*

X

Nadie sabe por qué estas abejas construyen complejos y hermosos nidos espirales

Ciencia

Por: pijamasurf - 01/25/2018

Una extraña pero preciosa forma espiral con la que un tipo de abejas australianas configuran sus nidos es estudiada por científicos

La construcción de nidos o colmenas de especies como las abejas o las termitas ha fascinado a científicos por décadas y a esto contribuye un reciente descubrimiento de un nido con una forma espiral multicapas que es utilizado por la especie australiana Tetragonula carbonaria.   

Esta especie se caracteriza por  ser una de las pocas que no tiene aguijón, sólo 500 entre 20 mil no lo tienen. La T. carbonaria se defiende, en lugar de eso, cubriendo a sus invasores de cera, momificando efectivamente a otros insectos, como escarabajos y demás. Pero lo más llamativo de estas abejas obviamente son sus hogares, preciosas e hipnóticas estructuras espirales que son llamadas también "panales de gestación" en los que se vinculan cientos de cámaras o incubadoras individuales haciendo una continua escalera o torre de abejas bebés nonatas.

La imagen que se muestra, según el investigador Tim Heard, es apenas una capa de esta estructura o  palacio espiral. Un nido completamente desarrollado consiste de 10-20 capas, y cada una es un círculo dentro de una espiral continua. Los científicos utilizan ahora el nombre "nido" para diferenciarlo de "colmena" cuando se trata de estructuras naturales, las colmenas (beehives) suelen ser las fabricados por apicultores.   

En las celdas de estos nidos espirales, las abejas individuales crecen de ser huevecillos a adultos completamente formados en 50 días. Las celdas se construyen mezclando resina de plantas con cera que es secretada de las glándulas abdominales de las abejas. Las abejas obreras vomitan comida en la celda como provisión y luego la reina deja un huevo en ellas. Finalmente, las obreras cierran la celda. Esto ocurre de manera progresiva, de tal forma que, eventualmente, abejas maduras emergen de las células más viejas en el centro de los niveles más bajos del panal. Al nacer, las abejas dejan vacías su celdas, pero rápidamente las obreras empiezan a construir una nueva celda de gestación allí, de tal forma que una sola colonia podría, en teoría, vivir indefinidamente en dicho espacio. 

Lo que los científicos no entienden es por qué se utiliza la forma de una espiral. Se sabe que la guía de construcción es un algoritmo que las abejas conocen de manera innata, no lo tienen que aprender. Pero esto no explica por qué en este caso esta forma espiral, la cual podría ser una mutación azarosa o adaptativa.

Científicos logran invertir el sentido del tiempo

Ciencia

Por: pijamasurf - 01/25/2018

Científicos consiguen manipular la entropía de un sistema para lograr que el tiempo corra en sentido contrario al que estamos habituados a considerar

El tiempo ha sido siempre un enigma para el ser humano, desde que se tuvo conciencia de su transcurso y sus efectos sobre la vida. De Sócrates a Heidegger, de la mesa de un campesino a la plática con un compañero de trabajo, probablemente no exista un ser humano que no haya reflexionado siquiera una vez sobre el problema del tiempo.

La ciencia, en este sentido, no es la excepción, y especialmente a partir del desarrollo de la tecnología que abrió el campo de la llamada física de partículas –esto es, la observación de las partículas subatómicas–, el conocimiento sobre la naturaleza del tiempo ha cambiado radicalmente. A la vasta tradición reflexiva sobre éste se ha sumado, desde hace algunas décadas, la experimentación real con el tiempo, de lo cual ha resultado ahora uno de los hechos más extraordinarios en la historia de la ciencia: la posibilidad de hacer transcurrir el tiempo en sentido contrario, no hacia el futuro, sino hacia el pasado.

Para la física, el enigma del tiempo se ha condensado justamente en esa propiedad: ¿por qué todos los fenómenos físicos suceden exclusivamente en una misma dirección con respecto al tiempo –esto es, hacia adelante? Con la llegada de la física de partículas, se descubrió que a nivel microscópico las leyes de la física podían cumplirse también en retroceso pero, igualmente, siempre una misma dirección. El físico Arthur Eddington llamó a esta cualidad “la flecha del tiempo”, concepto en torno al cual la física elaboró esta pregunta: ¿por qué esa flecha apunta hacia una dirección y no hacia la otra?

Como se explica en el sitio Technology Review del Instituto Tecnológico de Massachusetts, durante muchos años se creyó que dicha dirección preferencial de la flecha del tiempo provenía de la Segunda Ley de la Termodinámica, según la cual la entropía (es decir, el desorden) se incrementa en los sistema cerrados pero es mínima e incluso casi nula en los sistemas abiertos. Por eso, se dice en esta misma explicación, en nuestra vida diaria un huevo revuelto no vuelve espontáneamente a su forma original, y el calor de un objeto se transmite a otro más frío y no al revés.

En el caso del origen y la formación del universo, se da por entendido que al principio todo no era sino un gran, inconmensurable y candente núcleo de masa que al explotar distribuyó su energía uniformemente, si bien no se sabe por qué. Es en buena medida dicha uniformidad la que determinó que el universo (hasta donde se sabe) sea un lugar de entropía reducida y, por ello mismo, que el tiempo transcurra en una sola dirección.

Pero si no fuera así, ¿el sentido del tiempo podría cambiar? ¿En condiciones distintas de entropía el tiempo podría correr hacia atrás o en maneras que no somos capaces de concebir?

Por más que estas preguntas parecen tocar la ciencia ficción, hace unos días un equipo de investigadores que labora en la Universidad Federal ABC, en Brasil, dio a conocer los resultados de un experimento en el que crearon las condiciones de un sistema cerrado, de entropía elevada, en donde ocurre eso que en términos reales consideramos imposible: que el tiempo corra hacia atrás.

El equipo, encabezado por el físico Kaonan Micadei, construyó un sistema subatómico con un átomo de carbono, un átomo de hidrógeno y tres átomos de cloro, que reunidos forman el compuesto comúnmente conocido como cloroformo. Con resonancia magnética nuclear y pulsos radiales, los científicos alinearon los núcleos de los átomos, moviéndolos de tal suerte que surgiera el conocido entrelazamiento cuántico entre ellos, fenómeno que les permitió “escuchar” las señales de radio emitidos por cada uno. 

Paralelamente, como efecto de este proceso, los núcleos de los átomos de carbón y de hidrógeno entraron en contacto termal, lo cual fue indicio de que la energía fluía entre uno y otro. Los científicos, como se aclara en el reporte, usaron esta conexión para controlar la temperatura de ambos núcleos atómicos a través de resonancia magnética.

Y aunque para nosotros, en nuestro nivel de realidad, lo usual es que la energía térmica fluya de lo más caliente a lo más frío, debido al entrelazamiento cuántico creado entre estos átomos se observó justo lo opuesto. En un hecho sin precedentes, los científicos registraron el flujo espontáneo de lo frío hacia lo caliente, un fenómeno que no ocurre en ningún lugar del universo físico conocido. 

Para los científicos, esta observación sobre la “flecha del tiempo” en su expresión termodinámica podría tener consecuencias mayores. De entrada, es posible que a partir de este experimento se entiendan mejor las condiciones iniciales del universo y su origen, así como la formación del tiempo como fenómeno físico.

El reporte completo del experimento puede consultarse en este enlace

 

También en Pijama Surf: Conectividad cósmica: la ciencia de estar juntos estando separados