Science ha dedicado uno de sus últimos números de este año anuales a rememorar los principales avances y descubrimientos que este año cambiaron la ciencia y hacen creer en un mejor futuro para la humanidad.

1. La primera fotografía de una agujero negro


Dicho objeto está en la galaxia M87, a 55 millones de años luz de la Tierra. Créditos: Event Horizon Telescope et al.

2019 se volvió el año en que los astrónomos consiguieron lo que se consideraba imposible. El grupo  « Event Horizon Telescope» (EHT) integrado por 200 investigadores mostró en abril la primera imagen de un agujero negro. La imagen cautivo al mundo y mostró por primera vez como luce un agujero negro supermasivo. Su peculiaridad recae en que estos objetos son invisibles para el ojo humano, además de que su gravedad es tan inmensa que puede absorber materia y luz. Para poder conseguir la imagen el equipo científico capturo el gas a su alrededor y la forma de su horizonte de sucesos.

El objeto en cuestión, se encuentra en el centro de la galaxia Messier 87, a 55 millones de años luz de la Tierra. La imagen, muestra un anillo anaranjado en el que la materia que rodea al agujero emite radiación a medida que gira a altas velocidades, antes de ser engullida por el pozo gravitacional que hay en el centro, justo en el punto oscuro: ahí descansa el agujero negro propiamente dicho. Este objeto no es muy grande a escala galáctica, cabría en la órbita de Mercurio, pero tiene una masa de 6,500 millones de soles.

La imagen es fruto de 20 años de trabajo y de un esfuerzo que implicó reclutar a astrónomos y radiotelescopios de todo el mundo para crear un telescopio virtual tan grande como la Tierra. Los datos se recogieron a lo largo de varias noches de observación en abril de 2017, pero hicieron falta dos años de trabajo durante los cuales dos equipos independientes calibraron y procesaron los datos, mientras que otros comprobaron esos resultados, también por separado.

Gracias a esto, se consiguió una evidencia tangible y comprensible de la existencia de los agujeros negros. Aunado a lo anterior se logró una confirmación de relatividad general de Albert Einstein y, en concreto, se reafirmaron sus ecuaciones que describen el funcionamiento de la gravedad y el espacio-tiempo en aquellos lugares donde las masas son inmensas (lo que se conoce como campo fuerte).

En 2020 el grupo Event Horizon Telescope (EHT) contará con 11 nuevas instalaciones. Su objetivo será obtener una imagen de Sagitario A*, el agujero negro supermasivo del centro de la Vía Láctea. Se cree que las siguientes ampliaciones permitirán observar una veintena de agujeros negros y obtener vídeos del comportamiento de sus horizontes de sucesos. De esta forma, en cuestión de décadas se aprenderá más sobre estos objetos tan importantes en la evolución de las galaxias que son capaces de engullir el espacio-tiempo y de poner a prueba nuestra comprensión sobre el Universo.

2. Los efectos del gran impacto

Ilustración del crater Chicxulub en la Peninsula de Yucatán en Mexico. Créditos: Detlev van Ravenswaa.

Hace 66 millones de años, un asteroide impactó en Yucatán, México, provocando la desaparición del 76% de las especies de la Tierra, incluidos los dinosaurios. Este año, varios estudios nos han contado con un detalle sin igual qué pasó después. El análisis de un núcleo de sedimento extraído de ese mismo lugar, en el que han participado investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), ha relatado minuto a minuto, desde cómo el cráter de impacto se llenó de roca fundida a cómo, al final del día, fue arrasado por un tsunami. La ausencia de azufre en el material también confirma que todo se vaporizó, provocando un rápido enfriamiento global y oscuridad. A miles de kilómetros de la zona cero, en Dakota del Norte, otros investigadores comprobaron los efectos catastróficos del impacto en peces fósiles cuyas branquias están llenas de partículas de vidrio causadas por el mismo impacto. Pero la vida se recuperó más rápido de lo esperado, como demuestra el análisis de miles de fósiles de animales y plantas de un yacimiento de Colorado. Las plantas y mamíferos duplicaron su tamaño y diversidad luego de los primeros 100,000 años. Sin embargo los organismos unicelulares documentan una rápida acidificación de los océanos después del impacto y la supresión de la vida marina durante un millón de años.

