Seis misterios de la ciencia que los científicos aún no han logrado resolver

Los humanos han hecho una asombrosa cantidad de progreso científico y tecnológico durante el siglo pasado. Creamos una tecnología que ha transformado nuestra sociedad; los avances científicos nos han ayudado a responder preguntas fundamentales sobre quiénes somos y el mundo que habitamos. Y, sin embargo, los misterios persisten.

¿Por qué estamos obligados a dormir todas las noches? ¿Por qué aún no somos capaces de «ver» la materia oscura? ¿Y dónde diablos están todos los alienígenas?

La gente ha debatido este tipo de preguntas durante décadas, a veces siglos. Afortunadamente, nuestra voluntad inquebrantable de descubrir los misterios del mundo nos ha acercado más a algunas respuestas que nunca. Aquí hay seis misterios que aún mantienen despiertos a los científicos por la noche, y lo cerca que están de resolverlos.

¿Por que tenemos que dormir?

Esto puede parecer una pregunta directa, pero la respuesta es mucho más compleja de lo que piensas. Ha habido innumerables intentos de encontrar una razón definitiva de por qué los humanos necesitan dormir todas las noches, pero los científicos aún no pueden ofrecer una respuesta única y definitiva.

Los hallazgos en la ciencia del sueño han arrojado algo de luz sobre las complejidades de las etapas del sueño y la actividad cerebral, pero en última instancia, simplemente han ofrecido piezas a un rompecabezas incompleto y en constante crecimiento. No ayuda que no tengamos mucho con lo que compararnos, ya que los patrones de sueño y la actividad cerebral en otros animales a menudo se desvían significativamente de la de los humanos, lo que confunde aún más nuestra comprensión del sueño.

Jerry Siegel, profesor de psiquiatría en el Instituto Semel de Neurociencia y Conducta Humana de UCLA, ha estado estudiando los hábitos de sueño de los animales para comprender por qué los humanos necesitan entrar en un estado similar a la hibernación todas las noches.

«Nuestra comprensión y orientación [del sueño] es diferente a la de cualquier otro animal porque a la mayoría de nosotros nos gustaría permanecer despiertos las 24 horas del día. Pero en el mundo natural, los animales que usan mucha energía no sobrevivirían», afirma Siegel. La naturaleza valora la inactividad, por ejemplo, la hibernación invernal permite que ciertos animales se recuperen y almacenen energía cuando no es necesaria. «En todas las especies, el ahorro de energía es el principal impulso evolutivo para el sueño», explica Siegel. Los elefantes africanos, por ejemplo, solo duermen durante dos horas al día en la naturaleza, probablemente porque necesitan el resto del tiempo para alimentarse a fin de dar a sus grandes cuerpos energía suficiente para funcionar.

La teoría del ahorro de energía es una de varias que los científicos utilizan para explicar por qué dormimos. A medida que los científicos han creado herramientas que pueden rastrear la actividad cerebral durante el acto de dormir, se han acercado a terminar el rompecabezas y descubrir todos los misterios del sueño.

Por ejemplo, el cerebro tiene mecanismos que le permiten purgarse de información innecesaria durante el sueño. «El sueño es el precio que pagamos por aprender», le dice a New Scientist Giulio Tononi, profesor de psiquiatría de la Universidad de Wisconsin-Madison. Tononi y su equipo realizaron experimentos con ratones dormidos y descubrieron que, después del sueño, las sinapsis eran significativamente más pequeñas.

El equipo de Tononi concluyó que el cerebro necesita permitir que esta actividad disminuya para solidificar la información que recopiló mientras estaba despierta. El cerebro es bombardeado con información durante el día y lo refuerza con fuertes conexiones neuronales. Para mezclar la información nueva con toda la información existente, esas conexiones deben debilitarse para «absorberla». En otras palabras, dormir permite que el cerebro haga que la información nueva sea lo suficientemente flexible como para encajar con todas las antiguas.

Aunque esta teoría describe elegantemente el proceso del cerebro de hacer que la nueva información permanezca encendida durante el sueño, Tononi y otros neurocientíficos aún tienen que demostrar que el sueño es realmente necesario para que esto suceda.

Para comprender completamente el sueño, los científicos del sueño necesitan una mejor comprensión de los procesos neurobiológicos del cerebro durante los ciclos de vigilia y sueño. Por ejemplo, ¿cómo es que algunos de nosotros podemos dormir en entornos extremadamente ruidosos y algunos de nosotros no? Una vez que podamos medir exactamente cuán despierto o dormido está el cerebro humano, nos llevará aún más lejos a saber todo lo que hay que saber sobre el sueño.

Pero una cosa se ha mantenido clara como siempre: sin dormir, estamos mucho peor. No dormir lo suficiente tiene un efecto directo en la cantidad de atención que puedes dar al mundo que le rodea. Ciertamente, cuando conduces, perder el estado de alerta solo por dos segundos puede ser letal.

¿Qué es la materia oscura y por qué no podemos verla?

No sabemos cómo se ve porque no podemos verla, pero representa más del 26 por ciento de la materia en el universo conocido. Desde que el astrónomo holandés Jacobus Kapteyn planteó la hipótesis de su existencia en 1922, hemos llegado a saber que existe debido a la forma en que interactúa con la materia que podemos observar, sin embargo sigue siendo misteriosamente invisible para nosotros.

La mayor parte de la materia visible para nosotros está compuesta de neutrones, protones y electrones. Pero la materia oscura no se adhiere a estas clasificaciones. Está formado por diferentes tipos de partículas que aún no hemos sido capaces de clasificar y que interactúan con la luz y la materia de una forma completamente diferente. La materia oscura no absorbe, refleja ni emite luz. Pero su influencia gravitacional dobla la luz a medida que pasa cerca; ese tipo de observación es la forma en que los científicos saben que existe la materia oscura.

Los investigadores han estado estudiando este fenómeno, tratando de desentrañar sus misterios, casi desde sus inicios. Más recientemente, el Gran Colisionador de Hadrones nos ha acercado a hacerlo: los investigadores trabajan para identificar el material invisible acelerando partículas diminutas y luego estudiando la energía y el momento involucrados en sus movimientos cuando colisionan a altas velocidades.

Estudios recientes sugieren que los detectores de ondas gravitacionales podrían permitirnos «ver» la materia oscura por primera vez. Pero la verdad del asunto (por así decirlo) es que todavía estamos muy a oscuras sobre una de las entidades más abundantes de nuestro universo.

¿Cómo se creó el universo?

Estamos cada vez más cerca de reconstruir los primeros momentos del universo, pero su verdadero origen sigue siendo un misterio. Cualquier teoría o modelo de ‘creación’ es increíblemente especulativo en este punto.

Quizás la teoría más conocida sobre el comienzo del universo es la teoría del Big Bang, en la que el universo se expandió desde una singularidad extremadamente caliente y densa hace unos 13.800 millones de años. El Big Bang sucedió en todas partes del universo simultáneamente; no es una explosión en el espacio, sino una explosión de espacio. Sin embargo, el proceso exacto de lo que causó esto (y, por supuesto, lo que estaba allí de antemano) sigue siendo desconocido.

¿Dónde está el Planeta Nueve?

Más allá del cinturón de Kuiper, un misterioso grupo de objetos está en órbita alrededor del Sol. Ellos orbitan aún más lejos del Sol que Neptuno, pero algunas de las trayectorias de los objetos no parecen ajustarse al patrón esperado. La mayoría de ellos circulan alrededor de Neptuno, mantenidos en la órbita del planeta por su poderosa gravedad. Pero un puñado de estos objetos parece estar fuera de lugar por algo con una masa mucho mayor.

Konstantin Batygin, profesor asistente de ciencias planetarias en el Instituto de Tecnología de California, cree que estas peculiaridades son causadas al menos en parte por la existencia del Planeta Nueve, un noveno planeta aún por descubrir en nuestro sistema solar.

Piensa en el sistema solar como un disco gigante. Las órbitas de estos objetos de comportamiento extraño parecen doblar el disco hacia arriba en su borde. El Planeta Nueve necesita ser masivo para tener este tipo de influencia, una masa más grande que la Tierra, incluso. Sin embargo, a pesar de su masa aparente, aún no hemos podido probar su existencia. En parte, esto es porque recién comenzamos a buscarlo; Los científicos comenzaron a teorizar sobre su existencia en 2014.

¿Por qué algunos sonidos hacen que el cerebro hormiguee?

Es posible que los hayas encontrado en YouTube: miles de videos narrados en voz baja y acompañados de sonidos suaves, como masajear un trozo de tela con textura o el leve zumbido de un cortapelos. Un micrófono especializado te da la sensación de que estás allí. Para algunas personas, el sonido crea la sensación de un masaje en el cuero cabelludo.

El resultado de esta experiencia: una sensación de hormigueo relajante en el cerebro en aproximadamente el 90 por ciento de la población. Pero aún no se sabe por qué sucede y por qué no funciona para todos.

¿Dónde está la vida alienígena inteligente?

El universo tiene miles de millones de años. Teniendo en cuenta la edad y la vastedad de nuestro cosmos, es difícil comprender por qué no hemos encontrado otros signos de vida inteligente. La probabilidad básica indica que ya deberíamos haber encontrado extraterrestres, entonces, ¿dónde están?

Los astrónomos y los físicos han expuesto muchas teorías en sus intentos de explicarlo. Una teoría sugiere que hay un gran evento catastrófico que impide que cualquier civilización haga contacto, mientras que otro propone que los extraterrestres quedan atrapados bajo gruesas capas de hielo y roca en lunas distantes.

Si la vida extraterrestre existe en nuestro sistema solar, los investigadores sugieren que es probable que sea microbiana, a diferencia de la vida alienígena inteligente. Se cree que estos organismos alienígenas están en planetas pequeños y helados, como las lunas de Saturno o Júpiter. Los científicos de la NASA han llevado a cabo estudios para investigar la composición y el estado de los grandes océanos en estas lunas porque, según predicen, la presencia de abundante agua podría permitir que la vida alienígena prospere. Pero hasta el momento, estas son solo conjeturas basadas en los hallazgos del satélite Galileo de la NASA y en la exploración y observación extensas. La NASA planea obtener una mirada más cercana al viajar a la helada luna de Júpiter, Europa, en la próxima década.

Pero incluso si encontráramos vida alienígena, ¿seríamos capaces de reconocerla? Buscar formas familiares de vida basadas en el carbono que utilicen agua como soporte vital podría limitarnos en nuestra búsqueda de vida alienígena. Los científicos deben ser capaces de distinguir completamente los mensajes alienígenas de todos los demás ruidos en el espacio, e incluso eso está lejos de ser simple. ¿Qué pasa si su mensaje es indistinguible de otras frecuencias? ¿Qué pasa si ellos no quieren ser encontrados?

En cualquier caso, la búsqueda está lejos de terminar. De hecho, de muchas maneras, la búsqueda apenas comienza.

Fuente: futurism