Podcast CB SyR 325: teorema del área de agujeros negros, inmunidad COVID-19, chorros ultrarrelativistas, BORGs y más noticias

Por Francisco R. Villatoro, el 23 julio, 2021. Categoría(s): Astronomía • Biología • Ciencia • Física • Medicina • Noticias • Physics • Podcast Coffee Break: Señal y Ruido • Recomendación • Science • Virología ✎ 2

He participado en el episodio 325 del podcast Coffee Break: Señal y Ruido [iVooxiTunes], titulado “Ep325: Hubble; New Shepard; Agujero Negro; Inmunidad COVID19; EHT; BORGs», 22 jul 2021. «La tertulia semanal en la que repasamos las últimas noticias de la actualidad científica. En el episodio de hoy: Recuperado el telescopio espacial Hubble; Primer vuelo tripulado del New Shepard; Comprobación del crecimiento del área de los agujeros negros; Duración de la inmunidad a la covid19; Nuevas observaciones del Event Horizon Telescope; Borgs: Una estructura de ADN. Todos los comentarios vertidos durante la tertulia representan únicamente la opinión de quien los hace… y a veces ni eso. CB:SyR es una colaboración del Museo de la Ciencia y el Cosmos de Tenerife con el Área de Investigación y la UC3 del Instituto de Astrofísica de Canarias».

Ir a descargar el episodio 325.

Como muestra el vídeo, Alberto Aparici @CienciaBrujula sustituye a Héctor Socas Navarro @hsocasnavarro (@pcoffeebreak), director del Museo de la Ciencia y el Cosmos de Tenerife; además participan por videoconferencia Sara Robisco Cavite @SaraRC83, Héctor Vives-Arias @DarkSapiens, Gastón Giribet @GastonGiribety Francis Villatoro @emulenews.

Tras la presentación de Alberto, empezamos con las noticias breves: el Telescopio Espacial Hubble ya ha sido reparado y ha obtenido nuevas imágenes (Hubble is back!). Tras las primeras imágenes de prueba, las primeras observaciones se obtuvieron el sábado 17 de julio. La figura muestra las dos imágenes tomadas: ARP-MADORE2115-273, la colisión de dos galaxias a unos 297 millones de años luz (imagen izquierda), y ARP-MADORE0002-503, una galaxia espiral con tres brazos a unos 490 millones de años luz (imagen derecha). Tras 31 años en funcionamiento, HST promete mucho más años de astronomía observacional. Más información en «Hubble Returns to Full Science Observations and Releases New Images,» NASA News, 19 Jul 2021; Paul Rincon, «Hubble space telescope’s function is restored,» BBC News, 19 Jul 2021.

También comentamos en breves el primer vuelo comercial del New Shepard de la empresa Blue Origin. Ha alcanzado el espacio (alcanzó 107.1 km) con cuatro pasajeros, que disfrutaron de unos cuatro minutos de microgravedad. Una cuestión que a me interesa muy poco, pero que nos contó de forma estupenda Daniel Marín, «El primer vuelo tripulado del cohete New Shepard de Blue Origin», Eureka, 21 jul 2021. También recomiendo leer a Ignacio Crespo, «Jeff Bezos y su equipo aterrizan con éxito en el desierto de Nuevo México», Ciencia, La Razón, 20 jul 2021; Javier Salas, «Jeff Bezos alcanza el espacio y culmina con éxito el vuelo con tripulantes de la nave de Blue Origin,» El País, 20 jul 2021.

El teorema del área de agujeros negros de Hawking (1971) afirma que en la colisión de dos agujeros negros, hay un límite máximo a la cantiadd de ondas gravitacionales emitidas, dado por la condición de que el área total del horizonte de sucesos no puede decrecer (S. W. Hawking, «Gravitational Radiation from Colliding Black Holes,» Phys. Rev. Lett. 26: 1344 (1971), doi: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.26.1344). Tras la primera observación directa de una onda gravitacional (GW150914) se han publicado varios artículos que confirman este teorema, pero solo hasta una sigma de confianza estadística. Se publica en Physical Review Letters un artículo que logra alcanzar dos sigmas: Maximiliano Isi, Will M. Farr, …, Saul A. Teukolsky, «Testing the Black-Hole Area Law with GW150914,» Phys. Rev. Lett. 127: 011103 (01 Jul 2021), doi: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.127.011103, arXiv:2012.04486 [gr-qc] (08 Dec 2020); más información divulgativa en Matteo Rini, «Black Hole Area Law Tested,» Physics 14: s87 (01 Jul 2021) [web].

