El Origen de la Diversidad Universal: ¿Área o Heterogeneidad?

Para mis estudiantes de postgrado de la UPM (Metodología de la Investigación Científica)

 Utilizaremos hoy una reciente noticia acerca del origen del universo para ofrecer una conjetura acerca del origen de la diversidad, ya sea en la tierra o en el cosmos. ¿Razón? Quizás las causas de la diversidad de la naturaleza tengan sus raíces en un principio tan elemental como la heterogeneidad, entendiéndola en este contexto con el antónimo de la homogeneidad o isotropíaImaginémonos una Tierra totalmente homogénea en sus condiciones ambientales, en las que adicionalmente nada varía a lo largo del tiempo (luminosidad, litología, fisiografía, hidrología, suelos, etc.). ¿Qué biodiversidad albergaría?. Todo nos hace sospechar que escasísima. Los seres vivos no se verían obligados a adaptarse más que a ese hipotético espacio totalmente monótono y no evolutivo, es decir invariante a las veleidades del entorno, en su sentido más amplio. Una vez conseguido, ¿cuáles serían entonces las fuerzas motoras de los cambios que dan origen a la diversidad de las especies?. Conjeturo que ninguna (…), quizás algo de azar (…), solo quizás. Contemplaríamos por doquier más de lo mismo. ¿Qué papel jugaría en este escenario el área?. Conjeturo que ninguno ya que por mucho que lo recorriéramos terreno sería aburridísimamente monótono. Tanto en los estudios de biodiversidad, como de edefodiversidad, ya os hemos comentado que una de las regularidades más corroboradas en la literatura es la que concierne al incremento de la diversidad, conforme aumenta el espacio geográfico analizado, conforme a una ley potencial. Sin embargo, en este Planeta, como debemos presuponer que ocurre en los restantes, no existen dos puntos de su superficie que resulten ser totalmente idénticos.

 diversidad-de-estructuras-en-el-universo-fuente-diverse-philosophy-caldwell

Diversidad de estructuras en el Universo. Fuente: Diverse Philosophy

 Baste pensar que estos cuerpos celestes rotan alrededor de su solo soles, de su propio eje, no siendo nunca perfectamente esféricos. En función de la latitud, longitud, periodo del año, etc., recibirían una cantidad de energía variable (luminosidad calor, etc.) que introduciría una cierta variabilidad espacial/ambiental. Y ya tenemos aquí la fuerza que induciría un incremento del número he hábitats, que podría considerarse una semilla para que la vida evolucionara y diversificara con vistas a adaptarse a estos cambios. Empero si todo fuera homogéneo, isotrópico (…..). Mientras ecólogos, edafólogos, etc. Seguimos discutiendo el papel del área a la hora de buscar patrones a las diversidades que estudiamos, cabría preguntarse si no se trata más que un mero espejismo. Pongamos el ejemplo de un estudio reciente que he llevado a cabo con la inestimable ayuda de Enrico Feoli, un afamado ecólogo matemático de la Universidad de Trieste. Eso sí, a la postre terminaremos hablando de las estructuras y diversidad del universo. Vamos allá (…)

 heterogeneidad-de-un-cuerpo-planetario-fuente-the-daily-galaxy

Heterogeneidad de un cuerpo planetario. Fuente: The daily Galaxy

 Utilizando bases de datos de la biodiversidad (número de especies de anfibios, reptiles, aves, mamíferos y plantas vasculares) y edafodiversidad a escala planetaria, fragmentando la Tierra emergida por países, y añadiendo a la matriz el área de cada una de estas unidades administrativas, detectamos que todos estas formas de vida y los suelos se ajustan a la mentada ley potencial, cuya pendiente mostraba valores sorprendentemente similares. En otras palabras todas las diversidades se correlacionaban con el área, siendo la de suelos la más significativa estadísticamente. Si un país era diverso en “algo” lo era también a todo lo demás, siendo el área, “aparentemente, el nexo de tal patrón espacial. Empero Enrico, que es una de esas cabezas creativas que destacan sobre la de la mayoría del resto de los mortales hizo uso de una herramienta estadística muy simple, con vistas a dar luz en donde yo solo encontraba penumbras. Cierto es que yo ya había esbozado la metáfora de la “Tierra Monótona” y sus posibles consecuencias. Se trata de un mero análisis de correlaciones parciales. (Enrico siempre lleva a cabo una batería de test para utilizar y publicar a la postre los resultados del más sencillo, principio epistemológico denominado la “navaja de Occan”), que lamentablemente casi nadie respeta en la actualidad. Ya que todas las variables se encontraban correlacionadas el objetivo perseguido consistía en detectar cuáles de ellas eran espurias y cuales podían ayudarnos a determinar causas y efectos. Y he te aquí que nos encontramos con una interesante sorpresa.

 El mentado análisis estadístico mostró que la variable espuria resultaba ser el área y no la diversidad de suelos. Al eliminar la variable área la diversidad de suelos se relacionaba más con la biodiversidad de plantas vasculares que con las de los taxa animales. Del mismo modo, esta se correlacionaba mejor con la de los animales. Hablamos de una cadena lógica para todos los que atesoren unos mínimos de conocimientos del mundo de la ecología y sus cadenas tróficas.

 Se ha debatido mucho en el ámbito de la biodiversidad si el área era un mero subrogado de la heterogeneidad ambiental, es decir más área captura más heterogeneidades y al hacerlo surge mayor biodiversidad de hábitats y como corolario de especies adaptadas a ellos. Sin embargo nuestros resultados eran esclarecedores. Ahora bien, existen muchos tipos de heterogeneidad ambiental y los suelos por si solo no capturan la plétora de todas las potencialmente posibles. ¿Cómo hacerlo?. Hoy por hoy no disponemos ni de los conocimientos, ni de procedimientos, ya sean conceptuales o metodológicos, con vistas a detectar y cuantificar todas las susodichas heterogeneidades simultáneamente. Como corolario resulta imposible obtener un índice de heterogeneidad ambiental.

 Recordemos que un mundo isotrópico suele corresponder con el estado de equilibrio termodinámico de un sistema cerrado. En la naturaleza pocas estructuras (si existe alguna) son termodinámicamente cerradas, sino abiertas a los flujos de energía y materia, las cuales generan, por ejemplo, gradientes de energía y materia, es decir heterogeneidades de algún tipo.

 Como veréis he seleccionada la noticia de abajo por cuanto nos informa que más allá de nuestro planeta, fueron las irregularidades del tejido espacio-tiempo, cercanas al origen del nacimiento del universo (el Big Bang) las que causaron con el tiempo otras mayores dando lugar a este complejo y diverso cosmos que conocemos. Es decir hablamos más de lo mismo. A lo largo de años he leído y reinterpretado las investigaciones de otras estructuras llegando siempre a las mismas colusiones. Se me antoja que tras un estudio serio, multidisciplinar y transdisciplinar, la conjetura que hoy mostramos, podría dar lugar a una hipótesis susceptible de ser testada (corroborada/refutada en términos de Popper).

 ¿Y el Area?

 Nuestra conjetura anterior no debería dar lugar a considerar que el área o volumen no tienen repercusiones sobre la diversidad del mundo que nos rodea, si bien limita su alcance respecto a hipótesis previas. En la naturaleza, muchas estructuras solo pueden surgir si existen áreas o volúmenes mínimos para que los procesos subyacentes a las mismas se desplieguen en el espacio y evolucionen en el tiempo.  Por ejemplo, con vistas a que una cuenca fluvial pueda desplegar todas, o buena parte de los modelados y suelos potencialmente posibles, debe alcanzar un tamaño mínimo. En otro post hablamos de este tema y propusimos la necesidad de que en la naturaleza se generan estas unidades elementales de área, para que ciertos procesos ocurran dando lugar a sus idiosincrásicas formas. Pues bien, en el cosmos ocurre lo mismo. Resulta trivial señalar que si nuestro cosmos, considerado tridimensionalmente,  midiera por ejemplo, un metro cúbico no surgirían ni sistemas solares, ni galaxias ni cúmulos de galaxias……

 Se ha postulado que en un universo sin tales heterogeneidades el cosmos no habría dado lugar a su diversidad y complejidad actual. Y el ejemplo que os mostramos abajo nos parece ilustrativo, al menos si el lector capta la relación entre la conjetura previamente esbozada y la siguiente frase:

 Este fondo cósmico de microondas (…) muestra pequeñas fluctuaciones en la temperatura que se corresponden con regiones que presentaban una densidad ligeramente diferente en los primeros instantes de la historia del Universo: las semillas de todas las estructuras, estrellas y galaxias, que vemos hoy en día.