3. Encuentros con un denisovano

Reconstrucción de una joven Denisovana basada en información del ADN. Créditos: Maayan Harel.
Los denisovanos son cada vez menos una misteriosa especie humana con la que los humanos modernos nos cruzamos en Eurasia hace más de 50,000 años. Conocemos apenas unos pocos de sus restos, por lo parecía imposible conocer su aspecto. No obstante, un equipo de investigación, con la participación del Instituto de Biología Evolutiva (IBE) en Barcelona, ha conseguido el primer retrato fiable de estos homínidos a partir del ADN del hueso de un meñique. Los científicos estudiaron el genoma de los denisovanos, prestando especial atención a la metilación del ADN, una marca que, nos indica si los genes están "encendidos" o "apagados". De esta forma, revelaron 56 rasgos que los caracterizan, once de ellos propios de la especie. A partir de ahí realizaron una reconstrucción digital en tres dimensiones de una joven de ojos y cabello castaños con la frente inclinada y la pelvis grande de los neandertales, pero con un cráneo ancho y un gran arco dental únicos.

4. Hacia la computación cuántica

Créditos: Google.

En octubre Google anuncio que su computadora había logrado lo que parecía imposible, había superado a la supercomputadora más potente del mundo. usando su sistema Sycamore realizo una tarea en 200 segundos, lo que le habría logrado Summit de IBM en 10,000 años. Para poder lograrlo se usaron 53 cúbits (bits cuánticos) en una muestra de números aleatorios.

IBM no tardo en desmentir a Google, en tanto que expertos sugieren que antes de que las computadoras cuánticas puedan resolver problemas técnicos deben resolver sus propios cúbits, algo que aún no han logrado.

5. El objeto más lejano explorado

Arrokoth, un remanente de los primeros años del sistema solar. Créditos: NASA.
El pasado 1 de enero, la sonda New Horizons de la NASA sobrevoló un objeto de penas 36 kilómetros de ancho a 6,600 millones de kilómetros de la Tierra, en una región más allá de Neptuno llamada cinturón de Kuiper. La roca MU69, conocida también con el nombre de Arrokoth tras la retirada de su primer nombre, Ultima Thule, por sus connotaciones nazis, se convirtió en el objeto más lejano observado por una nave espacial.

New Horizons reveló que Arrokoth consiste en dos bloques planetarios prístinos que se asemejan a un sandwich. Sin cráteres, los dos extremos se formaron por separado al inicio del Sistema Solar. La nave proporcionó mucha información sobre los orígenes del cuerpo.

6. La lucha contra el ébola

Trabajador de la salud portando equipo de seguridad. Créditos: Reuters.

Desde que surgió en 1976, el ébola ha tenido una de las tasas más altas de mortalidad. Sin embargo este año las cosas comenzaron a cambiar. En medio de uno de los brotes más mortíferos ocurridos en la República Democrática del Congo, un equipo dirigido por el virólogo Jean-Jacques Muyembe-Tamfum, quien descubrió el virus, identificaron dos medicamentos que han conseguido reducir las tasas de mortalidad de forma importante. Ambos son anticuerpos, uno aislado de un superviviente de un brote en 1996 y el otro, una mezcla de tres anticuerpos producidos en ratones con sistemas inmunes humanizados.

Los hallazgos servirán para aumentar las posibilidades de supervivencia y permitirán la búsqueda de tratamientos que servirá a la vez para desalentar los tratamientos de curanderos que hasta el momento provocaban nuevos brotes

7. Una máquina para ganar en el póker

Créditos: Jason Solo.

Aún no tenemos claros los límites de la inteligencia artificial.  Este año Pluribus, derrotó a 13 de los mejores jugadores de póker del mundo. Pluribus lo hizo en la variedad del Texas Hold´em sin límites, donde participan seis jugadores, que cuentan con información incompleta para tomar sus decisiones. Los investigadores consideran que la Inteligencia podría servir para la toma de decisiones complejas.

