La Singularidad Desnuda

Un universo impredecible de pensamientos y cavilaciones sobre ciencia, tecnología y otros conundros

Posibilidades de vida en nubes de polvo interestelar

Posted by Carlos en agosto 22, 2007

Hace un par de días surgió a raíz de la discusión sobre la paradoja de Fermi la cuestión de formas de vida basadas en nubes de polvo interestelar. Se trata de una posibilidad que ha sido más o menos frecuente en el mundo de la ciencia-ficción, y cuya primera mención puede ser la obra de 1957 del astrónomo Fred Hoyle titulada “The Black Cloud”. Aunque en formato de ficción, quizás había cierta carga de especulación, llamémosla seria, por parte de Hoyle en relación a formas de vida de dicho tipo. Una aproximación un tanto más formal fue la que el físico Freeman Dyson abordó en un trabajo titulado

publicado en 1979 en Reviews of Modern Physics (disponible aquí en versión texto puro). Dyson analizaba la posibilidad de vida en el futuro lejano en un universo abierto (como el nuestro, aunque no tengo claro si la premisa de una expansión acelerada es compatible con su análisis), y llegaba a algunas sorprendentes conclusiones, como la posibilidad de experimentar un tiempo subjetivo infinito, durante el que se podrían realizar comunicaciones sin límite, usando una cantidad finita de energía. Las formas de vida que Dyson imaginó alternaban periodos de actividad e hibernación, e irían ralentizando sus relojes internos cada vez más. En palabras de Dyson:

Si sucediera por ejemplo que la materia fuera en última instancia estable frente al colapso en agujeros negros sólo cuando estuviera dividida en granos de polvo de unos micrones de diámetro, entonces la encarnación preferente de la vida sería algo como la nube negra de Hoyle, un gran ensamblado de granos de polvo que portarían cargas positivas y negativas, y que se comunicaría consigo mismo mediante fuerzas electromagnéticas.

Dyson aclaraba que no teníamos de momento forma de saber como un organismo de tales características podría mantener el estado de equilibrio dinámico que caracteriza a la vida. Quizás arroje algo de luz un reciente (recientísimo de hecho, ya que fue publicado hace alrededor de una semana) trabajo de V.N. Tsytovich y colaboradores, de la Academia Rusa de Ciencias, el Instituto Max Planck para la Física Extraterrestre, y de la Universidad de Sydney, titulado:

publicado en el New Journal of Physics. En la introducción (muy recomendable) de este trabajo Tsytovich et al. analizan los requisitos necesarios para considerar la presencia de vida (autonomía, evolución abierta, auto-organización, metabolismo, …), para luego plantear el caso de nubes de polvo inmersos en flujos de plasma. Estos últimos son la “fuente de alimentación”, y su presencia causa efectos un tanto sorprendentes en la nube de polvo. De acuerdo con la función de potencial derivada por los autores, un conjunto de granos de polvo con simetría esférica resulta en una estructura estable, un poli-cristal de plasma de forma esférica.

Lo más interesante es que cualquier asimetría hace que el sistema tienda hacia una estructura cilíndrica que da lugar a dobles hélices similares a las del ADN. Estas estructuras no sólo son estables, sino que la relación entre el diámetro de la hélice y su ángulo de torsión tiene bifurcaciones, lo que resulta en cambios abruptos de silueta que pueden servir como el análogo de “marcas de memoria”. Más aún, y aquí viene lo más sorprendente, estas estructuras helicoidales se pueden “reproducir” gracias a la presencia de vórtices de polvo en el plasma. La presencia de las marcas de memoria origina células de convención simétricas a cada lado del mismo. Si una hélice sin marcas se aproxima a estos vórtices se crean bifurcaciones en esta segunda estructura que resultan en la transferencia de información de la primera hélice a la segunda, tal como se muestra en la figura inferior (figura 5 en el artículo de los autores):

Figure 5 - Tsytovich et al., New J. Phys. 9 (2007) 263
Credit: Tsynovitch et al., New J. Phys. 9 (2007) 263

Aunque los autores no exploran en detalle esta circunstancia, aparentemente este tipo de replicación es potencialmente una clonación imperfecta, lo que abre la puerta a evolución. De hecho, sí comentan que puede producirse competición por la “comida” (los flujos de plasma), lo que resultará en la más rápida reproducción de las hélices más eficientes.

El trabajo es sumamente interesante, aunque hay que reseñar en cualquier caso que todo se basa en simulaciones por ordenador. La predicción está ahí en cualquier caso, para ser verificada o rebatida por la observación experimental. El tiempo dará o quitará razones, como pasa siempre en ciencia.

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16 comentarios to “Posibilidades de vida en nubes de polvo interestelar”

  1. […] https://singularidad.wordpress.com/2007/08/22/posibilidades-de-vida-en-nubes-de-polvo-interestelar/ […]

  2. panta said

    Para mí hay una primera – y gran – dificultad : ¿hay premisas claras de lo que podemos definir como vida?
    Por otro lado ¿Hay condiciones aunque sea mínimas exigibles : replicabilidad y capacidad de mutar …?
    Por cierto, Estos nube-bichitos electromagnéticos me han recordado al ‘invencible’ de S.Lem.
    Saludos.

  3. Carlos said

    No es fácil, y en cualquier definición puede haber casos fronterizos que sean problemáticos. Aquella antigua definición de “Los seres vivos nacen, crecen, se reproducen y mueren” no estaba del todo mal, pero de acuerdo con la misma -e incluso añadiendo la condición adicional de consumir energía- el fuego sería un ser vivo. La auto-organización, el desarrollo, el metabolismo y la replicación imperfecta parecen en cualquier caso características esenciales. Saludos.

  4. Un link que quizás sea interesante.

    http://www.astroseti.org/noticia_2930_el_polvo_espacial_autoorganizante_podria_ser_precursor_vida.htm

  5. […] cejas móviles, peinado mod y fina ironía británica. Pues este interesante post publicado en La Singularidad Desnuda nos habla de otras posibles formas de vida menos […]

  6. Pedro J. said

    “Dyson analizaba la posibilidad de vida en el futuro lejano en un universo abierto (como el nuestro, aunque no tengo claro si la premisa de una expansión acelerada es compatible con su análisis)”

    El siguiente artículo en The New York Times
    http://www.phys.cwru.edu/~krauss/01ENDrev.html
    rehicieron los cálculos de Dyson para un universo con constante cosmológica
    L. M. Krauss and G. D. Starkman, Life, the universe, and nothing: life and death in an ever-expanding universe
    http://xxx.lanl.gov/abs/astro-ph/9902189
    que es bastante pesimista con respecto a las conclusiones de Dyson.
    Sin embargo
    Katherine Freese and William Kinney, The ultimate fate of life in an accelerating universe, available at http://www.arxiv.org/abs/astro-ph/0205279
    afirman que sin la expansión acelerada no es debido a una constante cosmológica sino a un campo escalar, hay una manera de salvar ciertas dificultades, pero no todas: por ejemplo no encuentran una manera de almacenar memoria indefinidamente.
    El único modelo que realmente parece solventar todas las dificultades es el de Tipler y Barrow en un universo con Big Crunch. Aunque no sea lo mas natural, podría ocurrir que aún un universo que está acelerando hoy en día pudiese todavía terminar en un Big Crunch, con lo que por el momento Dyson tiene razón en el artículo del New York Times. El futuro sigue abierto.

    saludos

  7. Andrés said

    Hola. Al margen del interesante artículo, tan sólo quería felicitarte por el blog. Me encantan, en general, todos los posts y quiero darte ánimos para que sigas escribiendo. Es genial que alguien por fin encauce Internet para potenciar las cualidades que creo que son inherentes a la Humanidad. Uno de los sitios más interesantes que he visitado y que seguiré visitando regularmente. Felicidades y gracias.

  8. Carlos said

    Gracias por las referencias Pedro J. Es interesante el artículo de Freese y Kinney. Supongo que por la misma razón que la expansión acelerada limita la memoria (el material adicional se pierde tras el horizonte), eventualmente debería darse el caso de que cada individuo esté aislado en el Universo. En ese caso no habría posibilidad de comunicación con otro ser, ni observación de ningún objeto, y posiblemente entonces el ser entre en ciclos de memoria, repitiendo estados pasados. Visto así, el Big Crunch a-la-Tipler parece preferible 😉 . Saludos.

  9. Carlos said

    Gracias a ti Andrés. Un saludo.

  10. JuanPablo said

    hola carlos, excelente post!

    tendría que leer en detalle el artículo, pero tu entrada me recordó el razonamiento de Schroedinger (en “qué es la vida?”), según el cual la información para poder replicarse debía estar codificada de alguna manera simétrica, pero no tanto como para que los pequeños errores de copiado la volvieran ilegible. A partir de ahí, y en forma más o menos independiente, distintos físicos llegaron a la idea de la hélice (Pauling, Wilkins & co., Crick,…), y de ahí a la estructura del adn.

  11. Carlos said

    Gracias Juan Pablo. Coincido con lo que comentas. Desde el punto de vista evolutivo, la posibilidad de que se produzcan errores durante la replicación, y que estos puedan ser a su vez transmitidos es fundamental para que se pueda explorar el paisaje de adaptaciones. Debe alcanzarse entonces un equilibrio entre la fiabilidad del mecanismo de replicación, y la robustez de las estructuras. Saludos.

  12. […] Posibilidades de vida en nubes de polvo estelar. Emocionante. […]

  13. […] siempre la cuestión de qué es lo que se entiende por vida. Ese es el caso de por ejemplo las estructuras autorreplicantes que se han teorizado en simulaciones de nubes de polvo interestelar: de existir realmente, ¿deberían ser consideradas como vivas? En este caso concreto los autores […]

  14. […] Posibilidades de vida en nubes de polvo estelar. Emocionante. […]

  15. […] cálcico? Quién sabe. La cuestión es en cualquier caso apasionante, y engarza con algunas discusiones que tuvimos hace tiempo sobre formas de vida fundamentalmente diferentes a la bioquímica […]

  16. […] Las últimas imágenes recibidas de la sonda espacial Phoenix Mars Lander refuerzan la teoría de que bajo la superficie marciana hay hielo que será analizado los próximos días en busca de evidencias de compuestos orgánicos precursores de la vida. Los cohetes de la nave habrían sido los “culpables” de encontrar un trozo de 90 centímetros debajo de la zona de aterrizaje de la sonda, al desplazar la zona de polvo que la cubría. […]

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