 Creo que todos captaréis el paralelismo entre ambos argumentos ¿verdad?. Peri si es así………

 ¿Entendéis cómo aplicarlo a la diversidad racial, cultural, lingüística, religiosa, etc.? ¿Y si hablamos de nacionalismos? ¿Que es una teoría de bajo nivel y otra de alto nivel? Si la conjetura diera paso a una hipótesis y esta a una teoría: como redactaríais una nota de prensa científica?

¡Examen Final!

 Juan José Ibáñez

 Planck desvela un universo casi completo

El telescopio espacial Planck de la Agencia Espacial Europea ha elaborado el mapa más detallado hasta la fecha del fondo cósmico de microondas – la radiación fosilizada del Big Bang. Este nuevo mapa ha sido presentado y presenta características que desafían los cimientos de los modelos cosmológicos actuales.

FUENTE | Agencia Europea del Espacio (ESA) 22/03/2013

 Esta primera imagen está basada en los datos recogidos durante los primeros 15.5 meses de observaciones de Planck, y es su primer mapa a cielo completo de la luz más antigua del Universo, grabada en el firmamento cuando éste apenas tenía 380.000 años.

Por aquel entonces, el Universo primigenio estaba formado por una sopa caliente de protones, electrones y fotones que interactuaban a unos 2.700°C. La primera luz surgió cuando los protones y los electrones comenzaron a juntarse para formar átomos de hidrógeno. A medida que el Universo se continúa expandiendo, esta radiación se ha ido desplazando hacia las longitudes de onda de las microondas, el equivalente a una temperatura de 2.7 grados por encima del cero absoluto.

Este fondo cósmico de microondas (CMB, por sus siglas en inglés) muestra pequeñas fluctuaciones en la temperatura que se corresponden con regiones que presentaban una densidad ligeramente diferente en los primeros instantes de la historia del Universo: las semillas de todas las estructuras, estrellas y galaxias, que vemos hoy en día.

Según el modelo cosmológico estándar, estas fluctuaciones se produjeron inmediatamente después del Big Bang, y crecieron hasta alcanzar una escala cósmica durante un breve periodo de expansión acelerada conocido como inflación.

Planck fue diseñado para trazar un mapa de estas fluctuaciones a lo largo de todo el firmamento, con la mayor resolución y sensibilidad disponibles hasta la fecha. El análisis de la naturaleza y de la distribución de estas semillas sobre el mapa del fondo cósmico nos ayudará a determinar la composición y la evolución del Universo desde su nacimiento hasta la actualidad.

ANOMALÍAS DETECTADAS POR PLANCK

Lo más importante es que este mapa elaborado por la misión Planck de la ESA permitirá confirmar el modelo cosmológico estándar con una precisión sin precedentes, fijando una nueva referencia en nuestro inventario del Universo.

Sin embargo, la precisión de los datos de Planck es tan alta que también han desvelado una serie de características inexplicables para las que será necesario desarrollar nuevas teorías físicas.

“La extraordinaria calidad de este retrato de la infancia del Universo realizado por Planck nos permite ir apartando capas hasta observar directamente sus cimientos, demostrando que nuestro mapa del cosmos dista mucho de estar completo (…)

Etiquetas: , , ,

Si te gustó esta entrada anímate a escribir un comentario o suscribirte al feed y obtener los artículos futuros en tu lector de feeds.

Comentarios

Gracias por el honor de dedicarnos tan excelente publicación.

Saludos

“Fueron las irregularidades del tejido espacio-tiempo, cercanas al origen del nacimiento del universo (el Big Bang) las que causaron con el tiempo otras mayores dando lugar a este complejo y diverso cosmos que conocemos.”

Parece ser que en líneas generales cuando un paquete de materia o energía se encuentra en estado inercial cada elemento del mismo se mantiene dentro de ese flujo de movimiento. Si este paquete se encuentra una irregularidad se provocan nuevos entornos asociados.
Para ser capaz de visualizar este efecto creador universal me encuentro imaginando un canal de agua por el cual circulan sedimentos de fondo (finos, arena, piedras, etc…)
Cuando el fondo del cauce presenta una “irregularidad” que no tiene masa crítica suficiente esta tiende a ser incluida en el caudal de agua y sedimentos, seguimos hablando entonces de un flujo “homogeneo”.
Por el contrario, de poseer la masa crítica adecuada, este elemento favorecerá un cúmulo de nuevas condiciones y micro espacios diferentes en un medio antes monótono. Al chocar el caudal con este, se produce una desviación de los flujos, un cambio de estado local que provoca que la materia que antes circulaba por un espacio se tenga que acomodar a las nuevas circunstancias (Área de efecto local).
Dependiendo de la cualidad del elemento esta anisotropía se mantiene constante en un tiempo, se modifican las velocidades y se promueve una sedimentación tras la anomalía, un cúmulo de partículas graduadas que van formando un cortejo de irregularidades regulares (fractal) tras él. Esto nos haría pensar que no es el área, si no la “cualidad” de la irregularidad la que determina la reorganización estable de la materia pertinente.
Y es que parece ser que existe una la tendencia a la materia a aliarse en presencia de “elementos de refuerzo resilente”, formando enlaces, grupos que se organizan dependiendo de los entornos en formas más complejas. Cómo esa semilla de primer cristal que puesta en la disolución adecuada invita al orden cristalino termodinámico.
Siguiendo esa invitación del artículo uniré esto con las sociedades, comparando esa semilla de cristal con el libre pensador que fuera de un movimiento inercial social plantea nuevos puntos de vista. La calidad de estos elementos determinará el futuro de las sociedades.
Volviendo a hablar del universo, en ese querer saber, mezclando de todos los caminos posibles hacia el conocimiento de este futuro, he de decir que uno no puede evitar recordar el pasado muchas veces dibujado en los textos de los libros.
Para aquel que avanza en las ciencias. Es sorprendente encontrar alegorías del universo en los viejos textos, Cito la Biblia Génesis 1.1 (6,7)
6 “Después dijo Dios <>, y fue así. 7 E hizo Dios el firmamento, separando por medio de él las aguas que hay debajo de las que hay sobre él.”

Se me plantean varias preguntas sobre cómo interpretar estas líneas de la biblia. La primera porque con el último “él” no está claro si se refiere al firmamento o habla de aguas sobre Dios.
Cuando uno conoce los aspectos de organización de la materia en bandas de densidad no puede evitar pensar en un fluido universal con cuerpos más o menos densos dentro de su flujo.
Cuando quiero pensar en esto, me doy un baño caliente con espuma, me relajo y veo como se queda esa fina capa de espuma, si me mantengo inerte la espuma tiende a homogeneizarse adoptando un orden termodinámico adecuado al entorno que se traduce en una fina capa blanca de espuma sobre toda la superficie.
Si creamos una irregularidad o evento en un estado diferente de inercia se origina un pequeño microcosmos o al menos esa es la teoría; probamos a empujar un poco de agua con la mano, y a observar los eventos que a nuestra escala de conocimiento podemos interpretar, vemos como se forman galaxias espirales que giran sobre el cosmos de densidad menor, los efectos de las colisiones entre dos sistemas y mil etcéteras traducibles al lenguaje numérico necesario para conocer la física profunda…Eureka… El universo: la superficie espacio temporal del agua de mi bañera.
Y que nadie me eche anti espumante, o se va todo al garete.
El lema del texto científico? a mí se me ocurre este: “Lo diferente crea nuevos universos”, “How different it creates new universes”.
(Así que chicos y chicas pensad esto cuando se maltrata a alguien que no va a la moda o que es diferente por su manera de interpretar el mundo. Cuando vamos en una inercia dentro de nuestro grupo lo difícil es mantener nuestra moralidad y ser libres pensadores.).
Y tú, si, tú que me lees y te sientes una rareza incomprendida dentro de tu entorno. Ahora que sabes que eres un creador de mundos…Despierta al conocimiento constructivo, crea aquello que sabes hacer mejor que nadie, mantente constante investiga, innova, ten fe en tus ideas y sobre todo ve transformándolas en pequeñas realidades…este es el año para hacer realidad nuestros sueños.
Al autor de este blog, un abrazo y gracias por ese libro abierto que es tu persona, una “irregularidad” dentro de un flujo constante de pensamiento inercial, un elemento que enriquece el medio e invita a la creación de nuevos universos intelectuales.

Bravo.

Muchísimas gracias Jorge. Y no te agradezco principalmente tus palabras hacia mi persona, sino el ofrecer ideas estimulantes para que los alumnos reflexionen.
Un abrazo
Juanjo Ibáñez

Gracias a vosotros Lola,
Un cordial saludo y buen fin de semana
Juanjo Ibáñez

Gracias Juanjo.

Es un placer sembrar el gusanillo de la curiosidad.

Si puedes mándame un correo, me gustaría contrastar contigo unas observaciones que estoy realizando que creo están en la línea de tu trabajo.

Un saludo a todos.

Listo !

Te envío un correo en cuanto tenga un segundo.

Tarde de sábado toca visita familiar que tengo que atender.

Gracias.

Como estudiante de posgrado de la UPM, este artículo me es de gran ayuda para mis futuras investigaciones, no necesariamente en el tema tratado en este blog, sino porque me orienta a desarrollar un pensamiento crítico y objetivo,a no limitarme a recibir la información y guardarla para posiblemente luego comentarla, sino a sacar conjeturas mas allá de las que se puedan ver a simple vista.

Saludos

[...] nuestro post: “El Origen de la Diversidad Universal: ¿Área o Heterogeneidad?” propuse la conjerura de que la diversidad que observamos en el mundo natural viene condicionada [...]

Igual pienso Marco, en mi opinión de nada vale enlatar los conocimientos, esto sólo crea confusión y olvido. Cuando las ideas se maduran conscientemente son sometidas a un bombardeo de matices que las van perfilando. No te quedes sólo en un aspecto. Yo tengo gran cariño por los pilares de conocimiento que se sonstienen ante cualquier cuestionamiento sea cual sea el punto de vista. Hay que leer mucho, “tocar y sentir las cosas en el origen” y renovar nuestro modo de ver el mundo cada día.

De esta manera se va construyendo, en mi opinión un cuerpo “neuronal” de conocimiento. Al principio es un pilar aquí, un cimiento nuevo… con el tiempo se transforma en una red de conocimientos que forja a las personas y permite el disfrute de los más diversos aspectos que encierra esta etapa de existencia.

Al fin y al cabo somos los grandes admiradores del universo.

Ánimo !

Pd: Juan José te llegó el mens=?

Un abrazo

Hola Jorge,
No me ha llegado ningun mensaje. UN cordial saludo y gracias por tus palabras.
Juanjo Ibáñez

Hola Juan José.

He probado con ….@hotmail.com, esperemos que esta vez te llegue.Si eres tan amable confirmamelo a mi correo.

Que no sea por que no se intenta.

Un abrazo

Jorge ya lo recibí y te contesté ayer. Al parecer no lo has recibido. ¿Que extraño todo esto no?.
Saludos
Juanjo Ibáñez

Hola Juan José.

Ni siquiera en la carpeta de no deseados, nada me llega.

De todas formas sabiendo que tú ya recibes los mios te he remitido un par de correos anteriores que no te llegaron para situarte y otro con modos alternativos de contactar.

Gracias por todo.

Un abrazo.

Correos enviados.

Si no te llegan, lo que nos queda por intentar es entrenar una paloma mensagera !

Un abrazo

Jorje ya me llegan los correos y te he dado respuesta. Igual tu filtro los ha identificado como spam., Por fevor búsca en correo no deseado.
Saludos
Juanjo Ibáñez

Nada,ni a gmail ni a hotmail.

He revisado todas las carpetas incluyendo spam.

Si no fuera tan cabezón me daría por vencido.

si eres tan amable revisa mi dir por si tiene alguna incorrección.

Probaste a añadirme a skipe?

Disculpa las molestias.

Ya !! Por Fin !! Parece que el problema estaba en el correo Hotmail.

Me llegan perfectamente a la dirección de Gmail.

Gracias

Seguimos hablando por ahi.

Un abrazo

Correo recibido !

Me gusta este artículo Juan José, en realidad muestra tal y como son las cosas de una manera crítica y objetiva, de seguro me será de mucha utilidad en esta nueva etapa de mi vida. Muchas gracias por compartirlo, mis mejores deseos que pronto te recuperes Juan José

(requerido)

(requerido)


*