IA ha ganado 15,000 juegos usando para ello autoaprendizaje durante los cuales la máquina jugo contra copias de si misma para perfeccionar sus jugadas. A la par esta inteligencia realizó abstracciones para poder simplificar el manejo de información y reducir el consumo de recursos en las computadoras.

8. Un tratamiento para la fibrosis quística

Estructura de la proteína CFTR, cuyos defectos causan la fibrosis quística.Créditos: Fangyu Liu/James Lee/Universidad Rockefeller.
La fibrosis quística es una enfermedad hereditaria donde un gen defectuoso hace que el cuerpo produzca un líquido espeso en los epitelios, tanto el de las vías respiratorias como el páncreas. La aparición de esta mucosidad favorece el surgimiento de infecciones pulmonares y problemas digestivos. Esta enfermedad afecta a uno de cada 5,000 niños blancos donde el tratamiento sólo mejora la calidad de vida.
El panorama anteriormente descrito comenzó a cambiar en octubre de este año cuando se aprobó Trikafta, un tratamiento que ha sido efectivo para la mayoría de casos de fibrosis quística que vuelve la enfermedad más asequible. Trikafta es el resultado de 30 años de investigación genética capaz de atenuar las complicaciones y mejorar la capacidad pulmonar de los afectados entre un 10% y un 15%. En un inicio el tratamiento se autorizo para menores de 12 años aunque actualmente se esta empelando en niños más pequeños. Su desventaja es el costo y que es un tratamiento para toda la vida.

9. Suplementos contra el hambre

Los suplementos que mejoran los microbios intestinales podrían cambiar las reglas del juego para niños como este bebé en Bangladesh. Centro Internacional de Investigación de Enfermedades Diarreicas, Bangladesh.
La desnutrición es un problema que afecta a millones de niños afectando su desarrollo y crecimiento pese a que sean alimentados mejor tiempo después. La causa se encuentra en la microbiota intestinal, puesto que los microorganismos que habitan no alcanzan el grado de madurez deseado debido al déficit en la alimentación, provocando múltiples problemas de salud.

Este año fue presentado un suplemento de bajo costo, elaborado a partir de garbanzos, plátanos, soja y harinas de cacahuete, que estimula el desarrollo de la biota intestinal. Los primeros resultados realizados con un número reducido de pacientes ha logrado resultados optimistas. Hasta el momento se han identificado 15 bacterias necesarias en el proceso de digestión así como una serie de marcadores sanguíneos que sirven para identificar los efectos de la malnutrición.

10. Un antepasado microscópico

Tomó 12 años cultivar este microbio de tentáculos perteneciente a aguas profundas. Imachi y Nobu et al.
Prometheoarchaeum syntrophicum, un microorganismo clave en la historia de todos los eucariotas. Créditos: H. Imachi et al.

Sabemos que la vida surgió en una sopa prebiótica. Los primeros organismos: bacterias, arqueas y eucariotas iniciaron así su evolución.

Este año, después de 12 años de trabajo un equipo de investigación japonés lograron secuenciar el organismo Prometheoarchaeum syntrophicum, que se considera un eslabon en la familia arquea.


Este organismo habitante de los sedimentos en las profundidades de los océanos contiene fragmentos de ADN que sólo se encuentran en las eucariotas. Los análisis posteriores revelaron sus vinculos con eucariotas. Lo cual implica que la vida se origino en tres dominios, arqueas, eucariotas y bacteria, para luego dar origen a dos: bacterias y arqueas.

Lo interesante es que este microorganismo, que vive en sedimentos de las profundidades del océano, ha mostrado contener fragmentos de ADN solo encontrados en los eucariotas. De hecho, los análisis posteriores revelaron que los Asgard, o quizás los antepasados de estos, fueron los que dieron lugar a estos eucariotas. Esto implicaría que la vida pasaría de estar contenida en tres grandes dominios, arqueas, eucariotas y bacteria, a dos: bacterias y arqueas.

La información que se obtenga servirá para poder seguir comprendiendo la evolución.

Referencia: