humanidad. Una operación implica su muerte. Un grupo de científicos resuelve miniaturizar a un equipo de médicos y técnicos, con todo su instrumental, e inyectarlo en el sistema circulatorio del enfermo… Este corto relato es parte de una historia de ficción, recreada en el libro Viaje alucinante, del genial Isaac Asimov, hace ya casi 50 años. Esto aún sigue siendo parte del mundo de la fantasía; no obstante, el avance de la ciencia hacia el mundo de lo pequeño es extraordinario.
Comencemos con una pregunta simple: ¿cuál es el menor tamaño que se puede observar a simple vista? Bajo condiciones adecuadas de iluminación, nuestros ojos pueden detectar hasta un objeto de al menos una décima de milímetro de tamaño, equivalente al espesor de una hoja de papel; sin embargo, el ojo no es el mejor de los receptores de imagen. Para mirar objetos más pequeños debemos usar lupas, microscopios ópticos, microscopios de transmisión electrónica, microscopios electrónicos de barrido o de efecto túnel. Con estos últimos podemos alcanzar el tamaño de los átomos. Esto significa que la unidad convencional que usamos para la medida de lo pequeño, el milímetro (10-3 metros), debe cambiar.
Si de observar células de animales o plantas se trata, la herramienta adecuada es un microscopio óptico, que permite llegar hasta las micras. Una micra corresponde a la milésima del milímetro (10-6 metros). La célula más grande que tiene un ser humano, de género femenino para el caso, es el óvulo. Su diámetro llega a 140 micras. La célula más pequeña la contienen los varones, y corresponde al espermatozoide, con un diámetro mayor de apenas 2 micras (sin la cola). El resto de las células de nuestro cuerpo tienen un diámetro promedio de unas 10 micras. El microscopio óptico permite incluso mirar bacterias como la Escherichia coli, con unas 0,8 micras de diámetro. No obstante, si se quiere ver más o, mejor dicho, menos, se debe cambiar de microscopio y de unidad de medida. El instrumento necesario es el microscopio electrónico; con él podremos observar a un virus poliédrico, que se asemeja a una minúscula cápsula espacial de unos 50 nanómetros de diámetro. La unidad necesaria para la medición, el nanómetro, corresponde a una millonésima de milímetro (10-9 metros).
Pese a nuestro esfuerzo, esto no es lo más pequeño a lo cual podemos llegar. Pensemos que una de las proteínas de nuestro cuerpo, la hemoglobina, la responsable del transporte de oxígeno, tiene una longitud de apenas 7 nanómetros, y los átomos que la constituyen son más pequeños aún. El tamaño de un átomo debe medirse en picómetros (10-12 metros), la milésima parte de un nanómetro. Para nuestro regocijo (o indignación), los átomos también pueden dividirse en partes: los electrones y el núcleo. El núcleo está estructurado por protones y neutrones. El tamaño de un protón es de 100 atómetros, unos 10 000 picómetros. Una bonita analogía para definir un átomo, sin ser estrictamente científica, dice que el tamaño de un átomo es a una naranja como una naranja al tamaño del planeta Tierra.
La parte de la ciencia que estudia lo muy pequeño se llama mecánica cuántica; de sus aplicaciones toma cuenta la nanotecnología, un término muy de moda. Nano es un prefijo griego que significa “enano”. De la nanotecnología lo que debemos saber es que es pequeña, muy pequeña. Un cabello humano tiene como diámetro unos 80 000 nanómetros. Esta coma (,) contiene alrededor de medio millón de nanómetros. Imaginemos que una persona se puede encoger hasta medir 10 nanómetros de altura, si la colocamos al lado de un pequeño alfiler, la altura y el grueso del alfiler se asemejarán a un rascacielos. Para hacernos una idea clara, un nanómetro es lo que crece la barba de un hombre en el tiempo que le toma levantar la hoja de afeitar y acercarla a su rostro. ¡Realmente impresionante! ■
EL TAMAÑO SÍ IMPORTA. NÚMEROS GIGANTES
Es el centro astronómico AH-02, el más avanzado del planeta, un grupo de astrónomos investiga en el infinito universo y detecta que en el centro de nuestra galaxia ocurre una explosión monumental. La humanidad se encuentra en peligro inminente y, luchando por su supervivencia, elabora una serie de estrategias para liberarse del terrible final… Estas líneas corresponden a un escenario recurrente en las películas de Hollywood. Buen argumento para películas de bajo presupuesto, pero fatal desde el punto de vista de la ciencia.
Existen dos grandes errores que no se toman en cuenta: primero, el universo no es infinito (o eso creemos por el momento); segundo, el universo es grande, tan grande que el número relacionado con sus dimensiones es difícil de imaginar. Nuestro universo se encuentra plagado de galaxias, según se cree son 100 000 millones, y cada una, a su vez, contiene 100 000 millones de estrellas, en promedio. Si tomamos una galaxia representativa como la Vía Láctea, nuestro hogar en el universo, su diámetro estimado es de 100 000 años luz (la repetición en los números es solo una agradable coincidencia). En consecuencia, si el centro de nuestra galaxia estallara en este momento, realizando un cálculo apresurado y suponiendo que estamos en el extremo de la galaxia y que esta es completamente simétrica, tardaríamos unos 50 000 años en enterarnos. Podríamos estar “vivitos y coleando” tranquilos en nuestra ignorancia acerca del terrible cataclismo, esperanzados en que cuando llegue la onda explosiva a la Tierra, las futuras generaciones tengan la capacidad tecnológica adecuada para afrontarla… Aunque, siendo sinceros, no habría mucho que hacer.
El cálculo anterior se fundamenta en que podemos mirar las galaxias gracias a que recibimos su luz, la cual viaja a la impresionante velocidad de 300 000 kilómetros por segundo, eso quiere decir que las estamos viendo no como son ahora, sino como fueron en el pasado. Efectivamente, las distancias en el universo son enormes, de tal manera que se hace necesario pasar de nuestras habituales unidades de longitud, metros (o kilómetros), hacia los monumentales años luz, que representan la distancia que viaja la luz en un año. Esta distancia en kilómetros es 9,4 x 1012 km (9 460 000 000 000, nueve billones y medio de kilómetros). Según esta perspectiva, la luz de Alfa Centauro, la estrella más cercana a nosotros después del Sol, la veríamos una vez transcurridos 4,3 años, pues se encuentra a 4,3 años luz de distancia. Andrómeda, una de las galaxias más cercanas a la Tierra está a la fabulosa distancia de dos millones de años luz y, aún más impresionante (sostente de tu asiento), según las actuales estimaciones el tamaño del universo corresponde a unos increíbles 93 mil millones (93 000 000 000) de años luz de diámetro. El viaje en el sentido inverso también es interesante. La distancia desde el Sol a la Tierra es de 150 millones de kilómetros, unos 8 minutos luz, mientras que la distancia de la Tierra a la Luna es de “apenas” unos 384 000 km, esto es algo más de un segundo luz.
Si tomamos de nuevo las cifras, no es fácil ser conscientes de lo que significan las enormes distancias en el universo. Sabemos que es mucho, pero somos incapaces de estimar cuánto es ese mucho. Para hacernos una mejor idea, imaginemos que podemos contar a una velocidad de cinco números por segundo. Si no comemos, no dormimos, no vamos al baño, si solo nos dedicamos a contar los 365 días del año, las 24 horas del día, demoraríamos en llegar a la cifra de un billón (un millón de millones) en (¡glup!) 6 000 años. Esto quiere decir que
