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Una familia
metódica
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| Francisco Gabilondo Soler | |||||||||||||
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Por aquel tiempo Cri-Crí conoció a la familia Romesgánchez
o Ranchosgómez (Cri-Crí tiene el defecto de equivocar apellidos). Recuerda que era gente muy metódica. A las siete: el padre al trabajo; a las ocho: los niños al colegio. La madre se quedaba en casa laborando bajo un horario riguroso. Para visitarlos era preciso saber a qué hora recibían, so pena de interferir en el puntual programa de los Ranchasguínez. Los metódicos casi siempre prosperan; esta familia, no. A pesar de su excelente distribución del tiempo, estaban más cerca de la pobreza que de la holgura.
Cierta noche que Cri-Crí visitaba a los Guemesronchas, cuando sólo le quedaban seis minutos y veinte segundos para despedirse a gusto de los de la casa, tuvo la torpe ocurrencia de aconsejarles la compra de un billete de lotería para tentar a la suerte. El señor Rinchesgrandes enrojeció de cólera. ¿Arriesgar su escaso dinero en algo tan vago, remoto, problemático y fuera de método? Cri-Crí balbuceó que se perdería poca cosa, y como excusa, aseguró haber visto un billete: el 12345 (o sea uno, dos, tres, cuatro, cinco) exactamente a las seis y siete del octavo día de ese noveno mes; billete en venta en la cigarrería del señor Diez. Tanto por quedarle ya sólo medio minuto de visita como por no alterar más al indignado Chinchesromas, Cri-Crí se despidió apresuradamente. Pero quizá esa extraña sucesión de cifras progresivas haya impresionado a la familia Ronchisguantes; el caso es que a la mañana siguiente el billete fue vendido a primera hora.
Varios días después los diarios locales y foráneos soltaron el notición: el gran premio internacional de muchos millones había tocado al billete en poder de la familia Granjasrollos. Con esa debilidad suya de confundir apellidos, Cri-Crí se preguntó si después de todo le habrían hecho caso y, para cerciorarse, se dirigió a la humilde casa de los Gimesrunches. De la familia no quedaba rastro; un par de desconocidos vaciaban la casa de triques, trastos y trapos que eran comprados casi en nada por el Tlacuache o Zarigüeya, mamífero que lleva consigo un saco natural, como los canguros.
Más equivocaciones de Cri-Crí
Con la fabulosa riqueza adquirida, la familia Churrisbrantes quedó muy por arriba de Cri-Crí. Tentado estuvo éste de hacerles una visita para felicitarlos por su buena suerte, pero ignorando el nuevo horario de recibimiento, se abstuvo de ello, limitándose a seguirlos en los periódicos. Porque los diarios y las revistas reproducían sus retratos en todas las ediciones cotidianas y semanales, sin dejar de fotografiarlos desde todos los ángulos posibles.
Pareció que al fin se hacía justicia al espíritu metódico de los Gorrisnucas. Fue fácil enterarse de que a las nueve en punto de la mañana se desayunaban en la terraza de su castillo. Entre las diez y las doce recibían en otro palacio a personas notables (cinco minutos para cada celebridad). A mediodía, cuando el Sol tocaba exactamente el meridiano, chapoteaban descalzos en su extensa playa privada. A las dos de la tarde presidían un banquete de 200 cubiertos; si por torpeza de las cocineras hubiera que comer a las tres, los comensales eran 300. A las cinco de la tarde, en trasatlántico propio, daban un paseo de seis millas debidamente registradas en los aparatos de a bordo. A las ocho se dirigían en tranvía particular a un cinematógrafo reservado para ellos y sus amigos, en donde cada noche se proyectaba la misma cinta: una historia del Oeste americano en la que un vaquero heroico triunfa de los villanos gracias a su magnífico par de relojes.
La pautada regularidad de los acaudalados Torresmochas admiró a la sociedad entera. Se puso en boga la puntualidad, cosa desconocida desde los tiempos de María Castaña, y la ciudad adquirió un ritmo exacto, riguroso. Hasta los incendios y los choques tuvieron que suceder a horas fijas. Los bohemios, los abogados y todos aquellos afectos a hacerse esperar fueron considerados enemigos públicos. Cri-Crí mismo, que tampoco se mata por llegar temprano, se vio amenazado por la intransigencia horaria. “¡Nos estamos volviendo más británicos que los ingleses!” exclamó, y sacó pasaporte para dirigirse a Jauja, a Ronconia. ¡Adonde fuera! Cri-Crí se marchó lo más lejos posible, hasta la estepa rusa, donde es fama que hay lobos que muerden las pantorrillas, pero sin cuidarse de la hora.
Final inesperado
Después de algún tiempo, Cri-Crí retornó a sus lares. No fue dichoso en sitios lejanos. “¡Sea!” dijo suspirando. “Me someteré a vivir por el reloj; acataré ser puntual y mecánico”. Así lo encontramos de regreso a aquella ciudad. En cuanto salía de la estación central presenció un accidente espeluznante: un salvaje ciclista atropelló a un ómnibus repleto de pasajeros gordos. El ciclista se alejaba indiferente al daño hecho. Cri-Crí se lanzó al teléfono más próximo para llamar a un hospital. Pero transcurrió una hora, dos horas, tres, medio día. Los auxilios no llegaban. Cri-Crí volvió a telefonear al hospital. “Ya salió la ambulancia”, se le contestó con un bostezo. Mucho después, cuando se escuchó la sirena, fue innecesaria la llegada de la ambulancia: ¡los heridos ya habían sanado! “¿Qué sucede aquí con la puntualidad?”, se preguntó Cri-Crí inquieto. Y, poco a poco, fue notando un cambio enorme en las costumbres: los relojes públicos habían sido apedreados; los despertadores yacían en las calles hechos añicos; los espectáculos comenzaban cuando se le daba la gana al empresario; las tiendas abrían tarde sus puertas, si es que llegaban a abrirlas.
¿A qué se debió ese cambio tan enorme? Pues, mientras duraron los millones de los Brincasgomas, su espíritu metódico siguió inspirando a la comunidad; mas llegó un día aciago en que no hubo ni un céntimo para sostener castillo, palacios, trasatlántico, banquetes, tranvía particular, ni película del Oeste americano. Cuando el señor Mangasbroncas se confesó incapaz de pagar tres mil facturas y no poder desembolsar siquiera la limosna acostumbrada al ciego del organillo, la sociedad se desmoralizó. ¿Cómo traicionar a los números en dinero y los vencimientos en números de calendario y de reloj? Todos aquellos que antes hicieron gala de puntualidad, de la noche a la mañana se tornaron aún más informales que los bohemios y que los abogados. El propio Cri-Crí llegó a escandalizarse de tanta tardanza, desidia e indolencia, pero sintió mucho que los vaivenes de la fortuna hubieran vuelto a empobrecer a la familia Romesgánchez o Ranchosgómez (creo que así, sí es). Trabajo le costó dar con ella, porque ahora los infelices no tenían siquiera una casita humilde. Se habían instalado en unas viejas ruinas fuera de la ciudad. Aquellos murallones derruidos tenían cierto encanto bajo la luz de la luna. Y Cri-Crí advirtió con asombro que a pesar de la miseria aquella familia persistía en sus hábitos. El señor Roncasbrincas tomó el brazo de Cri-Crí y, con mucha parsimonia, le dijo: “Aprecio su visita, pero se acerca la medianoche y en cuanto se junten las agujas del reloj tengo una cita con las siete brujas de estas ruinas”. Cri-Crí comprendió que era finamente despedido y, alzándose de hombros, se alejó en la oscuridad.
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Francisco Gabilondo Soler, Cri-Crí
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Gabilondo, Francisco. 1994. Una familia metódica. Ciencias núm. 35, julio-septiembre, pp. 84-86. [En línea].
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| del herbario | |
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La flora de Mesoamérica
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| Patricia Magaña Rueda | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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En los últimos años se ha planteado, de manera reiterada,
que el mundo se enfrenta a una pérdida acelerada de su biodiversidad, con una alta tasa de extinción de especies y se requiere por ello —con urgencia—, de estudios que nos permitan conocer la flora y la fauna aún existentes. México es uno de los países tropicales con una megadiversidad, cuya importancia hasta hace poco tiempo fue reconocida por el gobierno, al formarse la Comisión Nacional para el Conocimiento y el Uso de la Biodiversidad. Sin embargo, ya con anterioridad se habían iniciado proyectos en los círculos académicos, encaminados a conocer los recursos vegetales del país. Uno de ellos, sin precedente en esta zona del mundo, es el relativo a la elaboración de la Flora Mesoamericana.
Este proyecto surge a mediados de 1980, organizado por el Instituto de Biología de la UNAM, el entonces Museo Británico, hoy Museo de Historia Natural de Londres, y el Missouri Botanical Garden. Su objetivo es el de realizar un inventario sinóptico de las plantas vasculares de Mesoamérica, que por la forma en que fue delimitada, abarca ocho países de forma total o parcial. La delimitación del área es principalmente geográfica y cubre las siguientes regiones, políticamente bien definidas: los estados mexicanos de Tabasco, Yucatán, Campeche, Quintana Roo y Chiapas, y los países centroamericanos de Belice, Guatemala, El Salvador, Honduras, Nicaragua, Costa Rica y Panamá. México comparte con esta zona, en casi la totalidad de su extensión, historia, lengua y cultura.
En el caso de México, cuatro áreas razonablemente bien definidas fuera de esta región: Uxpanapa y Los Tuxtlas en Veracruz, Chimalapa y Tuxtepec en Oaxaca, en la confluencia de los límites de Oaxaca, Chiapas y Veracruz, muestran también, en cuanto a su flora, un carácter marcadamente mesoamericano, por lo que se decidió que los taxa de dichas áreas podrían ser incluidos en el tratamiento, si se estima que son de procedencia tropical.
Se afirma que las floras representan el lenguaje de los botánicos, en este caso el idioma de publicación de la Flora Mesoamericana es el español, con lo que se marca un momento histórico para los países de habla hispana en América, ya que la mayor parte de lo que se había publicado en este campo se había hecho en otros idiomas. Será el tratado más extenso de plantas escrito en español.
De las aproximadamente 265000 especies de plantas vasculares y briofitas que existen en el mundo, se estima que la Flora Mesoamericana comprenderá cerca de 19000 plantas vasculares, incluyendo a los helechos y plantas afines, cicadáceas, coníferas y angiospermas. También se incluyen plantas exóticas naturalizadas, malezas agrícolas y ruderales, plantas cultivadas a escala agrícola, árboles de ciudad, plantas de ornato muy comunes y otras plantas cultivadas extensamente.
Se calculó en un primer momento, que el proyecto tendría una duración aproximada de doce años, de los cuales los primeros cuatro serían de exploración en el campo, para culminar en la publicación de siete volúmenes. Obviamente por lo complejo y dinámico de su elaboración, un trabajo de esta envergadura sobrepasó dicha estimación, y apenas en marzo de 1994 se presentó el primer volumen terminado, el número VI. Esto congregó en el Jardín Botánico de la UNAM, a investigadores de las instituciones organizadoras, autores mexicanos y extranjeros, y profesionales de la Botánica de nuestro país; en la mesa de presentación, estuvieron Antonio Lot, Mario Sousa, José Sarukhán, Sandra Knapp, Gerrit Davidse, Peter Raven y Alfonso Delgado.
En esta publicación, las familias están ordenadas en secuencia taxonómica, sin embargo, los volúmenes no aparecerán en secuencia numérica. Este primer volumen incluye 28 familias de monocotiledóneas, 326 géneros y 1891 especies, de los que se describieron como nuevas una familia (Lacandoniaceae), 2 géneros y 104 especies. Participaron 47 taxónomos (20 de Estados Unidos de Norteamérica, 14 de Europa, 10 de México, 2 de Costa Rica y 1 de Honduras). Los taxa se incluyen según se muestra en la tabla.
Como coincidieron en señalar los comentaristas de este primer volumen, la Flora Mesoamericana ha significado un reto para las personas e instituciones que intervienen en su realización, en cuanto a organización y colaboración internacional, tanto en trabajo como en presupuesto. Para México implicó una fuerte ampliación de colecciones, lo cual tuvo como resultado la formación de taxónomos, la elevación de calidad del trabajo, el entrenamiento a diversos niveles técnicos, etcétera.
El volumen presentado, además de las cualidades de su contenido, es una obra con un magnífico trabajo editorial, elaborada con gran cuidado, de excelente presentación y fácil consulta.
El siguiente volumen que se publicará, será la descripción más extensa que se haya hecho sobre helechos, e incluirá 1382 especies, de las que el 10% se han descubierto en la última década.
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Patricia Magaña Rueda
Facultad de Ciencias,
Universidad Nacional Autónoma de México.
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cómo citar este artículo →
Magaña Rueda, Patricia. 1994. La flora de Mesoamérica. Ciencias núm. 35, julio-septiembre, pp. 82-83. [En línea].
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La catedral de la vida. El biodomo
de Montreal
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| Patricia Magaña Rueda | ||||||||||||||
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En la actualidad la posibilidad de romper totalmente
nuestra relación con el medio es cada día más cercana, por lo que desde hace más de 20 años un cierto tono de alarma resuena con mayor profundidad en muchos más sectores sociales. ¿Cómo detener esta marcha hacia la destrucción de nuestro planeta? Puede haber muchas respuestas, pero para buena parte del mundo académico e intelectual la respuesta está en la educación y la formación de conciencia entre todos los ciudadanos de que nuestro futuro, el de nuestros hijos y descendientes, está comprometido con el manejo que hagamos del medio, y por lo tanto, que es necesario cambiar las tendencias destructoras de la naturaleza. Entre las opciones educativas están la televisión, el radio, las publicaciones, los museos, el cine, el video, las muy de moda empresas turístico-ecológicas y por supuesto las exposiciones, en jardines, parques, acuarios y zoológicos, a través de los cuales los hombres han intentado recrear la naturaleza. Sin embargo, esta naturaleza, cuya constitución y funcionamiento apenas empezamos a conocer, difícilmente podrá ser representada en toda su magnitud y complejidad.
Para los canadienses, particularmente los quebequenses, una respuesta educativa concreta ha sido la construcción del biodomo en la ciudad de Montreal. El biodomo es un nuevo concepto en museo de ciencias de la naturaleza, un concepto único, con muchas facetas, cuyo objetivo primario es despertar la conciencia del público acerca de la fragilidad del planeta y la responsabilidad que tenemos cada uno de nosotros en su conservación.
Como herencia de los juegos olímpicos de 1976, el velódromo de Montreal tenía muchos problemas, su rentabilidad era muy baja y aunque se usaba para eventos especiales, tenía un déficit de 1.5 a 2 millones de dólares canadienses por año, por lo que se decidió montar en él este museo vivo. Para sus creadores, el biodomo representa el inicio de la reconciliación de los hombres con la naturaleza, ya que marca un progreso respecto a lo que le precedió. En el biodomo se reproducen cuatro ecosistemas: el mundo polar, el bosque tropical lluvioso, el bosque lorenciano (ecosistema único de Canadá) y la marina de San Lorenzo.
Su construcción, a pesar de lo complicado de todos los requerimientos científicos y técnicos, que van de la construcción del gran domo, las rocas y pozas para los acuarios, además de la aclimatación de plantas y animales, permitió mejorar la suerte de las plantas, animales y peces considerados separadamente, lo que es parte de su originalidad; implicó conjuntar el jardín botánico, el acuario y el zoológico en un todo integrado, donde la técnica no es más importante que la naturaleza.
El mundo polar
Este ecosistema ocupa alrededor de 700 m2; representa dos zonas distintas: el Ártico y el Antártico. Se pueden ver acantilados de rocas, esquistos estratificados de las costas del Labrador, que albergan una impresionante comunidad de aves asociadas al agua (frailecillos, murras, alcas y patos), bajo la mirada nerviosa de otras aves, que se relajan en las aguas frías. Otra zona es la constituida por rocas basálticas de la Antártida, que sirve a colonias de pingüinos saltadores, y en el corazón del ecosistema, una pequeña zona donde el visitante puede ver caer nieve en pleno mes de julio, sobre los pingüinos reales.
Bosque tropical lluvioso
Sobre más de 2600 m2 y bajo un techo de vidrio de 20 metros de alto, a una temperatura de 25°C durante el día y 21°C por la noche, y con una humedad del 70%, el bosque tropical revela la lujuria y diversidad de su fauna y flora, entre rocas, acantilados y grutas calcáreas de donde surgen infinidad de cascadas. Fue diseñado con ayuda de un equipo científico del Museo Nacional de Costa Rica e ilustra la sucesión dinámica de un bosque primario y uno secundario. Un río forma una pequeña poza, además de rápidos y estanques con las orillas erosionadas, donde descansan los caimanes. Un bosque primario dominado por las ceibas, otro secundario por cecropias. Entre las especies arborescentes están Clusia, Calophyllum, Canavillesia, Pachira, Tabebuia y Xantaxylum y entre los arbustos Casimiroa, Liboria y Psycatria. Entre las herbáceas encontramos acantáceas, araceas, comelináceas, gesneriáceas, heliconiáceas y piperáceas, además de trepadoras y epífitas. Resaltan las begonias y bromelias. El ecosistema alberga primates, perezosos, capibaras y coatís, sin olvidarse de la fauna alada abundante y multicolor. El bosque tropical también tiene murciélagos, anacondas, batracios, iguanas, pirañas, y otros tipos de peces. Seis árboles gigantes —simulados— que se apoyan en sus contrafuertes o se ahogan bajo la presión irresistible del matapalo dejan caer sus lianas entrelazadas. Estos árboles constituyen el mecanismo humidificador del bosque tropical por el que, de manera continua, se puede observar la salida de vapor de agua, permitiendo el mantenimiento de la humedad en este ecosistema.
Bosque lorenciano
Intermedio entre el gran bosque de coníferas o boreal y el bosque de hojas caducas al sur de Canadá, el bosque mixto o lorenciano es el reino del gneiss, roca metamórfica formada por cristales de mica, cuarzo y feldespato. La retracción de los glaciares ha formado innumerables lagos, donde viven peces como las truchas, salmónidos y mamíferos como el castor y las nutrias. El biodomo reproduce sobre 1500 m2 este ecosistema dominado en sus partes rocosas por piceas, abetos y sauces y en su parte baja por los arces rojos y azucareros, las hayas y los abedules. Viven también ahí el lince, los mapaches, el puerco espín y toda una gama de aves migratorias y anidantes: pico gordos, urracas azules, verdines, garzas, patos y guacos.
En el otoño, después de lo apoteótico del espectáculo de los árboles que cambian sus hojas a tonos ocres, el bosque, bajo el efecto combinado de fotoperiodo y frío, entra en un largo periodo de reposo para el sueño invernal.
La marina de San Lorenzo
Los mares y océanos constituyen las 2/3 partes del planeta. El biodomo se concentró en el estuario de San Lorenzo, puerta de entrada a Canadá por el Atlántico. En una galería submarina, detrás de una pared transparente, se puede admirar una sección de mar de 1600 m2 con la presencia de rocas graníticas, donde cohabitan en una zona salina, distintos tipos de peces e invertebrados con formas y comportamientos extraños. A la fauna ictiológica del Atlántico norte, vendrán a sumarse este año las belugas del gran norte canadiense. Se construyó una poza de 2.5 millones de litros de agua salada con pequeñas playas, islas rodeadas de acantilados abruptos de una altura de 10 m que sirven para la anidación de gaviotas.
El ecosistema de San Lorenzo es también la representación de una vegetación pobre en coníferas, con árboles enanos de las regiones frías, aves de orilla y un estanque de marea con cangrejos, estrellas de mar, moluscos y otros invertebrados.
Con un costo de más de 50 millones de dólares, el biodomo se abrió en junio de 1992. Se plantea como una institución permanente, no lucrativa, al servicio de la sociedad y de su desarrollo, que conjunte investigación concerniente a las relaciones del hombre y el ambiente, que conserve, comunique, discuta y eduque.
Al detenerse frente a alguno de los ecosistemas recreados y pensar en lo que involucra montar, mantener y estudiar algo tan complejo, la sensación de asombro crece a cada momento. Al adentrarse en los recovecos técnicos del funcionamiento del biodomo, lo cual en el futuro será parte de las atracciones del lugar, se piensa en la necesidad de investigación y desarrollo de nuevas tecnologías, donde la alimentación de cada organismo, la filtración del agua, la eliminación de los desechos, el control de la luz, la humedad y el fotoperiodo, la salud de los animales, el control de las plagas, etcétera, representan un reto a la imaginación y creatividad de cada uno de los participantes de este interesante museo vivo. De igual manera, uno piensa en las infinitas posibilidades recreacionales y educativas, pero sobre todo se llega al punto nodal: ¿valdrá la pena el esfuerzo? Los debates generados alrededor del biodomo pueden ser muchos y apasionantes. Es un reto a la comprensión social de un proyecto que intenta dar a conocer las maravillas de la vida, y que esto permita protegerlas y manejarlas de la mejor manera.
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Patricia Magaña Rueda
Facultad de Ciencias,
Universidad Nacional Autónoma de México.
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cómo citar este artículo →
Magaña Rueda, Patricia. 1994. La catedral de la vida. El biodomo de Montreal. Ciencias núm. 35, julio-septiembre, pp. 23-25. [En línea].
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| Mauricio Ortiz | |||||||||||
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De la más exasperante lentitud a la rapidez más desquiciante,
todos los tiempos se combinan en la hora nacional. Los millones de tiempos individuales zumban como un enjambre alrededor de los tiempos colectivos. El día se sostiene en números calendáricos, un reloj de pulso y el ritual horario de los titulares. Comer a sus horas, trabajar su cuota, ver su dosis de tele y dormir lo que le toca. Se suman las manecillas oficiales, con puentes y fechas límite para infinitos trámites.
Los colgados se mezclan con los puntuales y los lentos con los rápidos. Los niños con los adultos, los hombres con las mujeres, los ritmos familiares. Un verdadero relajo de tiempos personales.
El tiempo de una sola persona también es un revoltijo. En un mismo día se va de las prisas a la hueva, cada vez más abundantes aquellas, cada vez más escasa ésta. El desayuno es minutos, el almuerzo algo más que eso, la comida una o más horas, dependiendo la chinga, y la merienda un café con leche y una concha.
Cíclico o no, redondo, elíptico o cuadrado, el tiempo colectivo, tiempo de la historia y las generaciones, cambia a su vez de día en día, mes en mes, siglo en milenio y era. Pausados tiempos de paz, larguísimos días de veloz oscurantismo, rápidos días de lenta brillantez, desbocados minutos de guerra.
Nuestros días, como cualquiera otros: una lluvia, a veces menuda, a veces de tormenta, en la mar infinita.
Coordenadas
Los muchos cronómetros que conforman el tiempo mexicano un lunes cualquiera de octubre o de febrero actúan en el plano de ciertas coordenadas. Todos los mexicanos llevamos una cifra temporal cruzada en el rostro: quinientos años. Perpendicular, atravesando el encéfalo, llevamos un eje de noventa minutos: la ansiedad ya burlona de padecer una enésima derrota futbolística. El sexenio es una tangente al hígado. La quincena se traza en el abdomen, del pubis al epigastrio. Sesenta años de PRI en las espaldas. Hoy mismo, y desde el primero de enero, la vara de la historia mide de las plantas al sombrero de Zapata y con ella se está midiendo la faz de la República.
Un eje más completa nuestras actuales coordenadas, éste de tiempo inmemorial y corriendo el espinazo: es el tiempo de ahorita, mañana, al rato, un tiempo indefinido y voluble que lo mismo dura años que sin comenzar acaba. Todo cabe en un ratito sabiéndolo acomodar. La unidad más elemental de nuestras cotidianidades.
Larga es la vida
Estoy cansado de oír por todos lados, de decir lo mismo en un tonto afán de congruencia con voces populares y palabras egregias, que la vida es un instante. ¡Un instante!
En cuanto al tiempo de estrellas y galaxias, pues sí, un instante y aun menos. Y no sólo la de los seres vivos: la del planeta mismo. Pero en relación a la vida media de un pión negativo, por poner un ejemplo subatómico, la del hombre dura miles de millones de años. Un instante de un instante de un instante. No me dice gran cosa.
Es más interesante averiguar qué tan larga es la vida. El instante de todos modos está dado.
Es corta pero ancha, se disculpan algunos para explicar cómo entonces alcanza a caber tanto. Se le intenta dar una segunda dimensión porque en un instante, pequeño chasquido entre los dedos, como lo conocemos todos, no cabe nada, nada se puede emprender y llevar a puerto. Y una vida, aunque se desperdicie estúpidamente, termina llena de cosas. No basta la memoria para tantos recuerdos, ni es suficiente la vergüenza para tantas babosadas. Toma muchísimo tiempo aprender los oficios y las artes y más aún madurar una inteligencia. El amor de momentos es tan fácil pero qué tal sostener un amor por toda la vida. Se ha repetido de sobra lo que tarda el olvido. Las desgracias, los heraldos negros que nos manda la muerte, hacen de los días una cadena interminable que más de uno rompe antes de tiempo.
Otra cosa es que en un instante se vaya, eso sí, la vida. Ahora mismo vivos, en un suspiro: un rayo, un terremoto, un pequeño coágulo, una bala… muertos.
Además de breve —está bien—, larga es la vida.
Tiempo de carretera
Al arranque de la vida, la infancia toda, el tiempo, sin horas ni meses y a duras penas con días, transcurre muy lentamente (las vacaciones duran hasta aburrir y el año escolar un siglo), y a medida que se envejece se acelera (para un viejo ayer es hace cincuenta años, parece mentira). Y son los mismos relojes y el tiempo de los viejos y los niños es simultáneo.
Al revés que el viaje en carretera, donde los primeros kilómetros se hacen muy rápido y los últimos, ya casi por llegar, son interminables aunque se conozca el camino. De regreso, aquellos veloces kilómetros son ahora los lentos y a la inversa.
Golpiza
Se me vino el tiempo encima. Juro que practico la liturgia como corresponde a todo buen creyente. Cada noche al borde de la cama sobo el despertador y convoco al fiero dios con la acostumbrada cábala: seis quince, seis quince, repito para mis adentros y activo la alarma. A esa hora interrumpo el sueño para seguir adorando las horas y los minutos, piadosa actividad en que me llevaré el día. Coloco un sagrado reloj en mi muñeca izquierda y me apresuro a guardar el primer servicio de la jornada, que consiste en cruzar un cierto umbral a las ocho en punto. Somos un país de pecadores, lo comprendo, pero deben creerme que, como cada uno de ustedes, hago circo y medio para llegar a la cita puntualmente.
Como todos los dioses, sin embargo, es insaciable. Haga lo que haga, tarde o temprano el tiempo termina echándoseme encima. Lo veo acercarse a grandes zancadas, con gesto terrible y dando varazos. Imposible huir, menos esconderse. Contra él estoy totalmente indefenso. Pronto caigo al piso y me insulta agriamente, me patea. Tal es la saña con que se deja venir que con la edad mi cuerpo se tuerce irremediablemente. Un día acabará matándome. ¿Tanta devoción de prisa en prisa para terminar con semejante golpiza?
Lento es rápido y viceversa
Lento es rápido, rápido es lento. El consabido despacio que tengo prisa bien podría ser un rápido que voy despacio. Un ejemplo muy a la mano lo ofrecen las computadoras. Operaciones numéricas que llevaría años o hasta vidas consecutivas hacerlas a mano, trabajando con toda velocidad las veinticuatro horas del día, son segundos en el moderno aparato. Cambiar fotos, armar páginas, probar una veintena de tipos de letra, consultar datos, imprimir el documento: lo que eran semanas o meses hoy es un abrir y cerrar de ojos. Mucha gente interpreta esta rapidez como una obligación de ir más rápido. Por el contrario, en su enorme velocidad la computadora, sabiamente utilizada, nos permite ir, en lo que lo requiere, cada vez más despacio.
Rápido no es necesariamente bueno y lento malo, como dictamina la ideología de la modernidad y el progreso. Unas cosas se pierden y otras se ganan al viajar alternativamente en avión y a pie o en burro; unas cosas sin velocidad simplemente no existen y otras sin lentitud se destrozan.
Más que opuestos en conflicto permanente, rapidez, lentitud son, al valores complementarios. Cuántas veces rápido es lento y viceversa, cuántas veces coexisten ambos en un mismo proceso.
Una obviedad
Se ha repetido mucho, con tonos de asombro y admiración, cómo las balas zapatistas lograron en unos cuantos días lo que organizaciones sociales y partidos políticos no pudieron en décadas. Pero esto es una obviedad. La velocidad es uno de los efectos más conspicuos de la violencia. Por eso se persiste en verla como motor de la historia. La lentitud subyacente, componente esencial del tiempo indio y así parte vital de la erupción chiapaneca, es mucho más difícil de percibir y casi imposible de apreciar en su viva existencia.
Rebatinga
Mucho también se discute sobre las coordenadas discursivas. Que si la guerra de Chiapas es la primera revolución poscomunista o la última marxista-leninista-guevarista. Será también una de las numerosas “transgresiones” indias que ha habido, una batalla más de la Revolución Mexicana —aún viva para unos, muerta ya para otros (en cuyo caso batalla póstuma)— y aún una barricada remanente de la Conquista. ¿Primera escaramuza de una reconquista? Última revuelta del segundo milenio o en su caso, puede ser, del presente sexenio; primera del año noventa y cuatro; cinco mil doscientosava del siglo que termina. Qué aniversario caña o década conejo, para darle valor mercadotécnico, puede estampársele también a la historia, viejo baúl cubierto de calcomanías en su viaje cronométrico.
Quinientos años al fin son poca cosa. En unos cuantos lustros, cierto, las armas españolas borraron del mapa el poder azteca, levantado por siglos de migraciones y guerras, y en unos cuantos más impusieron normas religiosas que se llevaron cientos de años, más allá del océano, tan solo en tomar forma. Pero muchas cosas persisten en estas mismas tierras de días aún más pretéritos, algunas casi sin cambio, gústele o no a quien sea. Prácticas chamánicas, mitos, cuentos, formas de organización comunitaria, normas jurídicas, sentido del humor, vicios y complejos. Y además una cierta forma de correr el tiempo. ¿Persistirá la conciencia nacional en intentar arrebatarlo y deshacerse de él de una vez por todas? Cuánto perdemos con sólo así pensarlo. Como si el tiempo fuera cosa de rebatinga.
Más coordenadas
No sólo conflictos de tierras, límites, espacio. El tiempo, un revoltijo, se le vino al país encima. A los indios del sureste se les agotó la ancestral paciencia y optaron por los frenéticos relojes de la guerra, sin perder los relojes calmados de sus formas democráticas, que los obligan a detener el tiempo mientras consultan a las comunidades de base. El gobierno, con agendas de por sí apresuradas, echó a vuelo las manecillas de los ceses, planes, programas, comisiones, y se multiplicaron los bomberazos, sobre todo chiapanecos, para rescatar los últimos granitos del reloj de arena sexenal antes de que la historia se agote. Tiempo indio y tiempo criollo, tiempo de provincia y tiempo de la capital, tiempos lacios de opulencia y tiempos larguísimos de un día sin pan, tiempos de competitividad y tiempos de cosecha. El tiempo de los medios, tiempo de televisión medido en segundos y jerarquizado al principio o al final del noticiero y antes o después de la telenovela, y luego las horas diarias de lectura para los cientos de páginas impresas, titulares por la mañana, titulares por la tarde, revistas mil para la noche. Con su enorme velocidad, su impaciencia, los medios contribuyen a hacerlo más lento todo.
Los tiempos de TLC son unos, más bien a la gringa, tiempos ordenados y homogéneos, agendables, alegres, confiables, tiempo de McDonald’s y cajero automático, tiempo optimista, calculado, optimizable, rápido. Otros son los tiempos de la calle, desordenados, cambiantes, desiguales, tiempo veloz de las tortas y los tacos, la lentitud de los parques, tiempos de peatón y de pesera, tiempos de buscar el amor y comprar los periódicos, tiempos de cantina y conversación, tiempos a temperatura ambiente. Y aun otros son los tiempos de la montaña, húmedos, largos y tristes, como hemos venido a aprender, tiempos muy lentos en los que hay que caminar rápido la vereda para que no se vaya el sol, tiempos de paciencia y neblina, de frío, de hambre, largos, inamovibles, incólumes, tiempos lentos donde muy rápido se termina la vida.
Signo de pesos
El tiempo de un mendigo sólo es rápido mientras dura el alto; ahí la velocidad la pone el dinero, que lleva consigo el tiempo tal vez más acelerado. Va de bolsillo en bolsillo con agilidad pasmosa, se esfuma en un instante de las manos y un billete se vuelve monedas en el acto (si hay cambio).
El poder va rapidísimo, por ir lentamente. Busca la permanencia, no la fuga, y la persigue con los tiempos de la violencia y los tiempos del dinero, los tiempos más veloces de todos los posibles.
Si el tiempo no los borra
Tal vez los velocísimos días que corren nos permitan ir ahora sí lentamente en las cosas que lo ameritan, para avanzar con más presteza en las que están empantanadas. Dejar a un lado la apresurada lógica sexenal, que va dejando atrás a los más lentos, de ahí el término rezago, y auténticamente pensar un país a largo plazo. Que el Congreso de la Unión se tome su tiempo. Que la justicia se olvide de las falsas culpabilidades al vapor y deje de exonerar tan rápido a los culpables verdaderos. Que el fisco deje en paz al ciudadano con cada tres meses, cada quincena, cada día de pago y se de el tiempo de organizar de una buena vez un sistema confiable que dure y todos conozcamos.
Qué revoltijo horario es el tiempo mexicano. El que los tiempos más rápidos predominen en cierto sector no da derecho a despreciar y menos aún a combatir los más lentos. La rapidez excluye los tiempos que no le siguen el paso. La lentitud todos los tiempos los abarca. Democracia del tiempo, redistribución de los segundos, los minutos, la duración real de una vida.
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Mauricio Ortiz
Editor de Toma Click,
revista catorcenal de fotografía.
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cómo citar este artículo →
Ortiz, Mauricio. 1994. Tiempo mexicano. Ciencias núm. 35, julio-septiembre, pp. 76-80. [En línea].
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| Jorge Escandón | |||||||||||
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Eran las 10 en punto de la noche del 11 de octubre de 1492.
La tripulación medio amotinada, murmuraba su descontento. Habían pasado treinta y dos días desde que las islas Canarias se habían perdido en el mar, hacia el Este. Impulsada por la brisa, la “Santa María” se precipitaba a toda vela en la oscuridad. Escudriñando el vacío sin Luna. Colón vio súbitamente una misteriosa luz.
Fray Bartolomé de las Casas describió en su Historia de las Indias este momento de la siguiente manera: “Quien primero vio tierra fue un marinero llamado Rodrigo de Triana, no obstante que el Almirante, a las diez de la noche anterior, estando en el castillo de popa, había visto una luz. Pero era tan indistinguible que él no se atrevió a afirmar que era tierra; sin embargo, llamó a Pedro Gutiérrez, confidente del rey, y le contó que le había parecido ver una luz y que debía mirar también, lo que éste hizo, y la vio efectivamente. Después que el almirante hubo hablado se vio esta luz una o dos veces más; era como una antorcha mal encerada que se alzaba y descendía, lo cual a pocos les hubiera servido como indicación de tierra; de todos modos, el almirante estaba convencido de estar cerca de ella”. ¿Qué pudo haber sido esa misteriosa luz? ¿Era tierra? ¿Era una ilusión?
Un día a comienzos de los años treinta, el biólogo C. R. Crawshay estudiaba el cuaderno de apuntes del Almirante, recreándose en los recuerdos de la vida del océano en las Bahamas, donde recientemente se había establecido. Había registrado cuidadosamente el tiempo de las exhibiciones de un anélido del género Odontosillys, el cual, en grupos de seis a veinte hembras aparecían súbitamente sobre la superficie del agua, dejando caer los huevos y descargando chorros de una secreción luminosa. Éstas tenían lugar durante un periodo determinado de dieciocho horas cada mes lunar y se centraban alrededor de una hora, exactamente antes de la salida de la Luna, la noche anterior al último cuarto de Luna. Crawshay hizo una asociación imaginaria de dos hechos conocidos. Colón, al acercarse a las Bahamas, había visto una luz que “crecía y se desvanecía”, pero de la que nunca supo la causa. El gusano de luz (del género Odontosillys), nativo de las Bahamas, desplegaba justamente esa clase de luz, en un momento concreto de la noche y en una fase particular de la Luna. ¿Podría haber sido la luz vista por Colón?
Examinando cuidadosamente antiguos calendarios, Crawshay encontró que la noche del 11 de octubre de 1492 había sido justamente una noche anterior al último cuarto de Luna. Esto había sido exactamente una hora después de que Colón hubiera visto la luz. ¿Podría semejante coincidencia haber ocurrido por pura casualidad? La probabilidad era mínima. Por fin, Crawshay había proporcionado, tras casi quinientos años, la primera explicación verosímil del significado de la famosa luz y la publicó en un trabajo que escribió para Nature en 1935.
A este patrón recurrente dentro de cierto margen de regularidad, se le define como ritmo. Por el movimiento de rotación y traslación de la Tierra, los organismos que habitan el planeta están expuestos a fluctuaciones periódicas en diversas modalidades de la energía ambiental. La interacción de estas fluctuaciones del medio y los organismos ha dado como resultado el desarrollo de una amplia gama de programas temporales en el metabolismo y el comportamiento de los sistemas vivos. Esto constituye uno de los factores de adaptación más importantes de los organismos, ya que les permite responder adecuadamente a los cambios del medio ambiente.
Las descripciones de este tipo de fenómenos rítmicos son bastante antiguos. En el siglo IV a. C., Andróstenes observó que la posición de las hojas de algunas especies de papilonáceas era distinta en el día que en la noche. Aristóteles escribió sobre la hinchazón de los ovarios de los erizos de mar durante la Luna llena; describió estas espinosas criaturas con tal detalle, que su órgano masticador es conocido aún por los zoólogos como linterna de Aristóteles. Cicerón decía que las ostras y otros mariscos aumentaban y disminuían en función de las fases lunares; también Plinio confirmó esta observación.
En 1647, el científico italiano Sanctorius construyó una enorme balanza donde podía sentarse cada día a tomar sus comidas. Durante aproximadamente treinta años tomó su peso y encontró que fluctuaba con un ritmo mensual paralelo a un ciclo de treinta días en la turbidez de su orina. En 1729 en una breve comunicación a la Real Academia de Ciencias de París, M. Marchant transmitió las observaciones del astrónomo Jean d’Ortous De Marian quien había estudiado los movimientos de las hojas de una planta (probablemente la Mimosa pudica). Esta planta abría sus hojas durante el día y las cerraba durante la noche. Cuando De Marian movió la planta a un lugar donde la luz del sol no podía llegar, observó que mantenía sus hojas abiertas durante el día y las cerraba durante la noche. Así fue demostrada la persistencia del ritmo en ausencia de señales ambientales. En 1832, Agustín De Candolle descubrió que en oscuridad continua no solo persistía el ritmo de apertura y cierre de las hojas de la Mimosa pudica, sino que éste tenía una duración de entre veintidós y veintitrés horas. En 1880 Darwin, en su libro El poder de movimiento en las plantas, indicó que la periodicidad en el movimiento de las hojas era una propiedad inherente a las plantas. Muchas de las actividades periódicas de los animales están relacionadas con el ciclo reproductor. ¿Quién no reconoce aquel viejo dicho popular: “como burro en primavera”?
¿Los organismos son relojes vivientes?
Desde una perspectiva evolutiva, Colin Pittendrigh, director de la estación marina de la Universidad de Stanford, plantea el problema de la naturaleza exógena versus naturaleza endógena de la ritmicidad biológica, señalando la diferencia entre orden y organización temporal —donde orden se refiere a la ausencia de azar y organización a fenómenos dependientes del manejo de la información del organismo. Así, en sus orígenes, desde un punto de vista evolutivo, los seres vivos se sometieron al orden temporal impuesto por el medio ambiente y conforme evolucionaron; dicho orden fue integrado a la información genética, dando origen a su propia organización temporal. Por lo tanto, las semejanzas entre los ciclos ambientales y los ritmos biológicos se explicarían porque inicialmente estos últimos dependían de los primeros; mientras que sus diferencias se deberían a las características particulares de los organismos para adaptarse al medio ambiente. Aunque los hechos básicos de la propuesta anterior no son susceptibles de comprobación experimental, la teoría en su conjunto resulta congruente con nuestro conocimiento actual de la Biología.
El concepto de reloj biológico, como un sistema orgánico capaz de generar un orden temporal en las actividades del organismo, implica la capacidad del sistema para oscilar con un periodo regular, y la capacidad de usar dichas oscilaciones como una referencia temporal interna. Dicho sistema permite la interacción adecuada del dominio temporal del organismo y su medio. Las características anteriores son aceptadas por la mayoría de los estudiosos de la Cronobiología, sin embargo, los mecanismos por los cuales el organismo lleva a cabo dichas funciones son, hasta la fecha, motivo de controversia.
El tiempo que una oscilación requiere para cumplir un ciclo completo y volver otra vez al punto de partida se conoce como el periodo. Como en las oscilaciones físicas, el inverso del periodo es la frecuencia, que se define como el número de ciclos que ocurren en un tiempo dado. La frecuencia de los ritmos puede ser forzada a igualar exactamente alguna oscilación externa. Cuando esto ocurre, se dice que el ritmo es “sincronizado” por la oscilación externa. La señal responsable de la sincronización se denomina zeitgeber (palabra alemana que significa “dador de tiempo”).
Cuando el ritmo no está sincronizado se dice que está en oscilación espontánea y muestra su periodo “natural”. La amplitud es el término utilizado para describir la intensidad de una oscilación. El término “fase” es empleado a menudo para describir dónde el ciclo es relativo a otras bases temporales arbitrarias.
Los ritmos biológicos, en el verdadero sentido de la palabra, son solamente aquellas oscilaciones que se puede demostrar que continúan, aun en ausencia de cambios periódicos en el ambiente, tales como los cambios en la luz y la temperatura, es decir, son oscilaciones autosostenidas. Esos ritmos pueden ser llamados endógenos, puesto que aparentemente surgen desde el interior del organismo. En contraste, los sistemas pasivos que adoptan una apariencia rítmica, en función de su habilidad para responder a variables periódicas del ambiente, son llamados exógenos, puesto que su origen es externo; no son verdaderos ritmos debido a que no están autosustentados.
Existen cuatro ritmos que no varían en frecuencia bajo condiciones naturales, porque están sincronizados con ciclos geofísicos. Estos son las estaciones, los ciclos lunares, los ciclos de luz/oscuridad y los ciclos mareales. Todos estos ciclos están reflejados en ritmos anuales, ritmos lunares, ritmos diarios y ritmos mareales en los sistemas biológicos, los que se ha demostrado que persisten cuando se aíslan los organismos del respectivo ciclo ambiental. Ya que el periodo de un ritmo en oscilación espontánea sólo se aproxima al del ciclo ambiental al cual está sincronizado, el prefijo circa (cercano) fue introducido en 1959 por Franz Halberg, actual director de los laboratorios de cronobiología de la Universidad de Minnesota, para caracterizar ritmos de aproximadamente veinticuatro horas llamados circadianos. Después fue adoptado para los otros ritmos endógenos, conocidos como los ritmos circanuales, circalunares y circamareales. Actualmente el campo de los ritmos biológicos está dominado por el estudio de los ritmos circadianos.
El sistema circadiano consta, básicamente, de los siguientes componentes: vías de entrada para la sincronización, un oscilador autosostenido, encargado del periodo y la fase, y un conjunto de vías de salida hacia los sistemas efectores de la oscilación.
¿Qué determina los ritmos biológicos?
Luego de la descripción de más y más ritmos, la investigación comenzó a orientarse hacia la búsqueda del reloj. La pregunta que surgió fue la siguiente: ¿Es posible identificar al reloj biológico como una entidad física discreta y diferenciable del resto del organismo?
Beatriz Sweeney, del Instituto Scripps de Oceanografía, quien en la década de los cincuenta trabajaba con Gounyaulax polyedra, desarrolló un laborioso experimento, en el cual demostró que el ritmo de fotosíntesis y combustión de oxígeno ocurría a nivel unicelular. Lo que hizo fue construir un respirómetro con el principio del diablillo cartesiano, el cual puede ser utilizado para medir volúmenes del orden de una milésima de millonésima de litro. Primero aisló una célula de una colonia y la mantuvo con un ciclo de iluminación de 12 horas de luz por 12 horas de oscuridad (12L/12O). Posteriormente se dedicó a medir los volúmenes de oxígeno y registró que la célula comenzaba su actividad fotosintética al amanecer, a mediodía alcanzaba su máximo y en la tarde comenzaba a decaer, mostrando un claro ritmo circadiano. La curiosidad llevó a Sweeney a cambiar el ciclo de iluminación por uno de iluminación continua (veinticuatro horas de luz), observando que no persistía la fluctuación. Con esto se demostraba la existencia de ritmos circadianos a nivel unicelular.
A partir de entonces, el problema de los ritmos circadianos, se situó en tres grandes grupos: estudios bioquímicos y biofísicos del mecanismo, controlado a nivel celular, estudios de comportamiento sobre el organismo considerado como un todo y estudios fisiológicos acerca de cómo la ritmicidad celular se traslada al comportamiento de la totalidad del organismo.
A nivel de sistemas se han identificado estructuras como el ganglio cerebral en la polilla, los ojos de la aplisia, la glándula pineal en reptiles y aves, y el núcleo supraquiasmático en los mamíferos. En todos estos estudios ha sido posible comparar que la estructura en cuestión es capaz de imponer el periodo y la fase de la ritmicidad en los diversos fenómenos estudiados.
Incursionando en los sistemas
Con esa ternura que caracteriza a los científicos (descuartiza, quita, arranca), la cual siempre está guiada por el llamado sentido de objetividad, se empezó a indagar en el sistema nervioso central de distintos organismos. En 1960 la Dra. Janet Harker, escogió a la cucaracha como objeto de estudio porque sincronizaba su actividad con mucha precisión. Mantenidas en un ciclo de 12L/12O, las cucarachas comienzan a deambular poco después de que se inicia el periodo de oscuridad, alcanzan su pico dos horas después y a las tres o cuatro horas los animales permanecen cada vez más tiempo quietos durante lo que resta de la fase oscura y durante las doce horas de luz. Anteriormente se sabia que existía una hormona que estaba involucrada en los ritmos de la actividad locomotora de la cucaracha. Descuartizando virtualmente al animal, se encontró que la fuente de la hormona eran cuatro células del ganglio subesofágico, un órgano aproximadamente del tamaño de la cabeza de un alfiler, localizado justo debajo del esófago.
“Dado que es posible trasplantar órganos endócrinos en la corriente sanguínea de otras cucarachas —cuenta la Dra. Harker— tuve la posibilidad de verificar que las células que había encontrado eran las responsables de la secreción de la hormona a intervalos de tiempos precisos; las conexiones nerviosas no eran responsables de la sincronización”.
Enseguida produjo cucarachas arrítmicas extrayéndoles sus relojes. Decapitó individuos asegurándose de haber extraído también el ganglio subesofágico, y luego volvió a sincronizar los cuerpos implantando los ganglios de ejemplares normales en sus abdómenes. Fue así como demostró que las células neurosecretoras podían mantener sus ritmos establecidos a pesar de que les hubiesen sido extirpadas todas las conexiones nerviosas.
Hasta aquí la distinción de una entidad física discreta había sido exitosa. Sin embargo, debido a que los relojes biológicos son tan difíciles de descomponer, no había habido previamente forma de descubrir qué le pasaba al reloj biológico si estaba en malas condiciones.
Harker continuó: “Pensé que habiendo encontrado este reloj, sería posible exponer un animal a dos relojes que funcionaran desfasados el uno del otro, y que esto podría ejercer sobre el animal un efecto similar al que se producía si un reloj estuviera funcionando mal”.
Con este planteamiento realizó otro experimento. Si se colocan cucarachas en un ciclo de 12L/12O inverso al normal, aprenden a moverse en la madrugada cuando se apagan las luces, y permanecen en reposo por la noche, cuando éstas se encienden. Podemos decir que, aunque viven en México, se mueven de acuerdo con la hora de Bombay. La Dra. Harker prosiguió su experimento trasplantando células de animales sincronizados con el ciclo normal de día/noche, descubriendo que esa clase de cirugía no les hacia ningún daño. Luego tomó cucarachas normales de México y les implanto células del reloj de las cucarachas de Bombay. Lo que observó fue que estos animales desarrollaron tumores en el intestino medio y posteriormente murieron. J. L. Cloudsey-Thompson dijo al respecto: “La observación acerca de los tumores del intestino medio, puede considerarse de suma importancia en el estudio de las enfermedades resultantes de los síndromes de tensión en el hombre”.
Este tipo de estudios realizados en invertebrados permitió que también en los mamíferos se ubicara el sistema nervioso central como sitio geográfico del reloj biológico, ya que el sincronizador más importante es el ciclo luz/oscuridad. La búsqueda comenzó en entonces por los ojos. En 1972, Roben Moore quien actualmente es investigador de la Universidad de Pittsburgh, describió una vía independiente de la vía visual tradicional, que finalizaba en dos pequeños núcleos ubicados en la base del cerebro: los núcleos supraquiasmáticos del hipotálamo anterior.
¿Se encontraría ahí el reloj?
La respuesta más rápida consistía en eliminar tales núcleos y observar el comportamiento de los animales. ¡Sorpresa!, no solo desaparecieron los ritmos de actividad locomotora y bebida, sino también algunos de secreción hormonal. Si el núcleo supraquiasmático era efectivamente el responsable del origen de la ritmicidad, entonces su trasplante debería restaurar los ritmos de animales previamente lesionados. Efectivamente, el siguiente paso se comprobó en diversos laboratorios incluyendo al grupo mexicano de la UNAM, dirigido por el Dr. Drucker Colín. El trasplante de tejido hipotalámico fetal neonatal, que contenía el núcleo supraquiasmático, era capaz de hacer que se recuperara el perdido sentido del tiempo, observándose un claro ritmo circadiano después de dos o tres semanas de haber sido realizado el trasplante.
A nivel molecular, la investigación de los ritmos todavía está en pañales, aunque actualmente existe un fuerte incremento en este tipo de estudios. Varios investigadores han identificado en Drosophila melanogaster un gene denominado per para el periodo que codifica para proteínas en la células que regulan ciertos ritmos. La mayoría de estas proteínas hacen que los ciclos corran más rápido si se acorta el día y que el canto de apareamiento de los organismos acelere sus notas. Otros investigadores han descubierto una secuencia de ADN similar en las gallinas, los ratones y los humanos.
Algunos investigadores sugieren que las membranas celulares, que permiten que ciertos iones entren a la célula y que otros no lo hagan, así como ciertas reacciones metabólicas en el interior de la célula como la glucosis y la oxidación del NADH (por peroxidasa de rábano) y que muestran oscilaciones autosostenidas, pueden ser contadores temporales.
La comparación de las propiedades dinámicas de oscilaciones enzimáticas y circadianas tienen muchos factores comunes; sin embargo, hay diferencias obvias en cuanto a la complejidad jerárquica de los ritmos circadianos, comparados con los ritmos ultradianos (de menos de veinticuatro horas) existentes en sistemas intracelulares. La pregunta básica de cómo los ritmos circadianos podrían ser explicados por un mecanismo basado en osciladores enzimáticos, todavía no ha sido contestada.
¿Y el Homo sapiens?
La estructura rítmica de los fenómenos biológicos está codificada genéticamente y aparece muy temprano en la vida embrionaria, incluida la especie humana. Se ha visto que en todo grupo humano hay individuos con actividad predominantemente matutina e individuos con una preferencia por las actividades vespertinas (las “gallinas” y los “búhos”). Las “gallinas” son activas por la mañana, alcanzan sus máximos de rendimiento en horas del mediodía y gustan poco de las actividades nocturnas, momento en que manifiestan cansancio y predisposición al sueño. Los “búhos” se levantan tarde y van ganando energía durante el día, y alcanzan su máximo rendimiento hacia la noche: prefieren por lo tanto prolongar la vigilia.
Tradicionalmente se decía que el sistema circadiano humano es especialmente sensible a sincronizadores sociales y no tanto a zeitgebers más comunes como el ciclo luz/oscuridad (tomando en cuenta que la mayor parte de nuestras vidas en general están sujetas a un fotoperiodo absolutamente artificial). Algunos experimentos recientes indican que los ritmos circadianos en el hombre están indudablemente sujetos al control fótico, siempre que la estimulación se dé en condiciones adecuadas. Esta serie de estudios se inserta en el conocimiento básico cuya obtención es imprescindible para una manipulación racional de los ritmos biológicos, tanto en la salud como en la enfermedad. Pueden identificarse numerosas situaciones clínicas en las cuales es de suma importancia modificar el sistema circadiano. En el hombre se verifica la existencia de ritmos circadianos alterados en situaciones tales como la depresión, las enfermedades emocionales estacionales, la ceguera, etcétera.
Nuestros relojes biológicos se resincronizan muy lentamente ante un cambio brusco de fase en la información ambiental, por consiguiente, no estamos bien preparados para situaciones de trabajo prolongado, para los turnos rotatorios de trabajos, o para los vuelos trasmeridionales, en los cuales se producen cambios repentinos en las señales ambientales. Las consecuencias de esta desadaptación son variadas y comprenden desde malestares transitorios (el llamado jet-lag de los viajeros de avión) hasta cuadros de desajustes neurovegetativos crónicos, de graves consecuencias para la salud y la productividad.
Estas situaciones ocurren porque ninguna de las desincronizaciones citadas han sido experimentadas durante evolución humana. Puede afirmarse que nuestro cuerpo está diseñado para un mundo que ya no existe. En los últimos cien años hemos cambiado radicalmente nuestro medio ambiente, para el cual, tal vez, no tenemos un diseño fisiológico adecuado. Comenzando por la introducción de la lámpara de luz eléctrica hasta el desarrollo de las tecnologías de computación digital, control de procesos, telecomunicaciones, diseño y construcción de naves supersónicas. Sin duda alguna estamos ante un silencioso proceso de una envergadura similar al de la revolución industrial. Hemos sido catapultados a una sociedad de 24 horas, con intercomunicaciones around the clock, McDonald’s incluidos.
Aunque no hay que olvidar que está en la naturaleza humana la capacidad de construir su propia historia y que el legado de una generación a otra, que se caracteriza por ser tan diferente, es una de las causas de la continuidad de este proceso de vida.
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Referencias Bibliográficas
Aguilar Roblero, R., 1993, “Teorías sobre los ritmos biológicos”, Psiquis 2:121-132.
Aschoff, J., 1984, “Free running and entrained circadian rhythms”, Handbook of Behavioral Neurobiology, vol. 4: Biological Rhythms (Jurgen Aschoff, ed.), New York Plenum Press. Golombek, D., Cardinalli D., 1993, “Cronobiología de las drogas y los tiempos”, Psiquis; 2:38-47. Golombek, D., 1993, “Ritmos circadianos en humanos: Cronofarmacología”, Psiquis, 2: 133-139. Moore-Ede, M., Suzlman, F., Fuller, C., 1982, The clocks that time us, Harvard College Press, USA. Moore-Ede, M., 1993, The twenty four hour society, Addison-Wesley Publishing Company, Canada. Pittendrigh C., 1993, “Temporal organization. Reflections of darwinian clock-watcher”, Ann. Rev. Physiol., 55: 19-54. Reingberg, A., Smolensky M. H., 1983, Introduction to Chronobiology. Biological rhythms and medicine, Springer Verlag, New York. Ward Ritchie, R., 1977, Los relojes vivientes, Ediciones Grijalbo, España. |
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Jorge Escandón
Instituto de Investigaciones Biomédicas,
Universidad Nacional Autónoma de México.
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cómo citar este artículo →
Escandón, Jorge. 1994. Ritmos biológicos. Ciencias núm. 35, julio-septiembre, pp. 69-75. [En línea].
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| Marcelino Cereijido y Fanny Blanck-Cereijido | |||||||||||
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Sería de buen tono comenzar un artículo científico definiendo
los conceptos que se habrán de tratar; pero sucede que los de vida y sobre todo el de tiempo han eludido con éxito y durante milenios el esfuerzo de filósofos, cosmólogos, físicos, psicólogos, biólogos y por supuesto, artistas de toda laya por encerrarlos en alguna definición que sea aceptable para todos. Pero entonces, ¿cómo se las habrán ingeniado para referirse a la vida y al tiempo todos aquellos que se ocuparon de estos conceptos? Veamos algunos ejemplos.
San Agustín de Hipona resume su posición así: “Si no me preguntan yo sé que es el tiempo. Pero si me piden que lo explique no puedo hacerlo (…) pues hay tres tiempos y los tres son presentes: el presente del presente en el que escribo estas líneas, el presente del pasado del que sólo me ha quedado una memoria presente, y el presente del futuro, del que por ahora tengo apenas una anticipación". Esta actitud debería resultar aleccionadora para quienes escuchan (en el presente) las vibraciones acústicas (actuales) producidas por la cinta plástica de un cassette copiado en Nueva York hace dos meses, al pasar (ahora) por una grabadora fabricada hace menos de un año en el Japón, escuchar un sonido que identifican con la voz de Enrico Caruso cantando Vesti la Giubba… ¡y creer sincera y nostálgicamente que están oyendo un pasado de setenta años!
Otra de las actitudes que aquí llamamos “sinceras” fue la del físico Richard Feynman, laureado con el Premio Nobel, quien en su curso de Dinámica, cuya variable central es justamente el tiempo, ante la dificultad en definirlo confesó: “El tiempo es cuánto tenemos que esperar”, y luego: “El tiempo es lo que pasa… cuando no pasa nada”. Por último, Gardel y Lepera, en su tango “Volver”, cantan:
Volver, con la frente marchita
las nieves del tiempo mancharon mi sien. Sentir que es un soplo la vida, que veinte años no es nada… De modo que, a pesar de “no ser nada”, el tiempo tiene nieves y otros atributos de los que dan cuenta expresiones como: “El tiempo es oro”, “Hay que darle tiempo al tiempo”, “No tengo tiempo”, “Voy a hacerme tiempo”, “He conocido tiempos mejores”, “En mis tiempos…”, “El tiempo todo lo arregla”, “El tiempo cruel no perdona”, “El tiempo pasa volando y sin embargo deja huellas”.
Por supuesto, se trata de metáforas en las que el tiempo, a pesar de no ser nada, presenta propiedades insólitas, tales como ser de metal, recibir préstamos, poder ser fabricado por quien lo necesita, haber sido mejor en el pasado, pertenece a alguien, sabe componer cualquier tipo de entuerto, ser cruel, volar.
La metáfora más ilustre respecto al tiempo la introdujo Heráclito, al comparar el fluir del tiempo con el de un río. Pero en el caso del río, al menos sabemos qué es lo que fluye: agua; respecto a qué fluye: las orillas que se consideran fijas; y cuánto fluye: tantos metros cúbicos por segundo. En cambio, en el caso del tiempo, ¿qué es lo que fluye?, ¿respecto a qué fluye?, y ¿cuánto fluye? ¿un segundo por segundo?
Por último, el vulgo cree que el tiempo es producto del reloj y el calendario, sin advertir que a lo sumo se está refiriendo al cambio de la posición de las manecillas, o la disminución (o sea, otro cambio) del número de hojas del calendario, o del contenido de carbono catorce de un hueso de gliptodonte, son transformaciones en el tiempo, es decir, que al hablar de dichos cambios, están presuponiendo un tiempo en que esos cambios ocurren. En la misma vena, hay incluso doctos cosmólogos que están convencidos de la existencia de una “flecha temporal”, cuya dirección (de pasado a futuro está dada por el aumento de la entropía del Universo: de dos estados, el que tenga más entropía es posterior. Pero no advierten que es necesario presuponer un tiempo, es decir, algo así como un hipertiempo (con una dirección pasado ? presente ? futuro) en el cual se ubicarán secuencialmente el estado anterior (de baja entropía) y el estado posterior (de alta entropía). Por suerte los termodinamistas más rigurosos, como el físico mexicano Leopoldo García Colín, señalan que no se puede extender el Segundo Principio como para fundamentar esas “flechas temporales”. Con todo, hay cosmólogos creen haber detectado nada menos que los sitios y momentos del nacimiento del tiempo: en la Gran Explosión o en los bordes de los agujeros negros. Pero, para decirlo pronto: nadie ha concebido jamás un experimento para demostrar que hay un tiempo que transcurre. Gardel y Lepera parecen haber dado en la tecla: “Veinte años no es nada”.
Hay incluso exasperados que han llegado a exclamar: “¡Muy bien, no hay ninguna evidencia de que el tiempo transcurra!”. Por lo tanto, el mentado transcurrir del tiempo ni siquiera es una ilusión, pues no entraña ningún engaño a nuestros sentidos (como cuando nos parece que la ropa oscura nos hace ver menos gordos), sino tan solo un mito. Han llegado a suponer que la realidad es estática (como las fotos de una película de cine, o las páginas de una vieja novela) pero que nuestra mente, al captarlas secuencialmente, les atribuye un tiempo en el que los personajes “cobran vida”: cada vez que leemos el Quijote de Cervantes, hacemos que el famoso “Flaco” vuelva a cargar contra molinos de viento, cada vez que leemos Hombre de la Esquina Rosada de Borges, trenzamos a los cuchilleros en salvaje duelo en el que el Corralero vuelve a caer muerto para nosotros.
Así, recorriendo posiciones ya cándidas, ya doctas, llegamos a la biología, pues al fin y al cabo nuestro artículo incluye la vida en su título. Una de sus ramas más distinguidas y recientes estudia los ritmos: latidos, secuencias automáticas de inspiración/expiración pulmonar, peristaltismo intestinal, oleadas de potenciales eléctricos neuronales, menstruaciones, hibernaciones, migraciones, generaciones (abuelos, padres, hijos, nietos).
La relación de los organismos con el tiempo es notable. Así, unicelulares tan sencillos como el plasmodio que provoca la malaria, invaden la sangre del enfermo por el atardecer, momento en el que tiene mayor probabilidad de que las picaduras de un mosquito lo propaguen a otras víctimas. Los perros aprenden a medir el tiempo: si el investigador toca un timbre y espera veinte minutos antes de darles alimento, los animalitos se acostumbran a esperar con bastante exactitud veinte minutos antes de segregar saliva. Se ha visto que cuando se les pide que estimen la duración de un minuto sin mirar el reloj, los hipertiróideos dicen “ya” en apenas treinta segundos y los hipotiróideos a los noventa. Se han asociado los trastornos menstruales de las azafatas con los cambios horarios debido a sus viajes intercontinentales. Se han encontrado centros cerebrales cuya lesión altera la noción del tiempo y la coordinación de los ritmos temporales.
De modo que la única “evidencia” de que hay un tiempo que transcurre, parece consistir en que tenemos la sensación de que sí lo hay (podemos aburrirnos hasta la exasperación en la sala vacía a la que además hemos olvidado llevar el reloj) y llamamos a esa sensación “sentido temporal”. Pero cada sentido debe tener una señal y un receptor. Por ejemplo, la vista tiene como señal la luz y como receptor la retina; el olfato tiene como señal las moléculas odoríferas y como receptor la nariz; la audición tiene como señal el sonido y como receptor los tímpanos. Pero, ¿cuáles son las señales y los receptores del “sentido temporal”?
Theodosius Dobzhansky afirmaba que nada en biología tiene explicación, salvo que se lo relacione con la Evolución biológica. Intentemos entonces entender la naturaleza del tiempo analizando el papel evolutivo del “sentido” temporal.
Las ventajas que otorga el “sentido” temporal están reflejada en frases como: “Hombre prevenido vale por dos”, “La próxima gasolinera está a media hora”, “Tiene 180 pulsaciones por minuto”, “Ganamos en tiempo suplementario”, “El secreto de la victoria, es saber de antemano”. Toda estrategia es un plan de lo que se ha de hacer en función del tiempo. Así, un maestro del ajedrez puede detectar en nuestra apertura el defecto que, dentro de veinte jugadas, se transformará en una debilidad insalvable… y dispone su juego para aprovechar el error y derrotarnos.
Nuestra mente, que puede pensar la realidad en función del tiempo, imagina fenómenos tan lentos como la evolución de todo el Universo a partir de la Gran Explosión (miles de millones de años) y explicarlo en una hora de clase, o tan rápido como el decaimiento del bosón Z° (2,65 × 10–25 segundos) ¡y tomarse también una hora para explicarlo! Pero, para tomar ejemplos relacionados a la supervivencia: gracias al cálculo de dinámicas, el hombre puede esquivar un lanzazo, predecir el movimiento de presas y predadores, plantar un vegetal en cierto momento del año y tener en cuenta cuándo deberá regarlo y cuándo cosechar. El “sentido temporal” hace que podamos captar relaciones tales como nublado-lluvia, sembrado-cosecha, apareamiento-crías. Una mejor elaboración de esas secuencias temporales nos lleva a entender sus mecanismos y transformar las secuencias en cadenas causales: causas antes, efectos después. Una elaboración social mucho más profunda y compleja de estas cadenas causales, acabará por generar ramas enteras de la ciencia (por qué llueve; por qué crecen los vegetales; por qué suceden las reacciones entre moléculas; por qué se hace la digestión; por qué cayó el Imperio romano; por qué ocurrirá un eclipse dentro de tres años y dos meses a las 3:45; por qué me duele el epigastrio y, concomitantemente, se me puede anestesiar y resecarme el trozo de estómago ulcerado que, de lo contrario, acabaría por matarme).
De manera que el “sentido temporal” ayuda a sobrevivir, y la lucha por la vida va seleccionando a aquellos organismos que pueden evaluar una cantidad cada vez mayor de futuro… y aquí estamos.
La vida en el planeta es un colosal proceso ordenado jerárquicamente. En el nivel más bajo ocurre un endemonial de reacciones químicas, en el que los tiempos se miden en el rango del fentosegundo (10–15 segundos), y de difusiones de moléculas de un sitio a otro de la célula en el orden del microsegundo (10–6 segundos). El “orden” aquí está expresado en las leyes de la química y de la difusión. Esas reacciones están reguladas por enzimas que codificadas en los genes cuya conducta es descrita por las leyes de la biología molecular, que se van imbricando con las leyes de la fisiología celular, ciencia que explica el orden de las señales químicas intracelulares, los potenciales eléctricos de las membranas, la estimulación e inhibición de receptores, los contactos celulares y las propagaciones de otras señales que ocurren en el rango del milisegundo (10–3 segundos). Pero las células de un organismo no tienen libertad de hacer cualquiera de las cosas de las muchas que podrían hacer, pues están sujetas a relaciones intercelulares, dependen para su nutrición del resto del organismo, están controladas por otra maraña de señales hormonales y eléctricas.
Los niveles celulares, tisulares y de órgano tienen por encima el nivel jerárquico de los diversos sistemas que se coordinan formando los organismos: el aparato digestivo, el circulatorio, el endócrino, el nervioso, el muscular… Aquí las dinámicas se describen con leyes propias de la gastroenterología, la cardiología, la endocrinología… Aquí los fenómenos tienen escalas temporales del segundo, como es el caso del latido cardiaco y del ritmo respiratorio; del minuto, como los parpadeos y la circulación; de las horas como son los procesos digestivos; del día, como son los ciclos sueño/vigilia; del mes, como son las menstruaciones.
Y así siguiendo, encontraríamos por encima los niveles de grupos y poblaciones, hasta llegar a toda la biósfera que, según algunos biólogos, se llega a comportar como un único y enorme organismo (Gaia), cuyo ordenamiento se describe con leyes propias de la ecología y, salvo la deletérea perturbación que introduce el ser humano con sus cacerías, depredaciones e industrias, tiene fenómenos temporales del orden de los millones de años.
Cabe advertir que el mundo biológico no contiene “cosas” estáticas, sino procesos dinámicos que tienen un orden temporal característico. Aquí el lector podría dudar: “Sí claro, la digestión es un proceso… pero, ¿acaso un árbol no es una cosa?” No. No lo es desde el punto de vista de este artículo, pues fue semilla, retoño, árbol, y mañana convertirse en una mesa, o un tinglado, un tobogán, leña. Aun si no lo cortaran para enviar sus maderas a un aserradero, los árboles no son eternos: tienen metabolismo el agua, las sales y los gases ingresan a él y pasan a ser el árbol, sus frutos caen, se los comen los pájaros, los árboles se pudren, se secan, los quema un rayo o un incendio forestal. Un ratón, un simple ratón, es un proceso que dura apenas dos o tres años. Una mariposa es un evento mucho más rápido, y una bacteria es por media hora el sitio de paso casi fortuito de moléculas. ¿Qué fueron Atila y Moctezuma en escala temporal cósmica?
La vida depende de que todos esos procesos, desde la glicosilación de una proteína hasta la migración anual de una golondrina, se cumplan dentro de escalas temporales adecuadas. Por ejemplo, cualquier reacción de la química biológica se puede efectuar en un tubo de ensayo, pero lo haría tan lentamente que no sería compatible con la vida. Dentro de una célula, en cambio, las enzimas aceleran la reacción miles de veces, en duraciones preciosamente ensambladas con los procesos difusivos, con la biosíntesis de otras enzimas en el momento adecuado. El corazón podría latir casi en cualquier momento, pero para que el organismo viva debe contraerse un número bastante fijo de veces por segundo. El cerebro no funcionaría si cada neurona, cada centro, descargara sus señales al azar. El oído tiene andanadas informativas con las que, como un correo que pasa a retirar el contenido de los buzones un par de veces al día, envía “paquetes” de información acústica cada 3 segundos, gracias a lo cual, según algunos psicólogos, tenemos sentido de la poesía y de la música.
Así como hay escritores que publican obras como “El Tiempo en la Arquitectura”, “El Tiempo en la Música”, “El Tiempo en la Historia”, en los que se describen cosas que ocurren en un tiempo que (supuestamente) transcurre, los fenómenos vitales que acabamos de mencionar no manejan el tiempo, sino que ocurren con cierta periodicidad en las diversas escalas temporales que fuimos mencionando, pero al tiempo en sí (suponiendo que haya algo que se llame tiempo) no le ocurre absolutamente nada.
El sentido del tiempo le permite al hombre prever un futuro en el que él habrá de morir. El convencimiento de la inevitabilidad de esta muerte le causa una angustia tan grande, que lo mueve a imaginar esquemas mitológicos en los que vendrá Osiris a llevárselo en una barca por el Nilo, o llegarán las Valkirias para premiar su valentía transportándolo al Walhala, o lo resucitará el Dios judeocristiano para someterlo a un Juicio Final. Según los antropólogos, historiadores y psicólogos, la angustia ante la muerte es uno de los motivos centrales de que el ser humano desarrolle civilizaciones, y crea en tiempos que fluyen cíclica o linealmente.
Ahora bien, el progreso de esas civilizaciones ha generado una ciencia y una tecnología que permiten entender el fenómeno biológico y modificar la vida artificialmente, en el sentido de que el número, variedad, tamaño y actividad de nuestros animales, huertos, jardines, bosques y de nosotros mismos, reflejan lo que la humanidad ha hecho con ellos.
La muerte, sus múltiples causas, el momento y las circunstancias de la vida en que ocurre dependen de una constelación de factores, entre los que predomina el factor genético. Que el núcleo de un huevo fecundado vaya a generar una lagartija o un faisán, depende de la información que atesoran sus genes y las circunstancias ambientales en que se ejecuta esa información. Pero el hecho de que una mosca viva veinte días, un ratón tres años, un gato diez, un caballo quince, un elefante cincuenta y una persona setenta es todavía un misterio que la biología moderna se encarniza en tratar de descifrar.
A lo largo de nuestra vida el “sentido del tiempo” va cambiando. Para un niño pequeño, el pasado es un lugar chato donde convivieron Colón, Pulgarcito y su abuelo. Si le dicen que habrá de ser presidente, se verá a sí mismo ejerciendo la primera magistratura en medio de personajes adultos… pero reteniendo su forma, tamaño y puntos de vista actuales. Cuando medite sobre la muerte pensará que es algo que le ocurre a los demás. Cuando sea anciano, en cambio, toda muerte ajena referirá a la propia. Cuando sea adolescente, pensará que tiene por delante “todo el tiempo del mundo”. Recién cuando sea adulto su “flecha temporal mental” le hará pensar que hay una muerte esperándolo. Tampoco esa flecha es una “cosa”, sino un concepto elusivo, un sentimiento misterioso pues, así como la visión del tiempo que tiene el ser humano, ha ido cambiando con el tiempo, también su sentido temporal cambia con el tiempo.
Lo notable es que esa “flecha temporal” funcione solamente en el nivel consciente, pues según los psicoanalistas, el inconsciente no se maneja con el tiempo cotidiano. Un aroma, una vieja carta, una antigua melodía, nos enciende de pronto el recuerdo de un pastel, una novia, una musiquita, que se mantuvieron incólumes en la memoria.
En una reciente mesa redonda, la escritora Ángeles Mastreta, nos explicaba que ella caía dolorosamente en la cuenta del transcurso del tiempo, cuando al observar a un muchacho guapo, pensaba que sería un excelente novio… para su hija. Pero enseguida celebró que, en nuestra exposición anterior, nosotros hayamos argumentado que no hay ninguna evidencia de que haya un tiempo que transcurre.
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Referencias Bibliográficas
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Marcelino Cereijido
Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav),
Instituto Politécnico Nacional.
Fanny Blanck-Cereijido
Asociación Psicoanalítica Mexicana.
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cómo citar este artículo →
Cereijido, Marcelino y Blanck-Cereijido, Fanny . 1994. La vida y el tiempo. Ciencias núm. 36, octubre-diciembre, pp. 59-66. [En línea].
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| Francisco Sour Tovar | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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El concepto del tiempo, como parámetro de medición
de la historia de la Tierra, constituye un aspecto del conocimiento humano que se ha desarrollado, paralelamente a la cultura y que por lo tanto ha sido explicado desde muy diversos puntos de vista.
Anaximandro, filosofo jónico del siglo VI a. C., concebía al Universo como una entidad de extensión y duración infinita, donde la materia era indestructible, eterna y fuente de origen de todas las cosas. Pensaba en una ciclicidad en el tiempo, durante el cual habían surgido, desaparecido y vuelto a aparecer infinidad de universos que en su ocaso se disolvían en materia amorfa. Imaginó a la Tierra como una columna cilíndrica, flotando en el centro del Universo y rodeada de aire. Anaximandro pensaba que el origen de los seres vivos “sencillos” había ocurrido a partir de la evaporación de un elemento líquido, mientras que los seres que presentan un desarrollo más complejo, como el hombre, que necesitan un largo periodo de amamantamiento y cuidados antes de poder alimentarse por sí mismos, se ha originado a partir de individuos de una especie más “sencilla”. Por ejemplo, sugirió que los primeros hombres habían sido engendrados por tiburones que los parían en un estado de desarrollo avanzado, arrojándolos sobre las playas.
Empédocles, cien años después, mantenía la idea de una ciclicidad en el tiempo, a través del cual fuerzas opuestas se alternaban el dominio de la naturaleza. Este pensador creía que los seres vivos habían surgido en un momento en que el amor reinó sobre la Tierra, permitiendo que la naturaleza creara por la combinación de diversos elementos, estructuras orgánicas sueltas (brazos, piernas, cabezas, órganos internos) que en un segundo periodo de armonía se mezclaron produciendo una diversidad de seres vivientes con características muy peculiares como quimeras, minotauros, bicéfalos, centauros, hombres, animales, etcétera, que se enfrentaron a las condiciones ambientales y de los cuales sólo sobrevivieron los que presentaban una constitución acorde y “funcional”.
Las ideas de Anaximandro y Empédocles reflejan en gran medida la creencia de los griegos presocráticos sobre un origen natural del Universo y todas sus partes. Para ellos, la historia de la materia, orgánica e inorgánica, cualquiera que fuese, se enmarcaba sin problemas en una concepción de la Tierra vagando en el universo durante un tiempo infinito.
En el siglo III a. C. estas concepciones naturalistas se enfrentaron al idealismo que se desarrolló con Sócrates, Platón y sus seguidores quienes proponen que el origen de toda la naturaleza son designios u obras divinas. En particular los seres vivos son considerados como obras de los dioses, creados de acuerdo a patrones ideales. Así, los cuerpos de las plantas y animales son simples portadores del alma, una esencia divina. Por la obra Timeus se sabe que Platón creyó que toda la naturaleza fue creada a partir de los cuatro elementos primordiales (fuego, aire, agua y tierra): y que los cuerpos de los seres vivos, están formados por triángulos que al desgastarse en sus vórtices rompían la armonía de la estructura provocando enfermedades y envejecimiento.
Al hablar sobre el hombre, se manifiesta la idea platónica de la reencarnación. Se piensa que en el ser humano existen tres tipos de almas: una superior que reside en la cabeza y que le otorga cualidades intelectuales y espirituales; la segunda, caracterizada por el valor, que se ubica en el pecho y se comparte con los animales; el tercer tipo de alma, la inferior, se encuentra en el abdomen, y es compartida con los animales “inferiores” (“peces” y “ostras”) y le da al hombre un carácter débil, lujurioso y criminal. En este esquema el hombre podía ser dominado durante los diferentes periodos de su vida por alguna de sus tres almas y dependiendo de su comportamiento global y de acuerdo cpn los patrones éticos de la época, su destino sería reencarnar en algún tipo de planta o animal —donde se incluía a las mujeres. Aquellos hombres de comportamiento ejemplar podían aspirar a reencarnar en un nivel supremo representado por las estrellas. Con estas ideas, el pensamiento platónico mantiene la idea de que la historia de la naturaleza se desarrolla en un ciclo temporal en que los seres vivos están sujetos a una cadena sin fin, en donde cada eslabón representa un nivel de vida para la esencia divina que portan.
En el siglo III a. C. las ideas presocráticas y las platónicas confluyen en el desarrollo de la escuela aristotélica. En esta etapa la cultura griega se caracteriza por observar y estudiar a la naturaleza de manera empírica y objetiva, pero siempre las interpretaciones que se hacen se mezclan con una serie de conceptos idealistas. Aristóteles en particular reconoce en los seres vivos la existencia de una gradación que se inicia con los seres sencillos y que avanza progresivamente hasta llegar al hombre. Estableciendo la llamada “escala natural”, reconoce la existencia de una serie de tipos básicos (gusanos, moluscos, plantas, peces, aves, mamíferos, etcétera), que son vistos como resultado de una creación ordenada matemáticamente. Existiendo un ser supremo responsable de esta creación, cada especie es considerada un reflejo de una forma ideal y perfecta pero dada la inestabilidad de la naturaleza, los individuos degeneran alejándose morfológicamente de la forma ideal y conservando una esencia divina. Propone la existencia de un motor que genera todo el movimiento en la naturaleza y lo ubica en una esfera que envuelve a todo el Universo y que se manifiesta en una esencia divina llamada “psiquis” a la que Aristóteles le atribuye el poder de generar cambios en cada individuo en un intento de acercarse o regresar al arquetipo o forma ideal. Estas ideas alejan al pensamiento humano de la forma materialista y objetiva con la que los antiguos jónicos analizaron a la naturaleza y repercuten en un cambio de la concepción del tiempo, concepción que se establece en los siguientes 16 siglos conocidos como la Edad Media o el periodo del oscurantismo.
“Porque habiendo dos especies de formas, una que se da exteriormente a cualquiera materia corporal, como son las que fabrican los alfareros y carpinteros y otros artífices semejantes, que forjan y hacen figuras y formas parecidas a los cuerpos divinos; y otra que interiormente tiene sus causas eficientes, según el secreto y oculto albedrío de la naturaleza que vive y entiende; la cual, no sólo hace las formas naturales de los cuerpos, sino también las mismas almas de los animales al nacer, la primera forma se puede atribuir a cualesquiera artífices, pero esta otra no, sino solamente a Dios creador y autor de todas las cosas visibles e invisibles, que crió al mundo y a los ángeles sin ningún mundo y sin ningunos ángeles.”
El párrafo anterior, que proviene del capítulo 27 de la “Ciudad de los Dioses” escrita por San Agustín (354-430 d. C.), esboza las ideas dominantes durante los siglos que abarca la llamada Edad Media. Durante ella las ideas cristianas, mezclas de antiguas escrituras hebreas, ideas religiosas griegas, romanas, maniqueístas y otras, se fusionan con ideas platónicas o aristotélicas. El Universo, en este periodo histórico, se concibe como una esfera que gira completa y diariamente alrededor de la Tierra, objeto inmóvil, macizo y pesado, rodeado por un espacio que incluía al Sol, la Luna y los planetas, limitado por una esfera que contenía a las estrellas y sobre la cual se encontraba, más allá del Universo, una región celestial libre de toda mancha y corrupción. Este tipo de pensamiento va a dominar el escenario medieval, salvo que el tiempo se concebirá de acuerdo a estimaciones basadas en referencias bíblicas. Así, al igual que la naturaleza de todas las cosas y la magnitud se cree que del tiempo no pasa de algunos miles de años. Muchos eclesiásticos establecieron la edad de la Tierra, como James Ussher, Arzobispo de Armagh, (Irlanda) quien en el siglo XVII calculó, con datos extraídos de la Biblia, que la Tierra había sido creada el día 26 de Octubre del año 4004 a. C., a las 9 de la mañana, es decir, hace apenas unos 6000 años.
A principios del siglo XVII, surgen personajes tan famosos como Keppler y Galileo que desarrollan diversas ideas sobre la Tierra y la conciben como una estructura dinámica y compleja. Sin embargo, el tiempo, dada su intangibilidad, se sigue considerando como un parámetro de extensión limitada. La acción de los fenómenos geológicos, como la erosión, los movimientos de la corteza o el vulcanismo, es imperceptible y no permite explicar en esta época los grandes rasgos de la superficie terrestre, por lo que se sigue creyendo en origen brusco y catastrófico para todos ellos.
Primer esbozo de la idea de continuidad
En 1669, el danés Nicolás Steno publicó su obra De solido intra solidum naturaliter contento dissertationis prodromus (Discurso introductorio acerca de un cuerpo sólido naturalmente contenido en el seno de un sólido) en la que estableció sus tres famosas leyes sobre la interpretación de la secuencias estratigráficas. La primera de ellas se conoce como la ley de la horizontalidad original y señala que los sedimentos normalmente se depositan formando capas horizontales y en algunos casos de manera paralela a terrenos inclinados. La segunda ley llamada de la continuidad original, postula la existencia de una deposición constante de sedimentos a lo largo de la historia de la Tierra, deposición que se ve registrada en los estratos de la corteza terrestre y que sólo es interrumpida por la existencia de etapas de erosión. La tercera ley de Steno corresponde a la superposición de los estratos y hace una interpretación de las edades de las capas de rocas sedimentarias, estableciendo que los estratos antiguos son los más profundos y los más recientes son los más superficiales. Con esta explicación se deduce, por ejemplo, que los fósiles contenidos en un estrato son más jóvenes que los que se encuentran subyacentes. En su tratado, entre otras muchas cosas, demostró además el origen orgánico de los fósiles y visualizó que la historia de la vida sobre la Tierra, de acuerdo al registro fósil, estaba caracterizada por cambios en los tipos de organismos que habían existido durante la formación de las diferentes capas de la corteza terrestre. Sin embargo, y dado que no fueron sino hasta mediados del siglo XIX en que no aparece ninguna idea aceptada sobre la evolución orgánica, los fósiles eran considerados simplemente como representantes de especies sin relación alguna con otras —preexistentes o actuales— o como restos de especies extintas o no conocidas por el hombre.
Tomando en cuenta las leves de Steno, en 1756, se estableció la primera escala geológica cuando Johann Lehmann reconoció tres edades para la formación de los diferentes tipos de rocas. Llamó Era Primitiva a la etapa durante la cual, según él, se dio la formación de las rocas cristalinas, como el granito y el gneis; ubicó en la Era Secundaria a las rocas sedimentarias consolidadas y fosilíferas, y nombró Era Aluvial a la etapa en la que se habían depositado suelos y sedimentos sueltos. Cuatro años más tarde Giovanni Arduino dividió la historia de la Tierra en cuatro edades: la Primitiva representada por las rocas cristalinas que forman el núcleo de las montañas; la Secundaria caracterizada por la formación de rocas sedimentarias; la Terciaria en la que se depositaron sedimentos no consolidados y la era Volcánica, caracterizada por la formación de rocas ígneas extrusivas.
De estos términos, el único que se sigue utilizando en los sistemas actuales de nomenclatura cronológica es “Terciario”, y es necesario aclarar que ninguna de las etapas que se proponen para la formación de las partes de la corteza terrestre se ubican en un marco temporal concreto o absoluto y sólo se habla de edades relativas sin mencionar una posible magnitud del tiempo.
En 1775, Abrahán Werner, uno de los maestros de Geología más influyentes y persuasivos de Europa, propone la teoría neptuniana, la cual fue aceptada rápidamente y que aún en nuestros días es de gran interés, ya que muchas interpretaciones estratigráficas presentan vestigios de ella. Para Werner, durante su origen, la Tierra consistía de un núcleo sólido cubierto totalmente por un océano primitivo y nebuloso que contenía en solución elementos y minerales que se depositaron concéntricamente y ordenadamente formando las capas de la corteza. Tomando como base las divisiones propuestas por Arduino, Werner postuló que cada capa concéntrica poseía un tipo de roca particular. Por ejemplo, señaló que todos los tipos de granito se habían depositado en la Era Primitiva.
Las divisiones hechas por Lechmann, Arduino y Werner representan las primeras dataciones relativas que se hicieron sobre los eventos que formaron la corteza terrestre. A la vez, esas dataciones fueron utilizadas para establecer un orden aparente en la sucesión de la vida sobre la Tierra. Ésta, sin embargo, se explicaba todavía a partir de postulados creacionistas que incluso utilizan los datos sobre las características de la Tierra, el orden de los estratos y la existencia de eventos geológicos catastróficos para apoyar o postular ideas religiosas como la del Diluvio Universal.
El origen de todos los seres vivos, en particular, se sigue explicando a partir de una creación divina pero dado que el registro geológico demuestra la existencia de variedad de formas orgánicas características de cada nivel estratigráfico de la corteza terrestre, se postula que Dios ha experimentado repetidas veces sus actos de creación y destrucción de biotas completas por medio de catástrofes naturales.
A finales del siglo XVII, el geólogo escocés James Hutton puso en tela de juicio la teoría werneriana, así como a algunas doctrinas remanentes del Medievo. Sus observaciones sobre diversos aspectos geológicos de Escocia lo llevaron a postular que los procesos naturales que se observan en el presente, como la erosión, deposición, vulcanismo y otros, actuando a lo largo del tiempo, son suficientes para explicar los principales rasgos de la superficie terrestre. Lo novedoso de su teoría es que excluye a procesos catastróficos y es acorde al pensamiento de su época, que intenta encontrar un orden matemático en la naturaleza. Su teoría, conocida como uniformitarismo, recuerda ideas presocráticas y contempla a la Tierra como una máquina, con un ciclo casi infinito, que con diversidad de fuerzas dinámicas eleva montañas desde los océanos, crea volcanes o cambia los rasgos de la corteza con la erosión. Las ideas de Hutton se resumen en sus palabras “…desde lo alto de la montaña hasta las costas oceánicas, todo se encuentra en constante cambio… la Tierra posee un estado de crecimiento y de acrecentamiento;… y así este mundo es destruido por una parte pero vuelto a construir por otra”.
Las brillantes ideas de James Hutton como muchas otras que se han expuesto por primera vez en un tiempo en el que el ambiente cultural o científico no es el adecuado o son expuestas por un naturalista sin influencia académica, fueron ignoradas por la mayoría de sus contemporáneos. Sin embargo, sus ideas sirvieron de base a los naturalistas de las generaciones siguientes, favoreciendo que la escala de tiempo se desarrollará durante el siglo XIX. Trabajando de manera independiente, numerosos geólogos, biólogos, químicos y otros científicos desarrollaron diferentes esquemas para subdividir el registro de la historia de la Tierra.
Las ideas catastróficas, con sus implicaciones sobre la historia de la Tierra y la vida, en el siglo XIX se enfrentan a un cambio radical. Sobresale en gran medida Charles Lyell, inglés de gran influencia académica quien publica entre 1830 y 1833 su libro Principles of Geology, considerado como la raíz de la geología moderna. En esta obra, Llyell combate acaloradamente las ideas catastróficas, expone y ejemplifica las ideas de Hutton, y propone una historia de la Tierra en la que el uniformitarismo de Hutton es acompañado por un ritmo de cambio constante y gradual, donde no solo los paisajes de la superficie se crean y destruyen cíclicamente, sino que también las formas de vida surgen, desaparecen y vuelven a aparecer acompañando al cambio ambiental. Las ideas de Lyell enmarcan un pasado y un futuro infinitos para la historia de la Tierra y una ciclicidad que lleva al extremo al postular que las condiciones del pasado se repetirán con exactitud en el futuro. Por ejemplo, propone que las biotas antiguas, que se observan a partir del registro fósil, reaparecerán sobre la Tierra en el momento en se repitan las condiciones ambientales bajo las que vivieron. Esta última idea en particular es duramente criticada y caricaturizada por sus contemporáneos. Sin embargo, el trabajo global de Lyell hace pensar en una edad para nuestro planeta, mucho mayor a las propuestas por las doctrinas religiosas, aún dominantes, y es acompañada por una serie de estimaciones acerca de la edad de la Tierra obtenidas por diferentes métodos. Por ejemplo, Kelvin propuso una edad para la Tierra de alrededor de 24 millones de años. Para ello se basó en una hipotética tasa de enfriamiento del planeta, desde su formación hasta el presente, y la comparó con las velocidades de enfriamiento que observó en diferentes cuerpos esféricos con los que había experimentado. Otras estimaciones sobre la edad de la Tierra, se llevaron a cabo tratando de calcular las velocidades de diversos procesos geológicos, como las tasas de deposición de sedimentos en distintas cuencas o las posibles tasas de concentración y acumulación de sales en los océanos. Estos intentos dieron origen a estimaciones muy variables sobre la edad de la Tierra.
Paralelamente a la concepción de un tiempo geológico de gran magnitud, los naturalistas acumularon una enorme cantidad de datos sobre las características de los seres vivos. Las observaciones sobre los patrones de distribución de las especies, sus relaciones intraespecíficas e interespecíficas, el análisis del registro fósil y otros factores, llevan a Darwin y Wallace a concebir la Teoría de la Evolución por medio de la Selección Natural, postulando (Darwin en particular) un proceso de cambio lento, gradual y continuo en las especies. Con ello se enlaza irreductiblemente la historia de la vida sobre la Tierra con una concepción del tiempo de gran magnitud.
Un reloj geológico
En 1896 Henry Becquerel descubrió la radioactividad y durante los siguientes quince años se desarrollaron los mecanismos de medición de edades de las rocas a partir de elementos radiactivos. Así, en 1911 se publicaron las primeras estimaciones sobre la edades de las rocas pertenecientes a diferentes periodos geológicos, las cuales fueron obtenidas con métodos radiométricos por el químico estadounidense B. Boltwood.
Con el mismo método, la edad de la Tierra, que es de más de 4500 millones de años, se obtuvo a principios del siglo XX, y al presente se conoce con relativa exactitud la edad de los diferentes estratos que conforman la corteza terrestre. Se tiene como principales datos, emanados del registro fósil y dataciones radiométricas que:
• Hace alrededor de 3400 m.a., la vida surge en la Tierra; • Los primeros eucariontes aparecen hace 1200 m.a.; • Los metazoarios alrededor de hace 670 m.a.; • La gran radiación de organismos con concha hace 600 m.a.; • Los primeros cordados entre 490 y 510 m.a.; • Las primeras plantas terrestres y los primeros vertebrados mandibulados 440 m.a.; • Los primeros peces cartilaginosos y los peces óseos a mediados del Devónico alrededor de hace 360 m.a.); • Los primeros anfibios a finales del Devónico (345 m.a.); • Los primeros reptiles durante el Carbonífero (280 m.a.); • Los primeros mamíferos durante el Triásico (225-190 m.a.); • Las aves durante el Jurásico Superior 130 m.a.); • Las primeras angiospermas y los primeros mamíferos placentarios durante el cretácico (120-65 m.a.); • Los primeros primates durante el Paleoceno (50-65 m.a.); • Los primeros homínidos durante el Plioceno (hace 7 m.a.) y el hombre aparece como especie hace alrededor de 40000 años. Hasta 1970, todos los conocimientos implicados en el párrafo anterior eran concebidos como producto de un proceso lento, gradual y continuo, respondiendo a los postulados de la teoría de la evolución neodarwinista y al uniformitarismo geológico, en un marco temporal de gran magnitud. Las ideas catastróficas, geológicas o biológicas, los saltos evolutivos y en general, los procesos rápidos de cambio ambiental u orgánico, son mal vistos y discriminados. En ese año, la publicación del texto de Sthepen Jay, Gould y Miles Eldredge en el que proponen la Teoría del Equilibrio Puntual o Teoría de la Evolución por Equilibrios Intermitentes, provoca una ruptura en el pensamiento evolutivo y, en general, sobre la concepción de la historia de la vida. Basándose en las características del registro fósil, postulan que las tasas de cambio evolutivo sólo se observan durante las etapas de especiación. La historia de las especies es caracterizada por la existencia de largos periodos de estasis morfológica, durante la cual las especies permanecen prácticamente inmutables, con breves periodos durante los cuales ocurren los procesos de especiación o de radical modificación morfológica. En esta teoría, la magnitud del tiempo geológico, a pesar de su inmensidad, es insuficiente para explicar la evolución orgánica a través de un proceso gradual. Paralelamente, al interior del desarrollo de la geología moderna, la teoría de la Tectónica de Placas, la observación de procesos catastróficos, como vulcanismo, maremotos o choques de meteoritos contra la Tierra, los cuales provocan cambios radicales en los rasgos de la superficie terrestre y en las condiciones ambientales, han contribuido también a romper la idea del cambio geológico gradual y constante, postulado básico del uniformitarismo.
La importancia de la exactitud
Durante la historia cultural del hombre, el tiempo ha representado un concepto que ha motivado el desarrollo de grandes controversias en diversas áreas de la filosofía y la ciencia, existiendo opiniones que le otorgan un carácter totalmente abstracto, y otras en donde el tiempo es caracterizado con leyes o principios físicos y matemáticos. Este último punto de vista tiene una historia y es producto de la interacción de una serie de áreas del conocimiento científico, que a lo largo de la historia de las civilizaciones, han producido ideas, teorías, técnicas y la recopilación de una enorme cantidad de observaciones que han determinado que el tiempo sea un parámetro en el cual se enmarca a la mayoría de los fenómenos naturales, geológicos o biológicos. Conocer la historia global de la Tierra, enmarcarla en parámetros temporales exactos, representa, para el hombre, encontrar la verdad sobre el origen y evolución de nuestro planeta, los principales rasgos de la vida, de la diversidad de organismos que se conocen hoy día y los que existieron en el pasado, así como comprender con ello el origen de nuestra propia especie.
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Francisco Sour Tovar
Facultad de Ciencias,
Universidad Nacional Autónoma de México.
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Sour Tovar, Francisco. 1994. El tiempo geológico. Ciencias núm. 35, julio-septiembre, pp. 57-63. [En línea]. |
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| Julieta Fierro | |||||||||||||
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Una propiedad de la naturaleza es el tiempo. Nos podemos
dar cuenta del paso del tiempo al observar fenómenos repetitivos, como la sucesión del día y de la noche.
Quizá una de las más antiguas inquietudes del hombre ha sido la de comprender lo que es el tiempo y tratar de medirlo. Galileo, el primer físico experimental de la época moderna, se dio cuenta de que un fenómeno repetitivo como el de las oscilaciones de un largo candil de una iglesia le permitiría medir el tiempo. Lo descubrió comparándolo con su pulso. Inventó el péndulo.
El lector puede fácilmente construir uno, usando cualquier objeto colgado de un cordón, y comprobar por sí mismo lo que descubrió Galileo, a saber, que la frecuencia del péndulo depende de su longitud. Sugerimos que el lector construya un péndulo bastante largo, lo ponga a oscilar y lo vaya acortando, jalando del cordón. A simple vista podrá notar cómo se mueve más rápido entre menor sea la longitud de la cuerda.
El pulso de una persona sana es de entre 78 y 80 pulsaciones por minuto. Desde luego que este número puede cambiar: aumenta con el calor y el ejercicio físico. Galileo hizo su experimento cómodamente sentado, por consiguiente su pulso fue bastante estable. El lector puede medir su pulso colocando suavemente sus dedos índice, medio y anular de una mano, sobre la vena que está bajo la muñeca, poco antes del pulgar de la otra mano.
La medición del tiempo utilizando péndulos se ha empleado incluso en tiempos recientes. Durante la Revolución francesa se trató de redefinir la unidad de tiempo, de tal manera, que hubiera diez horas durante el día divididas en cien minutos y en cien segundos. Así, la unidad de segundo sería el lapso que le tomaría a un péndulo de un metro de longitud completar una oscilación. Esta propuesta no tuvo éxito, y aunque sí utilizamos el metro definido parcialmente de esta manera, seguimos empleando la unidad de segundo inventada por los caldeos hace unos tres mil años.
Los relojes antiguos
Una herramienta que ha inventado el hombre es el reloj, instrumento que mide intervalos de tiempo.
Ya desde la antigüedad se utilizaban relojes de arena y clepsidras inventadas por los egipcios y los chinos, los lapsos correspondían al tiempo que le tomaba a una cantidad de agua determinada, pasar de un recipiente a otro por un orificio pequeño. De hecho, una cafetera donde escurre el agua de un recipiente a otro, como una Melita, es una clepsidra, ya que siempre tarda lo mismo en preparar esa bebida aromática. Sin embargo, la clepsidra, al igual que el reloj de arena, es incapaz de medir tiempos absolutos y es bastante imprecisa.
El gnomon
Un intervalo que nos da noción de tiempo es la sucesión del día y la noche. Observando la posición del Sol en el cielo se puede tener una idea de la hora. Cerca del ecuador, el Sol se levanta al amanecer por el horizonte Este, como a las 6 a.m., a mediodía está casi encima de nuestras cabezas, y al atardecer se mete en el horizonte Oeste, como a las 7 a.m. A esta unidad le llamamos día y la hemos dividido en 24 horas: doce de luz y doce de oscuridad, utilizando docenas, unidades que empleaban los caldeos para contar.
Los egipcios de la antigüedad pensaban que cada día nacía el dios del Sol, Ra, y que navegaba a lo largo de la bóveda celeste en un barco sagrado. Este mito data de hace unos 4000 años. Cada mañana el barco navegaba por el cielo, que para ellos era un océano, saliendo por el horizonte Este. Por la noche la barca se metía en el horizonte Oeste y continuaba su viaje por el inframundo, donde moría. Los griegos tenían una idea similar. Para ellos, Apolo conducía por el cielo una carreta tirada por tres caballos, y así lograba recorrerlo en un día.
Estos pueblos y muchos más, notaron que la sombra que proyectaba una barra de madera enterrada de tal manera que quedara vertical en relación al suelo, cambiaba de longitud y de dirección a lo largo del día. Cualquier barra perpendicular a una superficie que sea empleada para observar el cambio de longitud y de dirección de su sombra, y por consiguiente para medir el tiempo se llama gnomon.
Sugerimos que el lector construya un reloj de Sol muy primitivo colocando un lápiz bien derechito, dentro de una bola de plastilina y que lo instale cerca de una ventana que dé al Este o al Oeste; o bien en algún lugar soleado, ya sea dentro o fuera de casa. Podrá observar que conforme pasa el tiempo la sombra cambia de longitud. Si está nublado o es de noche y el lector desea verificar el funcionamiento de su “lápiz reloj”, podrá iluminarlo con una lámpara desde diferentes posiciones y notará lo corta y larga que se puede hacer la sombra.
Para comprender cómo funciona el reloj de lápiz, notamos que durante el día el Sol se mueve de Oriente a Poniente en aproximadamente 12 horas. Es decir que el Sol recorre ciento ochenta grados, medio hemisferio, en 12 horas; o lo que es lo mismo, -dividiendo ambos números entre doce-, quince grados por hora. Así, conforme avanza el Sol en el cielo, se va moviendo quince grados por hora y sus rayos van incidiendo en diferentes ángulos sobre nuestro lápiz, produciendo una sombra de diversa longitud, de acuerdo al lugar que ocupe el Sol. En el amanecer y al atardecer, las sombras que proyecta la barra son alargadas, mientras que a mediodía la sombra se vuelve muy cortita. Este principio de la variación de la sombra de una estaca clavada en el piso es lo que permite construir relojes de Sol. Este método ha resultado tan eficaz que se siguió usando comúnmente hasta finales del siglo pasado.
Los egipcios utilizaban relojes de Sol de dos tipos, unos magníficos, los obeliscos, que son enormes esculturas delgadas y altas, y otros de tipo personal en forma de T. Los más antiguos que se conocen datan del año 2000 a. C. Estos últimos se colocaban orientados al Este, de tal manera que por la mañana la sombra de la barra horizontal era grande, y conforme ascendía el Sol la sombra se iba acortando hasta desaparecer al mediodía; después del mediodía, había que voltear el instrumento para que la T ahora apuntara al Oeste, de manera que la sombra creciera gradualmente hasta el atardecer. Lo ingenioso de los relojes de sombra en forma de T es que la longitud de la sombra siempre es la misma, ya que es producida por la parte superior de la T. Es como tener un reloj de lápiz paralelo al piso en lugar de perpendicular a él. Sugerimos que el lector haga la prueba.
Hasta ahora hemos descrito relojes de Sol colocados en latitudes cercanas al ecuador. ¿Qué sucedería con un reloj de Sol colocado cerca de los polos? Durante los seis meses en que solo es de noche, ¡no serviría para nada! Sin embargo, durante los meses en que siempre es de día, un gnomon sería ideal. Como el Sol parece moverse alrededor del horizonte a lo largo del día y nunca se pone, la sombra del gnomon circularía alrededor del gnomon, como las manecillas de un reloj de pared. La sombra recorrería trescientos sesenta grados en 24 horas. Ahora bien, un reloj paralelo al piso, como la barra de la T, proyectaría una sombra tan distante que no serviría de mucho.
Por consiguiente, el reloj más adecuado dependerá de la latitud del usuario. La latitud es una medida de distancia que nos indica qué tan alejados estamos del horizonte. Una persona parada sobre el ecuador está a O grados, mientras que una sobre el Polo Norte estará a más de noventa grados, y en la ciudad de México estaría a 19 grados.
A pesar de la precisión y la formalidad del Sol los relojes solares tienen dos problemas: la noche y los días nublados.
Las estaciones
Los planetas tienen dos movimientos, por un lado giran sobre sí mismos como trompos, lo que constituye el movimiento de rotación, y por otro lado giran alrededor del Sol, lo que se conoce como movimiento de traslación. Quien se haya subido en una feria a “las tazas”, un juego que gira como “los caballitos” y que uno hace dar vueltas girando un volante, puede imaginar muy bien cómo se mueven los planetas. Con excepción de Urano, que más bien rueda conforme se traslada (como dar marometas mientras gira el tiovivo).
Todos los planetas dan vuelta alrededor del Sol casi en un plano al cual podemos imaginar como el piso de los caballitos —aunque desde luego en el caso de los planetas es un plano imaginario: el plano de traslación.
La línea imaginaria alrededor de la cual rotan los planetas se llama eje de rotación. La dirección en la que apunta el eje de rotación combinada con el movimiento de traslación, da lugar a las estaciones. En algunos lugares de la Tierra se producen estaciones muy marcadas: primavera, verano, otoño e invierno. En otros lugares se notan de manera distinta, como en la zona ecuatorial en donde se percibe una época de lluvias, y una de secas, por ejemplo. En otros planetas como Marte, también hay estaciones; sus casquetes polares cambian notablemente de tamaño durante el año marciano. En cambio, en mundos como Júpiter no hay estaciones. Para entender cómo se producen las estaciones veremos primero qué pasa en Júpiter.
El eje de rotación de Júpiter es perpendicular a su plano de traslación. Es como si el eje estuviera parado. Debido a esto, cuando Júpiter rota, la cantidad de luz y calor que cae en cada punto de su superficie es siempre la misma, sin importar en qué parte de su órbita se encuentre. Es decir, independientemente del día del año, los diversos lugares de la superficie reciben igual cantidad de horas de luz y de noche. Cerca del ecuador siempre hay mayor insolación que cerca de los polos.
En Urano la situación es diferente. El eje de rotación está en el plano de su órbita, de manera que parece estar acostado. En la figura 1 (lado izquierdo) se muestra a Urano en varias posiciones de su órbita. Cuando está en la posición A su polo norte apunta casi hacia el Sol. Aunque está rotando, la luz solar cae siempre en la misma mitad del planeta. La otra mitad está siempre oscura. En el lado iluminado por el Sol, es verano, mientras que en el otro lado hace mucho frío porque no lo ilumina el Sol y es invierno. Cuando el Sol está en posición B, el polo sur es el que apunta al Sol, por lo que siempre está iluminado, mientras que el lado norte permanece oscuro. Ahora es verano en el sur e invierno en el norte. Por más que rote el planeta en la posición B, al hemisferio norte no le toca nada de luz.
Desde luego que durante su órbita, a Urano le tocan posiciones intermedias, donde toda la superficie recibe iluminación conforme rota el planeta. Esta posición sería la de la primavera uraniana.
Así, mientras que en Júpiter no hay estaciones, en Urano sí las hay y son extremas. ¿Qué sucede en la Tierra o en Marte? Sus ejes de rotación están ligeramente inclinados. La figura 1 (lado derecho) muestra a la Tierra en su órbita. Cuando está en la posición A, llega más luz al hemisferio norte, y es verano en el norte e inverno en el sur. Cuando está en la posición B, la situación se invierte.
De todo lo anterior se puede concluir que las estaciones se deben a la inclinación del eje de rotación de un planeta.
A ello se debe que en Marte y en la Tierra la situación no sea tan aburrida como en Júpiter, en donde no hay estaciones, ni tan extremas como en Urano, en donde prevalece una situación de todo o nada. Los ejes de rotación de la Tierra y de Marte, están inclinados unos 24 grados con respecto a sus planos de traslación, de tal manera que, alternadamente, los hemisferios norte y sur reciben mayor cantidad de radiación solar.
Este mismo fenómeno hace que en Júpiter los días siempre duren lo mismo que las noches, y que en Urano, Marte y la Tierra, existan dos días en sus periodos de traslación, en que el día y la noche tengan la misma duración en todo el planeta. En la Tierra éstos son, aproximadamente, el 21 de marzo y el 21 de septiembre.
Las salidas y puestas del Sol
Aunque sabemos que la Tierra gira alrededor del Sol, sentimos que el Sol es el que da vueltas en torno a la Tierra. Así, es posible seguir la trayectoria del Sol por los cielos de nuestro planeta o de cualquier otro de nuestro sistema solar. Desde diferentes planetas, imaginemos dónde estaría colocado el Sol a mediodía durante las distintas estaciones, tanto en el ecuador, como en alguno de los polos. Los habitantes de otras regiones registrarían situaciones intermedias.
Primero Júpiter. A mediodía un habitante del ecuador vería siempre el Sol encima de su cabeza, mientras que un habitante del Polo, lo vería siempre cerca del horizonte, independientemente del día del año.
Ahora Urano. En el verano un habitante del polo Norte vería que el Sol está encima de su cabeza todo el día, aunque el planeta rote. En la primavera el Sol estaría en el horizonte, y el invierno no saldría para nada ya que, por más vueltas que diera el planeta, el Sol no dejaría de estar en dirección opuesta a sus pies.
Cuando es primavera en Urano, un habitante del Ecuador, vería que el Sol está encima de su cabeza a mediodía, y que, conforme transcurre el año, el Sol se va acercando al horizonte, hasta llegar el invierno en que estaría pegadito a él. Así, un reloj de Sol en algún polo de Urano, serviría de muy poco, tanto en invierno como en verano. En pleno verano, no proyectaría sombra, ya que el Sol siempre estaría encima de la cabeza del observador, y en invierno ni siquiera saldría.
En la Tierra, un habitante del ecuador tendría al Sol encima de su cabeza a mediodía, 23.5 grados hacia el norte durante el verano y corrido en el mismo ángulo hacia el sur en el invierno.
De igual manera que visto desde la tierra, el Sol parece estar en distinta posición a mediodía durante el año, así varía la posición del lugar por donde sale y por donde se mete. Esto depende también de las estaciones, es decir, de la inclinación del eje de rotación de la Tierra.
El tiempo sideral
Las mediciones del tiempo astronómicas, están basadas en la rotación y traslación de la Tierra; movimientos que marcan el paso de los días y de los años. En la actualidad se utilizan dos pasos sucesivos de una estrella por el meridiano del observador para medir un día, y las posiciones de las mismas estrellas en el cielo para medir el año. Sin embargo, en este artículo preferimos referirnos a las mediciones del tiempo utilizando al Sol porque pensamos que son más intuitivas.
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Julieta Fierro
Instituto de Astronomía,
Universidad Nacional Autónoma de México.
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cómo citar este artículo →
Fierro, Julieta. 1994. El tiempo en astronomía. Ciencias núm. 35, julio-septiembre, pp. 52-56. [En línea].
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| Shahen Hacyan | |||||||||||
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¿Qué es el tiempo? “Si no me lo preguntan, lo sé. Si me
preguntan, no lo sé”, contestó San Agustín a tan difícil cuestión. Y es que todos sabemos intuitivamente lo que es el tiempo, pero de ahí a definirlo… En este artículo trataremos de fijarnos una meta un poco más modesta y plantearnos la pregunta: ¿qué es el tiempo de la física?
Newton, Maxwell, Einstein
1. El tiempo absoluto, verdadero y matemático por sí mismo y por su propia naturaleza, que fluye sin relación con nada externo.
2. El tiempo relativo, aparente y común, que es medida sensible y externa de la duración por medio del movimiento.
El tiempo relativo es el que se mide con relación al movimiento de algo —maquinaria de un reloj, rotación de la Tierra, etcétera— cerrando así un círculo tautológico: el tiempo se mide con el movimiento y el movimiento con el tiempo. Según Newton, esta medición del tiempo no puede ser precisa y debe ajustarse continuamente con el tiempo absoluto. Newton parece despreciar el tiempo relativo, el de los “hombres comunes”, a favor de un tiempo absoluto, independiente de todo. Pero su razonamiento es poco convincente, pues nunca aclara cómo se accede a ese tiempo absoluto.
A pesar de todo, el tiempo absoluto quedó firmemente establecido en la ciencia clásica. Para un físico, ese tiempo sería el parámetro t que aparece en todas las ecuaciones que describen el movimiento de los cuerpos, y correspondería aproximadamente con el tiempo común medido con aparatos humanos. Esta visión del mundo habría de subsistir hasta principios del siglo XX, cuando Einstein mostró que el tiempo absoluto es una ilusión.
A mediados del siglo XIX, el gran físico escocés James Clerk Maxwell demostró que la electricidad y el magnetismo obedecen leyes matemáticas muy precisas, al igual que la gravitación —como lo había mostrado Newton. Las ecuaciones de Maxwell describen los campos eléctricos y magnéticos en cada punto del espacio y en cada instante de tiempo (en términos matemáticos, dichos campos dependen de la posición espacial y del tiempo, es decir, las coordenadas x, y, z, t). Sin embargo, desde un principio surgió un problema: si se cambian las coordenadas espaciales a un sistema de referencia en movimiento, las ecuaciones de Maxwell cambian de forma y se vuelven mucho más complicadas. Este hecho, más que una dificultad de la teoría, parecía reforzar la idea de un espacio y un tiempo absolutos, que serían el escenario donde ocurren los fenómenos electromagnéticos descritos por las leyes de Maxwell.
Sin embargo, a fines del siglo XIX, Hendrik Lorentz demostró que existe una transformación de coordenadas que deja invariante la forma de las ecuaciones de Maxwell, siempre y cuando se cambien no sólo las coordenadas espaciales, sino también el tiempo. Pero esto parecía ser sólo una curiosidad matemática.
Tal era la situación cuando, en 1905, apareció en una prestigiosa revista alemana de física un artículo titulado “Sobre la electrodinámica de los cuerpos en movimiento”, por Albert Einstein. Con este trabajo nació la teoría de la relatividad.
Einstein postuló que las ecuaciones de Maxwell deben tener la misma forma en cualquier sistema de referencia y que, por lo tanto, es imposible privilegiar un sistema de referencia respecto a otro.
Este es el principio de relatividad; para que se cumpla es necesario que la transformación de coordenadas descubierta por Lorentz tenga realidad física. La consecuencia más revolucionaria es que el tiempo depende del movimiento de quien lo mide. Einstein tiró por la borda, sin misericordia, el tiempo absoluto de Newton.
Relatividad
Un postulado fundamental de la teoría de la relatividad es que la velocidad de la luz (en el vacío) —que es de unos 300000 kilómetros por segundo— es la misma para cualquier observador. Esto parece contradecir toda experiencia: por ejemplo, se esperaría que al correr detrás de una señal luminosa, ésta pareciese tener una velocidad menor, pero la velocidad de la luz siempre será la misma. La razón es que las velocidades no se adicionan o restan simplemente, como en la mecánica clásica, ya que se debe tomar en cuenta que el tiempo cambia para un observador en movimiento.
Así, el tiempo no transcurre de la misma forma para observadores distintos, a pesar de que nuestro sentido común, basado en la práctica cotidiana, indica que los relojes no se adelantan o atrasan por estar en movimiento. Sin embargo, el efecto predicho por Einstein sólo es perceptible a velocidades cercanas a la de la luz.
Más precisamente, si en cierto sistema de referencia dos sucesos ocurren en el mismo lugar, pero con un intervalo de tiempo t, entonces, en otro sistema de referencia que se mueve con velocidad V con respecto al primero, los dos sucesos ocurren con un intervalo de tiempo t’ dado por la fórmula:
Entra fórmula 14
donde c es la velocidad de la luz. A partir de esta fórmula, se ve que la diferencia de los dos tiempos es completamente imperceptible para velocidades muy bajas con respecto a la velocidad de la luz, como es el caso de nuestra experiencia diaria; por esto, la contracción del tiempo había pasado desapercibida hasta que apareció la teoría de Einstein.
Para dar un ejemplo, supongamos que una nave espacial viaja a la estrella más cercana, Alfa Centauri, que se encuentra a cuatro años luz de distancia (al tratar distancias cósmicas, se suele utilizar el año luz como unidad de medida: es la distancia recorrida por la luz en un año y equivale a unos nueve billones de kilómetros). Los tripulantes de la nave no sentirán nada particular con respecto a su tiempo, ya que sus relojes marcharán normalmente. Será su regreso a la Tierra cuando notarán que sus relojes y los de la Tierra no coinciden: el tiempo medido en la nave, desde que salió hasta que regresó, será más corto que el tiempo medido en la Tierra de acuerdo con la fórmula que dimos más arriba.
Si, por ejemplo, la velocidad de la nave es de 299000 kilómetros por segundo, transcurrirán poco más de ocho años, medidos en la Tierra, desde que la nave despega hasta que regresa, pero para los tripulantes habrán pasado solamente... ¡siete meses!
Gravitación
En 1915, Einstein presentó una extensión de su teoría, conocida como relatividad generalizada, que incluye también la fuerza gravitacional. Sin entrar en los detalles de esta teoría (lo que nos llevaría demasiado lejos), mencionemos que la relatividad del tiempo vuelve a aparecer con relación al campo gravitacional. En efecto, el tiempo transcurre más lentamente donde la gravedad es más intensa.
Por ejemplo, debido a que la gravedad de la Tierra es ligeramente mayor en el suelo que en la parte alta de un edificio, un reloj en la planta baja debería atrasarse respecto a uno en la azotea. En la práctica, este efecto es demasiado pequeño para notarse, pero el fenómeno fue comprobado en forma espectacular por R. V. Pound y G. A. Rebka en 1960 en una torre de 22 metros de altura. El cambio en el tiempo es de apenas una diez milésima de millonésima de segundo por cada hora transcurrida, pero Pound y Rebka pudieron medir ese cambio y comprobar que corresponde perfectamente a lo predicho por Einstein.
Pero la manifestación más extrema de la relatividad del tiempo se da en esos curiosos objetos predichos teóricamente por la relatividad general: los hoyos negros. Esencialmente, un hoyo negro es una concentración de masa tal que su atracción gravitacional impide que la luz, o cualquier objeto, se escape de su superficie. Las estrellas, al final de sus vidas, cuando han agotado todo su combustible nuclear y dejan de brillar, se contraen por su propia fuerza gravitacional. En el caso de las estrellas muy masivas —unas siete veces o más que el Sol—, la evolución puede ser muy complicada, pero eventualmente la estrella, o al menos su parte central, tiene que transformarse en hoyo negro y los astrónomos han encontrado evidencias de estos extraños objetos en nuestra galaxia.
Para nuestros fines, señalemos que un hoyo negro se caracteriza por una superficie, llamada horizonte, que es una esfera de unos 3 kilómetros de radio por cada masa solar (por ejemplo, un hoyo negro de 10 masas solares tiene un radio de 30 kilómetros); el interior del horizonte está desconectado del Universo externo y no podemos verlo, a menos que penetremos en él en un viaje de un solo sentido.
Supongamos que una nave espacial cae en un hoyo negro y que ese suceso trágico es observado desde un planeta a prudente distancia. Los tripulantes de la nave que cae no notarán nada especial durante su camino: cruzarán el horizonte, digamos a las 12 horas, y seguirán su viaje, hasta que en algún momento las fuerzas de marea del hoyo negro se vuelvan tan intensas que destrocen la nave. Ahora bien, todo el proceso, visto desde lejos, será muy distinto: se verá a la nave que cae, pero su tiempo irá deteniéndose a medida que se acerca al horizonte. Después de mucho tiempo se verá el reloj de la nave marcar, por ejemplo, las 11:58; después de varios años, siempre medidos desde lejos, marcará las 11:59; y así sucesivamente sin nunca alcanzar las 12:00. Visto desde el planeta lejano, el tiempo en la nave atrapada por el hoyo negro se congela respecto al tiempo externo. Un tiempo finito para un observador es infinito para otro: ¡qué mejor ejemplo de relatividad del tiempo!
Máquinas del tiempo
Según la teoría de la relatividad de Albert Einstein, ningún cuerpo puede moverse más rápidamente que la luz, pues se necesitaría una cantidad infinita de energía para alcanzar tal velocidad. Para fines terrenales, esta limitación no es tan grave. A la velocidad de la luz se pueden dar hasta ocho vueltas a la Tierra en un segundo. Sin embargo, para fines de comunicación en el Universo, la luz es demasiado lenta. Por ejemplo, un viaje interestelar al centro de nuestra galaxia a una velocidad cercana a la de la luz tomaría unos treinta mil años medidos en la Tierra, y si bien la contracción del tiempo jugaría a favor de los tripulantes, la travesía requeriría mucho más energía que toda la disponible en nuestro planeta.
¿Se puede, entonces, encontrar algo así como un atajo para poder viajar a regiones lejanas del universo? Curiosamente, la teoría de la gravitación de Einstein no excluye tal posibilidad. Al menos en principio, podrían existir túneles cósmicos que conecten regiones muy distantes del Universo. Un viajero cósmico que penetre uno de esos túneles recorrería una distancia relativamente corta y emergería en una región muy lejana del Universo. Esto le permitiría vencer la barrera de la velocidad de la luz.
Sin embargo, de acuerdo con la misma teoría de Einstein, un viaje a mayor velocidad que la luz es equivalente a un viaje en el tiempo. Esto se debe a que el tiempo es un concepto relativo: el intervalo de tiempo entre dos sucesos depende de quién lo mide, pero para un hipotético viaje a mayor velocidad que la luz, el tiempo no sólo se contrae sino que… ¡se invierte!
Supongamos que una nave espacial penetra un túnel cósmico por uno de sus extremos, sale por el otro y luego se vuelve a meter para regresar a la Tierra. Se puede demostrar que si uno de los extremos del túnel cósmico se mueve con una cierta velocidad, un viajero podría regresar a su punto de origen ¡antes de haber salido! Según la teoría de la relatividad, viajar más rápido que la luz implica también viajar hacia atrás en el tiempo.
Somos viajeros sin reposo en el tiempo, pero nuestro viaje es en una sola dirección: del pasado al futuro. ¿Por qué el tiempo corre en una sola dirección? Esta pregunta no es tan trivial como parece, ya que las leyes de la mecánica no implican que el tiempo tenga que fluir en un sentido o en otro. Si uno cambia el signo del tiempo en las ecuaciones de la física, nada cambia: lo que se mueve en un sentido también se mueve en otro. Esas mismas leyes describen a la perfección el comportamiento de la materia, pero la dirección del tiempo está escondida en alguna región aún mal comprendida por la ciencia moderna.
Hasta ahora, el único concepto físico que implica una dirección del tiempo es la entropía. Pero éste es un concepto estadístico, que se aplica sólo a conjuntos muy grandes de partículas (moléculas, átomos). La entropía es en cierto sentido una medida del desorden. Por ejemplo, el agua en un vaso que cae al suelo y se derrama aumenta su entropía, y no es de esperar que el proceso contrario -el agua del suelo se junta y brinca al vaso- ocurra. Esto se debe a que el segundo proceso es billones y trillones de veces menos probable que el primero, pero si miramos microscópicamente las moléculas del agua, no podremos distinguir entre los dos procesos, ya que sólo veríamos moléculas moviéndose de acuerdo a las leyes de la física.
Pero, finalmente, si la física conocida hasta ahora no excluye la posibilidad de viajar hacia atrás en el tiempo, sí la excluye la lógica. En efecto, ¿qué pasaría si alguien viaja al pasado, encuentra un niño que es él mismo y se asesina? Deben existir leyes de la física que impidan una situación tan absurda; lo curioso es que esas leyes todavía no se han descubierto. Quizá debemos esperar una nueva teoría que explique el misterio de la dirección del tiempo. |
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Shahen Hacyan
Instituto de Física,
Universidad Nacional Autónoma de México.
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cómo citar este artículo →
Hacyan, Shahen. 1994. A la búsqueda del tiempo físico. Ciencias núum. 35, julio-septiembre, pp. 46-50. [En línea]
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| Juan Manuel Lozano Mejía |
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Todo tiene su momento y cada cosa su tiempo bajo el cielo.
Su tiempo el lanzar piedras y su tiempo el recogerlas; su tiempo el abrazarse y su tiempo el separarse.
Nada es más evidente que el paso del tiempo y nada es más fácil que perder el tiempo. Todos sabemos lo que es el tiempo y nadie sabe definirlo. Cada segundo que pasa somos un segundo más viejos. Cuando me canso al jugar con mis nietos, entiendo mejor lo que es un proceso irreversible.
Afirmaciones como las anteriores y muchas otras más, nos hacen ver que, de una manera o de otra, el tiempo está presente en nuestro lenguaje, nuestras ideas y nuestras emociones.
El tiempo nos interesa a todos, pero algunas personas tienen interés profesional en estudiarlo. El tiempo interesa a los geólogos, a los astrónomos, a los biólogos, a los fisiólogos, a los meteorólogos, a los psicólogos, a los deportistas y a los físicos, entre otros. Cada quien ve al tiempo de diferente manera, con diferentes enfoques y con diversos propósitos.
Como yo no soy más que un físico, y bastante ignorante además, diré algo sobre el tiempo en la física. Se puede decir mucho sobre el tiempo en la física, desde la construcción de relojes, que tiene muchísimo de física y muchísimo de ingenio, hasta el principio de indeterminación de Heisenberg, pasando por el tema, tan sobado en los libros de divulgación, de la “flecha del tiempo” y el crecimiento de la entropía como medida de la irreversibilidad. Este último tema me parece peligroso porque yo no sé, y creo que nadie sabe, qué diablos es la entropía en sistemas fuera de equilibrio, que son los más interesantes. Bueno, digamos algo.
1. En su librote Principios matemáticos de la filosofía natural, Newton empieza por dar ocho definiciones y luego, antes de enunciar sus famosas leyes del movimiento, viene un extenso escolio. En éste, dice que tiempo, espacio, lugar y movimiento son palabras conocidísimas por todos y añade que el vulgo sólo concibe esas cantidades a partir de su relación con las cosas sensibles, que de ello surgen prejuicios y que para removerlos es conveniente distinguir entre lo absoluto y lo relativo, lo verdadero y lo aparente, lo matemático y lo vulgar. Y después viene una caracterización del tiempo y del espacio.
El tiempo absoluto, verdadero y matemático, en sí y por su propia naturaleza sin relación a nada externo, fluye uniformemente, y se denomina con otro nombre: duración. “El tiempo relativo, aparente y vulgar es alguna medida sensible y exterior de la duración, usada por el vulgo en lugar del tiempo verdadero; hora, día, mes y año, son medidas semejantes”.
El párrafo anterior es interesante y comentable en todas sus partes, pero me interesa aquí destacar dos partes. Uno es el que dice que el tiempo absoluto fluye uniformemente y el otro es el que afirma que no tiene relación a nada externo. Con referencia a que el tiempo fluye uniformemente, me parece que eso es lo que permite a Newton considerar al tiempo como una variable continua y emplear sus ideas del cálculo diferencial e integral para plantear y resolver problemas de mecánica. Respecto a que el tiempo fluye sin relación a nada externo, me da la impresión de que Newton piensa que ese tiempo no sólo es independiente de la materia y de sus propiedades, sino también es independiente del observador; esto es importante porque da sustento a la idea de que los intervalos de tiempo son iguales para todo observador.
Acerca del espacio, Newton dice cosas muy interesantes, pero sólo transcribo el comienzo de lo que dice.
El espacio absoluto, tomado en su naturaleza, sin relación a nada externo, permanece siempre similar e inmóvil. El espacio relativo es alguna dimensión o medida móvil del anterior, que nuestros sentidos determinan por su posición respecto a los cuerpos.
Más adelante, Newton añade que las partes del espacio no pueden verse o distinguirse unas de otras median te nuestro sentidos. Por las posiciones de las cosas respecto a cualquier cuerpo, definimos los lugares y calculamos los movimientos tomando como referencia esos lugares. Por lo cual usamos lugares y movimientos relativos en vez de absolutos, sin inconveniente alguno, en los asuntos comunes. Puede suceder que no haya cuerpo realmente en reposo, al cual referir los lugares y movimientos.
Ojo. Newton está dispuesto a emplear el espacio relativo porque no le queda de otra y no encuentra ningún inconveniente en ello, pero respecto al tiempo, se muestra inflexible, el tiempo es absoluto y ya. Además el espacio y el tiempo son entidades básicas pero fundamentalmente diferentes.
En esto Newton no difería de Aristóteles. Para ambos, la medición de un intervalo de tiempo da el mismo resultado para todo observador. El espacio y el tiempo están separados y son independientes entre sí. Las cosas se mueven en el espacio en el curso del tiempo y se puede decir cómo cambia su posición con el paso del tiempo, esto es, se pueden definir cantidades cinemáticas como la velocidad.
La gran diferencia entre Aristóteles y Newton está en la dinámica, no en la cinemática.
Ahora bien, con el espacio relativo y el tiempo absoluto, se puede construir la mecánica. Y funciona muy bien. Sin embargo puede haber sorpresas.
2. Supongamos que tenemos un sistema físico que está formado por un conjunto de cuerpos en interacción, pero de tal manera que si un objeto influye en el comportamiento de alguno de esos cuerpos, el objeto en cuestión también forma parte del sistema.
Por ejemplo, si pensamos en un péndulo, el sistema está formado por la lenteja del péndulo, el soporte del que cuelga, el mecate que une al soporte con la lenteja y la Tierra, puesto que el péndulo tiene peso por su interacción con ella. Con muy buena aproximación, podemos pensar que el Sol, la Luna, la Nebulosa de Orión y el resto del universo influyen muy poco en nuestro sistema. Diremos que estamos observando un sistema aislado.
Ahora bien, si tenemos un sistema físico aislado y nos limitamos a hacer observaciones exclusivamente sobre el comportamiento del sistema, o sea, que no se vale mirar para afuera, ¿qué hora es?, ¿qué día es hoy? ¿En dónde estamos?
Estas preguntas parecen una vacilada, pero no. Pensemos un poco. Los cuerpos que constituyen nuestro sistema aislado están en interacción, se influyen unos a otros, sufren cambios, pueden empujarse, jalarse, golpearse, romperse, pero sólo por sus acciones mutuas, no por culpa de objetos fuera del sistema, porque hemos dicho que nuestro sistema está aislado. Pero cualquier cosa que le pase, cómo sea su comportamiento o procesos que ocurran, siempre se hará de acuerdo con las leyes de la naturaleza que rigen los fenómenos que suceden en el sistema. Si suponemos que las leyes de la física son las mismas ahora que dentro de un rato, que también eran válidas ayer y serán válidas pasado mañana, que valen aquí y también allá y acullá, entonces la respuesta a las preguntas vaciladoras que hicimos antes, tendrá que ser: no podemos saber.
Sin embargo, del mero hecho de reconocer que no podemos contestar estas preguntas, se puede concluir que hay cosas muy importantes que sí sabemos: en nuestro sistema físico aislado, se conserva la energía y el ímpetu. Pero esto, ¿cómo lo podemos saber?
Veamos lo mismo pero de otro modo. Si mediante la observación exclusiva del comportamiento de un sistema aislado pudiéramos saber en dónde estamos, se debería a que dicho comportamiento sería diferente en un lugar o en otro, lo que implicaría que las leyes de la física serían unas en un sitio y otras en otro sitio. Análogamente, si pudiéramos saber la hora en que se realiza un experimento nada más mirándolo, tendríamos que concluir que las leyes de la física son distintas a cada rato.
No, lo que pensamos es que las leyes de la física son invariantes frente a translaciones en el espacio y en el tiempo. En otras palabras, aceptamos la homogeneidad del espacio y del tiempo. La existencia de la astronomía es nuestra garantía. Lo que hacen los astrónomos es aplicar las leyes de la física, que hemos encontrado en esta pequeña región del universo en que vivimos a lo largo de unos pocos siglos, a estrellas y galaxias lejanísimas y si las cosas salen bien, el trabajo de los astrónomos es coherente y sus resultados también.
¿Y qué diablos tiene que ver esto con el ímpetu y la energía?
Un poco de calma. Supongamos que tenemos una fuente luminosa en el punto A enfrente de un espejo. Además hay un mirón en el punto M como se indica en la figura 1. Hace aproximadamente 19 siglos, un alejandrino llamado Herón se preguntó: ¿de todos los caminos que empiezan en A, tocan el espejo y luego llegan a M, cuál es el de mínima longitud? Herón encontró la respuesta. El camino de mínima longitud, AEM, es el que cumple con la ley de la reflexión especular. En otros términos, la luz sigue, en el proceso de reflexión, el camino más corto posible.
Quince siglos después de Herón, el abogado francés Pierre Fermat, generalizó el resultado anterior de modo que fuera válido para la reflexión y la refracción de la luz. En el caso de la refracción es obvio que el camino óptico no es el de menor longitud, entonces Fermat exploró las consecuencias de postular que en todos los casos, el camino de la luz sea el de mínimo tiempo de recorrido (Figura 2).
El problema es, ahora sí: de todos los caminos que empiezan en A y terminan en el ojo del mirón M, ¿cuál es el de menor tiempo de recorrido? La respuesta que encontró Fermat es que ese camino es el que de verdad recorre la luz, es el que cumple con la ley de la refracción.
El principio de Fermat del mínimo tiempo es un ejemplo de un principio de valor extremo que tiene como consecuencia una ley de la física.
Cien años más tarde, otro francés, Pierre de Maupertuis habló de otro principio de valor extremo que llamó “Principio de mínima acción”. Sus argumentos eran rarísimos, más teológicos que físicos, pero salían cosas interesantes, de modo que otros físicos y matemáticos como Leonhard Euler, Joseph Louis Lagrange y William Hamilton estudiaron lo que decía Maupertuis. El resultado es sumamente importante: a partir de un principio de valor extremo, que ahora conocemos como Principio de Hamilton, se pueden obtener las leyes del comportamiento de un sistema a partir del conocimiento de una función, llamada Lagrangiana, que lo caracteriza.
Los principios de valor extremo unifican la física, permiten tratar problemas diversos en la misma forma. Ahora sí, ya podemos relacionar el tiempo y la energía, el espacio y el ímpetu.
Hace 75 o 76 años, una extraordinaria matemática alemana, Emmy Noether, encontró un bello teorema que relaciona principios de invariabilidad con principios de conservación en sistemas que pueden estudiarse con principios de valor extremo. La idea es que, en un sistema físico que es gobernado por leyes que permanecen invariantes frente a cierta transformación, existe una cantidad física que se mantiene constante. El teorema de la señora Noether no solo dice que existe la cantidad que se conserva, también dice lo que hay que hacer para encontrarla.
Un caso particular es el de un sistema físico cuyo comportamiento es invariante frente a translaciones en el espacio; el ímpetu total es una constante. Esto significa que el principio de conservación del ímpetu proviene de la invariabilidad de las leyes de la física frente a translaciones espaciales. El ímpetu se conserva porque el espacio es homogéneo.
Otro caso particular del teorema de Noether es que en un sistema cuyas leyes son invariantes frente a translaciones en el tiempo, la energía se mantiene constante. Esto manifiesta que el principio de conservación de la energía proviene de la invariabilidad de las leyes de la física en el curso del tiempo. La energía se conserva porque el tiempo es homogéneo.
Esto nos revela una relación básica entre el tiempo y la energía. El tiempo y la energía están profundamente vinculados.
3. Hay otro principio de invariabilidad de gran importancia: el principio de relatividad.
La primera ley de Newton, también llamada principio de inercia, no solo dice que los cuerpos tienen la propiedad de la inercia, sino también dice que existen sistemas de referencia inerciales.
Como todo mundo sabe, o debería saber, si un sistema de referencia se mueve a velocidad constante respecto a un sistema inercial, él mismo es inercial.
Ahora viene el problema de cómo relacionar las coordenadas de un cuerpo en un sistema de referencia con las que tiene en otro sistema de referencia que se mueve a velocidad constante respecto al primero. En la Figura 3, el sistema de referencia S’ con ejes de coordenadas x’, y’, t’, se mueve a velocidad constante u a lo largo del eje x del sistema de referencia S cuyos ejes son x, y, z. Los respectivos ejes y, z los podemos escoger de modo que sean paralelos.
Las coordenadas de un punto P son (x, y, z) en el sistema S, y (x’, y’, z’) en el sistema S’. La separación entre los orígenes de los dos sistemas es:
ΟΟ’ = ut
si empezamos a medir el tiempo a partir del instante en que los orígenes coincidieron.
Es claro que la relación entre las coordenadas del punto P en uno y otro sistema de referencia, es la siguiente:
Entra fórmula 02
Estas ecuaciones las complementamos con otra que sacamos de la idea de que el tiempo es absoluto: el tiempo transcurre igual para todos los observadores independientemente de dónde estén y de que se muevan uno respecto al otro. Esto significa que si t es el tiempo que mide un observador en el sistema S, y t’ el que mide el observador en el sistema S’, entonces
t’ = t
El conjunto de las cuatro ecuaciones anteriores se conoce como transformaciones de Galileo. Las tres primeras nos dicen que el espacio es relativo, y la cuarta dice que el tiempo es absoluto. Las coordenadas que nos dan la posición de un objeto dependen de la velocidad del observador; la medición del tiempo no se altera con la velocidad del observador que lo mide.
Pero ahora viene lo bueno. Si el cuerpo que ocupa el punto P se mueve, su velocidad tiene componentes Vx, Vy, Vz en el sistema S, y Vx’, Vy’, Vz’ en el sistema S’. Es muy fácil ver (basta tomar derivadas respecto al tiempo de la transformación de Galileo), que la relación entre los componentes de la velocidad es
Entra Fórmula 04
Esta es la ley de transformación de velocidades galileana o clásica. Si escribimos la primera ecuación así:
Vx = Vx’ + u
lo que dice es que la velocidad de un cuerpo respecto al sistema S es la suma de la velocidad de cuerpo respecto al sistema S’ más la velocidad del sistema S’ respecto al sistema S.
La ley de adición de velocidades de Galileo, consecuencia de que el espacio es relativo y el tiempo es absoluto, es que la velocidad de un cuerpo es relativa. ¡Mucho ojo! Todas las velocidades dependen de la velocidad del observador.
¿Y las aceleraciones? También es fácil ver (tomando nuevamente la derivada respecto al tiempo) que:
a’ = a.
La aceleración es invariante frente a transformaciones de Galileo.
Si ahora pensamos en dos cuerpos en vez de uno, con coordenadas (x1, y1, z1) y (x2, y2, z2), se sigue, de las transformaciones de Galileo y del teorema de Pitágoras que la distancia entre dos cuerpos, d21, es tal que
Entra fórmula 07
Además es obvio que
t2 - t1 = t’2 - t’1
Lo que esto nos dice es que la distancia entre dos puntos y los intervalos de tiempo, son invariantes cada uno por su cuenta respecto a las transformaciones de Galileo. También las velocidades relativas son invariantes:
V2 - V1 = V’2 - V’1
Si ahora suponemos que la masa de un objeto es una propiedad del objeto independiente del estado de movimiento del que la observa y del movimiento del objeto, y además las fuerzas entre objetos dependen sólo de las posiciones y de las velocidades relativas entre ellos, entonces se obtiene un resultado importantísimo: la ley fundamental de la mecánica, que nos dice que en un sistema inercial
F = ma,
es invariante frente a transformaciones de Galileo. Este es el principio de relatividad de Galileo. Todos los sistemas de referencia inerciales son equivalentes en la mecánica.
Bella simetría, pero, ¿por qué sólo de la mecánica?, ¿por qué no decir que todas las leyes de la física son invariantes frente a cambios de sistema de referencia inercial?
Aquí hay una dificultad porque las leyes del electromagnetismo, firmemente establecidas por los trabajos que culminan con Maxwell y que fueron confirmadas por Hertz, no son invariantes frente a transformaciones de Galileo. Esto lo hizo ver la luz, que es una radiación electromagnética.
El experimento fallido más famoso de la historia, lo realizaron un par de norteamericanos: A. Mitchelson y E. Morley, quienes encontraron que la luz no cumple con la ley de adición de velocidades de Galileo.
Como la velocidad de la luz es muy grandota, para poder detectar un cambio en su medida respecto a un sistema en movimiento, se requerían dos cosas: un sistema de referencia que se moviera con velocidad relativamente grande y un equipo de mucha precisión. El equipo lo construyó Mitchelson y el sistema de referencia es la propia Tierra, que en su viaje alrededor del Sol tiene una velocidad de aproximadamente 30 km/s. En la Figura 3 se indica lo que esperaban encontrar y lo que encontraron.
Si C es la velocidad de la luz y VT es la velocidad de la Tierra, la ley de adición de velocidades de Galileo dice que la velocidad de la luz de una estrella a la que nos dirigimos es C + VT, la velocidad de la luz de una estrella de la que nos alejamos es C - VT y la velocidad de la luz de una estrella que nos viene perpendicularmente a la dirección en que nos movernos, es C. Sólo que no es así. La velocidad de la luz es siempre C, independientemente de la velocidad del observador y de la velocidad de la fuente de luz.
La velocidad de la luz es una constante universal. La velocidad de la luz es absoluta, no relativa.
Pero habíamos quedado en que, debido a que el espacio es relativo y el tiempo es absoluto, todas las velocidades son relativas; y ahora la luz nos sale con que eso no se aplica para ella. Ni modo, esto no tiene vuelta de hoja, está confirmadísimo experimentalmente, la velocidad de la luz es una constante absoluta.
Sólo hay una manera de salir del atolladero. El tiempo es relativo. Ahora lo que hay que hacer es encontrar una transformación del espacio y del tiempo distinta a la de Galileo, que tenga como consecuencia que la velocidad de la luz es la misma para todos los sistemas de referencia independientemente de su velocidad relativa.
Hagamos las siguientes observaciones:
1. Si A y B son dos cuerpos en movimiento relativo, la velocidad de A respecto a B es la negativa de la velocidad de B respecto a A.
2. Si A y B están en reposo relativo, la velocidad de otro cuerpo, C, respecto a A, es la misma que respecto a B.
3. Cualquiera que sea la velocidad de B respecto a A, si C se mueve respecto a A con la velocidad de la luz, tiene la misma velocidad respecto a B.
A partir de esto, con un poquito de matemáticas, sale lo siguiente:
Si u es la velocidad de B respecto a A, V es la velocidad de C respecto a B y W es la velocidad de C respecto a A, entonces
Entra fórmula 11
donde C es la velocidad de la luz.
Esta es la ley de adición de velocidades relativista, que sustituye a la de Galileo, pero que se reduce a ésta si u y V son chicas comparadas con la velocidad de la luz.
De aquí se puede obtener la transformación que liga coordenadas y tiempos de un sistema de referencia con los de otro sistema que se mueve con velocidad u respecto a él.
Entra fórmula 12
Estas ecuaciones se llaman transformaciones de Lorentz porque el físico holandés H. A. Lorentz fue uno de los primeros en encontrarlas y estudiarlas.
Basta ver las ecuaciones anteriores para darse cuenta de que si la velocidad u es pequeña en comparación con la velocidad de la luz, las transformaciones de Lorentz se reducen a las de Galileo.
Las transformaciones de Lorentz son más simétricas y profundas que las de Galileo. Acaban con la separación tajante entre el espacio y el tiempo. Las transformaciones de Lorentz combinan espacio y tiempo tanto en la transformación del espacio como del tiempo. Ya no hay dos invariantes separados, la distancia entre puntos del espacio por una parte y los intervalos de tiempo por otra, sino que ahora hay un solo invariante que, es fácil verlo, es
Entra fórmula 13
De aquí se sigue que en vez de hablar de espacio y tiempo, debemos hablar de un espacio-tiempo. El espacio y el tiempo están enlazados.
En 1905, un joven aficionado a tocar el violín dijo que el espacio-tiempo es homogéneo, que las leyes de la naturaleza son invariantes frente a cambios de sistema de referencia inerciales y que la velocidad de la luz es una constante universal absoluta.
A partir de estas afirmaciones, el joven violinista sacó conclusiones sorprendentes, como que las longitudes, los intervalos de tiempo y el concepto de simultaneidad son relativos, que la masa y la energía son equivalentes. Además tuvo que reconstruir la mecánica, porque esta era invariante frente a transformaciones de Galileo, pero no frente a las de Lorentz.
Casi se me olvidaba decir el nombre del joven violinista. Se llamaba Albert Einstein.
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Juan Manuel Lozano Mejía
Instituto de Física,
Universidad Nacional Autónoma de México.
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cómo citar este artículo →
Lozano Mejía, Juan Manuel. 1994. Reflexiones a destiempo. Ciencias núm. 35, julio-septiembre, pp. 40-45. [En línea].
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