplo, en Marte pudieron formarse seres vivientes, sin embargo, un cambio climatológico súbito y severo en el planeta, ocurrido unos 400 millones de años después de su consolidación, destruyó todas las formas vivientes en ese planeta.
DIFERENCIAS ENTRE SERES VIVOS Y SERES INERTES
Respuesta a la pregunta hecha por el auditorio: "¿Cómo distingue Usted a un ser vivo de otro no vivo?"
Cualquier ser vivo es un sistema termodinámico biótico. Todos los sistemas termodinámicos abióticos son seres inertes.
La palabra “ser” se refiere a "algo que existe", viviente o no viviente, por esta razón, debemos hacer siempre la distinción, mencionando si el ser es viviente o inerte.
Ejemplos de seres inertes naturales son las rocas, el agua, las nubes, las substancias químicas, etc. Ejemplos de seres vivientes son un árbol, un perro, una bacteria, una amiba, etc.
Cuando definimos el término vida, decimos que la vida es un estado de la energía (estado cuántico) que determina la organización espontánea de la materia de tal forma que ésta adquiere una cualidad térmica que consiste en la captura y manipulación de la energía del entorno para bloquear parcialmente y transitoriamente la segunda Ley de la Termodinámica.
¿Qué quiere decir ésto? Ésto significa que los seres vivientes pueden demorar localmente el flujo espontáneo de la entropía. Ya vimos que la entropía se refiere al número de trayectorias posibles adquiridas por los sistemas termodinámicos que impiden que los sistemas restauren cualquier trayectoria coordinada previamente.
Para verlo más claro, supongamos que un viajero camina por un sendero sin bifurcaciones. Mientras que el sendero no diverja, el viajero tendrá más posibilidades de alcanzar su meta o estado final. Cuando el camino se divide en dos vías, el viajero tendrá dos posibilidades de proseguir su ruta, una que lo llevaría a su meta y otra que lo desviaría. Suponiendo que el viajero continúa por el camino de la derecha, y este camino se divide en otros tres caminos, entonces las rutas disponibles para el viajero se amplían, aumentando las probabilidades de que éste tome una ruta que no lo llevará a su objetivo final. Así, sucesivamente, cada vez que el viajero decide tomar una ruta diferente, ésta se dividirá en más caminos a seguir hasta que, finalmente, el viajero se extraviará.
Lo mismo ocurre con la entropía limitada a los sistemas termodinámicos. Al ocupar cualquier trayectoria energética, durante su ocupación, o al finalizar la misma, se producirán más microestados disponibles para el sistema termodinámico que efectúe dicho proceso energético. Ésto indica que el macroestado del sistema térmico es determinado por el microestado que prevalece en él en un momento dado; o sea, la posición y el movimiento de la energía correspondiente a ese microestado. Un sistema que se enfrenta a muchos microestados disponibles se colocará espontáneamente en cualquiera de ellos, siempre y cuando dicho microestado sea el más probable de adquirir y si está ajustado a las leyes que determinan a los estados iniciales específicos.
Ahora veamos las diferencias entre los sistemas termodinámicos vivientes y los no-vivientes (las más importantes están en letra azul y cursiva):
* Los seres vivientes capturan energía del ambiente para mantener una organización estructural en forma autónoma. Los seres inertes también pueden organizarse espontáneamente, no en forma autónoma.
* Los seres vivientes pueden manipular la energía obtenida para dirigirla hacia la ejecución de procesos necesarios en un momento dado; mientras que los seres inertes no pueden hacerlo (por ejemplo, los cadáveres, los cristales, etc.).
* La reproducción de los seres vivientes es controlada mediante una serie de subprocesos energéticos. Algunos seres inertes también son capaces de replicarse, pero no ejercen control alguno sobre su reproducción, la cual es espontánea y determinada por estados iniciales complementarios contiguos (por ejemplo los coacervados producidos en laboratorio, las proteínas autocatalíticas aisladas, los priones, etc.).
* Los descendientes de los sistemas termodinámicos vivientes conservan una macroestructura organizada en un estado térmico de no-equilibrio igual al de sus progenitores; mientras que los seres generados a partir de sistemas termodinámicos no vivientes ostentan variabilidad en sus estados térmicos que son determinados por las fluctuaciones en los estados termodinámicos de sistemas exteriores a ellos.
* Los sistemas termodinámicos vivientes mantienen una cantidad cuasi-estable de microestados que debieran incrementarse de manera espontánea (entropía), dilatando temporalmente el aumento de su entropía local. Los sistemas termodinámicos no vivientes también pueden mantener limitado el número de microsistemas disponibles. Sin embargo, en sistemas no-vivientes no existe un operador interno que realice esta acción, en tanto que los sistemas vivientes poseen una serie de procesos en cascada que operan desde su interior y mantienen su estado de energía cuántica en estabilidad térmica.
* El estado de no-equilibrio térmico de los sistemas inertes ocurre de manera espontánea y su estabilidad es dependiente de las fluctuaciones en los macroestados de otros sistemas externos; el estado de no-equilibrio térmico de los sistemas vivientes es inducido por el estado cuántico biótico y mantiene su estabilidad adaptándose a las fluctuaciones que ocurren en los macroestados de sistemas externos.
Si consideramos cada uno de los indicadores de estar vivo, nos daremos cuenta de que la última es, realmente, la única diferencia entre seres inertes y seres vivos.
Cualquier sistema termodinámico no viviente puede ostentar una o todas las propiedades mencionadas arriba; lo que nos conduce a considerarlos como sistemas no vivientes es la diferencia entre los microestados disponibles que determinan el no-equilibrio térmico de los seres inertes y los microestados disponibles que determinan el no-equilibrio térmico de los seres vivientes.
NOTA: No podemos considerar al orden ni a la organización dentro de las diferencias entre un sistema viviente y uno inerte debido a que la entropía térmodinámica no se refiere al "grado" de orden u organización de un sistema, sino al incremento en el número de microestados disponibles en un momento dado para la difusión o dispersión de la energía.
¿QUÉ NOS HACE ESTAR VIVOS?
Respuesta a la pregunta hecha por el auditorio: "¿Qué nos hace estar vivos?"
Durante el origen de la vida, una nube de partículas, generadas por el Sol, pasó por un hueco electromagnético y fue reemitido hacia una concurrencia de ondas en el punto de cooperación de éstas, no en el de su oclusión. Las partículas así atraídas colisionaron con todos los tipos de materia ordenada previamente por la fuerza electromagnética en todo el Sistema Solar. Ésta colisión entre partículas-onda y la materia ordinaria causó en ésta diferentes macroestados de acuerdo con la naturaleza de su organización.
Algunos arreglos de la materia constituían sistemas termodinámicos cuyos macroestados no permitían que el estado cuántico fuese mantenido por ellos mismos, lo cual limitaba la propiedad de esos sistemas para escapar al aumento real en el número de microestados disponibles para ellos, adquiriendo espontáneamente un estado de equilibrio térmico.
Otro arreglo específico de la materia poseía un macroestado en el cual la fluctuación cuántica podía ser mantenida debido a que ese sistema poseía múltiples estructuras que favorecían en serie la adquisición de fotones que continuaban transitoriamente la fluctuación cuántica primordial.
Esta clase de sistema termodinámico -determinado por el campo electromagnético- adquirió la capacidad de retardar el incremento de microestados que les llevaría a un estado de equilibrio térmico (sucesión de intervalos en el flujo espontáneo del equilibrio térmico). Así entonces, el estado cuántico impulsó a los sistemas termodinámicos que podían capturar fotones a retardar temporalmente el incremento espontáneo de la entropía local inherente a esos sistemas, aumentando con ello el incremento de la entropía global del Universo.
Es esa fluctuación cuántica la que nos hace vivir. En tanto tengamos la capacidad de capturar fotones que son atraídos hacia los puntos armónicos de sus ondas correspondientes, tendremos vida.
En el momento en que perdamos esa capacidad, la vida concluirá, es decir, el estado cuántico saltará de la materia viva hacia otro campo de energía no biótico. Ésto no sería posible sin el sometimiento del estado a la Segunda Ley de la Termodinámica, pues al morir el biosistema, su estado cuántico biótico rebotaría desde un campo de mayor densidad hacia otro de menor densidad en donde por la posición y el tipo de movimiento de la energía cinética ya no impulsaría a otros sistemas a ocasionar intervalos en el flujo ordinario del equilibrio térmico.
Muchos me han retado a definir vida sin relacionarla con "estados cuánticos extraños". Bien, ésto es más sencillo que refiriéndola a un estado cuántico:
Vida es un estado de la energía experimentado por algunos sistemas termodinámicos cuasi-estables, que permite que éstos establezcan, autónomamente, una serie de intervalos que demoran la difusión o dispersión de su energía local hacia más microestados disponibles.
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¿VIVO O NO VIVO? ÉSA ERA LA CUESTIÓN
Respuesta a la pregunta hecha por el auditorio: "Es muy fácil para cualquiera andar por ahí dando conferencias sobre algo que... solo existe en su imaginación... ¿Puede probar que la vida no reside en las moléculas especiales de los seres vivos?
Cuando se nos pide dar ejemplos sobre seres vivientes y no vivientes la cosa no es para nada complicada. Como ejemplos de seres vivientes mencionamos a elefantes, perros, gatos, árboles, etc.; y como ejemplos de no vivientes lo primero que se nos viene a la mente son las rocas, una mesa, una silla, etc. Sin embargo, cuando profundizamos en nuestras observaciones del mundo natural nos topamos con serias dificultades para determinar si algunos seres son o no son vivientes.
LOS VIRUS
Por ejemplo, los virus. Los virus son partículas microscópicas formadas por una cadena de ADN o de ARN, envuelta por una cápsula hecha de proteínas o de lipoproteínas.
Los virus carecen de movimientos autónomos, no comen, no duermen, no realizan intercambios activos de energía con el entorno ni realizan procesos metabólicos; ellos solamente se reproducen y evolucionan bajo condiciones muy concretas. Estas condiciones especiales se dan únicamente cuando los virus invaden a una célula viviente. Si ellos no están en contacto con células vivientes, entonces no se reproducen y tampoco evolucionan. ¿Son los virus seres vivientes o no?
No, los virus no son seres vivientes, sino partículas organizadas que pueden realizar actividades propias de las macroestructuras, como reproducirse, sin poseer por ello la cantidad exacta de energía requerida para la vida (lea abajo un análisis más detallado al respecto) cuando se ponen en contacto con un ser viviente. Los virus poseen un material genético con toda la información necesaria para producir copias de sí mismo en forma exacta, pero sólo pueden hacerlo cuando entran en contacto con un citosol vivo. De otra manera, no pueden reproducirse o evolucionar.
De aquí concluimos que ni el ADN, ni el ARN, ni las proteínas son vida, pues si así fuera, entonces los virus serían seres vivos aún cuando no invadieran a algún otro organismo viviente. (lea abajo un análisis más detallado al respecto)
LOS HEMATÍES
Los hematíes, llamados también eritrocitos o glóbulos rojos, son elementos corpusculares de la sangre de los cordados. La función principal de los hematíes es la de contener a una proteína que transporta Oxígeno y Bióxido de Carbono llamada Hemoglobina.
Los eritrocitos de los mamíferos no se auto-reproducen, no realizan más funciones metabólicas y no contienen material genético (ni ADN ni ARN). Los hematíes se producen a partir de células de la médula ósea llamadas Mieloblastos, las cuales pierden su material genético cuando alcanzan una forma juvenil llamada de Normoblasto.
La vida de un hematíe fluctúa entre los 90 y los 120 días y deben ser destruidos al envejecer por células fagocíticas llamadas células retículoendoteliales.
La membrana celular de los hematíes no difiere mucho de las membranas celulares de otros tipos de células, pero su citosol tiene aspecto gelatinoso. ¿Son los hematíes células vivientes o no?
No puede morir lo que está muerto. Los eritrocitos viven después de haber perdido su material genético y la mayor parte de sus organelos. Los eritrocitos mueren cuatro meses después de haber sufrido la pérdida de su material genético. Entonces, vida no es organización, ni ninguna de las moléculas con habilidad de autoreproducirse.
Sí, los hematíes son células vivientes, pues contrariamente a lo que se pensaba, los hematíes experimentan también el proceso de muerte celular programada conocida como apoptosis. ¿Sorprendente? Pues sí, es sorprendente que una célula sin las llamadas moléculas de la vida puedan vivir durante casi cuatro meses.
CONCLUSIONES:
* De los anteriores ejemplos inferimos que la vida no reside ni en las moléculas de ADN y ARN, ni en las proteínas autocatalíticas, sino en el citosol o citoplasma.
* De los anteriores ejemplos, inferimos que la vida no es la organización del sistema, pues los virus mantienen estructuras bajo condiciones propicias aún cuando su organización no es mayor que la de los coacervados de Oparin, y los hematíes, por su parte, no poseen una organización celular tan compleja como la de las demás células del organismo y, sin embargo, viven.
* Es evidente que la vida es un estado cuántico experimentado por las biomembranas.
* De lo tratado en párrafos anteriores concluimos que los ácidos nucleicos no son moléculas vivas, sino que tienen la función primordial de la reproducción del biosistema, la transmisión de las características desde un biosistema hacia su progenie y la dirección de los procesos metabólicos de los biosistemas.
¿Ve Usted la importancia que tenía el haber definido -sistemáticamente y con el apoyo de la evidencia observable- el concepto vida?
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¿SON LOS VIRUS SERES VIVIENTES?
Respuesta a la pregunta hecha por el auditorio: "Son los virus las formas vivientes más pequeñas?"
Ciertos sistemas termodinámicos han provocado polémica en el vecindario científico porque, bajo circunstancias explícitas, ellos realizan algunas funciones de los sistemas vivientes macroscópicos. Me refiero a los virus, que son partículas de ácidos nucleicos contenidos por una cápsula generalmente hecha de proteínas, aunque algunos virus de ARN, como algunas partículas parásitas de plantas, estén desnudos, o sea, no contenidos por una cápside.
La particularidad de los virus es que si ellos se encuentran en un campo abiótico, ellos mostrarían características continuas de seres inertes, dado que ellos no son capaces de capturar autónomamente la energía del ambiente para redirigirla hacia procesos metabólicos específicos ni hacia funciones definidas, por ejemplo, la reproducción. Sin duda, cuando los virus se encuentran en un campo abiótico, son seres inertes.
Sin embargo, cuando los virus se posicionan en un campo biótico adecuado, siempre y cuando ese campo biótico sea compatible con las sucesiones genómicas de los virus, éstos serían capaces de replicarse por ellos mismos aprovechándose de la energía y de las moléculas catalíticas del medio biótico en donde ellos progresan como parásitos.
Éstas son las características macroscópicas de los virus por las cuales algunos biólogos los consideran como sistemas vivientes, mientras que otros biólogos consideran que los virus son simplemente sistemas inertes.
Ésto no es una cuestión de dogmas ni de creencias personales. Analicemos los hechos de una forma sencilla para obtener un cierre coherente acerca del estado de energía de los virus.
1. Los virus no pueden ocupar autónomamente posiciones en los campos de alta densidad de energía.
2. La sucesión del material genético de los virus coincide con la sucesión de ciertas secciones del ADN o del ARN de las células anfitrionas o parasitadas, de aquí que se considere que los virus se hayan originado como productos de desecho derivados de las células que serían sus anfitrionas en el futuro.
3. Los virus no poseen citosol, para lo cual nosotros hemos demostrado que es la única fase de la materia que puede experimentar el estado de energía de la vida.