El teorema de Hawking afirma que ΔA/A0 = (AfA0)/A0 > 0. La clave para verificarlo es estimar, a partir de la onda gravitacional observada, el área total de los horizontes «antes» y «después» de la fusión de los agujeros negros. Para ello, en la onda gravitacional, hay que separar las fases llamadas inspiraling («antes») y la posterior ringdown («después»). Hacerlo parece fácil, pero los métodos más sencillos, aplicados al teorema solo logran alcanzar una sigma de significación estadística. En este nuevo trabajo se han usado un análisis bayesiano para ajustar la señal observada a la señal teórica teniendo en cuenta un sobretono (overtune) no observable, o no teniéndolo en cuenta; así se ha logrado alcanzar las dos sigmas en el teorema. Cuando se tiene en cuenta el sobretono se obtiene ΔA/A0 = 0.52+0.71−0.47 al 90 % C.L., que coincide con el teorema con una probabilidad del 97 % (un poco más de dos sigmas). Pero cuando no se tiene en cuenta el sobretono se estima ΔA/A0 = 0.60+0.82−0.60 al 90 % C.L., que coincide con el teorema con una probabilidad del 95 %. En ambos casos se alcanzan las dos sigmas. Futuras ondas gravitacionales permitirán ir más allá.

El Event Horizon Telescope (EHT) observa el chorro del agujero negro supermasivo de la galaxia Centaurus A (situada a unos 12 millones de años luz). El EHT observó el la sombra del agujero negro supermasivo M87*, que se ha comparado con la nueva imagen. Por desgracia, el EHT no puede observar la sombra de Cen A*, a pesar de estar muy cerca es demasiado pequeño (recuerda, los agujeros negros son los objetos astrofísicos de menor tamaño para su masa).

Nos cuenta Gastón que la imagen observada apunta a que el chorro relativista es hueco y que las dos imágenes que se observan corresponden a la predicción de la teoría de Blandford y Znajek (R. D. Blandford, R. L. Znajek, «Electromagnetic extraction of energy from Kerr black holes,» Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS) 179: 433-456 (1977), doi: https://doi.org/10.1093/mnras/179.3.433). Esta confirmación es muy interesante, ya que apunta a una universalidad en la física de los chorros relativistas de los agujeros negros.

El artículo es The Event Horizon Telescope Collaboration, «Event Horizon Telescope observations of the jet launching and collimation in Centaurus A,» Nature Astronomy (19 Jul 2021), doi: https://doi.org/10.1038/s41550-021-01417-w; más información divulgativa en Denise C. Gabuzda, «Peering into the heart of an active galaxy,» Nature Astronomy (19 Jul 2021), doi: https://doi.org/10.1038/s41550-021-01420-1; Camille M. Carlisle, «Event Horizon Telescope reveals curious jet structure from black hole,» Sky & Telescope, 19 Jul 2021; Maria Temming, «The latest picture of a black hole captures Centaurus A’s massive jets,» Science News, 19 Jul 2021; Phil Plait, «A deep look at a nearby galaxy black hole reveals the launching point of intergalactic jets,» Bad Astronomy, 19 Jul 2021.

Y pasamos a la noticia viral en biología, los BORGs, secuencias genes localizados fuera del cromosoma y relacionados con el metabolismo del metano. Los borg son personajes de la galaxia de Star Trek que viven en el Cuadrante Delta. El nombre «Borg» es una contracción de cíborg: una combinación de organismo biológico con partes cibernéticas (robóticas); el prefijo ci- viene de cibernético y -b-org viene de organismo biológico (cyborg = cybernetic biological organism). En Star Trek, los borgs son cíborgs alienígenas (una pseudoespecie humanoide cibernética) cuyas mentes están conectadas a una mente colectiva, controlada por la Reina Borg; todo lo que piensa un borg lo comparte con todos los borg de la colmena. El objetivo de los borg es asimilar (transformar seres vivos a borg) para «mejorar la calidad de la vida en el universo» y alcanzar su propia perfección incorporando características de las especies asimiladas; inyectan nanosondas que transforman partes de su cuerpo en partes mecánicas o sintéticas.

El artículo lo firma una premio Nobel, Doudna, aunque la investigadora principal es Jillian Banfield y casi todos sus coautores están afiliados a la Univ. California, Berkeley, EEUU. El anuncio del preprint por Jililan Banfield en Twitter ha generado un gran revuelo, pues es una obra maestra del marketing científico; empezando por el nombre tan trekkie elegido para las nuevas secuencias. Dice Banfield que han descubierto «extrañas entidades extranjeras, ni vivas ni muertas, que asimilas y comparten genes importantes; una caja de herramientas biológica que algún día se podría aprovechar en biotecnología, como ya se hizo con las herramientas CRISPR. ¿No serán virus? ¿No serán megaplásmidos? ¿No serán mini-cromosomas? No… los borgs son únicos…» Unas frases que han causado un enorme revuelo en redes sociales. Aunque en mi opinión, hay más humo que ciencia.

El grupo de Banfield está intentando secuenciar genomas completos mediante herramientas bioinformáticas a partir de análisis metagenómicos de muestras; en estos análisis se identifican secuencias de ADN muy cortas (entre 120 y 250 nucleótidos) con el objetivo de encontrar ARN ribosómica 16S (rRNA 16S) que permiten determinar la filogenia de los organismos en una muestra (en este artículo se analizan sedimentos de un acuífero en Rifle, Colorado, EEUU). Esta técnica no está pensada para la reconstrucción de genomas completos y sin una referencia (que no se tiene cuando se trata de identificar nuevas arqueas y procariotas en la muestra) la reconstrucción puede estar muy alejada de la realidad. Varios expertos han expresado en redes sociales sus dudas sobre el nuevo trabajo con, entre otros, este argumento. Hasta que no se cultiven estas arqueas y se verifique que requieren de los borgs en su metabolismo, repito, todo esto es sensacionalismo científico.

El artículo es Basem Al-Shayeb, …, Jennifer A. Doudna, Jillian F. Banfield, «Borgs are giant extrachromosomal elements with the potential to augment methane oxidation,» bioRxiv preprint 451761 (10 Jul 2021), doi: https://doi.org/10.1101/2021.07.10.451761; Amber Dance, «Massive DNA ‘Borg’ structures perplex scientists,» Nature (16 Jul 2021), doi: https://doi.org/10.1038/d41586-021-01947-3.

La inmunidad contra el SARS-CoV-2 se mantiene 11 meses después de la infección gracias a los linfocitos B de memoria. Se publica en Nature un estudio del suero de 77 pacientes tomado un mes tras el inicio de los síntomas (la mayoría de los pacientes experimentó una COVID-19 leve); se tomaron muestras de forma continua cada tres meses (salvo de 12 cuando recibieron su primera dosis de una vacuna).  Los niveles de anticuerpos IgG (inmunidad humoral) decaen con el tiempo; en los primeros cuatro meses decaen rápido y hasta los ochos meses decaen más lento, pero tras 11 meses siguen siendo detectables. También se realizaron biopsias de médula ósea roja de 18 pacientes, la primera entre 7 y 8 meses y la segunda cuatro meses después; en estas biopsias se estudiaron los linfocitos B (inmunidad celular) usando citometría de flujo (en concreto, ELISpot). Se observó una robusta memoria inmunitaria en los linficots B prácticamente constante en ambas biopsias.

Que la inmunidad tras pasar la COVID-19 sea de larga duración es una muy buena noticia. En principio, para las vacunas también se espera (aunque aún no está demostrado). Hay que recordar que en el suero de pacientes de SARS-CoV-1 se encontraron anticuerpos neutralizantes tras 17 años desde la infección (Danielle E. Anderson, Chee Wah Tan, …, Lin-Fa Wang, «Lack of cross-neutralization by SARS patient sera towards SARS-CoV-2,» Emerging Microbes & Infections 9: 900-902 (20 Apr 2020), doi: https://doi.org/10.1080/22221751.2020.1761267). En principio, por la similitud entre ambos sarbecovirus, sería de esperar que la memoria inmunitaria sea similar en ambos (pero hasta dentro de 15 años no lo sabremos con seguridad, por razones obvias).

El nuevo artículo es Jackson S. Turner, Wooseob Kim, …, Ali H. Ellebedy, «SARS-CoV-2 infection induces long-lived bone marrow plasma cells in humans,» Nature 595: 421-425 (24 May 2021), doi: https://doi.org/10.1038/s41586-021-03647-4; más información divulgativa en Ewen Callaway, «Had COVID? You’ll probably make antibodies for a lifetime,» Nature (26 May 2021), doi: https://doi.org/10.1038/d41586-021-01442-9; Andreas Radbruch, Hyun-Dong Chang, «A long-term perspective on immunity to COVID,» Nature 595: 359-360 (14 Jun 2021), doi: https://doi.org/10.1038/d41586-021-01557-z.

Y llegamos a señales de los oyentes. Pregunta Cristina Hernan: «Para hacer viajes a la Luna ¿no sería más rentable un remolcador nuclear en órbita, subir con una cápsula y usar un cohete menor para hacer los desplazamientos? Como se ha propuesto para la Plataforma Orbital Lunar Gateway». Contesta Héctor que así es y comenta algunos detalles de la futura Gateway y, junto a Alberto, del programa lunar chino. 

Pregunta Daniel Caballero: «¿Cómo con ondas gravitacionales son capaces de calcular la masa de un agujero negro?» Alberto contesta que se usa un modelo (un patrón calculado con relatividad numérica).

Pregunta (no apunté quién): «¿Podría existir una onda gravitacional estacionaria? ¿Podría detectarse?» Contesta Alberto que se requiere «encajonar» la onda. Contesto que se puede hacer a escala cósmica (con las ondas gravitacionales cósmicas). Pero que con las ondas generadas por objetos astrofísicos es imposible confinarlas. 

Pregunta jt8d: «¿Qué longitud de onda tenían los fotones que forman ahora la radiación de fondo de microondas en el momento del desacople, es decir, a los 380 mil años desde el Big Bang?» Contestamos que entonces el plasma tenía una temperatura de unos 3000 K, así que la longitud de onda sigue una ley de cuerpo negro para un objeto con dicha temperatura; aplicando la ley de Wien, longitud de onda (nanómetros) ≈ 3 000 000/ temperatura (Kelvin), se obtiene 1000 nm, que está en el infrarrojo cercano.

Pregunta Cristina Hern: «Las fluctuaciones del vacío cerca de una partícula real ¿le pueden afectar a como está sintiendo el tiempo? Al haber fluctuaciones de energía y esta afectar al estado del espacio-tiempo». Contesta Alberto que promedian a cero (por definición de fluctuaciones de punto cero), luego no afecta. Contesto más o menos lo mismo, pero con otras palabras. 

¡Qué disfrutes del podcast!



2 Comentarios

  1. Sinceramente, no opinen sobre impuestos porque repiten cosas que son absolutamente falsas. No opinen de economía, son absolutamente ignorantes.

  2. Facundo, ojo con el tono. Esta bien dar una critica, pero siempre hacerlo de la forma constructiva, algunos de los miembros del blog se podrian molestar; recuerda la paradoja de la tolerancia, La idea de la “intolerancia absoluta” es ligeramente pesimista lleva a una sociedad donde no es posible que las personas se rediman y llegan a ser mejores o más cooperativos, la estrategia “tolerancia absoluta” lleva a una sociedad donde los aprovechados prosperan durante un tiempo hasta que empiezan a competir entre ellos y todo se desmorona (un poco como ciertas cosas que pasaron en la burbuja especulativa anterior a la crisis de 2008). Esta es sólo una breve respuesta, pero recomendaría leer el libro de Nowak, supercooperadores, que hace una descripción mas detallada. Feliz dia a todos los amantes de la ciencia.

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