Los seres humanos han hecho una cantidad asombrosa de progreso científico y tecnológico durante el siglo pasado. Hemos creado una tecnología que ha transformado nuestra sociedad; Los avances científicos nos han ayudado a responder preguntas fundamentales sobre quiénes somos y el mundo en que vivimos. Y, sin embargo, los misterios persisten.
¿Por qué nos vemos obligados a dormir cada noche? ¿Por qué todavía no somos capaces de "ver" la materia oscura? ¿Y dónde diablos están todos los alienígenas?
Las personas han debatido preguntas como estas durante décadas, a veces siglos. Afortunadamente, nuestra inquebrantable voluntad de descubrir los misterios del mundo nos ha acercado más que nunca a algunas respuestas. Aquí hay tres misterios que aún mantienen a los científicos despiertos durante la noche, y qué tan cerca están de resolverlos.
1.¿Por que tenemos que dormir?
¿Por qué nos vemos obligados a dormir cada noche? ¿Por qué todavía no somos capaces de "ver" la materia oscura? ¿Y dónde diablos están todos los alienígenas?
Las personas han debatido preguntas como estas durante décadas, a veces siglos. Afortunadamente, nuestra inquebrantable voluntad de descubrir los misterios del mundo nos ha acercado más que nunca a algunas respuestas. Aquí hay tres misterios que aún mantienen a los científicos despiertos durante la noche, y qué tan cerca están de resolverlos.
1.¿Por que tenemos que dormir?
Esto puede parecer una pregunta directa, pero la respuesta es mucho más compleja de lo que piensas. Ha habido innumerables intentos por encontrar una razón definitiva por la cual los humanos necesitan dormir todas las noches, pero los científicos aún no pueden ofrecer una respuesta única y definitiva.
Los hallazgos en la ciencia del sueño han arrojado algo de luz sobre las complejidades de las etapas del sueño y la actividad cerebral, pero en última instancia, simplemente han ofrecido piezas a un rompecabezas cada vez mayor e incompleto. No ayuda que no tengamos mucho con qué compararnos, ya que los patrones de sueño y la actividad cerebral en otros animales a menudo se desvían significativamente de los humanos, lo que confunde aún más nuestra comprensión del sueño.
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Jerry Siegel, profesor de psiquiatría del Semel Institute of Neuroscience and Human Behavior de UCLA, ha estado estudiando los hábitos de sueño de los animales para comprender por qué los humanos necesitan entrar en un estado de hibernación todas las noches.
“Nuestra comprensión y orientación [del sueño] es diferente a la de cualquier otro animal porque la mayoría de nosotros nos gustaría estar despiertos las 24 horas del día. Pero en el mundo natural, los animales que usan mucha energía no van a sobrevivir ", dice Siegel al Futurismo. La naturaleza valora la inactividad; por ejemplo, la hibernación invernal permite que ciertos animales se recuperen y almacenen energía cuando no es necesaria. "En todas las especies, el ahorro de energía es el principal impulso evolutivo para el sueño", explica Siegel. Los elefantes africanos, por ejemplo, solo duermen dos horas al día en la naturaleza, probablemente porque necesitan el resto de ese tiempo para alimentarse a fin de darles a sus cuerpos grandes suficiente energía para funcionar.
La teoría del ahorro de energía es una de las muchas que los científicos usan para explicar por qué dormimos. A medida que los científicos han creado herramientas que pueden rastrear la actividad cerebral durante el sueño, se han acercado a terminar el rompecabezas y descubrir todos los misterios del sueño.
Por ejemplo, el cerebro tiene mecanismos que le permiten purgarse de información innecesaria durante el sueño. "Dormir es el precio que pagamos por aprender", Giulio Tononi, profesor de psiquiatría de la Universidad de Wisconsin-Madison, le dice a New Scientist. Tononi y su equipo realizaron experimentos en ratones dormidos y encontraron que, después del sueño, las sinapsis eran significativamente más pequeñas que las anteriores al sueño.
El equipo de Tononi concluyó que el cerebro debe permitir que esta actividad disminuya para solidificar la información que recopiló mientras estaba despierto. El cerebro es bombardeado con información durante el día y lo refuerza con fuertes conexiones neuronales. Para mezclar la nueva información con toda la información existente, esas conexiones deben debilitarse para "absorberla". En otras palabras, el sueño le permite al cerebro hacer que la nueva información sea lo suficientemente flexible como para encajar con todo lo viejo.
Si bien esta teoría describe con elegancia el proceso del cerebro para hacer que la información se adhiera durante el sueño, Tononi y otros neurocientíficos aún tienen que demostrar que el sueño es realmente necesario para que esto suceda.
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Para comprender completamente el sueño, los científicos del sueño necesitan una mejor idea de los procesos neurobiológicos del cerebro durante los ciclos de vigilia y sueño. Por ejemplo, ¿cómo es posible que algunos de nosotros podamos dormir en ambientes extremadamente ruidosos, y algunos de nosotros no podemos? Una vez que podamos medir exactamente cuán despierto o dormido está el cerebro humano, nos llevará aún más lejos a saber todo lo que hay que saber sobre el sueño.
Pero una cosa ha quedado clara como siempre: sin dormir, estamos mucho peor. "Sabemos que, si estás privado de sueño, tienes lapsos de atención que en realidad están relacionados con las intrusiones en el sueño", dice Siegel. No dormir lo suficiente afecta directamente la atención que puede prestar al mundo que lo rodea. "Ciertamente, cuando estás conduciendo, perder el estado de alerta solo por dos segundos puede ser letal".
2. ¿Qué es la materia oscura y por qué no podemos verla?
No sabemos cómo se ve. No podemos verlo. Pero constituye más del 26 por ciento de la materia en el universo conocido. Dado que el astrónomo holandés Jacobus Kapteyn hipotetizó su existencia en 1922, hemos llegado a saber que existe debido a la forma en que interactúa con la materia que podemos observar, pero la materia oscura todavía es misteriosamente invisible para nosotros.
La mayor parte de la materia que es visible para nosotros está hecha de neutrones, protones y electrones. Pero la materia oscura no se adhiere a estas clasificaciones. Está formado por diferentes tipos de partículas que aún no hemos podido categorizar y que interactúan con la luz y la materia de una manera completamente diferente. La materia oscura no absorbe, refleja o emite luz. Pero su influencia gravitatoria dobla la luz cuando pasa cerca, ese tipo de observación es cómo los científicos saben que la materia oscura existe.
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Los investigadores han estado estudiando este fenómeno, tratando de desentrañar sus misterios, casi desde su inicio. Más recientemente, el Gran Colisionador de Hadrones en el Consejo Europeo para la Investigación Nuclear (CERN, por sus siglas en inglés) nos ha acercado más a hacerlo. Los investigadores están trabajando para identificar el material invisible acelerando pequeñas partículas y luego estudiando la energía y el impulso involucrados en sus movimientos. Cuando chocan a altas velocidades.
Estudios recientes sugieren que los detectores de ondas gravitacionales podrían permitirnos "ver" la materia oscura por primera vez. Pero la verdad del asunto (por así decirlo) es que todavía estamos muy en la oscuridad sobre una de las entidades más abundantes en nuestro universo.
3. ¿Cómo se creó el universo?
Nos estamos acercando cada vez más a juntar los primeros momentos del universo, pero su verdadero origen sigue siendo un misterio. "Todas las teorías o modelos de" creación "son increíblemente especulativos en este momento", dice el futurista Paul Sutter, astrofísico de la Universidad Estatal de Ohio y científico jefe del Centro de Ciencia e Industria.
Quizás la teoría más conocida sobre el comienzo del universo es la teoría del Big Bang, en la cual el universo se expandió desde una singularidad extremadamente caliente y densa hace unos 13.8 mil millones de años. Pero las personas no entienden si piensan que la materia simplemente explotó de la nada, dice Sutter. “El Big Bang sucedió en todas partes en el universo simultáneamente; no es una explosión en el espacio sino una explosión de espacio ”. Sin embargo, el proceso exacto de lo que causó esto (y por supuesto, lo que había antes) sigue siendo desconocido.
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"Cuanto antes entramos en la historia del universo, menos entendemos", dice Sutter. Si bien hemos vislumbrado brevemente el universo cuando tenía solo 300,000 años de antigüedad, los científicos todavía están especulando sobre las fuerzas extremas en juego durante los primeros momentos del universo.
Como todos los buenos misterios, una pregunta que parece simple produce más preguntas que deben resolverse antes de que podamos encontrar la respuesta a la pregunta inicial. "Se nos impide conocer los primeros momentos (como, menos de 10 ^ -40 segundos) porque no comprendemos completamente los aspectos cuánticos de la gravedad", dice Sutter.
Para este fin, para entender completamente la creación de nuestro universo, necesitaremos tener un entendimiento completo de las leyes de la física que gobiernan la materia y la antimateria. Esto es un poco problemático, ya que el CERN confirmó recientemente que es posible que el Modelo estándar de la física de partículas tenga que ser superado, ya que no tiene en cuenta la mayoría de la materia que produjo el Big Bang.
Una vez que hayamos comprendido completamente la naturaleza de la antimateria y cómo interactúa con la materia, no tendremos una respuesta final al origen del universo, pero nos acercaremos mucho más a la comprensión de cómo llegó a ser.
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