4. Los virus no poseen mitocondrias, las cuales son organelos capaces de capturar y almacenar la energía para redirigirla hacia la ejecución de las muchas funciones de un verdadero ser viviente.
5. Los virus no poseen membranas plasmáticas, ni membranas internas, que pudieran experimentar la fuerza motriz protónica.
6. Los virus no poseen membranas capaces de ser excitadas por choques con fotones para capturar la energía liberada después del choque y para usarla luego en la síntesis de moléculas más complejas que pudieran almacenar la energía de activación llevada por los fotones.
7. Los virus no adquieren vida durante su estancia parasitoide en las células anfitrionas, dado que la vida no puede transferirse ni infundirse, sino que los virus son dirigidos por las mismas células anfitrionas para hacerlos coincidir con sus propias características macroscópicas que no tienen nada ver con el estado cuántico de la vida, sino con otros microestados experimentados por las moléculas auto-catalíticas (los ácidos nucleicos, las proteínas catalíticas, las enzimas, etc.).
8. El estado de la energía cuántica (en partículas y ondas) en seres vivientes sólo puede ser experimentado y sólo puede ser mantenido por un arreglo específico de la materia, es decir, sólo por estados con posiciones y movimientos específicos de las moléculas completamente incorporadas al citosol.
FUERZA MOTRIZ PROTÓNICA (FMP)
Respuesta a la pregunta hecha por el auditorio: "Usted ha dicho que la Fuerza Motriz Protónica sería fácil de detectar en sistemas vivientes de otros mundos... ¿Cómo la detectaríamos?"
Una de las dificultades más graves que hemos encarado en la búsqueda de seres vivientes fuera de la Tierra ha sido el reconocimiento de formas vivientes semejantes a los organismos terrestres. Dado que las Leyes Físicas son las mismas para cualquier lugar del Universo conocido y que toda la materia contenida por el Universo conocido está formada por las mismas partículas, nosotros podemos asumir métodos precisos para el reconocimiento inconfundible de formas vivas no terrestres.
Para estar seguros de que algo encontrado en otros planetas es o no es una forma viviente, podríamos tratar de detectar la Fuerza Motriz Protónica (FMP). FMP es una sucesión de modificaciones en el potencial de membrana que acontece a través del traslado de la energía, desde que se captura hasta que se almacena en una molécula compleja, por ejemplo, en una molécula de Glucosa. La FMP ocurre cuando los electrones son transportados por las moléculas de ATP, proceso que impulsa a los protones a saltar hacia la superficie exterior de las membranas de algunos organelos de la célula, como cloroplastos o mitocondrias, o hacia la superficie exterior de las membranas de las células bacterianas.
Después de algunas de mis conferencias sobre Exobiología, algunas personas me han preguntado por un método efectivo para detectar la Fuerza Motriz Protónica.
Una de las formas más fáciles de reconocer que existen seres vivientes en ambientes extraterrestres residiría en el descubrimiento de moléculas de Adenosín Monofosfato (AMP), de Adenosín Difosfato (ADP), de Adenosín Trifosfato (ATP), de Dinucleótido de Nicotinamida Adenín Fosfato (NADP), o de NADPH por medio de fotómetros finamente-afinados incorporados a las sondas robóticas que exploran los suelos planetarios. Si hallásemos sistemas que posean estos compuestos sería evidente que esos sistemas encontrados experimentarían la FMP, y por lo tanto estarían vivos.
Otra manera, mucho más sencilla que la descrita anteriormente, sería produciendo burbujas de Oxígeno en medios de cultivo celulares viscosos que se han enriquecido con suelo del planeta explorado. Si esa tierra fuera el hábitat de bacterias aeróbicas, entonces éstas se acumularían alrededor de las burbujas de Oxígeno. Entonces podríamos detectarlas directamente de una forma mucho más fácil a través de la observación microscópica exhaustiva y estratégica.
SISTEMAS DISIPATIVOS
Los sistemas termodinámicos disipativos son sistemas en un estado termodinámico de no-equilibrio relacionado con el fenómeno de emergencia espontánea del modelo.
En este sentido, los organismos son sistemas termodinámicos disipativos, lo mismo que los cristales, los huracanes, las manchas solares, la mancha roja de Júpiter, los relojes químicos, etc.
Las estructuras termodinámicas disipativas son sistemas termodinámicos en un estado de no-equilibrio termodinámico en el cual las inestabilidades pueden generar un comportamiento global coherente, siempre y cuando sean mantenidos ciertos parámetros dentro de los límites críticos.
Sin embargo, la fluctuación cuántica experimentada por los sistemas termodinámicos disipativos inertes no es la misma fluctuación cuántica experimentada por las estructuras termodinámicas disipativas vivientes.
¿En dónde vemos la diferencia? La diferencia reside en el formato usado por los sistemas termodinámicos disipativos para establecer una serie de intervalos que bloquean el aumento en su entropía local. Mientras que los sistemas termodinámicos disipativos inertes lo hacen espontáneamente, los sistemas termodinámicos disipativos vivos lo hacen autónomamente.
Otra diferencia es que, aunque la entrada de energía sea espontánea para ambas clases de sistemas termodinámicos disipativos, en los sistemas inertes termodinámicos disipativos no sucede una manipulación no-espontánea en la transferencia de la energía interna del sistema, mientras que en los sistemas termodinámicos disipativos vivos ocurre una direccionalidad específica en el traslado de la energía, lo cual permite que ésta sea usada para la conservación del sistema modelo del cual se engendrarán más sistemas modelo.
De esta forma los sistemas termodinámicos disipativos vivos dan continuidad al estado de la energía que les permite bloquear temporalmente y en forma autónoma la difusión o dispersión de su energía interna hacia más microestados disponibles.
Sin embargo, algunos sistemas termodinámicos disipativos inertes pueden crecer, y otros sistemas pueden crecer y auto-replicarse, como si fuesen sistemas termodinámicos disipativos vivientes. Decimos que los sistemas termodinámicos disipativos inertes auto-replicantes experimentan un patrón auto-replicante simple, mientras que los sistemas termodinámicos disipativos vivientes experimentan un modelo auto-replicante complejo.
De aquí, nosotros podríamos pensar que seríamos capaces de diferenciar, con una precisión más alta, a un sistema termodinámico disipativo viviente de un sistema termodinámico disipativo inerte. Sin embargo, el modelo de auto-replicación complejo puede ocurrir en patrones auto-replicantes inertes, por ejemplo en priones, virus, proteínas autocatalíticas y ribozimas, y todas estas estructuras no se pueden considerar sistemas termodinámicos disipativos vivientes porque en ellos la manipulación de la energía transferida para la auto-replicación ocurre espontáneamente, no autónomamente como ocurre en sistemas termodinámicos disipativos vivientes.
Consecuentemente, concluimos que la única diferencia demostrable entre los sistemas termodinámicos disipativos vivientes y los sistemas termodinámicos disipativos inertes es la autonomía en la transferencia direccional para la manipulación de la energía -la cual es capturada espontáneamente por ambas clases de sistemas termodinámicos disipativos- que es experimentada exclusivamente por sistemas termodinámicos auto-replicantes vivientes.
¿Por qué es tan problemático definir la vida? Ante todo, la vida no es una cosa palpable que se pueda tocar o ver bajo el microscopio. Al ser un estado de la energía, la vida no puede inducirse en un ser inerte. En la actualidad, no podemos transferir una configuración dada de la energía a ningún sistema.
Cuando nace un ser viviente, éste no adquiere vida, sino que hereda la habilidad para construir estructuras que ponen en movimiento ese estado de la energía. Podemos reconocer a las estructuras que sincronizan las configuraciones de la energía de las formas vivientes y podemos medir también el campo formado por el intercambio de partículas móviles cargadas eléctricamente entre el ambiente y los seres vivientes, pero no podemos detectar algo con aspecto físico llamado vida, sino solamente los efectos ejercidos por esa configuración de la energía sobre los biosistemas.
Sabemos hacia donde se mueve la energía, la densidad de esa energía y la clase del movimiento de esa energía, pero no podemos distinguir una estructura molecular o una clase de energía llamada vida. ¿Significa que la vida no existe? No, el único significado de las últimas afirmaciones es que la vida no es una cosa física, sino un grupo o serie de posiciones, densidades y movimientos de la energía.
La vida es un conjunto de microestados de la energía que se asocia con una demora en la dispersión espontánea de esa energía. La energía de los seres vivientes “salta” de un microestado a otro, siendo siempre controlada por ciertos operadores internos del mismo sistema termodinámico. Los Biólogos identificamos a tales operadores internos como enzimas. Esta es la razón por la cual consideramos que la transferencia de energía en los sistemas vivos es una coordinación no-espontánea de varios procesos espontáneos. Cualquier sistema en el Universo que sea capaz de coordinar los microestados de la energía en forma no-espontánea será una ser viviente.
El método hipotético deductivo se maneja de la siguiente manera:
HECHO NATURAL OBSERVADO: Por ejemplo, recibimos energía radiante del Sol.
PROBLEMA O PREGUNTA: Por ejemplo, ¿cómo se genera la energía que recibimos del Sol?
HIPÓTESIS: Por ejemplo, “puede originarse a partir de reacciones nucleares”.
EXPERIMENTACIÓN: Por ejemplo, dado que no podemos viajar al Sol y detenernos a analizar su composición en forma directa, identificamos por espectroscopia los elementos que forman el Sol.
TEORÍA: Obtenemos un PRINCIPIO a partir de los datos recopilados. O sea, dedujimos a partir de los hechos observados.
Observe usted que no intentamos comprobar si la energía es emitida por el Sol, lo cual es un hecho natural observable, sino la causa de las emisiones de energía. Esto ocurre asimismo con la observación de la vida. La existencia de la vida es un hecho natural observable que no intentamos comprobar experimentalmente. Lo que intentamos conocer es su naturaleza (¿Qué es la vida? ¿Cómo ocurre?), sus características (¿Cómo se obtiene y manipula la energía disponible para la vida?) y su origen (¿Cómo se originó la vida? ¿Qué activó la vida en el primer ser viviente sobre la Tierra?). Intentamos contestar a estas preguntas a través de la EXPERIMENTACIÓN y del MÉTODO HIPOTÉTICO-DEDUCTIVO.
En este caso, tenemos hechos observables; por ejemplo, la fotosíntesis, la respiración celular, la fermentación, la putrefacción, la fuerza motriz protónica bacteriana, etc. Luego pues, la vida se relaciona con un estado térmico en sistemas cuasi-estables determinado no-espontáneamente por un conjunto de movimientos, posiciones y densidades específicas de la energía interna que demoran su difusión espontánea hacia más microestados disponibles.
INTRODUCCIÓN
Comencemos con algunas definiciones:
Biología es la ciencia que estudia la vida y los sistemas termodinámicos que la experimentan.
Un Sistema termodinámico es cualquier cantidad de materia aislada del ambiente por límites reales.
Un Biosistema es cualquier sistema termodinámico que posee el estado cuántico biótico (vida).
El estado de la energía conocido como vida es la cantidad, posición y momentum en un tiempo dado durante el cual acontece la convergencia de un conjunto de microestados disponibles que restringen la generación de más microestados hacia los cuales la energía pudiera ser dispersada o difundida.
La noción de que los biosistemas se organizan por ellos mismos es errónea porque es la energía instalada en trayectorias particulares lo que organiza a la materia como biosistemas; por lo tanto, la materia no puede organizarse espontáneamente para estar viva.
La materia no puede ordenarse ni puede organizarse por sí misma. Cada cambio en la materia obedece a una posición y movimiento específicos de la energía. Si la energía se alinea de esta manera, la materia se organizará como un átomo de Carbono; si la energía adopta esta otra combinación de posición y movimientos, la materia se organizará como una molécula de carbohidrato (o una molécula de ADN, o un organelo, o un virus, o una célula o un organismo unicelular). Sin embargo, un conjunto estricto de microestados determina que una célula, o un organismo multicelular esté vivo.
Para estar vivo, un sistema termodinámico debe mantener un conjunto de microestados estable, de manera que él pueda demorar la difusión de la energía local hacia más microestados disponibles en el campo gravitacional (hacia donde se dispersa todo el calor producido por las transformaciones de un tipo de energía en otro).
NOTA IMPORTANTE: LA ENTROPÍA NO TIENE QUÉ VER CON ORDEN, ORGANIZACIÓN, CAOS, O FUERZAS IMPULSORAS QUE OBLIGUEN A UN SISTEMA A ADQUIRIR UN COMPORTAMIENTO TÉRMICO DADO. LA ENTROPÍA ES LA MEDIDA DE LA DISPERSIÓN Y DIFUSIÓN DE LA ENERGÍA POR CAMBIOS EN LOS MOVIMIENTOS Y LAS POSICIONES MOLECULARES EN LOS MICROESTADOS. (Para más información, lea: Disorder-A Cracked Crutch for Supporting Entropy Discussions en Inglés).
Todos los seres vivientes conocidos poseemos vida por un tiempo y luego la perdemos. Como si fuésemos pompas de jabón que nacen, generan más burbujas y finalmente se desvanecen en la nada.
Lo más relevante de ello es que la vida no decrece por el tamaño de la criatura. No por ser más pequeño tienes menos vida. Esta es el más gran experimento de que la vida es un estado físico y no el organismo en sí. Una bacteria no está menos viva que una jirafa.
¿QUÉ ES VIDA?
No existe una definición expresa de vida, sino que a partir de observaciones directas e indirectas del estado térmico de las estructuras vivas, podemos decir lo siguiente: Vida es la dilación en la difusión o dispersión espontánea de la energía interna de las biomoléculas hacia más microestados potenciales.
EXPLICACIÓN BÁSICA DE ALGUNOS TÉRMINOS USADOS EN LA DEFINICIÓN DE VIDA:
1. Demora no es lo mismo que reversión. Muchos autores dicen que la vida consiste en invertir la Segunda Ley de la Termodinámica, lo cual es falso. La segunda ley de la termodinámica se refiere a que la energía siempre fluye desde un sistema o espacio con alta densidad de energía hacia otro sistema o espacio con una densidad de energía menor. Esto es lo que ocurre en la vida. El universo siempre tendrá una densidad de energía mayor que la de los biosistemas. Si fuese de otra forma, la vida no sería posible.
La confusión se originó cuando se subordinaron las propiedades correlacionadas con la entropía, como el orden y la complejidad; sin embargo, para estar ordenado, o para ser complejo, el biosistema debe transferir desorden hacia el universo y tomar complejidad desde el universo. Entonces, no existe violación o reversión alguna a de la segunda ley, toda vez que el sistema es más desordenado que el universo, y su desorden fluye desde el sistema más desordenado hacia el menos desordenado.
Lo que ocurre en los biosistemas es una demora en la difusión o dispersión de su energía interna; sin embargo, esa energía interna nunca fluye de campos de menor densidad de energía hacia campos de mayor densidad, sino al contrario, obedeciendo a la segunda ley de la termodinámica.
2. Estado se refiere a la posición, movimiento y densidad de la energía transportada por partículas, en este caso, de las partículas que establecen la función de distribución de la energía en intervalos de retardo en un biosistema; por ejemplo, los fermiones y los bosones.
Los fermiones son partículas con un momento angular intrínseco cuya función ћ (spin) es igual a una fracción impar de un entero (1/2, 3/2, 5/2, etc.), razón por la cual los fermiones obedecen al Principio de exclusión de Pauli, es decir, no pueden coexistir en una misma posición. Ejemplos de fermiones son todas las partículas que constituyen a la materia, por ejemplo, electrones, protones, neutrones, quarks, leptones, positrones, etc.
Por otra parte, los bosones son partículas con una función ћ (spin) igual a un número entero (0, 1, 2, 3, etc.), por lo que estas partículas no están sujetas al Principio de Exclusión de Pauli, es decir, pueden coexistir en la misma posición. Los fotones, los gluones, las partículas ω- y ω+, los hipotéticos gravitones, etc. son bosones.
3. Otro término usado en mi definición de vida es el de Energía Cuántica. La energía cuántica es la suma de la energía cinética y la energía potencial de una partícula, sea ésta un fermión o un bosón.
4. También usé el término Densidad de Energía. Densidad de Energía es la cantidad de energía almacenada en un sistema dado –o en una región espacial- medida por unidad de masa o de volumen. Por ejemplo, la densidad de energía del Hidrógeno líquido es de 120 MJ/Kg.; la Glucosa almacena 17 MJ/Kg de energía; etc.
5. Proceso Espontáneo es aquél en el cual la energía libre siempre se dispersa hacia más microestados potenciales. Por ello, cuando hablo de vida, me refiero a un estado no-espontáneo, lo cual significa que para que ocurra dicho estado se requiere de la agregación de energía desde el entorno. Si en vez de agregarse energía, ésta se dispersara, entonces el estado sería espontáneo.
6. Energía es una función de las propiedades cuantificables de un sistema dado. También se define como la capacidad para realizar trabajo, sin embargo, ninguna “capacidad” aislada es cuantificable en sí misma, por lo que tenemos qué recurrir a las propiedades de los sistemas que sí pueden cuantificarse, por ejemplo, al movimiento molecular, a la función onda-partícula, a la frecuencia vibratoria, a la densidad, a la temperatura, etc.
7. Energía Interna de un sistema se refiere a la energía asociada al movimiento de las moléculas en un sistema termodinámico, es decir, a la temperatura de tal sistema. En una transferencia de energía, la energía interna es la que ha traspasado los límites, reales o imaginarios, hacia el interior de un sistema. Por ejemplo, en un sistema viviente, cada célula de su cuerpo posee un límite real acotado por una membrana celular o una pared celular. A la energía que traspasa una membrana o una pared celular, hacia el interior de la célula, se le llama energía interna. Los cloroplastos, las mitocondrias y otros organelos celulares poseen membranas como límites reales.
En la definición de Energía Interna evité mencionar las palabras “desordenado” y “al azar”. Lo hice a propósito porque los movimientos de las moléculas son determinados por las leyes fundamentales de la Física, las cuales son nociones matemáticas de fenómenos naturales que podemos expresar mediante fórmulas; por lo tanto, los movimientos moleculares no son desordenados ni al azar. Una pequeña variación en las condiciones iniciales, también sujeta a dichas leyes, puede producir un cambio en las trayectorias de desplazamiento de las partículas.
8. En la definición de vida mencioné el concepto “Intervalo”. Intervalo es un subconjunto de estados situado entre un estado inicial y un estado final.
9. Por último, la energía en el estado biótico puede cuantificarse por el flujo de fermiones y/o de bosones durante la transferencia y almacenamiento de la energía en períodos discretos dominantes. Por ejemplo, cuando estudiamos las partículas y las funciones de onda en forma individual.
Tratándose de partículas que constituyen a la materia, solo podemos estudiar un tipo de partícula, o una posición, o un movimiento a la vez; en tanto que en los procesos de transferencia y almacenamiento de la energía solo podemos estudiar una función a la vez. Cuando completamos el estudio de cada partícula y de cada función, entonces integramos todos los datos para formular el proceso completo; por ejemplo, en el estudio de procesos de Biotransferencia Transcuántica de Energía (BTE) como la fotosíntesis y la respiración celular.
(Vea Campo Biótico).
¿CÓMO SE ORIGINÓ LA VIDA?
La vida es una posibilidad energética en todo el Universo a partir del final del período inflacionario y después de la gran explosión.
Los seres vivientes terrestres surgieron miles de millones de años después de la gran explosión (unos 9000 millones de años después).
Los elementos se formaron en la nebulosa solar por efecto de la radiación emitida por las reacciones termonucleares en el sol primigenio.
El agua y otros compuestos orgánicos e inorgánicos se formaron en la nebulosa solar al ocurrir una oscilación en la densidad de energía que causó una transición de fase molecular que permitió la síntesis espontánea de compuestos simples, tanto orgánicos como inorgánicos.
El agua en la nebulosa solar permitió el enfriamiento del medio interestelar, propiciando la síntesis de compuestos orgánicos más complejos, por ejemplo carbohidratos, amoníaco, aminoácidos, gliceraldehídos, lípidos y tal vez globulinas, en las hoquedades y grietas de los granos de polvo interplanetario que conenían agua que sufría transiciones de fase sólida a fase líquida.
(http://astrochem.org/aanature.html).
La luz Ultravioleta, el calor y otras formas de radiación solar causaron la polimerización de compuestos simples para formar moléculas complejas de carbohidratos, proteínas y lípidos, las cuales se integraban como glóbulos microscópicos dentro del agua congelada atrapada en los gránulos de polvo (fractales) de las nubes planetarias. (Vea: http://astrochem.org/aanature.html).
Cuando la nebulosa planetaria terrestre se enfrió lo suficiente, ocurrió la síntesis de microesferas con membranas externas de lipoproteínas por efecto de la luz UV y el calor generado por las colisiones entre las partículas de polvo interplanetario. Las microesferas contenían una mayor diversidad de compuestos orgánicos debido a que se encontraban sobre substratos aglometantes que actuaron como lechos que facilitaron la acumulación e interacción de substancias; por ejemplo, gránulos de Fosfato de Calcio, Carbonato de Calcio, Carburo de Silicio, grafito, fulereno (alótropos del carbono) o Sulfuro de Hierro, los cuales podían o no contener agua congelada, y por la acción de agentes condensadores o substancias que promovieron la síntesis abiótica de biomoléculas simples y complejas. Por ejemplo, el HCN (Cianuro de Hidrógeno) y el C2H2 Acetileno. Estos compuestos son suficientemente abundantes en los medios interplanetarios en formación y han sido probados artificialmente como agentes condensadores. La evidencia indica que la biopolimerización de las proteínas y de azúcares complejos fue facilitada por estos agentes y por reacciones promovidas principalmente por bosones de alta energía.
Las microesferas continuaban retenidas dentro de las partículas de polvo (fractales) ahora suspendidas en las atmósferas planetarias. Los granos de polvo actuaron como "cascarones" protectores de las biomoléculas contra la radiación solar ionizante, de tal forma que las transiciones de fase permitieron la síntesis de moléculas aún más complejas de glucoproteínas, ceras, fosfolípidos, polisacáridos y proteínas. Estas moléculas llegaron a construir membranas altamente estables y duraderas que contenían a las microesferas; sin embargo, esas membranas seguían siendo efímeras por la intensidad de la radiación solar recibida por la Tierra que podía destruirlas. Sin embargo, muchas microesferas envueltas por membranas o por estructuras parecidas a membranas subsistieron en ese ambiente hostil gracias a que permanecían dentro de los granos de polvo con agua congelada.
Debido a su baja resistencia a la radiación cósmica, no no era factible la autosíntesis de polimerasas que pudieran promover la síntesis de nucleótidos. Por otra parte, la síntesis de moléculas de ácidos nucléicos no ocurre espontáneamente en la naturaleza. Por esta razón, los protobiontes formados no contenían ninguna forma de moléculas de ADN o ARN.
La Fuerza de Gravedad mantenía pequeños montones de granos de polvo planetario con microesferas envueltas ya en membranas amfifílicas en órbitas planetarias, formando nubes densas de granos de polvo, vapor de agua, amoníaco, metano, bióxido de carbono y otros gases; sin embargo, el momento angular de las partículas y el intenso calor emitido por los mismos planetas imposibilitaban la caída de los granos de polvo hasta las superficies de los planetas. Más tarde las gotas de agua pesadas que se condensaban con núcleos constituidos por granos de polvo con microesferas.
Aún suspendidos en las atmósferas planetarias, las microesferas se aglutinaron dentro de los granos de polvo con agua para formar estructuras prebióticas con membranas amfifílicas más complejas -llamadas protobiontes- que aún no eran formas vivientes, pero que ya experimentaban algunas transferencias de energía semejantes a las de formas vivientes. (Por favor, lea: http://pokey.arc.nasa.gov/~astrochm/Membranes.html y http://astrochem.org/aanature.html)
Cuando los planetas se enfriaron lo suficiente y ocurrieron precipitaciones pluviales, los fractales fueron arrastrados por las gotas de agua hasta la superficie de los planetas.
Una vez depositados en suelos planetarios, sobre capas de suelo húmedo o en el fondo de charcas poco profundas, los protobiontes pudieron mantenerse estables al estar protegidos de la radiación solar intensa por nubes densas de polvo suspendido y vapor de agua en las atmósferas planetarias.
Miles de millones de protobiontes fueron destruidos por las condiciones agresivas del ambiente planetario; no obstante, cuando la tierra se enfrió aún más y el sol fue menos inestable, más protobiontes pudieron permanecer con estructuras íntegras. La diferencia consistió en estar en un microambiente con los factores necesarios que les permitieron resistir y prevalecer ante la presión del ambiente planetario primitivo.
La evolución química subsiguiente consistió en la unión de los protobiontes, unos con otros, por afinidad electroquímica. Los protobiontes se unían unos a otros formando vesículas con membrana continua. Esas vesículas complejas reposaban en suelos húmedos o en el fondo de charcas poco profundas. Las fisuras y huecos del suelo llenos de substancias químicas quedaban bajo las biomembranas formando microambientes semejantes al citosol de las células modernas. Ello impedía la catástrofe osmótica que hubiese ocurrido si la hipótesis del "caldo nutritivo" de Oparin fuese real. La observación paleontológica y geológica indica claramente que ese "caldo nutritivo" hipertónico jamás existió.
En ese momento los protobiontes que poseían configuraciones moleculares aptas pudieron experimentar la fase biótica gracias a sucesivos cambios químicos estructurales en las biomembranas que les permitía incorporar péptidos complejos y glucopéptidos que promovían cambios en los campos magnéticos que causaban la formación de gradientes electroquímicos que conducían al establecimiento de un campo electrodinámico que permitió la biotransferencia de energía a través de partículas con alta densidad de energía. De esta manera apareció el primer bionte o ser viviente. Los biosistemas primitivos fueron los antepasados de todos los seres vivientes que existimos en el planeta.
De acuerdo con mi hipótesis, solo se requirió de un bionte viable y autoreplicable para generar al resto de los seres vivientes que han existido y existen sobre la Tierra. Su forma de reproducción sería semejante a la gemación, pero en total ausencia de ácidos nucléicos. Quizás las moléculas de proteína autocatalíticas contenían la información necesaria para su autoréplica.
Las biomembranas extendidas sobre el suelo de las charcas, cubriendo los huecos del fondo rellenos con sustancias químicas orgánicas podían ejercer un intercambio activo de fermiones y de compuestos químicos con el medio circundante.
La incorporación al citosol de moléculas de proteínas, carbohidratos, y otras moléculas complejas facilitó la formación de estructuras moleculares complejas especializadas en la transferencía de energía desde el medio circundante; por ejemplo, moléculas de ATP sintetasa, nucleótidos de ARN, moléculas cortas de ARN, NADP, ADP, etc. Las pequeñas cadenas de ARN eran sintetizadas por las mismas proteínas autocatalíticas con afinidad bioquímica por los nucleótidos haciendo las veces de topoisomerasas que transferían la información de sus secuencias de aminoácidos hacia las nuevas moléculas codificantes de ARN.
De esta manera, los biontes se mantenían estables por mucho más tiempo, además de que podían transferir a través de las cadenas de ARN la información de sus características individuales a las vesículas nuevas generadas por crecimiento de su propio citosol. Protegidos por un cielo oscurecido por polvo suspendido y por vapores diversos, en depósitos de agua poco profundos y a no más de 36° C, los biontes se replicaban mediante la formación de vesículas que se separaban de la membrana principal a modo de burbujas o brotes que poseían las mismas características estructurales y funcionales del bionte primitivo.
Las proteínas autocatalíticas comenzaron a dirigir la síntesis de las moléculas cortas de ARN para formar cadenas cada vez más largas que contenían toda la información para la propia síntesis de esas proteínas y de moleculas idénticas de ARN. Más tarde, las mismas proteínas autocatalíticas produjeron nucleótidos de ADN y después de cadenas completas de ADN. La flexibilidad de esta hipótesis nos permite asumir que las ribozimas no fueron necesarias para la síntesis de biomoléculas autoreplicables, las cuales podían multiplicarse a través de la transformación de la configuración cuaternaria de otras proteínas en el mismo citosol. De ahí la forma de replicación de los priones.
Aparentemente, la Tierra fue el único planeta del sistema solar con las condiciones propicias para la supervivencia de los biontes, aunque éstos bien pudieron formarse en otros mundos, pero sin posibilidades de supervivencia debido a las condiciones inapropiadas del ambiente planetario o a transiciones de fase planetarias súbitas y extremas. Por ejemplo, en Marte pudieron formarse seres vivientes, sin embargo, un cambio climatológico súbito y severo en el planeta, ocurrido unos 400 millones de años después de su consolidación, destruyó todas las formas vivientes en ese planeta.
DIFERENCIAS ENTRE SERES VIVOS Y SERES INERTES
Respuesta a la pregunta hecha por el auditorio: "¿Cómo distingue Usted a un ser vivo de otro no vivo?"
Cualquier ser vivo es un sistema termodinámico biótico. Todos los sistemas termodinámicos abióticos son seres inertes.
La palabra “ser” se refiere a "algo que existe", viviente o no viviente, por esta razón, debemos hacer siempre la distinción, mencionando si el ser es viviente o inerte.
Ejemplos de seres inertes naturales son las rocas, el agua, las nubes, las substancias químicas, etc. Ejemplos de seres vivientes son un árbol, un perro, una bacteria, una amiba, etc.
Cuando definimos el término vida, decimos que la vida es un estado de la energía (estado cuántico) que determina la organización espontánea de la materia de tal forma que ésta adquiere una cualidad térmica que consiste en la captura y manipulación de la energía del entorno para bloquear parcialmente y transitoriamente la segunda Ley de la Termodinámica.
¿Qué quiere decir ésto? Ésto significa que los seres vivientes pueden demorar localmente el flujo espontáneo de la entropía. Ya vimos que la entropía se refiere al número de trayectorias posibles adquiridas por los sistemas termodinámicos que impiden que los sistemas restauren cualquier trayectoria coordinada previamente.
Para verlo más claro, supongamos que un viajero camina por un sendero sin bifurcaciones. Mientras que el sendero no diverja, el viajero tendrá más posibilidades de alcanzar su meta o estado final. Cuando el camino se divide en dos vías, el viajero tendrá dos posibilidades de proseguir su ruta, una que lo llevaría a su meta y otra que lo desviaría. Suponiendo que el viajero continúa por el camino de la derecha, y este camino se divide en otros tres caminos, entonces las rutas disponibles para el viajero se amplían, aumentando las probabilidades de que éste tome una ruta que no lo llevará a su objetivo final. Así, sucesivamente, cada vez que el viajero decide tomar una ruta diferente, ésta se dividirá en más caminos a seguir hasta que, finalmente, el viajero se extraviará.
Lo mismo ocurre con la entropía limitada a los sistemas termodinámicos. Al ocupar cualquier trayectoria energética, durante su ocupación, o al finalizar la misma, se producirán más microestados disponibles para el sistema termodinámico que efectúe dicho proceso energético. Ésto indica que el macroestado del sistema térmico es determinado por el microestado que prevalece en él en un momento dado; o sea, la posición y el movimiento de la energía correspondiente a ese microestado. Un sistema que se enfrenta a muchos microestados disponibles se colocará espontáneamente en cualquiera de ellos, siempre y cuando dicho microestado sea el más probable de adquirir y si está ajustado a las leyes que determinan a los estados iniciales específicos.
Ahora veamos las diferencias entre los sistemas termodinámicos vivientes y los no-vivientes (las más importantes están en letra azul y cursiva):
* Los seres vivientes capturan energía del ambiente para mantener una organización estructural en forma autónoma. Los seres inertes también pueden organizarse espontáneamente, no en forma autónoma.
* Los seres vivientes pueden manipular la energía obtenida para dirigirla hacia la ejecución de procesos necesarios en un momento dado; mientras que los seres inertes no pueden hacerlo (por ejemplo, los cadáveres, los cristales, etc.).
* La reproducción de los seres vivientes es controlada mediante una serie de subprocesos energéticos. Algunos seres inertes también son capaces de replicarse, pero no ejercen control alguno sobre su reproducción, la cual es espontánea y determinada por estados iniciales complementarios contiguos (por ejemplo los coacervados producidos en laboratorio, las proteínas autocatalíticas aisladas, los priones, etc.).
* Los descendientes de los sistemas termodinámicos vivientes conservan una macroestructura organizada en un estado térmico de no-equilibrio igual al de sus progenitores; mientras que los seres generados a partir de sistemas termodinámicos no vivientes ostentan variabilidad en sus estados térmicos que son determinados por las fluctuaciones en los estados termodinámicos de sistemas exteriores a ellos.
* Los sistemas termodinámicos vivientes mantienen una cantidad cuasi-estable de microestados que debieran incrementarse de manera espontánea (entropía), dilatando temporalmente el aumento de su entropía local. Los sistemas termodinámicos no vivientes también pueden mantener limitado el número de microsistemas disponibles. Sin embargo, en sistemas no-vivientes no existe un operador interno que realice esta acción, en tanto que los sistemas vivientes poseen una serie de procesos en cascada que operan desde su interior y mantienen su estado de energía cuántica en estabilidad térmica.
* El estado de no-equilibrio térmico de los sistemas inertes ocurre de manera espontánea y su estabilidad es dependiente de las fluctuaciones en los macroestados de otros sistemas externos; el estado de no-equilibrio térmico de los sistemas vivientes es inducido por el estado cuántico biótico y mantiene su estabilidad adaptándose a las fluctuaciones que ocurren en los macroestados de sistemas externos.
Si consideramos cada uno de los indicadores de estar vivo, nos daremos cuenta de que la última es, realmente, la única diferencia entre seres inertes y seres vivos.
Cualquier sistema termodinámico no viviente puede ostentar una o todas las propiedades mencionadas arriba; lo que nos conduce a considerarlos como sistemas no vivientes es la diferencia entre los microestados disponibles que determinan el no-equilibrio térmico de los seres inertes y los microestados disponibles que determinan el no-equilibrio térmico de los seres vivientes.
NOTA: No podemos considerar al orden ni a la organización dentro de las diferencias entre un sistema viviente y uno inerte debido a que la entropía térmodinámica no se refiere al "grado" de orden u organización de un sistema, sino al incremento en el número de microestados disponibles en un momento dado para la difusión o dispersión de la energía.
¿QUÉ NOS HACE ESTAR VIVOS?
Respuesta a la pregunta hecha por el auditorio: "¿Qué nos hace estar vivos?"
Durante el origen de la vida, una nube de partículas, generadas por el Sol, pasó por un hueco electromagnético y fue reemitido hacia una concurrencia de ondas en el punto de cooperación de éstas, no en el de su oclusión. Las partículas así atraídas colisionaron con todos los tipos de materia ordenada previamente por la fuerza electromagnética en todo el Sistema Solar. Ésta colisión entre partículas-onda y la materia ordinaria causó en ésta diferentes macroestados de acuerdo con la naturaleza de su organización.
Algunos arreglos de la materia constituían sistemas termodinámicos cuyos macroestados no permitían que el estado cuántico fuese mantenido por ellos mismos, lo cual limitaba la propiedad de esos sistemas para escapar al aumento real en el número de microestados disponibles para ellos, adquiriendo espontáneamente un estado de equilibrio térmico.
Otro arreglo específico de la materia poseía un macroestado en el cual la fluctuación cuántica podía ser mantenida debido a que ese sistema poseía múltiples estructuras que favorecían en serie la adquisición de fotones que continuaban transitoriamente la fluctuación cuántica primordial.
Esta clase de sistema termodinámico -determinado por el campo electromagnético- adquirió la capacidad de retardar el incremento de microestados que les llevaría a un estado de equilibrio térmico (sucesión de intervalos en el flujo espontáneo del equilibrio térmico). Así entonces, el estado cuántico impulsó a los sistemas termodinámicos que podían capturar fotones a retardar temporalmente el incremento espontáneo de la entropía local inherente a esos sistemas, aumentando con ello el incremento de la entropía global del Universo.
Es esa fluctuación cuántica la que nos hace vivir. En tanto tengamos la capacidad de capturar fotones que son atraídos hacia los puntos armónicos de sus ondas correspondientes, tendremos vida.
En el momento en que perdamos esa capacidad, la vida concluirá, es decir, el estado cuántico saltará de la materia viva hacia otro campo de energía no biótico. Ésto no sería posible sin el sometimiento del estado a la Segunda Ley de la Termodinámica, pues al morir el biosistema, su estado cuántico biótico rebotaría desde un campo de mayor densidad hacia otro de menor densidad en donde por la posición y el tipo de movimiento de la energía cinética ya no impulsaría a otros sistemas a ocasionar intervalos en el flujo ordinario del equilibrio térmico.
Muchos me han retado a definir vida sin relacionarla con "estados cuánticos extraños". Bien, ésto es más sencillo que refiriéndola a un estado cuántico:
Vida es un estado de la energía experimentado por algunos sistemas termodinámicos cuasi-estables, que permite que éstos establezcan, autónomamente, una serie de intervalos que demoran la difusión o dispersión de su energía local hacia más microestados disponibles.
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¿VIVO O NO VIVO? ÉSA ERA LA CUESTIÓN
Respuesta a la pregunta hecha por el auditorio: "Es muy fácil para cualquiera andar por ahí dando conferencias sobre algo que... solo existe en su imaginación... ¿Puede probar que la vida no reside en las moléculas especiales de los seres vivos?
Cuando se nos pide dar ejemplos sobre seres vivientes y no vivientes la cosa no es para nada complicada. Como ejemplos de seres vivientes mencionamos a elefantes, perros, gatos, árboles, etc.; y como ejemplos de no vivientes lo primero que se nos viene a la mente son las rocas, una mesa, una silla, etc. Sin embargo, cuando profundizamos en nuestras observaciones del mundo natural nos topamos con serias dificultades para determinar si algunos seres son o no son vivientes.
LOS VIRUS
Por ejemplo, los virus. Los virus son partículas microscópicas formadas por una cadena de ADN o de ARN, envuelta por una cápsula hecha de proteínas o de lipoproteínas.
Los virus carecen de movimientos autónomos, no comen, no duermen, no realizan intercambios activos de energía con el entorno ni realizan procesos metabólicos; ellos solamente se reproducen y evolucionan bajo condiciones muy concretas. Estas condiciones especiales se dan únicamente cuando los virus invaden a una célula viviente. Si ellos no están en contacto con células vivientes, entonces no se reproducen y tampoco evolucionan. ¿Son los virus seres vivientes o no?
No, los virus no son seres vivientes, sino partículas organizadas que pueden realizar actividades propias de las macroestructuras, como reproducirse, sin poseer por ello la cantidad exacta de energía requerida para la vida (lea abajo un análisis más detallado al respecto) cuando se ponen en contacto con un ser viviente. Los virus poseen un material genético con toda la información necesaria para producir copias de sí mismo en forma exacta, pero sólo pueden hacerlo cuando entran en contacto con un citosol vivo. De otra manera, no pueden reproducirse o evolucionar.
De aquí concluimos que ni el ADN, ni el ARN, ni las proteínas son vida, pues si así fuera, entonces los virus serían seres vivos aún cuando no invadieran a algún otro organismo viviente. (lea abajo un análisis más detallado al respecto)
LOS HEMATÍES
Los hematíes, llamados también eritrocitos o glóbulos rojos, son elementos corpusculares de la sangre de los cordados. La función principal de los hematíes es la de contener a una proteína que transporta Oxígeno y Bióxido de Carbono llamada Hemoglobina.
Los eritrocitos de los mamíferos no se auto-reproducen, no realizan más funciones metabólicas y no contienen material genético (ni ADN ni ARN). Los hematíes se producen a partir de células de la médula ósea llamadas Mieloblastos, las cuales pierden su material genético cuando alcanzan una forma juvenil llamada de Normoblasto.
La vida de un hematíe fluctúa entre los 90 y los 120 días y deben ser destruidos al envejecer por células fagocíticas llamadas células retículoendoteliales.
La membrana celular de los hematíes no difiere mucho de las membranas celulares de otros tipos de células, pero su citosol tiene aspecto gelatinoso. ¿Son los hematíes células vivientes o no?
No puede morir lo que está muerto. Los eritrocitos viven después de haber perdido su material genético y la mayor parte de sus organelos. Los eritrocitos mueren cuatro meses después de haber sufrido la pérdida de su material genético. Entonces, vida no es organización, ni ninguna de las moléculas con habilidad de autoreproducirse.
Sí, los hematíes son células vivientes, pues contrariamente a lo que se pensaba, los hematíes experimentan también el proceso de muerte celular programada conocida como apoptosis. ¿Sorprendente? Pues sí, es sorprendente que una célula sin las llamadas moléculas de la vida puedan vivir durante casi cuatro meses.
CONCLUSIONES:
* De los anteriores ejemplos inferimos que la vida no reside ni en las moléculas de ADN y ARN, ni en las proteínas autocatalíticas, sino en el citosol o citoplasma.
* De los anteriores ejemplos, inferimos que la vida no es la organización del sistema, pues los virus mantienen estructuras bajo condiciones propicias aún cuando su organización no es mayor que la de los coacervados de Oparin, y los hematíes, por su parte, no poseen una organización celular tan compleja como la de las demás células del organismo y, sin embargo, viven.
* Es evidente que la vida es un estado cuántico experimentado por las biomembranas.
* De lo tratado en párrafos anteriores concluimos que los ácidos nucleicos no son moléculas vivas, sino que tienen la función primordial de la reproducción del biosistema, la transmisión de las características desde un biosistema hacia su progenie y la dirección de los procesos metabólicos de los biosistemas.
¿Ve Usted la importancia que tenía el haber definido -sistemáticamente y con el apoyo de la evidencia observable- el concepto vida?
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¿SON LOS VIRUS SERES VIVIENTES?
Respuesta a la pregunta hecha por el auditorio: "Son los virus las formas vivientes más pequeñas?"
Ciertos sistemas termodinámicos han provocado polémica en el vecindario científico porque, bajo circunstancias explícitas, ellos realizan algunas funciones de los sistemas vivientes macroscópicos. Me refiero a los virus, que son partículas de ácidos nucleicos contenidos por una cápsula generalmente hecha de proteínas, aunque algunos virus de ARN, como algunas partículas parásitas de plantas, estén desnudos, o sea, no contenidos por una cápside.
La particularidad de los virus es que si ellos se encuentran en un campo abiótico, ellos mostrarían características continuas de seres inertes, dado que ellos no son capaces de capturar autónomamente la energía del ambiente para redirigirla hacia procesos metabólicos específicos ni hacia funciones definidas, por ejemplo, la reproducción. Sin duda, cuando los virus se encuentran en un campo abiótico, son seres inertes.
Sin embargo, cuando los virus se posicionan en un campo biótico adecuado, siempre y cuando ese campo biótico sea compatible con las sucesiones genómicas de los virus, éstos serían capaces de replicarse por ellos mismos aprovechándose de la energía y de las moléculas catalíticas del medio biótico en donde ellos progresan como parásitos.
Éstas son las características macroscópicas de los virus por las cuales algunos biólogos los consideran como sistemas vivientes, mientras que otros biólogos consideran que los virus son simplemente sistemas inertes.
Ésto no es una cuestión de dogmas ni de creencias personales. Analicemos los hechos de una forma sencilla para obtener un cierre coherente acerca del estado de energía de los virus.
1. Los virus no pueden ocupar autónomamente posiciones en los campos de alta densidad de energía.
2. La sucesión del material genético de los virus coincide con la sucesión de ciertas secciones del ADN o del ARN de las células anfitrionas o parasitadas, de aquí que se considere que los virus se hayan originado como productos de desecho derivados de las células que serían sus anfitrionas en el futuro.
3. Los virus no poseen citosol, para lo cual nosotros hemos demostrado que es la única fase de la materia que puede experimentar el estado de energía de la vida.
4. Los virus no poseen mitocondrias, las cuales son organelos capaces de capturar y almacenar la energía para redirigirla hacia la ejecución de las muchas funciones de un verdadero ser viviente.
5. Los virus no poseen membranas plasmáticas, ni membranas internas, que pudieran experimentar la fuerza motriz protónica.
6. Los virus no poseen membranas capaces de ser excitadas por choques con fotones para capturar la energía liberada después del choque y para usarla luego en la síntesis de moléculas más complejas que pudieran almacenar la energía de activación llevada por los fotones.
7. Los virus no adquieren vida durante su estancia parasitoide en las células anfitrionas, dado que la vida no puede transferirse ni infundirse, sino que los virus son dirigidos por las mismas células anfitrionas para hacerlos coincidir con sus propias características macroscópicas que no tienen nada ver con el estado cuántico de la vida, sino con otros microestados experimentados por las moléculas auto-catalíticas (los ácidos nucleicos, las proteínas catalíticas, las enzimas, etc.).
8. El estado de la energía cuántica (en partículas y ondas) en seres vivientes sólo puede ser experimentado y sólo puede ser mantenido por un arreglo específico de la materia, es decir, sólo por estados con posiciones y movimientos específicos de las moléculas completamente incorporadas al citosol.
FUERZA MOTRIZ PROTÓNICA (FMP)
Respuesta a la pregunta hecha por el auditorio: "Usted ha dicho que la Fuerza Motriz Protónica sería fácil de detectar en sistemas vivientes de otros mundos... ¿Cómo la detectaríamos?"
Una de las dificultades más graves que hemos encarado en la búsqueda de seres vivientes fuera de la Tierra ha sido el reconocimiento de formas vivientes semejantes a los organismos terrestres. Dado que las Leyes Físicas son las mismas para cualquier lugar del Universo conocido y que toda la materia contenida por el Universo conocido está formada por las mismas partículas, nosotros podemos asumir métodos precisos para el reconocimiento inconfundible de formas vivas no terrestres.
Para estar seguros de que algo encontrado en otros planetas es o no es una forma viviente, podríamos tratar de detectar la Fuerza Motriz Protónica (FMP). FMP es una sucesión de modificaciones en el potencial de membrana que acontece a través del traslado de la energía, desde que se captura hasta que se almacena en una molécula compleja, por ejemplo, en una molécula de Glucosa. La FMP ocurre cuando los electrones son transportados por las moléculas de ATP, proceso que impulsa a los protones a saltar hacia la superficie exterior de las membranas de algunos organelos de la célula, como cloroplastos o mitocondrias, o hacia la superficie exterior de las membranas de las células bacterianas.
Después de algunas de mis conferencias sobre Exobiología, algunas personas me han preguntado por un método efectivo para detectar la Fuerza Motriz Protónica.
Una de las formas más fáciles de reconocer que existen seres vivientes en ambientes extraterrestres residiría en el descubrimiento de moléculas de Adenosín Monofosfato (AMP), de Adenosín Difosfato (ADP), de Adenosín Trifosfato (ATP), de Dinucleótido de Nicotinamida Adenín Fosfato (NADP), o de NADPH por medio de fotómetros finamente-afinados incorporados a las sondas robóticas que exploran los suelos planetarios. Si hallásemos sistemas que posean estos compuestos sería evidente que esos sistemas encontrados experimentarían la FMP, y por lo tanto estarían vivos.
Otra manera, mucho más sencilla que la descrita anteriormente, sería produciendo burbujas de Oxígeno en medios de cultivo celulares viscosos que se han enriquecido con suelo del planeta explorado. Si esa tierra fuera el hábitat de bacterias aeróbicas, entonces éstas se acumularían alrededor de las burbujas de Oxígeno. Entonces podríamos detectarlas directamente de una forma mucho más fácil a través de la observación microscópica exhaustiva y estratégica.
SISTEMAS DISIPATIVOS
Los sistemas termodinámicos disipativos son sistemas en un estado termodinámico de no-equilibrio relacionado con el fenómeno de emergencia espontánea del modelo.
En este sentido, los organismos son sistemas termodinámicos disipativos, lo mismo que los cristales, los huracanes, las manchas solares, la mancha roja de Júpiter, los relojes químicos, etc.
Las estructuras termodinámicas disipativas son sistemas termodinámicos en un estado de no-equilibrio termodinámico en el cual las inestabilidades pueden generar un comportamiento global coherente, siempre y cuando sean mantenidos ciertos parámetros dentro de los límites críticos.
Sin embargo, la fluctuación cuántica experimentada por los sistemas termodinámicos disipativos inertes no es la misma fluctuación cuántica experimentada por las estructuras termodinámicas disipativas vivientes.
¿En dónde vemos la diferencia? La diferencia reside en el formato usado por los sistemas termodinámicos disipativos para establecer una serie de intervalos que bloquean el aumento en su entropía local. Mientras que los sistemas termodinámicos disipativos inertes lo hacen espontáneamente, los sistemas termodinámicos disipativos vivos lo hacen autónomamente.
Otra diferencia es que, aunque la entrada de energía sea espontánea para ambas clases de sistemas termodinámicos disipativos, en los sistemas inertes termodinámicos disipativos no sucede una manipulación no-espontánea en la transferencia de la energía interna del sistema, mientras que en los sistemas termodinámicos disipativos vivos ocurre una direccionalidad específica en el traslado de la energía, lo cual permite que ésta sea usada para la conservación del sistema modelo del cual se engendrarán más sistemas modelo.
De esta forma los sistemas termodinámicos disipativos vivos dan continuidad al estado de la energía que les permite bloquear temporalmente y en forma autónoma la difusión o dispersión de su energía interna hacia más microestados disponibles.
Sin embargo, algunos sistemas termodinámicos disipativos inertes pueden crecer, y otros sistemas pueden crecer y auto-replicarse, como si fuesen sistemas termodinámicos disipativos vivientes. Decimos que los sistemas termodinámicos disipativos inertes auto-replicantes experimentan un patrón auto-replicante simple, mientras que los sistemas termodinámicos disipativos vivientes experimentan un modelo auto-replicante complejo.
De aquí, nosotros podríamos pensar que seríamos capaces de diferenciar, con una precisión más alta, a un sistema termodinámico disipativo viviente de un sistema termodinámico disipativo inerte. Sin embargo, el modelo de auto-replicación complejo puede ocurrir en patrones auto-replicantes inertes, por ejemplo en priones, virus, proteínas autocatalíticas y ribozimas, y todas estas estructuras no se pueden considerar sistemas termodinámicos disipativos vivientes porque en ellos la manipulación de la energía transferida para la auto-replicación ocurre espontáneamente, no autónomamente como ocurre en sistemas termodinámicos disipativos vivientes.
Consecuentemente, concluimos que la única diferencia demostrable entre los sistemas termodinámicos disipativos vivientes y los sistemas termodinámicos disipativos inertes es la autonomía en la transferencia direccional para la manipulación de la energía -la cual es capturada espontáneamente por ambas clases de sistemas termodinámicos disipativos- que es experimentada exclusivamente por sistemas termodinámicos auto-replicantes vivientes.
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Concepto de robótica
La Robótica es una ciencia o rama de la tecnología, que estudia el diseño y construcción de máquinas capaces de desempeñar tareas realizadas por el ser humano o que requieren del uso de inteligencia. Las ciencias y tecnologías de las que deriva podrían ser: el álgebra, los autómatas programables, las máquinas de estados, la mecánica o la informática.
De forma general, la Robótica se define como: El conjunto de conocimientos teóricos y prácticos que permiten concebir, realizar y automatizar sistemas basados en estructuras mecánicas poli articuladas, dotados de un determinado grado de "inteligencia" y destinados a la producción industrial o al sustitución del hombre en muy diversas tareas.
Un sistema Robótico se puede describirse, como "Aquel que es capaz de recibir información, de comprender su entorno a través del empleo de modelos, de formular y de ejecutar planes, y de controlar o supervisar su operación". La Robótica es esencialmente pluridisciplinaria y se apoya en gran medida en los progresos de la microelectrónica y de la informática, así como en los de nuevas disciplinas tales como el reconocimiento de patrones y de inteligencia artificial.
La historia de la Robótica ha estado unida a la construcción de "artefactos", muchas veces por obra de genios autodidactas que trataban de materializar el deseo humano de crear seres semejantes a nosotros que nos descargasen del trabajo. El ingeniero español Leonardo Torres Quevedo (que construyó el primer mando a distancia para su torpedo automóvil mediante telegrafía sin hilodrecista automático, el primer trasbordador aéreo y otros muchos ingenios) acuñó el término "automática" en relación con la teoría de la automatización de tareas tradicionalmente asociadas a los humanos.
Si algún autor ha influido sobre manera en la concepción del universo de los robots de ficción, éste ha sido sin duda alguna Isaac Asimos. Muchos otros, desde luego, han escrito sobre robots, pero ninguno ha relatado tan minuciosamente las actitudes y posibilidades de estas máquinas como lo ha hecho él.
Tanto es así, que el Oxford English Dictionary reconoce a Asimos como inventor de la palabra "robótica" y, aunque todos conocemos la facilidad de los anglófonos para inventar palabras nuevas, no por ello tiene mucho mérito.
Cuando tenía 22 años, Asimos escribió su cuarto relato corto sobre robots. El círculo vicioso. En boca de unos de sus personajes planteó lo que consideraba axiomas básicos para el funcionamiento de un robot. Los llamó las Tres reglas fundamentales de la robótica y dicen así:
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Ningún robot puede hacer daño a un ser humano, o permitir que se le haga daño por no actuar.
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Un robot debe obedecer las órdenes dadas por un ser humano, excepto si éstas órdenes entran en conflicto con la primera ley.
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Un robot debe proteger su propia existencia en la medida en que está protección no sea incompatible con las leyes anteriores.
En definitiva, las famosas leyes de Asimos son aplicables a un universo donde los robots son seres inteligentes, pero quedan relegadas a una cartilla de parvulario al enfrentarse con la dura realidad. Pero esto son sólo anécdotas.
Historia de la robótica
La historia de la robótica ha estado unida a la construcción de "artefactos", que trataban de materializar el deseo humano de crear seres a su semejanza y que lo descargasen del trabajo. El ingeniero español Leonardo Torres Quevedo (GAP) (que construyó el primer mando a distancia para su automóvil mediante telegrafía sin hilo, el ajedrecista automático, el primer transbordador aéreo y otros muchos ingenios) acuñó el término "automática" en relación con la teoría de la automatización de tareas tradicionalmente asociadas a los humanos.
Karel Capek, un escritor checo, acuñó en 1921 el término "Robot" en su obra dramática "Rossum's Universal Robots / R.U.R.", a partir de la palabra robota, que significa servidumbre o trabajo forzado. El término robótica es acuñado por Isaac Asimov, definiendo a la ciencia que estudia a los robots. Asimov creó también las Tres Leyes de la Robótica. En la ciencia ficción el hombre ha imaginado a los robots visitando nuevos mundos, haciéndose con el poder, o simplemente aliviando de las labores caseras.
Clasificación de los robots:
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1ª Generación.
Manipuladores. Son sistemas mecánicos multifuncionales con un sencillo sistema de control, bien manual, de secuencia fija o de secuencia variable.
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2ª Generación.
Robots de aprendizaje. Repiten una secuencia de movimientos que ha sido ejecutada previamente por un operador humano. El modo de hacerlo es a través de un dispositivo mecánico. El operador realiza los movimientos requeridos mientras el robot le sigue y los memoriza.
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3ª Generación.
Robots con control sensorizado. El controlador es una computadora que ejecuta las órdenes de un programa y las envía al manipulador para que realice los movimientos necesarios.
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4ª Generación.
Robots inteligentes. Son similares a los anteriores, pero además poseen sensores que envían información a la computadora de control sobre el estado del proceso. Esto permite una toma inteligente de decisiones y el control del proceso en tiempo real.
Según su arquitectura
La arquitectura, es definida por el tipo de configuración general del Robot, puede ser metamórfica. El concepto de metamorfismo, de reciente aparición, se ha introducido para incrementar la flexibilidad funcional de un Robot a través del cambio de su configuración por el propio Robot. El metamorfismo admite diversos niveles, desde los más elementales (cambio de herramienta o de efecto terminal), hasta los más complejos como el cambio o alteración de algunos de sus elementos o subsistemas estructurales. Los dispositivos y mecanismos que pueden agruparse bajo la denominación genérica del Robot, tal como se ha indicado, son muy diversos y es por tanto difícil establecer una clasificación coherente de los mismos que resista un análisis crítico y riguroso. La subdivisión de los Robots, con base en su arquitectura, se hace en los siguientes grupos: Poliarticulados, Móviles, Androides, Zoomórficos e Híbridos.
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1. Poliarticulados
En este grupo están los Robots de muy diversa forma y configuración cuya característica común es la de ser básicamente sedentarios (aunque excepcionalmente pueden ser guiados para efectuar desplazamientos limitados) y estar estructurados para mover sus elementos terminales en un determinado espacio de trabajo según uno o más sistemas de coordenadas y con un número limitado de grados de libertad". En este grupo se encuentran los manipuladores, los Robots industriales, los Robots cartesianos y se emplean cuando es preciso abarcar una zona de trabajo relativamente amplia o alargada, actuar sobre objetos con un plano de simetría vertical o reducir el espacio ocupado en el suelo.
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2. Móviles
Son Robots con gran capacidad de desplazamiento, basados en carros o plataformas y dotados de un sistema locomotor de tipo rodante. Siguen su camino por telemando o guiándose por la información recibida de su entorno a través de sus sensores. Estos Robots aseguran el transporte de piezas de un punto a otro de una cadena de fabricación. Guiados mediante pistas materializadas a través de la radiación electromagnética de circuitos empotrados en el suelo, o a través de bandas detectadas fotoeléctricamente, pueden incluso llegar a sortear obstáculos y están dotados de un nivel relativamente elevado de inteligencia.
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3. Androides
Son Robots que intentan reproducir total o parcialmente la forma y el comportamiento cinemática del ser humano. Actualmente los androides son todavía dispositivos muy poco evolucionados y sin utilidad práctica, y destinados, fundamentalmente, al estudio y experimentación. Uno de los aspectos más complejos de estos Robots, y sobre el que se centra la mayoría de los trabajos, es el de la locomoción bípeda. En este caso, el principal problema es controlar dinámica y coordinadamente en el tiempo real el proceso y mantener simultáneamente el equilibrio del Robot.
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4. Zoomórficos
Los Robots zoomórficos, que considerados en sentido no restrictivo podrían incluir también a los androides, constituyen una clase caracterizada principalmente por sus sistemas de locomoción que imitan a los diversos seres vivos. A pesar de la disparidad morfológica de sus posibles sistemas de locomoción es conveniente agrupar a los Robots zoomórficos en dos categorías principales: caminadores y no caminadores. El grupo de los Robots zoomórficos no caminadores está muy poco evolucionado. Los experimentados efectuados en Japón basados en segmentos cilíndricos biselados acoplados axialmente entre sí y dotados de un movimiento relativo de rotación. Los Robots zoomórficos caminadores multípedos son muy numeroso y están siendo experimentados en diversos laboratorios con vistas al desarrollo posterior de verdaderos vehículos terrenos, piloteando o autónomos, capaces de evolucionar en superficies muy accidentadas. Las aplicaciones de estos Robots serán interesantes en el campo de la exploración espacial y en el estudio de los volcanes.
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5. Híbridos
Estos Robots corresponden a aquellos de difícil clasificación cuya estructura se sitúa en combinación con alguna de las anteriores ya expuestas, bien sea por conjunción o por yuxtaposición. Por ejemplo, un dispositivo segmentado articulado y con ruedas, es al mismo tiempo uno de los atributos de los Robots móviles y de los Robots zoomórficos. De igual forma pueden considerarse híbridos algunos Robots formados por la yuxtaposición de un cuerpo formado por un carro móvil y de un brazo semejante al de los Robots industriales. En parecida situación se encuentran algunos Robots antropomorfos y que no pueden clasificarse ni como móviles ni como androides, tal es el caso de los Robots personales.
Historia de las tres leyes de robótica
Los primeros Robots construidos, en la tierra, eran modelos poco avanzados. Era una época en donde la Robopsicología no estaba muy bien desarrollada. Estos Robots podían ser enfrentados a situaciones en las cuales se vieran en un conflicto con sus leyes. Una de las situaciones más sencillas se da cuando un Robot debe dañar a un ser humano para evitar que dos o más sufran daño. Aquí los Robots decidían en función de un criterioexclusivamente cuantitativo, quedando luego inutilizados, al verse forzados a violar la primera ley.
Posteriores desarrollos en la Robótica, permitieron la construcción de circuitos más complejos, y por ende, con una mayor capacidad de autorreflexión. Una peculiaridad de los Robots es que pueden llegar a redefinir su concepto de "daño" según sus experiencias e incluso, llegar a determinar niveles de éste. Su valoración de los seres humanos también puede ser determinada por el ambiente.
Es así que un Robot puede llegar a dañar a un ser humano por proteger a otro que considere de más valía (su amo por ejemplo). También podría darse el caso de que un Robot dañara físicamente a un ser humano para evitar que otro sea dañado psicológicamente, pues llega a ser una tendencia elconsiderar los daños psicológicos más graves que los físicos.
Estas situaciones nunca se hubieran dado en Robots más antiguos. Asimov plantea en sus historias de Robots las más diversas situaciones, siempre considerando las posibilidades lógicas que podrían llevar a los Robots a tales situaciones.
Uno puede llegar a encariñarse con los Robots de Asimov, él que nos muestra en sus historias Robots cada vez más "humanos". En El hombre bicentenario, Asimov nos narra la historia de Andrew Martín, nacido Robot, y que luego de una vida de lucha, logró morir como un ser humano. Están también R. Daneel Olivaw y R. Giskard Reventlov, los cuales tienen un papel fundamental en la segunda expansión de los seres humanos y la posterior fundación del imperio galáctico. Estos dos personajes son importantes en la medida en que, siendo los Robots más complejos jamás creados, fueron capaces de desarrollar la ley cero de la Robótica (Zeroth law):
"Un Robot no puede hacer daño a la humanidad o, por inacción, permitir que la humanidad sufra daño."
Se supone que la Ley Cero sería el resultado de la reflexión filosófica por parte de estos Robots más sofisticados.
R Giskard muere luego de tener que dañar a un ser humano en virtud de la ley cero. El problema fundamental de esta ley está en el problema para definir "humanidad", así como para determinar qué "daña" a la humanidad. R. Daneel logró asimilar la ley cero gracias al sacrificio de Giskard, convirtiéndose desde entonces en el protector de la humanidad. Daneel se convierte en uno de los personajes más importantes del ciclo de Trántor (formado por los cuentos y novelas de Robots, las novelas del imperio, y la saga de las fundaciones: 17 libros) siendo además el punto que le da continuidad.
La Robótica abre una nueva y decisiva etapa en el actual proceso de mecanización y automatización creciente de los procesos de producción. Consiste esencialmente en la sustitución de máquinas o sistemas automáticos que realizan operaciones concretas, por dispositivos mecánicos que realizan operaciones concretas, por dispositivos mecánicos de uso general, dotados de varios grados de libertad en sus movimientos y capaces de adaptarse a la automatización de un número muy variado de procesos y operaciones.
La Robótica se ha caracterizado por el desarrollo de sistemas cada vez más flexibles, versátiles y polivalentes, mediante la utilización de nuevas estructuras mecánicas y de nuevos métodos de control y percepción.
La Robótica ha alcanzado un nivel de madurez bastante elevado en los últimos tiempos, y cuenta con un correcto aparato teórico. Sin embargo, algunas cosas que para los humanos son muy sencillas, como andar, correr o coger un objeto sin romperlo, requieren una potencia de cálculo para igualarlas que no esta disponible todavía.
Sin embargo se espera que el continuo aumento de la potencia de los ordenadores y las investigaciones en inteligencia artificial, visión artificial y otras ciencias paralelas nos permitan acércanos un poco más cada vez a los milagros soñados por los primeros ingenieros y también a los peligros que nos adelanta la ciencia ficción.
La prehistoria
La palabra Robot surge con la obra RUR, los "Robots Universales de Rossum" de Carel Capee, es una palabra checoslovaca que significa trabajador,sirviente. Sin embargo podemos encontrar en casi todos los mitos de las diversas culturas una referencia a la posibilidad de crear un ente con inteligencia, desde el Popol-Vuh de nuestros antepasados mayas hasta el Golem del judaísmo.
Desde la época de los griegos se intentó crear dispositivos que tuvieran un movimiento sin fin, que no fuera controlado ni supervisado por personas, en los siglos XVII y XVIII la construcción de autómatas humanoides fabricados con mecanismos de relojería por Jacques de Vaucanson, Pierre Henri-Louis, Jaquet- Droz, como el escribiente, the Draughtsman, el músico Henri Maillar det (1800), Olimpia de la ópera de Offenback de Hoffman, fortalecieron la búsqueda de mecanismos que auxiliaran a los hombres en sus tareas.
Estos autómatas desataron controversias alrededor de la posible inteligencia que pudieran tener estos dispositivos pesadas y en la búsqueda de la posibilidad de crear vida artificialmente. El escribiente hacía mofa de la frase de Descartes de "Pienso luego existo parafraseándola al escribir "Escribo luego existo". Los fraudes surgieron como en el caso del ajedrecista, en el que un muñeco mecánico daba respuesta a jugadas de ajedrez, comprobándose más tarde que era un enano encerrado en la caja del muñeco el que daba las respuestas y movía el muñeco. Todos estos mitos anteceden a la obra Kapec, en la que se plantea la construcción de Robots para liberar a las personas de la carga pesada de trabajo. Sin embargo, esta ficción y la creada por Asimov, junto con los desarrollos mecánicos de máquinas como el telar de Thaillard, motiva a George Devol a crear el origen de los Robots industriales, un manipulador que sería parte de una célula de trabajo.
Robots, autómatas y simples máquinas
Hay que desmitificar la mala creencia general formada en la sociedad acerca de la palabra "Robot" a raíz de simples películas de ciencia-ficción ya que los Robots no son malvados por naturaleza, sólo son los lo que los hombres quieran que lleguen a ser. Aun así, el mundo del cine ha expuesto a lo largo del tiempo ejemplos de Robots con conductas buenas.
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Ilustración -Robot-
Robot fabricado por Toyota
Definición de robot
Dar una definición concreta de robot no es sencillo. Resulta tan complicado como intentar definir por ejemplo, la diversión o el aburrimiento; seconoce si algo es divertido o aburrido, pero es largo explicarlo con palabras.
Un Robot es un dispositivo generalmente mecánico, que desempeña tareas automáticamente, ya sea de acuerdo a supervisión humana directa, a través de un programa predefinido o siguiendo un conjunto de reglas generales, utilizando técnicas de inteligencia artificial. Generalmente estas tareas reemplazan, asemejan o extienden el trabajo humano, como ensamble en líneas de manufactura, manipulación de objetos pesados o peligrosos, trabajo en el espacio, etc.
Un Robot también se puede definir como una entidad hecha por el hombre con un cuerpo y una conexión de retroalimentación inteligente entre el sentido y la acción (no bajo la acción directa del control humano). Usualmente, la inteligencia es una computadora o un microcontrolador ejecutando un programa. Sin embargo, se ha avanzado mucho en el campo de los Robots con inteligencia alámbrica. Las acciones de este tipo de Robots son generalmente llevadas a cabo por motores o actuadores que mueven extremidades o impulsan al Robot.
La RIA (Robot Industries Association) lo define así: un robot es un manipulador reprogramable y multifuncional, diseñado para mover cargas, piezas, herramientas o dispositivos especiales, según trayectorias variadas y programadas. En resumen se puede decir:
* Su característica fundamental es poder manejar objetos (o sea, manupulador). Un robot se diseña con este fin, teniendo en cuenta que ha de ser muy versátil a la hora de utilizar herramientas y manejarlas.
* La segunda pecularidad que a diferencia de otras máquinas automáticas es su capacidad para realizar trabajos completamente diferentes adaptándose al medio, e incluso pudiendo tomar decisiones. A eso es a lo que se refiere lo de multifuncional y reprogramable.
Los Web bots son conocidos como Robots, pero existen solamente en código, y se mueven a través de páginas Web obteniendo información. Tales entidades son normalmente llamadas agentes de software para ser distinguidos de un Robot que posee cuerpo.
Esta definición está muy abierta, ya que hasta una secadora de cabello satisface este criterio. Por lo tanto, los robotistas han extendido la definición añadiendo el criterio de que los Robots deben ser entidades que lleven a cabo más de una acción. Por lo tanto, las secadoras de cabello y entidades similares de una sola función son reducidas a una Control de problemas.
Así mismo, el término Robot ha sido utilizado como un término general que define a un hombre mecánico o autómata, que imita a un animal ya sea real o imaginario, pero se ha venido aplicado a muchas máquinas que reemplazan directamente a un humano o animal en el trabajo o el juego. Esta definición podría implicar que un Robot es una forma de biomimetismo.
Clasificación de los robots
Ningún autor se pone de acuerdo en cuántos y cuáles son los tipos de robots y sus características esenciales. La más común es la que continuación se presenta:
1ª Generación. Manipuladores. Son sistemas mecánicos multifuncionales con un sencillo sistema de control, bien manual, de secuencia fija o de secuencia variable.
2ª Generación. Robots de aprendizaje. Repiten una secuencia de movimientos de movimientos que ha sido ejecutada previamene por un operador humano. El modo de hacerlo es a través de un dispositivo mecánico. El operador realiza los movimientos requeridos mientras el robot le sigue y los memoriza.
3ª Generación. Robots con control sensorizado. El controlador es una computadora que ejecuta las órdenes de un programa y las envía al manipulador para que realice los movimientos necesarios.
4ª Generación. Robots inteligentes. Son similares a los anteriores, pero además poseen sensores que envían información a la computadora de control sobre el estado del proceso. Esto permite una toma inteligente de decisiones y el control del proceso en tiempo real.
Poliarticulados
Bajo este grupo están los Robots de muy diversa forma y configuración cuya característica común es la de ser básicamente sedentarios (aunque excepcionalmente pueden ser guiados para efectuar desplazamientos limitados) y estar estructurados para mover sus elementos terminales en un determinado espacio de trabajo según uno o más sistemas de coordenadas y con un número limitado de grados de libertad". En este grupo se encuentran los manipuladores, los Robots industriales, los Robots cartesianos y se emplean cuando es preciso abarcar una zona de trabajo relativamente amplia o alargada, actuar sobre objetos con un plano de simetría vertical o reducir el espacio ocupado en el suelo.
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Ilustración 2 - Poliarticulados -
Robot industrial Puma
Moviles
Son Robots con grandes capacidad de desplazamiento, basados en carros o plataformas y dotados de un sistema locomotor de tipo rodante. Siguen sucamino por telemando o guiándose por la información recibida de su entorno a través de sus sensores. Las tortugas motorizadas diseñadas en los años cincuentas, fueron las precursoras y sirvieron de base a los estudios sobre inteligencia artificial desarrollados entre 1965 y 1973 en la Universidad de Stranford.
Estos Robots aseguran el transporte de piezas de un punto a otro de una cadena de fabricación. Guiados mediante pistas materializadas a través de laradiación electromagnética de circuitos empotrados en el suelo, o a través de bandas detectadas fotoeléctricamente, pueden incluso llegar a sortear obstáculos y están dotados de un nivel relativamente elevado de inteligencia.
Androides
Son Robots que intentan reproducir total o parcialmente la forma y el comportamiento cinemática del ser humano. Actualmente los androides son todavía dispositivos muy poco evolucionados y sin utilidad práctica, y destinados, fundamentalmente, al estudio y experimentación.
Uno de los aspectos más complejos de estos Robots, y sobre el que se centra la mayoría de los trabajos, es el de la locomoción bípeda. En este caso, el principal problema es controlar dinámica y coordinadamente en el tiempo real el proceso y mantener simultáneamente el equilibrio del Robot.
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Ilustración 3 -Asimo-
Zoomorficos
Los Robots zoomórficos, que considerados en sentido no restrictivo podrían incluir también a los androides, constituyen una clase caracterizada principalmente por sus sistemas de locomoción que imitan a los diversos seres vivos.
A pesar de la disparidad morfológica de sus posibles sistemas de locomoción es conveniente agrupar a los Robots zoomórficos en dos categorías principales: caminadores y no caminadores. El grupo de los Robots zoomórficos no caminadores está muy poco evolucionado. Cabe destacar, entre otros, los experimentados efectuados en Japón basados en segmentos cilíndricos biselados acoplados axialmente entre sí y dotados de un movimiento relativo de rotación. En cambio, los Robots zoomórficos caminadores multípedos son muy numeroso y están siendo experimentados en diversos laboratorios con vistas al desarrollo posterior de verdaderos vehículos terrenos, piloteando o autónomos, capaces de evolucionar en superficies muy accidentadas. Las aplicaciones de estos Robots serán interesantes en el campo de la exploración espacial y en el estudio de los volcanes.
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Ilustración 4 -Sanddragon, Microbot con ruedas tipo tanque-
Hibridos
Estos Robots corresponden a aquellos de difícil clasificación cuya estructura se sitúa en combinación con alguna de las anteriores ya expuestas, bien sea por conjunción o por yuxtaposición. Por ejemplo, un dispositivo segmentado articulado y con ruedas, es al mismo tiempo uno de los atributos de los Robots móviles y de los Robots zoomórficos.
De igual forma pueden considerarse híbridos algunos Robots formados por la yuxtaposición de un cuerpo formado por un carro móvil y de un brazo semejante al de los Robots industriales.
En parecida situación se encuentran algunos Robots antropomorfos y que no pueden clasificarse ni como móviles ni como androides, tal es el caso de los Robots personales.
Las características con las que se clasifican principalmente
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Propósito o función
*
Sistema de coordenadas empleado
*
Número de grados de libertad del efecto formal
*
Generación del sistema control.
1) Clasificación basada en su propósito o función:
a) Industriales
b) Personales/ Educativos
c) Militares--vehículos autónomos
Los elementos que constituyen un Robot industrial son:
1) Efectores finales Brazos manipuladores Controladores Sensores Fuentes de poder.
2) Clasificación de los Robots basados en las generaciones de sistemas de control.
La primera generación: El sistema de control usado en la primera generación de Robots esta basado en la "paradas fijas" mecánicamente. Estaestrategia es conocida como control de lazo abierto o control "bang bang". Podemos considerar como ejemplo esta primera etapa aquellos mecanismos de relojería que permiten mover a las cajas musicales o a los juguetes de cuerda. Este tipo de control es muy similar al ciclo de control que tienen algunos lavadores de ciclo fijo y son equivalentes en principio al autómata escribiente de HM Son útiles para las aplicaciones industriales de tomar y colocar pero están limitados a un número pequeño de movimientos.
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Ilustración 5
En este Robot el efector final consiste de una serie de sensores que puede tener diversas aplicaciones ( medición, inspección)
La segunda generación utiliza una estructura de control de ciclo abierto, pero en lugar de utilizar interruptores y botones mecánicos utiliza una secuencia numérica de control de movimientos almacenados en un disco o cinta magnética. El programa de control entra mediante la elección de secuencias de movimiento en una caja de botones o a través de palancas de control con los que se "camina", la secuencia deseada de movimientos.
El mayor número de aplicaciones en los que se utilizan los Robots de esta generación son de la industria automotriz, en soldadura, pintado con "spray". Este tipo de Robots constituyen la clase más grande de Robots industriales en EU., incluso algunos autores sugieren que cerca del 90 % de los Robots industriales en EU pertenecen a esta 2ª generación de control
La tercera generación de Robots utiliza las computadoras para su estrategia de control y tiene algún conocimiento del ambiente local a través del uso de sensores, los cuales miden el ambiente y modifican su estrategia de control, con esta generación se inicia la era de los Robots inteligentes y aparecen los lenguajes de programación para escribir los programas de control. La estrategia de control utilizada se denomina de "ciclo cerrado"
La cuarta generación de Robots, ya los califica de inteligentes con más y mejores extensiones sensoriales, para comprender sus acciones y el mundo que los rodea. Incorpora un concepto de " modelo del mundo" de su propia conducta y del ambiente en el que operan.
Utilizan conocimiento difuso y procesamiento dirigido por expectativas que mejoran el desempeño del sistema de manera que la tarea de los sensores se extiende a la supervisión del ambiente global, registrando los efectos de sus acciones en un modelo del mundo y auxiliar en la determinación de tareas y metas.
La quinta generación, actualmente está en desarrollo esta nueva generación de Robots, que pretende que el control emerja de la adecuada organización y distribución de módulos conductuales.
Ética de Robots
La preocupación de que los Robots puedan desplazar o competir con los humanos es muy común. En su serie Yo, Robot, Isaac Asimov creó las Tres leyes de la Robótica (que más tarde fueron cuatro) en un intento literario por controlar la competencia entre Robots y humanos. Las leyes o reglas que pudieran o debieran ser aplicadas a los Robots u otros "entes autónomos" en cooperación o competencia con humanos han estimulado las investigaciones macroeconómicas de este tipo de competencia, notablemente construido por Alessandro Acquisti basándose en un trabajo anterior de John von Neumann.
Actualmente, no es posible aplicar las leyes de Asimov, dado que los Robots aun tienen una capacidad muy limitada para comprender su significado, evaluar las situaciones de riesgo tanto para los humanos como para ellos mismos o resolver los conflictos que se podrían dar entre leyes.
Robots contra Humanos
El Proyecto Universidad Milenio de las Naciones Unidas examina la forma en la que los humanos y los Robots se relacionarán en el futuro. Uno de sus escenarios de análisis, nominalmente puesto en el año 3000, fue llamado "La ascensión y caída del Imperio Robot". En ese escenario, mirando hacia atrás hasta el día de hoy:
Los Robots evolucionaron como los humanos y se volvieron filósofos, bufones, políticos, oradores, actores, maestros, acróbatas, artistas, poetas y pastores de los menos adeptos humanos. La sociedad tuvo un nuevo sistema de castas, y los humanos se convirtieron en una raza tolerada y de alguna manera menospreciados por las máquinas que pudieron desplazarlos y mejorarlos en cualquier medida de fuerza, vitalidad, velocidad y resistencia.
El argumento más importante hecho en la aplicación de la tecnología genética para mejorar el desempeño de los humanos mental y físicamente fue " nosotros tenemos que mantenernos a la par con los Robots". Con los recursos escaseando, la selección natural y artificial comenzó a operar en una manera seria, distribuyendo los recursos disponibles entre aquellos entes que eran los más aptos para explotarlos, en su mayor parte, los Robots. ¿Cómo pudieron los humanos retomar el control? La respuesta fue usar la ingenuidad humana, la creatividad, ocultismo, dedicación y distracción. Tomo algún tiempo, pero funcionó. Esto al final comenzó a estabilizar la población de Robots.
Muchos desechan tal escenario y lo tachan de optimista y muy orientado a la propaganda tecnológica. Hay muchos ejemplos de Robots desplazando humanos, y, las tecnologías integradas en el Robot Depredador y los Misiles Crucero de EEUU son ejemplos altamente sofisticados de inteligencia artificial utilizada para asesinar humanos.
Muchos temen a las Armas de destrucción masiva basadas en pequeños Robots ubicuos.
Aún sin una programación maliciosa, los Robots y los humanos simplemente no tienen la misma tolerancia o conocimientos, conduciendo esto accidentes : En Jackson, (Michigan) el 21 de julio de 1984, un Robot aplastó a un trabajador contra una barra de protección en la que aparentemente fue la primera muerte relacionada con un Robot en los EEUU. En LongBets, un mercado de futuros, hay predicciones impresionantes que son una autodefensa en contra de que los Robots serán un elemento estándar en este siglo.
La Robótica es una ciencia o rama de la tecnología, que estudia el diseño y construcción de máquinas capaces de desempeñar tareas realizadas por el ser humano o que requieren del uso de inteligencia. Las ciencias y tecnologías de las que deriva podrían ser: el álgebra, los autómatas programables, las máquinas de estados, la mecánica o la informática.
De forma general, la Robótica se define como: El conjunto de conocimientos teóricos y prácticos que permiten concebir, realizar y automatizar sistemas basados en estructuras mecánicas poli articuladas, dotados de un determinado grado de "inteligencia" y destinados a la producción industrial o al sustitución del hombre en muy diversas tareas.
Un sistema Robótico se puede describirse, como "Aquel que es capaz de recibir información, de comprender su entorno a través del empleo de modelos, de formular y de ejecutar planes, y de controlar o supervisar su operación". La Robótica es esencialmente pluridisciplinaria y se apoya en gran medida en los progresos de la microelectrónica y de la informática, así como en los de nuevas disciplinas tales como el reconocimiento de patrones y de inteligencia artificial.
La historia de la Robótica ha estado unida a la construcción de "artefactos", muchas veces por obra de genios autodidactas que trataban de materializar el deseo humano de crear seres semejantes a nosotros que nos descargasen del trabajo. El ingeniero español Leonardo Torres Quevedo (que construyó el primer mando a distancia para su torpedo automóvil mediante telegrafía sin hilodrecista automático, el primer trasbordador aéreo y otros muchos ingenios) acuñó el término "automática" en relación con la teoría de la automatización de tareas tradicionalmente asociadas a los humanos.
Si algún autor ha influido sobre manera en la concepción del universo de los robots de ficción, éste ha sido sin duda alguna Isaac Asimos. Muchos otros, desde luego, han escrito sobre robots, pero ninguno ha relatado tan minuciosamente las actitudes y posibilidades de estas máquinas como lo ha hecho él.
Tanto es así, que el Oxford English Dictionary reconoce a Asimos como inventor de la palabra "robótica" y, aunque todos conocemos la facilidad de los anglófonos para inventar palabras nuevas, no por ello tiene mucho mérito.
Cuando tenía 22 años, Asimos escribió su cuarto relato corto sobre robots. El círculo vicioso. En boca de unos de sus personajes planteó lo que consideraba axiomas básicos para el funcionamiento de un robot. Los llamó las Tres reglas fundamentales de la robótica y dicen así:
*
Ningún robot puede hacer daño a un ser humano, o permitir que se le haga daño por no actuar.
*
Un robot debe obedecer las órdenes dadas por un ser humano, excepto si éstas órdenes entran en conflicto con la primera ley.
*
Un robot debe proteger su propia existencia en la medida en que está protección no sea incompatible con las leyes anteriores.
En definitiva, las famosas leyes de Asimos son aplicables a un universo donde los robots son seres inteligentes, pero quedan relegadas a una cartilla de parvulario al enfrentarse con la dura realidad. Pero esto son sólo anécdotas.
Historia de la robótica
La historia de la robótica ha estado unida a la construcción de "artefactos", que trataban de materializar el deseo humano de crear seres a su semejanza y que lo descargasen del trabajo. El ingeniero español Leonardo Torres Quevedo (GAP) (que construyó el primer mando a distancia para su automóvil mediante telegrafía sin hilo, el ajedrecista automático, el primer transbordador aéreo y otros muchos ingenios) acuñó el término "automática" en relación con la teoría de la automatización de tareas tradicionalmente asociadas a los humanos.
Karel Capek, un escritor checo, acuñó en 1921 el término "Robot" en su obra dramática "Rossum's Universal Robots / R.U.R.", a partir de la palabra robota, que significa servidumbre o trabajo forzado. El término robótica es acuñado por Isaac Asimov, definiendo a la ciencia que estudia a los robots. Asimov creó también las Tres Leyes de la Robótica. En la ciencia ficción el hombre ha imaginado a los robots visitando nuevos mundos, haciéndose con el poder, o simplemente aliviando de las labores caseras.
Clasificación de los robots:
*
1ª Generación.
Manipuladores. Son sistemas mecánicos multifuncionales con un sencillo sistema de control, bien manual, de secuencia fija o de secuencia variable.
*
2ª Generación.
Robots de aprendizaje. Repiten una secuencia de movimientos que ha sido ejecutada previamente por un operador humano. El modo de hacerlo es a través de un dispositivo mecánico. El operador realiza los movimientos requeridos mientras el robot le sigue y los memoriza.
*
3ª Generación.
Robots con control sensorizado. El controlador es una computadora que ejecuta las órdenes de un programa y las envía al manipulador para que realice los movimientos necesarios.
*
4ª Generación.
Robots inteligentes. Son similares a los anteriores, pero además poseen sensores que envían información a la computadora de control sobre el estado del proceso. Esto permite una toma inteligente de decisiones y el control del proceso en tiempo real.
Según su arquitectura
La arquitectura, es definida por el tipo de configuración general del Robot, puede ser metamórfica. El concepto de metamorfismo, de reciente aparición, se ha introducido para incrementar la flexibilidad funcional de un Robot a través del cambio de su configuración por el propio Robot. El metamorfismo admite diversos niveles, desde los más elementales (cambio de herramienta o de efecto terminal), hasta los más complejos como el cambio o alteración de algunos de sus elementos o subsistemas estructurales. Los dispositivos y mecanismos que pueden agruparse bajo la denominación genérica del Robot, tal como se ha indicado, son muy diversos y es por tanto difícil establecer una clasificación coherente de los mismos que resista un análisis crítico y riguroso. La subdivisión de los Robots, con base en su arquitectura, se hace en los siguientes grupos: Poliarticulados, Móviles, Androides, Zoomórficos e Híbridos.
*
1. Poliarticulados
En este grupo están los Robots de muy diversa forma y configuración cuya característica común es la de ser básicamente sedentarios (aunque excepcionalmente pueden ser guiados para efectuar desplazamientos limitados) y estar estructurados para mover sus elementos terminales en un determinado espacio de trabajo según uno o más sistemas de coordenadas y con un número limitado de grados de libertad". En este grupo se encuentran los manipuladores, los Robots industriales, los Robots cartesianos y se emplean cuando es preciso abarcar una zona de trabajo relativamente amplia o alargada, actuar sobre objetos con un plano de simetría vertical o reducir el espacio ocupado en el suelo.
*
2. Móviles
Son Robots con gran capacidad de desplazamiento, basados en carros o plataformas y dotados de un sistema locomotor de tipo rodante. Siguen su camino por telemando o guiándose por la información recibida de su entorno a través de sus sensores. Estos Robots aseguran el transporte de piezas de un punto a otro de una cadena de fabricación. Guiados mediante pistas materializadas a través de la radiación electromagnética de circuitos empotrados en el suelo, o a través de bandas detectadas fotoeléctricamente, pueden incluso llegar a sortear obstáculos y están dotados de un nivel relativamente elevado de inteligencia.
*
3. Androides
Son Robots que intentan reproducir total o parcialmente la forma y el comportamiento cinemática del ser humano. Actualmente los androides son todavía dispositivos muy poco evolucionados y sin utilidad práctica, y destinados, fundamentalmente, al estudio y experimentación. Uno de los aspectos más complejos de estos Robots, y sobre el que se centra la mayoría de los trabajos, es el de la locomoción bípeda. En este caso, el principal problema es controlar dinámica y coordinadamente en el tiempo real el proceso y mantener simultáneamente el equilibrio del Robot.
*
4. Zoomórficos
Los Robots zoomórficos, que considerados en sentido no restrictivo podrían incluir también a los androides, constituyen una clase caracterizada principalmente por sus sistemas de locomoción que imitan a los diversos seres vivos. A pesar de la disparidad morfológica de sus posibles sistemas de locomoción es conveniente agrupar a los Robots zoomórficos en dos categorías principales: caminadores y no caminadores. El grupo de los Robots zoomórficos no caminadores está muy poco evolucionado. Los experimentados efectuados en Japón basados en segmentos cilíndricos biselados acoplados axialmente entre sí y dotados de un movimiento relativo de rotación. Los Robots zoomórficos caminadores multípedos son muy numeroso y están siendo experimentados en diversos laboratorios con vistas al desarrollo posterior de verdaderos vehículos terrenos, piloteando o autónomos, capaces de evolucionar en superficies muy accidentadas. Las aplicaciones de estos Robots serán interesantes en el campo de la exploración espacial y en el estudio de los volcanes.
*
5. Híbridos
Estos Robots corresponden a aquellos de difícil clasificación cuya estructura se sitúa en combinación con alguna de las anteriores ya expuestas, bien sea por conjunción o por yuxtaposición. Por ejemplo, un dispositivo segmentado articulado y con ruedas, es al mismo tiempo uno de los atributos de los Robots móviles y de los Robots zoomórficos. De igual forma pueden considerarse híbridos algunos Robots formados por la yuxtaposición de un cuerpo formado por un carro móvil y de un brazo semejante al de los Robots industriales. En parecida situación se encuentran algunos Robots antropomorfos y que no pueden clasificarse ni como móviles ni como androides, tal es el caso de los Robots personales.
Historia de las tres leyes de robótica
Los primeros Robots construidos, en la tierra, eran modelos poco avanzados. Era una época en donde la Robopsicología no estaba muy bien desarrollada. Estos Robots podían ser enfrentados a situaciones en las cuales se vieran en un conflicto con sus leyes. Una de las situaciones más sencillas se da cuando un Robot debe dañar a un ser humano para evitar que dos o más sufran daño. Aquí los Robots decidían en función de un criterioexclusivamente cuantitativo, quedando luego inutilizados, al verse forzados a violar la primera ley.
Posteriores desarrollos en la Robótica, permitieron la construcción de circuitos más complejos, y por ende, con una mayor capacidad de autorreflexión. Una peculiaridad de los Robots es que pueden llegar a redefinir su concepto de "daño" según sus experiencias e incluso, llegar a determinar niveles de éste. Su valoración de los seres humanos también puede ser determinada por el ambiente.
Es así que un Robot puede llegar a dañar a un ser humano por proteger a otro que considere de más valía (su amo por ejemplo). También podría darse el caso de que un Robot dañara físicamente a un ser humano para evitar que otro sea dañado psicológicamente, pues llega a ser una tendencia elconsiderar los daños psicológicos más graves que los físicos.
Estas situaciones nunca se hubieran dado en Robots más antiguos. Asimov plantea en sus historias de Robots las más diversas situaciones, siempre considerando las posibilidades lógicas que podrían llevar a los Robots a tales situaciones.
Uno puede llegar a encariñarse con los Robots de Asimov, él que nos muestra en sus historias Robots cada vez más "humanos". En El hombre bicentenario, Asimov nos narra la historia de Andrew Martín, nacido Robot, y que luego de una vida de lucha, logró morir como un ser humano. Están también R. Daneel Olivaw y R. Giskard Reventlov, los cuales tienen un papel fundamental en la segunda expansión de los seres humanos y la posterior fundación del imperio galáctico. Estos dos personajes son importantes en la medida en que, siendo los Robots más complejos jamás creados, fueron capaces de desarrollar la ley cero de la Robótica (Zeroth law):
"Un Robot no puede hacer daño a la humanidad o, por inacción, permitir que la humanidad sufra daño."
Se supone que la Ley Cero sería el resultado de la reflexión filosófica por parte de estos Robots más sofisticados.
R Giskard muere luego de tener que dañar a un ser humano en virtud de la ley cero. El problema fundamental de esta ley está en el problema para definir "humanidad", así como para determinar qué "daña" a la humanidad. R. Daneel logró asimilar la ley cero gracias al sacrificio de Giskard, convirtiéndose desde entonces en el protector de la humanidad. Daneel se convierte en uno de los personajes más importantes del ciclo de Trántor (formado por los cuentos y novelas de Robots, las novelas del imperio, y la saga de las fundaciones: 17 libros) siendo además el punto que le da continuidad.
La Robótica abre una nueva y decisiva etapa en el actual proceso de mecanización y automatización creciente de los procesos de producción. Consiste esencialmente en la sustitución de máquinas o sistemas automáticos que realizan operaciones concretas, por dispositivos mecánicos que realizan operaciones concretas, por dispositivos mecánicos de uso general, dotados de varios grados de libertad en sus movimientos y capaces de adaptarse a la automatización de un número muy variado de procesos y operaciones.
La Robótica se ha caracterizado por el desarrollo de sistemas cada vez más flexibles, versátiles y polivalentes, mediante la utilización de nuevas estructuras mecánicas y de nuevos métodos de control y percepción.
La Robótica ha alcanzado un nivel de madurez bastante elevado en los últimos tiempos, y cuenta con un correcto aparato teórico. Sin embargo, algunas cosas que para los humanos son muy sencillas, como andar, correr o coger un objeto sin romperlo, requieren una potencia de cálculo para igualarlas que no esta disponible todavía.
Sin embargo se espera que el continuo aumento de la potencia de los ordenadores y las investigaciones en inteligencia artificial, visión artificial y otras ciencias paralelas nos permitan acércanos un poco más cada vez a los milagros soñados por los primeros ingenieros y también a los peligros que nos adelanta la ciencia ficción.
La prehistoria
La palabra Robot surge con la obra RUR, los "Robots Universales de Rossum" de Carel Capee, es una palabra checoslovaca que significa trabajador,sirviente. Sin embargo podemos encontrar en casi todos los mitos de las diversas culturas una referencia a la posibilidad de crear un ente con inteligencia, desde el Popol-Vuh de nuestros antepasados mayas hasta el Golem del judaísmo.
Desde la época de los griegos se intentó crear dispositivos que tuvieran un movimiento sin fin, que no fuera controlado ni supervisado por personas, en los siglos XVII y XVIII la construcción de autómatas humanoides fabricados con mecanismos de relojería por Jacques de Vaucanson, Pierre Henri-Louis, Jaquet- Droz, como el escribiente, the Draughtsman, el músico Henri Maillar det (1800), Olimpia de la ópera de Offenback de Hoffman, fortalecieron la búsqueda de mecanismos que auxiliaran a los hombres en sus tareas.
Estos autómatas desataron controversias alrededor de la posible inteligencia que pudieran tener estos dispositivos pesadas y en la búsqueda de la posibilidad de crear vida artificialmente. El escribiente hacía mofa de la frase de Descartes de "Pienso luego existo parafraseándola al escribir "Escribo luego existo". Los fraudes surgieron como en el caso del ajedrecista, en el que un muñeco mecánico daba respuesta a jugadas de ajedrez, comprobándose más tarde que era un enano encerrado en la caja del muñeco el que daba las respuestas y movía el muñeco. Todos estos mitos anteceden a la obra Kapec, en la que se plantea la construcción de Robots para liberar a las personas de la carga pesada de trabajo. Sin embargo, esta ficción y la creada por Asimov, junto con los desarrollos mecánicos de máquinas como el telar de Thaillard, motiva a George Devol a crear el origen de los Robots industriales, un manipulador que sería parte de una célula de trabajo.
Robots, autómatas y simples máquinas
Hay que desmitificar la mala creencia general formada en la sociedad acerca de la palabra "Robot" a raíz de simples películas de ciencia-ficción ya que los Robots no son malvados por naturaleza, sólo son los lo que los hombres quieran que lleguen a ser. Aun así, el mundo del cine ha expuesto a lo largo del tiempo ejemplos de Robots con conductas buenas.
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Ilustración -Robot-
Robot fabricado por Toyota
Definición de robot
Dar una definición concreta de robot no es sencillo. Resulta tan complicado como intentar definir por ejemplo, la diversión o el aburrimiento; seconoce si algo es divertido o aburrido, pero es largo explicarlo con palabras.
Un Robot es un dispositivo generalmente mecánico, que desempeña tareas automáticamente, ya sea de acuerdo a supervisión humana directa, a través de un programa predefinido o siguiendo un conjunto de reglas generales, utilizando técnicas de inteligencia artificial. Generalmente estas tareas reemplazan, asemejan o extienden el trabajo humano, como ensamble en líneas de manufactura, manipulación de objetos pesados o peligrosos, trabajo en el espacio, etc.
Un Robot también se puede definir como una entidad hecha por el hombre con un cuerpo y una conexión de retroalimentación inteligente entre el sentido y la acción (no bajo la acción directa del control humano). Usualmente, la inteligencia es una computadora o un microcontrolador ejecutando un programa. Sin embargo, se ha avanzado mucho en el campo de los Robots con inteligencia alámbrica. Las acciones de este tipo de Robots son generalmente llevadas a cabo por motores o actuadores que mueven extremidades o impulsan al Robot.
La RIA (Robot Industries Association) lo define así: un robot es un manipulador reprogramable y multifuncional, diseñado para mover cargas, piezas, herramientas o dispositivos especiales, según trayectorias variadas y programadas. En resumen se puede decir:
* Su característica fundamental es poder manejar objetos (o sea, manupulador). Un robot se diseña con este fin, teniendo en cuenta que ha de ser muy versátil a la hora de utilizar herramientas y manejarlas.
* La segunda pecularidad que a diferencia de otras máquinas automáticas es su capacidad para realizar trabajos completamente diferentes adaptándose al medio, e incluso pudiendo tomar decisiones. A eso es a lo que se refiere lo de multifuncional y reprogramable.
Los Web bots son conocidos como Robots, pero existen solamente en código, y se mueven a través de páginas Web obteniendo información. Tales entidades son normalmente llamadas agentes de software para ser distinguidos de un Robot que posee cuerpo.
Esta definición está muy abierta, ya que hasta una secadora de cabello satisface este criterio. Por lo tanto, los robotistas han extendido la definición añadiendo el criterio de que los Robots deben ser entidades que lleven a cabo más de una acción. Por lo tanto, las secadoras de cabello y entidades similares de una sola función son reducidas a una Control de problemas.
Así mismo, el término Robot ha sido utilizado como un término general que define a un hombre mecánico o autómata, que imita a un animal ya sea real o imaginario, pero se ha venido aplicado a muchas máquinas que reemplazan directamente a un humano o animal en el trabajo o el juego. Esta definición podría implicar que un Robot es una forma de biomimetismo.
Clasificación de los robots
Ningún autor se pone de acuerdo en cuántos y cuáles son los tipos de robots y sus características esenciales. La más común es la que continuación se presenta:
1ª Generación. Manipuladores. Son sistemas mecánicos multifuncionales con un sencillo sistema de control, bien manual, de secuencia fija o de secuencia variable.
2ª Generación. Robots de aprendizaje. Repiten una secuencia de movimientos de movimientos que ha sido ejecutada previamene por un operador humano. El modo de hacerlo es a través de un dispositivo mecánico. El operador realiza los movimientos requeridos mientras el robot le sigue y los memoriza.
3ª Generación. Robots con control sensorizado. El controlador es una computadora que ejecuta las órdenes de un programa y las envía al manipulador para que realice los movimientos necesarios.
4ª Generación. Robots inteligentes. Son similares a los anteriores, pero además poseen sensores que envían información a la computadora de control sobre el estado del proceso. Esto permite una toma inteligente de decisiones y el control del proceso en tiempo real.
Poliarticulados
Bajo este grupo están los Robots de muy diversa forma y configuración cuya característica común es la de ser básicamente sedentarios (aunque excepcionalmente pueden ser guiados para efectuar desplazamientos limitados) y estar estructurados para mover sus elementos terminales en un determinado espacio de trabajo según uno o más sistemas de coordenadas y con un número limitado de grados de libertad". En este grupo se encuentran los manipuladores, los Robots industriales, los Robots cartesianos y se emplean cuando es preciso abarcar una zona de trabajo relativamente amplia o alargada, actuar sobre objetos con un plano de simetría vertical o reducir el espacio ocupado en el suelo.
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Ilustración 2 - Poliarticulados -
Robot industrial Puma
Moviles
Son Robots con grandes capacidad de desplazamiento, basados en carros o plataformas y dotados de un sistema locomotor de tipo rodante. Siguen sucamino por telemando o guiándose por la información recibida de su entorno a través de sus sensores. Las tortugas motorizadas diseñadas en los años cincuentas, fueron las precursoras y sirvieron de base a los estudios sobre inteligencia artificial desarrollados entre 1965 y 1973 en la Universidad de Stranford.
Estos Robots aseguran el transporte de piezas de un punto a otro de una cadena de fabricación. Guiados mediante pistas materializadas a través de laradiación electromagnética de circuitos empotrados en el suelo, o a través de bandas detectadas fotoeléctricamente, pueden incluso llegar a sortear obstáculos y están dotados de un nivel relativamente elevado de inteligencia.
Androides
Son Robots que intentan reproducir total o parcialmente la forma y el comportamiento cinemática del ser humano. Actualmente los androides son todavía dispositivos muy poco evolucionados y sin utilidad práctica, y destinados, fundamentalmente, al estudio y experimentación.
Uno de los aspectos más complejos de estos Robots, y sobre el que se centra la mayoría de los trabajos, es el de la locomoción bípeda. En este caso, el principal problema es controlar dinámica y coordinadamente en el tiempo real el proceso y mantener simultáneamente el equilibrio del Robot.
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Ilustración 3 -Asimo-
Zoomorficos
Los Robots zoomórficos, que considerados en sentido no restrictivo podrían incluir también a los androides, constituyen una clase caracterizada principalmente por sus sistemas de locomoción que imitan a los diversos seres vivos.
A pesar de la disparidad morfológica de sus posibles sistemas de locomoción es conveniente agrupar a los Robots zoomórficos en dos categorías principales: caminadores y no caminadores. El grupo de los Robots zoomórficos no caminadores está muy poco evolucionado. Cabe destacar, entre otros, los experimentados efectuados en Japón basados en segmentos cilíndricos biselados acoplados axialmente entre sí y dotados de un movimiento relativo de rotación. En cambio, los Robots zoomórficos caminadores multípedos son muy numeroso y están siendo experimentados en diversos laboratorios con vistas al desarrollo posterior de verdaderos vehículos terrenos, piloteando o autónomos, capaces de evolucionar en superficies muy accidentadas. Las aplicaciones de estos Robots serán interesantes en el campo de la exploración espacial y en el estudio de los volcanes.
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Ilustración 4 -Sanddragon, Microbot con ruedas tipo tanque-
Hibridos
Estos Robots corresponden a aquellos de difícil clasificación cuya estructura se sitúa en combinación con alguna de las anteriores ya expuestas, bien sea por conjunción o por yuxtaposición. Por ejemplo, un dispositivo segmentado articulado y con ruedas, es al mismo tiempo uno de los atributos de los Robots móviles y de los Robots zoomórficos.
De igual forma pueden considerarse híbridos algunos Robots formados por la yuxtaposición de un cuerpo formado por un carro móvil y de un brazo semejante al de los Robots industriales.
En parecida situación se encuentran algunos Robots antropomorfos y que no pueden clasificarse ni como móviles ni como androides, tal es el caso de los Robots personales.
Las características con las que se clasifican principalmente
*
Propósito o función
*
Sistema de coordenadas empleado
*
Número de grados de libertad del efecto formal
*
Generación del sistema control.
1) Clasificación basada en su propósito o función:
a) Industriales
b) Personales/ Educativos
c) Militares--vehículos autónomos
Los elementos que constituyen un Robot industrial son:
1) Efectores finales Brazos manipuladores Controladores Sensores Fuentes de poder.
2) Clasificación de los Robots basados en las generaciones de sistemas de control.
La primera generación: El sistema de control usado en la primera generación de Robots esta basado en la "paradas fijas" mecánicamente. Estaestrategia es conocida como control de lazo abierto o control "bang bang". Podemos considerar como ejemplo esta primera etapa aquellos mecanismos de relojería que permiten mover a las cajas musicales o a los juguetes de cuerda. Este tipo de control es muy similar al ciclo de control que tienen algunos lavadores de ciclo fijo y son equivalentes en principio al autómata escribiente de HM Son útiles para las aplicaciones industriales de tomar y colocar pero están limitados a un número pequeño de movimientos.
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Ilustración 5
En este Robot el efector final consiste de una serie de sensores que puede tener diversas aplicaciones ( medición, inspección)
La segunda generación utiliza una estructura de control de ciclo abierto, pero en lugar de utilizar interruptores y botones mecánicos utiliza una secuencia numérica de control de movimientos almacenados en un disco o cinta magnética. El programa de control entra mediante la elección de secuencias de movimiento en una caja de botones o a través de palancas de control con los que se "camina", la secuencia deseada de movimientos.
El mayor número de aplicaciones en los que se utilizan los Robots de esta generación son de la industria automotriz, en soldadura, pintado con "spray". Este tipo de Robots constituyen la clase más grande de Robots industriales en EU., incluso algunos autores sugieren que cerca del 90 % de los Robots industriales en EU pertenecen a esta 2ª generación de control
La tercera generación de Robots utiliza las computadoras para su estrategia de control y tiene algún conocimiento del ambiente local a través del uso de sensores, los cuales miden el ambiente y modifican su estrategia de control, con esta generación se inicia la era de los Robots inteligentes y aparecen los lenguajes de programación para escribir los programas de control. La estrategia de control utilizada se denomina de "ciclo cerrado"
La cuarta generación de Robots, ya los califica de inteligentes con más y mejores extensiones sensoriales, para comprender sus acciones y el mundo que los rodea. Incorpora un concepto de " modelo del mundo" de su propia conducta y del ambiente en el que operan.
Utilizan conocimiento difuso y procesamiento dirigido por expectativas que mejoran el desempeño del sistema de manera que la tarea de los sensores se extiende a la supervisión del ambiente global, registrando los efectos de sus acciones en un modelo del mundo y auxiliar en la determinación de tareas y metas.
La quinta generación, actualmente está en desarrollo esta nueva generación de Robots, que pretende que el control emerja de la adecuada organización y distribución de módulos conductuales.
Ética de Robots
La preocupación de que los Robots puedan desplazar o competir con los humanos es muy común. En su serie Yo, Robot, Isaac Asimov creó las Tres leyes de la Robótica (que más tarde fueron cuatro) en un intento literario por controlar la competencia entre Robots y humanos. Las leyes o reglas que pudieran o debieran ser aplicadas a los Robots u otros "entes autónomos" en cooperación o competencia con humanos han estimulado las investigaciones macroeconómicas de este tipo de competencia, notablemente construido por Alessandro Acquisti basándose en un trabajo anterior de John von Neumann.
Actualmente, no es posible aplicar las leyes de Asimov, dado que los Robots aun tienen una capacidad muy limitada para comprender su significado, evaluar las situaciones de riesgo tanto para los humanos como para ellos mismos o resolver los conflictos que se podrían dar entre leyes.
Robots contra Humanos
El Proyecto Universidad Milenio de las Naciones Unidas examina la forma en la que los humanos y los Robots se relacionarán en el futuro. Uno de sus escenarios de análisis, nominalmente puesto en el año 3000, fue llamado "La ascensión y caída del Imperio Robot". En ese escenario, mirando hacia atrás hasta el día de hoy:
Los Robots evolucionaron como los humanos y se volvieron filósofos, bufones, políticos, oradores, actores, maestros, acróbatas, artistas, poetas y pastores de los menos adeptos humanos. La sociedad tuvo un nuevo sistema de castas, y los humanos se convirtieron en una raza tolerada y de alguna manera menospreciados por las máquinas que pudieron desplazarlos y mejorarlos en cualquier medida de fuerza, vitalidad, velocidad y resistencia.
El argumento más importante hecho en la aplicación de la tecnología genética para mejorar el desempeño de los humanos mental y físicamente fue " nosotros tenemos que mantenernos a la par con los Robots". Con los recursos escaseando, la selección natural y artificial comenzó a operar en una manera seria, distribuyendo los recursos disponibles entre aquellos entes que eran los más aptos para explotarlos, en su mayor parte, los Robots. ¿Cómo pudieron los humanos retomar el control? La respuesta fue usar la ingenuidad humana, la creatividad, ocultismo, dedicación y distracción. Tomo algún tiempo, pero funcionó. Esto al final comenzó a estabilizar la población de Robots.
Muchos desechan tal escenario y lo tachan de optimista y muy orientado a la propaganda tecnológica. Hay muchos ejemplos de Robots desplazando humanos, y, las tecnologías integradas en el Robot Depredador y los Misiles Crucero de EEUU son ejemplos altamente sofisticados de inteligencia artificial utilizada para asesinar humanos.
Muchos temen a las Armas de destrucción masiva basadas en pequeños Robots ubicuos.
Aún sin una programación maliciosa, los Robots y los humanos simplemente no tienen la misma tolerancia o conocimientos, conduciendo esto accidentes : En Jackson, (Michigan) el 21 de julio de 1984, un Robot aplastó a un trabajador contra una barra de protección en la que aparentemente fue la primera muerte relacionada con un Robot en los EEUU. En LongBets, un mercado de futuros, hay predicciones impresionantes que son una autodefensa en contra de que los Robots serán un elemento estándar en este siglo.
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