Fa uns dies es va anunciar la publicació a la revista Nature del descobriment d'un doll extragalàctic amb una llargària inèdita. 7 Mega-pàrsecs (Mpc), 23 milions d'anys-llum d'una banda a una altra. Per fer-nos-en una idea, la distància entre la Via Làctia i Andròmeda, la galàxia més propera, és de dos milions d'anys-llum...

Li van posar de nom Porfirió, un dels gegants nascuts d'Urà i Gea, que es van enfrontar als déus de l'Olimp en la Gigantomàquia. El nomenclàtor segueix el costum establert amb el doll rècord anterior, amb 4 Mpc de llargària, que l'equip descobridor va anomenar Alcioneu, el cap dels gegants.

Molt bé, i què? Sempre que es publica un article així ens assalta el dubte sobre si parlem de ciència o d'espectacle: el més gran, el més llarg, el més... és això i ja està? Pot ser que n'hi haja una mica d'això, sí, però en aquest cas n'hi ha aspectes rellevants i amb repercussions profundes. De fet, podem aprofitar el treball per parlar de diversos temes. Comencem.

Els autors del treball han fet servir dades recollides per LOFAR (LOw Frequency ARray– dispostiu de baixa freqüència). Es tracta d'antenes receptores d'ones de ràdio de longituds d'ona de l'ordre de metres i de centenars de MHz, és a dir, un pèl més enllà de la FM. Aquests telescopis, que en alguns casos semblen fils d'aram per estendre la roba, en realitat són una eina sofisticada per estudiar l'Univers de baixes freqüències, de baixes energies. Encara que semble contradictori, en aquesta banda trobem indicis de l'Univers violent: electrons (i positrons?) de 'baixa' energia que encara emeten radiació sincrotró en presència de camps magnètics. Les cometes de 'baixa' s'expliquen perquè es tracta d'un terme relatiu, atès que per emetre radiació han de tindre una energia superior a la seua massa en repòs.¹

Així es poden observar relíquies de ràdio-galàxies, emissions d'antigues injeccions de partícules que han perdut energia amb el temps, o de partícules que assoleixen energia en xocs febles (o afeblits amb el temps). En aquest cas, els autors del treball van trobar dues 'taques' d'emissió en ràdio en un mapa de LOFAR. Després d'estudiar la regió del cel entre aquestes taques van trobar dues possibles galàxies candidates a ser-ne l'origen. Per distingir-ne la progenitora van fer observacions en altres bandes de l'espectre, atès que les galàxies que generen dolls presenten trets diferencials respecte de les que no. Això els va permetre descartar-ne una de les dues.

A més, l'anàlisi de les línies espectrals d'aquestes galàxies va permetre estimar-ne el corriment al roig (redshift), és a dir, la distància. El resultat va donar un valor de prop de 0.9, és a dir que observem la galàxia quan l'Univers tenia uns sis mil milions d'anys. Menys de la meitat de l'edat actual. No es pot negar que aquestes distàncies ja en són, de violentes, si més no per al nostre cervell.

 Amb la separació angular entre les taques brillants en ràdio i la distància que les separa de nosaltres, es pot calcular fàcilment la distància lineal entre elles. I la distància resultant és la que he avançat en el primer paràgraf. Rècord olímpic i universal. Molt bé. I?

En les properes entrades explicarem diferents aspectes d'aquesta troballa, tant metodològics com d'interpretació. Podem dir que l'aprofitarem per parlar de diversos aspectes rellevants associats al cas, així com sobre quin és l'interès d'aquest cas i com és possible que els dolls assolisquen aquesta grandària enorme. De moment només anticipe que l'explicació té a veure amb el nostre treball ací, a la Universitat de València. De fet, els autors citen el nostre treball en la primera línia del resum i també a l'hora de justificar l'observació. I per això vaig saber de l'assumpte un dia abans que s'anunciara públicament, en posar-se en contacte amb mi una redactora de la revista de divulgació astronòmica Sky & Telescope.

Òbviament, em farà molta il·lusió compartir amb vosaltres aquesta explicació i altres implicacions del cas. Però això serà en l'entrada següent.

1. E = g m c², on la g és el factor de Lorentz, que és major que 1 per a aquestes partícules, de manera que la seua energia supera l'energia de la partícula associada a la seua massa en repòs. ↩︎

Ara que comença el curs i l'Astrofísica i la Relativitat tornaran a les nostres aules, recuperem aquella entrada sobre l'arribada de la docència en aquests camps a la nostra Universitat. En aquell primer text ens vam centrar en la figura del professor Ramon Lapiedra i l'arribada de la recerca en Relativitat a la Universitat. Tanmateix, abans d'això ja n'hi va haver, de docència i també de recerca.

Aquesta segona entrada ha estat possible gràcies a una conversa amb el professor José María Ibáñez, un dels protagonistes del relat que ara llegireu, i a converses posteriors amb els professors Juan Antonio Morales i Joan Ferrando.

Comencem pel principi. Podríem dir que va ser per l'any 1970 quan es va iniciar la docència de la Relativitat a la Universitat de València (UV). Va ser el responsable de la Càtedra (Departament) de Matemàtiques I, el professor Llorenç Ferrer qui la va iniciar. Joaquín Olivert i Antonio Ten van resseguir aquest esforç. En el cas de Ten, amb estades en les universitats d'Aix-en-Provence amb Jean Marie Souriau, i de Perugia, amb Giuseppe Arcidiacono. Olivert i Ten van fer les primeres tesines (treballs de postgrau) en temes relacionats amb la Geometria Diferencial i les Varietats Diferenciables. A més, s'encarregaren de la docència d'aquestes disciplines en la Facultat de Ciències a començaments dels anys 70. La teoria que la va originar feia mig segle i les implicacions i desenvolupament que havia assolit la feien ja imprescindible en qualsevol itinerari de Física Teòrica.

La Càtedra de Matemàtiques estava ubicada en barracons (sí, això ja existia), deixats caure en el pati de l'actual edifici de Rectorat de la UV.  L'assignatura s'emmarcava en la llicenciatura en Ciències, dividida en 'seccions' que determinaven el camí curricular de cada estudiant. Aquestes seccions representen l'origen de les actuals facultats de ciències del Campus de Burjassot.

Per aquell moment, es van definir els plans d'estudi de les noves llicenciatures. El professor Olivert va ser qui va dissenyar una especialitat de Mecànica en l'especialitat de Matemàtiques, mentre que el professor Álvaro López va dissenyar la d'Astronomia, dintre dels mateixos estudis. S'hi va crear el Departament de Mecànica i Astronomia, que substituïa el de Matemàtiques I. En aquesta època tres estudiants acabats de llicenciar, Miquel Portilla, Diego Sáez y José María Ibáñez es van incorporar als esforços iniciats per Olivert i Ten.

El primer curs de Relativitat General i Cosmologia de l'acabat d'estrenar pla d'estudi va ser preparat pel professor Joaquín Olivert i impartit per ell i per José María Ibáñez durant el curs 1977-1978. Fent servir uns apunts propis extrets dels llibres de text més rellevants de la disciplina i del recentment publicat ''Gravitation'' (encara ara molt popular), el professor Olivert va presentar a l'alumnat una visió moderna de la Relativitat General. Va ser un curs de cinc hores setmanals, amb una durada de 30 setmanes (el que vindrien a ser ara 13 crèdits). El curs estava adreçat tant a l'especialitat de Física Teòrica com a la de Mecànica de la llicenciatura de Matemàtiques. El professor Olivert va continuar amb l'ensenyament de la Relativitat i la Mecànica en Matemàtiques fins la seua jubilació.

Des de l'any següent, la docència de la Relativitat en la llicenciatura en Física va ser realitzada per Ibáñez (cursos 1978-1979 al 1981-1982). L'assignatura s'impartia amb un material preparat partint d'uns apunts del professor José Bernabeu i del llibre "Teoria Clàssica dels Camps" de Landau i Lifshitz. Per aquesta època va arribar a València el professor Lapiedra i podríem enllaçar amb l'entrada anterior. Darrere vindrien Juan Antonio Morales i Joan Ferrando, segona fornada de relativistes, encara actius i que, junt amb Miquel Portilla i Ramon Lapiedra van ser responsables de la docència de la Relativitat en les llicenciatures de Matemàtiques fins que va desaparèixer del pla d'estudis, i de Física fins fa uns anys.

Per altra banda, en l'especialitat d'Astronomia, amb els professors Álvaro López i José Luis Valdés com responsables, s'hi va incorporar la docència de l'Astrofísica en 1974 de manera no oficial. El professor López doblava la seua dedicació docent, fent el curs d'Astronomia i, a més, un d'Astrofísica, responent la demanda d'un petit grup d'alumnes de Física.

Més tard, en constituir-se les facultats actuals, Llorenç Ferrer i José Bernabéu van aconseguir incorporar l'Astrofísica com a assignatura de la llicenciatura en Física. En aquest cas, el primer professor de l'assignatura a la UV va ser Guillem Bernabéu en els cursos 1980-81 i 1981-82, usant uns apunts preparats per Ibáñez. Aquest se'n va encarregar en el curs 82-83 i en tornar del seu postdoc a L'Observatori de París-Meudon, des de 1985 a 1993.

En 1993, un canvi en els plans d'estudi va separar l'assignatura d'Astrofísica entre dues de quadrimestral en 4t (Fonaments d'Astrofísica) i 5è (Evolució Estel·lar). Finalment, en els canvis de llicenciatures que es van implantar a finals dels 2000, tot el que roman és una assignatura d'Astrofísica en tercer curs.  

A banda de la relació temporal d'esdeveniments, és importar ressaltar com l'interès d'unes quantes persones per un camp determinat i la seua docència va ser el motor de la incorporació de la UV a aquesta branca de coneixement. Un llibre, un llapis, una llibreta i voluntat d'avançar. No cal res més. Perquè aquesta branca de la història ens demostra que la Relativitat no només va arribar de la mà de l'estimat professor Lapiedra, sinó que aquest grup de persones anaven fent camí de manera independent i autodidacta. També cal afegir que hem de prendre consciència que les coses que passen sempre tenen darrere aquestes persones i les seues voluntats i que no és gens sa oblidar-ho. 

Que aquest text servisca doncs d'humil homenatge als seus esforços.

Com passa el temps! Ja fa dos anys que vaig iniciar aquest blog. M’agrada molt escriure sobre temes que em generen curiositat, però és una feinada. Tant que crec que a partir de l’any nou començaré a publicar una entrada cada dos mesos, encara no ho he decidit. El que fa temps que tinc decidit és el tema de l’entrada de hui. He de confessar que com a lectora m’encisa trobar-me adverbis de temps que indiquen el present. Sempre em fa somriure pensar com el moment actual de qui escriu es barreja amb el de qui està llegint en una curiosa acrobàcia temporal.

Si l’art i la ciència s’han vist influenciats mútuament de diverses formes, una de ben curiosa són les pintures on es representen de forma explícita peces anatòmiques o disseccions de cadàvers en forma de lliçons d’anatomia. Fent una senzilla recerca podem trobar-ne un fum, més nombroses i antigues del que a priori suposava. Però em centraré només en algunes de l’escola flamenca del segle XVII. Concretament en les dos més famoses pintades per Rembrandt, que ens serviran per a fer-nos una idea de les bases d’aquest estil pictòric tan curiós. Si voleu completar el senzill resum que ací faré us recomane llegir l’article en què m’he basat.

«La lliçó d’anatomia del Dr.Tulp» és la més coneguda i representa molt més que un grup d’estudiants al voltant del seu professor d’anatomia. Va ser pintada per un jove Rembrandt l’any 1632 per encàrrec del gremi de cirurgians d’Amsterdam. El Dr. Tulp, eminent cirurgià i polític de l’època, dissecciona el braç d’un cadàver davant un petit nombre d’alumnes escollits, el nom dels quals apareix al full que sosté un d’ells a les mans. Si ens oblidem del cadàver, el quadre és un exemple típic del retrat grupal tan popular a la pintura holandesa del segle XVII.

Les disseccions públiques de cadàvers es varen fer molt populars a les escoles mèdiques del Renaixement italià. A més del component científic de la lliçó magistral del cirurgià al càrrec, constituïen un espectacle públic i un acte social. Podien arribar a haver-hi centenars d’estudiants, cirurgians i curiosos, òbviament homes. Tots pagaven una entrada per assistir a l’espectacle, pagar els honoraris del mestre i participar en l’àpat que després organitzava el gremi de cirurgians. Aquests actes es popularitzaren i posteriorment professionalitzaren arreu d’Europa i d’aquesta forma els teatres anatòmics es convertiren en llocs de reunió i discussió científica.

Com que podien arribar a durar uns tres dies, solien fer-se en hivern, per raons òbvies. Començaven pels òrgans abdominals i toràcics, després passaven al cap i finalment a les extremitats. Es desconeixen les raons de l’alteració d’aquest ordre en la famosa obra de Rembrandt. Sembla que l’origen dels cadàvers era diferent en cada país. En l’Europa protestant el procés de morir es considerava diferent al sud catòlic. Com que en el primer cas la separació entre el cos i l’ànima era entès com un procés gradual, els cossos dels executats eren condemnats també a la dissecció. Així es considerava aquest últim acte un càstig afegit sobre el cos, que encara mantenia certa identitat humana.

«La lliçó d’anatomia del Dr. Deijman», pintada en 1656, és el retrat més famós d’un procediment de neurociència.  Amb permís de l’artista diré que és menys coneguda i que em sembla un poc més desagradable. Tal volta perquè per un incendi només es conserva la part central del llenç i en primer pla destaca el crani obert del cadàver. Només l’acompanya un alumne que sosté la calota, o tapadora del crani, en la mà. No podem veure ni al Dr. Deijman, successor del Dr. Tulp com a primer anatomista de la corporació de cirurgians d'Amsterdam.

Vint-i-quatre anys separen ambdues lliçons que mostren la distància artística i intel·lectual del pintor. Des d’un jove artista enfront de la seua primera gran obra, fins a l’època madura de major espiritualitat i concreció anatòmica.

Us he estalviat les imatges més crues per no ferir sensibilitats, però podeu seguir els enllaços del text per veure-les. Em permetreu afegir-ne una ben diferent, especialment bella i trista. Tan allunyada d’aquelles pintures estàtiques del segle XVII i alhora hereva d’unes imatges que il·lustraven com la mort ens ajuda a estudiar la vida. Es tracta de l’escena de l’autòpsia d’una dona jove pintada a Roma l’any 1890 per l’artista valencià de l’escola malaguenya, Enric Simonet i Lombardo.

Afortunadament, l’art perdura en el temps. Com aquells cossos que gràcies als pintors són exposats als alumnes en una classe d’anatomia eterna, el present dels quals fa molts anys que continua cargolant-se amb el de qui els mirem des de fora del llenç.

Acabem la sèrie dedicada a les estrelles binàries parlant del cas en què una de les dues companyes té una massa prou gran perquè el residu de l'explosió supernova siga un forat negre.

Les estrelles massives fusionen més ràpidament i, per tant, tenen vides més curtes. Això es deu a les condicions físiques als seus nuclis, amb temperatures i pressions més altes que en les estrelles de masses menors. Així, cremen el seu combustible i acaben col·lapsant i generant una supernova mentre la companya encara crema.

Ben certament l'explosió ha d'afectar les capes externes de l'estrella companya. A més, en perdre la major part de la seua massa l'estrella supernova, la relació entre les masses es veu dràsticament modificada, alterant-se'n la posició del centre de masses, les distàncies i els períodes orbitals.

En passar la fase de l'explosió i estabilitzar-se el sistema, el sistema resta compost pel forat negre de diverses masses solars (fins a 20 en els casos estimats a la nostra Galàxia) i una estrella companya que encara es troba en les seues fases de fusió.

A mesura que l'estrella companya evoluciona, passa a fases en què les seues capes externes s'unflen i passen a la regió dominada pel camp gravitatori del forat negre. La dinàmica de fluids ens explica que aquesta matèria es configura en forma de disc i cau cap al forat negre a mesura que perd energia. La pèrdua es produeix per dissipació, que escalfa el disc a altes temperatures i el fa lluent en raigs X. Per això aquest tipus de binàries s'anomenen binàries de raigs X.

Aquest procés és realment el mateix que alimenta les galàxies actives i, entre elles, els quàsars. Per tant, es tracta de microquàsars, com se'ls coneix a l'argot, i habiten la nostra Galàxia. No cal passar pena, els més propers, com Cigne X-1 es troben a milers d'anys-llum de distància, i ja en vam parlar ací. Per altra banda, encara que són difícils de detectar en altres galàxies, també se n'han pogut identificar. Ben normal, atès que es tracta d'un fenomen estel·lar i, per tant, necessàriament comú a totes les galàxies.

En el procés d'acreció es poden generar dolls que transporten energia des del forat negre fins desenes o centenars d'anys-llum de distància. A banda que les imatges que ens deixen són espectaculars, més important encara, com que són molt més petits que els quàsars, les escales de temps en què ocorren els fenòmens típics associats a l'acreció i ejecció de material són molt més curts que en aquells. Això ens permet estudiar el fenomen amb un detall temporal (mireu el vídeo al final del text) impossible d'assolir en els quàsars.

En la imatge obtinguda en ràdio-freqüències que acompanya el text veiem el microquàsar SS 433, el més brillant de la Galàxia. A la part de baix, un detall del doll que es genera en l'entorn del forat negre, observat amb major resolució que la imatge superior. És el mateix doll del qual afegim un vídeo més avall. El plasma s'hi propaga a un quart de la velocitat de la llum.

A la part de dalt veiem una estructura curiosa, en forma de manatí, segons el nom que la comunitat li ha donat a la nebulosa. La cosa fa uns 600 anys-llum de banda a banda, i ens mostra una forma central esfèrica deformada en la direcció de propagació dels dolls. La bombolla de gas esfèric és la resta de la supernova que va originar el forat negre que després ha alimentat el doll. Aquest ha arribat a interaccionar i deformar la superfície de la bombolla.

Recentment, observacions realitzades per l'observatori de raigs gamma HESS han demostrat que al llarg dels dolls s'hi produeixen fenòmens altament energètics que permeten que les partícules assolisquen energia suficient per a emetre en aquesta banda de l'espectre. Això ens dona una mostra la quantitat d'energia en joc en fenòmens que involucren objectes compactes.

He buscat cites il·lustres sobre la vellesa, però no n’he trobat tantes interessants com esperava. Sí que he trobat alguns poemes que m’han agradat especialment. Vosaltres que en penseu? Què és ser vella? Amb els anys s’és més sàvia i més prudent, o tal volta, més valenta i irreverent? Són qualitats contradictòries o complementàries?

Ja sabeu que l’esperança de vida a escala mundial està augmentat en les últimes dècades, amb importants diferències si ho analitzarem per regions geogràfiques. Segons l’Institut Nacional d’Estadística (INE) l’esperança de vida al naixement a l’estat espanyol l’any 2022 era de 80,4 anys per als homes i de 85,7 per a les dones. I les projeccions per al 2035 i el 2071 continuen en augment, sempre mantenint l’escletxa de gènere, que en aquest cas sí que ens és favorable a les dones.

I què en diu la ciència al respecte? Doncs l’envelliment es pot analitzar des de molts punts de vista. Hui he triat un dels més fonamentals i infinitesimals de la nostra biologia. Parlarem des de la perspectiva cel·lular i descobrirem la funció dels telòmers. I de per què l’any 2009 la Fundació Nobel va concedir el premi de Fisiologia i Medicina de forma conjunta a les dues biòlogues moleculars Elizabeth H. Blackburn, Carol W. Greider i al genetista Jack W. Szostak pel «descobriment de l’enzim telomerasa i l’estructura molecular dels telòmers».

Cal recordar que el material genètic de tots els organismes vius s’emmagatzema en fragments d’ADN de gran llargària que s’ha de disposar molt plegat i enrotllat sobre ell mateix dins les cèl·lules formant els cromosomes. Protegint els extrems dels cromosomes hi trobem els telòmers, com una caputxa que ajuda a mantenir l’estabilitat i integritat cromosòmica.

El terme telòmer ve del grec: telo que es refereix a «la fi» i meros a «la part». L’existència d’aquesta part especial al final dels cromosomes és coneguda des de la dècada del 1930 però la seua funció era un misteri per als biòlegs. Un misteri que no es va resoldre fins que va poder analitzar-se la seua estructura molecular. Abans de conèixer un cèntim de la història d’aquest descobriment cal destacar que aquest premi Nobel també és excepcional perquè fins al moment no se n’havia donat cap a dues dones conjuntament.

La bioquímica australiana Liz Blackburn es va traslladar a Regne Unit en 1970 per a doctorar-se en biologia molecular a la Universitat de Cambridge. Posteriorment, es va traslladar als Estats Units amb el seu marit, el també biòleg molecular John Sedat. Liz molt prompte va aconseguir una plaça postdoctoral en el laboratori de Joseph Gall a la Universitat de Yale. Cal destacar que aquest investigador era reconegut per estimular el treball de les dones biòlogues en una època i un àmbit on aquesta actitud era poc freqüent. Blackburn es va incorporar al grup de treball de Gall i a les seues investigacions amb cultius de Tetrahymena, un protozou ciliat d’aigua dolça amb nombrosos microcromosomes. Aquest model in vivo era excel·lent per analitzar els telòmers gràcies a l’elevada proporció d’extrems cromosòmics disponibles al seu interior.

Liz Blackburn va exposar els seus treballs en una reunió l’any 1980 on també va participar el professor de genètica mèdica de la Universitat de Harvard, Jack Szostak. El debat científic va ser fructífer i el seu treball conjunt va esdevenir en un millor i major coneixement de l’estructura dels telòmers esbossada al laboratori de Gall.

Uns anys més tard, la també biòloga molecular Carol Greider es va incorporar com a alumna al laboratori de Blackburn. La seua tasca estava ben definida: identificar l’enzim que sintetitza els telòmers després de cada divisió cel·lular. El descobriment va arribar en desembre de 1984 i va ser publicat a la revista Cell en 1985. L’anomenada telomerasa era la responsable d’afegir petits fragments d’ADN als extrems dels telòmers per intentar mantindre la seua llargària.

Tal volta us pregunteu quina és la rellevància d’aquesta investigació. Doncs ara es coneix que als organismes pluricel·lulars la telomerasa està molt activa als òvuls i els espermatozoides, als teixits embrionaris i a algunes cèl·lules germinals. Però després del naixement és reprimida pels mecanismes de maduració cel·lular. D’aquesta forma els telòmers de les cèl·lules diferenciades sanes tenen un nombre determinat de divisions, després de les quals comença la seua senescència de forma inevitable. Afegint un poc de lirisme podríem dir que els telòmers són el nostre vertader rellotge biològic intern, envellim a força de perdre petits fragments d’ADN sense adonar-nos-en.

Tot i açò, la importància d’aquesta estructura va més enllà. Des de fa uns anys sabem que en les cèl·lules canceroses ocorre tot el contrari del que hem vist. En elles la telomerasa s’inactiva i el creixement cel·lular descontrolat és el responsable de la formació dels tumors. Aquest descobriment fa que tinguem disponible una nova diana terapèutica. Per tant, els estudis enfocats en la teràpia anti-telomerasa són una de les vies d’estudi en l’estratègia actual contra el càncer. Precisament aquest és el camp d’investigació de l’alacantina Maria Blasco, investigadora i actual directora del Centro Nacional de Investigaciones Científicas (CNIO).

Per hui ja hem tingut prou ciència, així que per acabar tornarem de nou al lirisme.  Pense que envellir té una gran càrrega positiva, perquè per a mi significa tindre l’oportunitat d’escriure una història pròpia. També hi trobe tendrament positiu el poema de Joana Raspall «Vellesa»: