¿A dónde vamos?
Después de desarrollar las actividades propuestas en esta unidad, estaremos en capacidad de explicar los postulados que sustentan distintas teorías sobre el origen del universo y de la vida en la Tierra.
¿Para qué nos sirve ir?
Nos sirve para resolver situaciones como esta:
Alba Cielo tiene claro que debe graduarse con buenas calificaciones para poder iniciar sus estudios en criminalística, independiente de que se gane la beca o no, por ello se preocupa mucho por mantener altas calificaciones en cada ciclo. Ahora se encuentra un tanto preocupada porque le asignaron un trabajo de ciencias en el que ella, como representante de su grupo de trabajo, debe exponer frente a sus compañeros cuál fue el origen del universo y de la vida. La calificación obtenida representará un porcentaje considerable sobre la nota final de este corte académico y no será solo para ella, sino también para todos los miembros de su grupo de trabajo. Como ella no es muy buena expositora, se siente muy ansiosa frente a una situación que le pone tanta responsabilidad en hombros.
Además, se siente un poco incómoda con el tema, pues esas teorías que les pidieron investigar se alejan de la convicción religiosa que hace que la mayoría de las personas, entre ellas sus compañeros de clase, crean que el universo y todo cuanto existe fue creado por Dios, por lo que le da susto hablar frente a ellos de esas teorías científicas que se apartan de la creencia religiosa; tiene mucho temor a la crítica, a que piensen que ella es irrespetuosa, que es atea o “mala semilla”, como le decían sus compañeras de primaria allá en el colegio de Tuluá cuando era niña, por culpa de su papá.
Y es que las duras circunstancias que han rondado la vida de Alba Cielo, como el hecho de que su padre terminara en la cárcel, el que asesinaran a su hermano mayor en una pelea de faldas y alcohol, el que su otro hermano decidiera irse a la guerrilla, y el que ella y sus hermanas hayan tenido que huir de Tuluá hacia Cali y Palmira por la crueldad de la gente que las humillaba, insultaba y amenazaba por los delitos de su papá y las malas decisiones de sus hermanos, sumado ahora a que su mamá haya desarrollado un mal de Parkinson tan joven, entre tantas otras cuitas, le han hecho soltar de a poco su fe, casi sin darse cuenta.
Por eso “el tema de Dios” siempre le produce incomodidad; quizás por culpa, quizás por haberse sentido tan desamparada… el todo es que espera que con su exposición nadie se sienta ofendido, y que incluso se pueda generar un interesante espacio para compartir diferentes puntos de vista, por lo que planea iniciarla haciendo una salvedad acerca del respeto que le merecen la diversidad de creencias que coexisten en el mundo y la importancia de que la ciencia rastree las evidencias de la historia del universo y de la vida, con el ánimo de encontrar las respuestas a las preguntas:
¿Cómo se formó el universo?
¿Cómo se originó la vida?
¿Qué sabemos?
Ejercicio 1: Valoremos
a. ¿Cómo creen que se originó nuestro sistema solar?
b. ¿Alguna vez ha escuchado hablar sobre la nebulosa? ¿De qué creen que se trata?
c. ¿Cómo han aprendido los seres humanos lo que saben del universo?
¿Qué cosas nuevas debemos saber?
El origen y su formación
¿Cómo estudia el hombre el universo?
Seguramente alguna vez usted ha contemplado el firmamento por la noche y se ha hecho preguntas como: ¿Cómo está conformado el universo? ¿Cómo se originó? ¿Se destruirá algún día?… Entre muchas otras. Pues bien, no solo usted se las ha planteado, nuestros antepasados también se formularon muchas preguntas sobre el origen y formación del universo a las que les encontraron distintas respuestas.
La creencia de algunas tribus primitivas cuando observaban el brillo de las estrellas por la noche, era que se trataba de fogatas que habían encendido otras tribus que se encontraban a gran distancia. Con el paso del tiempo otras muchas creencias, descubrimientos y observaciones fueron apareciendo.
Los chinos registraron la existencia de los cometas desde el año 2.296 antes de la era común, y podían predecir con gran exactitud la aparición de los eclipses. Los egipcios, por su parte, determinaron que el año estaba conformado por 365 días y descubrieron el desfase de ¼ de día por año, por lo que establecieron en el calendario el año bisiesto hacia el año 4.220 antes de esta era.
Los babilónicos trazaron el zodiaco, que son las trayectorias aparentes realizadas por el Sol, la Luna, las estrellas y las constelaciones del hemisferio norte, que son casi idénticas a las que se conocen hoy en día; adicionalmente, registraron, con gran precisión, los movimientos de Venus y otros astros y los relacionaron con los comportamientos de las personas, dando origen a la astrología.
Posteriormente, en su momento de esplendor, los griegos Anaxágoras, Claudio Tolomeo, Hiparco de Nicea, Eratóstenes y Aristarco de Samos realizaron importantísimos aportes a la astronomía del momento. Incluso las civilizaciones americanas anteriores a la invasión europea habían implementado calendarios muy precisos, producto de sus valiosas observaciones. Hasta este momento, con algunas poquísimas excepciones, todos consideraban que la Tierra era el centro del universo (creencia conocida como geocentrismo).
La invención del telescopio fue fundamental para cambiar las concepciones erradas que se tenían del universo; en este proceso se destacó Galileo Galilei, quien demostró (aunque posteriormente la Iglesia católica lo obligara a retractarse) que los planetas giran alrededor del Sol (teoría a la que se le conoce con el nombre de heliocentrismo).
Actualmente, la invención de las naves espaciales, los satélites artificiales y el telescopio espacial Hubble le han permitido al hombre obtener información importante para el avance de la astronomía.
El origen del universo
El término universo hace referencia a todo lo que existe. Está formado por galaxias que a su vez están formadas por constelaciones y estas están conformadas por los sistemas planetarios, que a su vez están conformados por los planetas.
El universo está en constante expansión. Imagine que en una bomba o globo pinta con marcador distintos puntos y luego la infla, los puntos aumentan de tamaño y se separan unos de otros; lo mismo sucede con los cuerpos celestes que se encuentran en el universo con el paso del tiempo.
Sobre el origen del universo, los científicos piensan que es posible que en su comienzo este fuera infinitamente pequeño y caliente, por lo que se dio lugar a una gigantesca explosión que, posteriormente, dio paso a la evolución de la materia, hasta llegar a lo que hoy conocemos por universo. Esta teoría recibe el nombre de gran explosión o Big Bang.
La gran explosión se encuentra fundamentada en uno de los postulados de la teoría de la relatividad propuesta por Albert Einstein, en el que se establece que la materia y la energía son dos formas distintas de una misma realidad física; esto, en palabras más simples, hace referencia a que una gran cantidad de energía es capaz de producir una cantidad mínima de materia y una pequeña cantidad de materia puede transformarse en grandes cantidades de energía (un ejemplo de que esto es posible son las plantas nucleares de energía, en las que, desintegrando poca materia, se puede obtener una gran cantidad de energía útil).
Así pues, después de la gran explosión, lo que sucedió fue que la gran cantidad de energía producida y las grandes transformaciones provocadas por la explosión (como el descenso de la temperatura), permitieron la formación de los protones, neutrones y electrones. Un minuto después, los neutrones formaron parejas con los protones, dando origen a los átomos de hidrógeno y, posteriormente, dieron origen a otros elementos como el helio, el litio y el berilio. Luego se detuvo la formación de la materia y el universo continuó creciendo y enfriándose durante aproximadamente un millón de años.
Posteriormente, en los lugares donde se encontraba acumulada mayor cantidad de materia, se formaron campos gravitacionales que atrajeron cada vez a más materia y esta comenzó a rotar dando origen a las galaxias.
En cuanto al sistema solar, se cree que éste se formó hace aproximadamente 400 millones de años, a partir de una nube de gas formada principalmente por hidrógeno que se condensó y comenzó a brillar, originando al Sol, alrededor del cual los fragmentos de la nube se agruparon y organizaron formando planetas y satélites.
La actual teoría heliocéntrica establece que el Sol se encuentra en el centro y alrededor de él giran los planetas. La Tierra se encuentra ubicada en la tercera posición con relación a este astro, y es el único lugar donde se conoce que hay vida hasta el momento.
Posibles orígenes de la vida
Frente al origen de la vida existen varias explicaciones pertenecientes a distintos campos del conocimiento que causan controversia y debate. Las más importantes son:
Teoría creacionista:
Según la cual, el origen de la vida se debe a un ser supremo, dios, o entidad no terrenal (o varios de ellos) y se soporta en relatos religiosos como el que se encuentra en el libro del Génesis o mitológicos como el que se encuentra en el Popol Vuh (relato maya).
Teoría de la generación espontánea:
Según la cual, la vida surge al azar y de manera espontánea, a partir de la combinación del aire, el fuego, el agua y la tierra. Aunque esta teoría fue válida durante muchos años, el descubrimiento de la célula como unidad estructural y funcional del ser vivo, así como múltiples trabajos experimentales permitieron demostrar que no se trata de una explicación válida para el origen de la vida.
Teoría de la panspermia evolutiva (origen extraterrestre):
Propuesta por Svante Arrhenius, esta teoría plantea que la vida no se originó en este planeta sino en algún sitio del universo indeterminado y que algunos seres vivos unicelulares llegaron a la superficie terrestre en un meteorito que la impactó, luego de lo cual lograron adaptarse y sufrir cambios evolutivos que permitieron la diversificación de las especies en el planeta.
Teoría de la evolución química o prebiótica:
Esta teoría es la más aceptada, en ella se asegura que la vida se originó en el planeta hace aproximadamente 3800 millones de años. Las condiciones de la Tierra previamente eran las siguientes:
En la atmósfera había abundancia de sustancias como el vapor de agua, CO₂, CO, N₂, H₂S y CH₄, pero no existía oxígeno libre, por lo que en un principio no fue posible la formación de la capa de ozono como se conoce hoy en día, con lo que el planeta era muy caliente e inhóspito. La energía provenía de múltiples tormentas eléctricas, la intensa radiación del Sol, la actividad volcánica y los impactos frecuentes de meteoritos y cometas sobre la Tierra.
Ello dio origen a una sustancia rica en proteínas, lípidos y ácidos nucleicos, que se encontraba acumulada en los océanos, llamada caldo primigenio. La Tierra se fue enfriando progresivamente y esta disminución de la temperatura provocó cambios graduales en los compuestos de este “caldo”, dando origen a las arqueobacterias y a las cianobacterias, seres vivos unicelulares que usaban las sustancias químicas del medio para obtener energía y reproducirse asexualmente. A partir de allí, los organismos evolucionaron creando múltiples especies de animales, plantas, protistos, hongos y bacterias y conformando los ecosistemas que ahora conocemos.
Curiosidades
Los estromatolitos son formaciones rocosas producidas a partir de las sustancias de desecho de las cianobacterias y se consideran, por su antigüedad, como una evidencia de que la vida se originó a partir de la evolución química.
Apliquemos lo aprendido
Ejercicio 2: Colaboremos
Formen grupos de trabajo, discutan las respuestas a las siguientes preguntas y lleguen a una respuesta en común.
a. ¿Por qué consideran que fue importante para los pueblos de la antigüedad estudiar el universo?
b. ¿Todos los aportes realizados por los científicos son verdaderos?
c. ¿En qué medida, los descubrimientos científicos correctos y errados han ayudado al avance de la ciencia y al bienestar de las personas?
Ejercicio 3: Resolvamos
Teniendo en cuenta la situación problema de Alba Cielo, resuelvan la siguiente actividad en parejas:
a. Elaboren un mapa conceptual que contenga las ideas relacionadas con el origen del universo.
b. Elaboren una línea de tiempo donde se muestre como ocurrió el origen de la vida teniendo en cuenta la teoría prebiótica.
c. Argumenten la teoría por la que cada quien se inclina sobre el origen de la vida en el planeta.
Reflexiones
Las teorías sobre el origen de la vida son entre ellas contradictorias y en sí mismas válidas para las personas que las defienden.
En términos generales dos campos se oponen, por un lado la religión, que considera que la vida es producto de la creación de Dios, y por otro lado, la ciencia que cada día encuentra más argumentos que apoyan la idea de que la vida surgió a partir de la evolución de las sustancias químicas que se encontraban en el planeta hace aproximadamente 4600 millones de años.
En 1953 Stanley Miller y Harold Urey desarrollaron un experimento tratando de simular las condiciones ambientales del planeta cuando se dio origen a la vida de tal manera que en un matraz mezclaron ciertas sustancias químicas que se encontraban presentes en el caldo primigenio y las sometieron a descargas eléctricas continuas. Después de dos semanas, encontraron que en el caldo se habían formado sustancias orgánicas (lípidos, proteínas, carbohidratos y ácidos nucleicos) pero nunca se originaron seres vivos.
¿Cuál es su postura sobre el origen de la vida en la Tierra?, ¿qué evidencias tiene para sustentarla?
Ejercicio 4: Ejercitemos
En la Antigüedad, las personas creían con convicción que la materia inerte podía originar seres vivos y, aunque ya se ha demostrado que esto no es posible, en la actualidad las personas siguen explicando algunos fenómenos a partir de los principios de la teoría de la generación espontánea. Por ejemplo, cuando al abrir una guayaba encuentran en su interior una larva o gusano aseguran que se originó a partir de la fruta misma.
a. ¿Es correcta esta afirmación? ¿Por qué?
b. Desde el punto de vista científico, ¿cómo se puede explicar que la guayaba tenga en su interior una larva o gusano?
c. ¿A qué se debe que en la materia en descomposición se originen moscas?
Ejercicio 5: Volvámonos expertos
Teniendo en cuenta las teorías sobre el origen de la vida en la Tierra, desarrolle la siguiente actividad:
a. Elabore un cuadro comparativo con ideas concretas sobre cada una de las teorías del origen de la vida.
b. ¿Es posible que exista vida en otro punto del universo? Sustente su respuesta.
C
.
¿Qué aprendimos?
1. ¿Cómo se originó la vida en nuestro planeta?
2. ¿Qué aplicaciones se le pueden dar a los conocimientos que tiene el hombre en la actualidad sobre el universo?
3. ¿Cuáles fueron sus fortalezas y debilidades en el desarrollo de esta unidad?
Ejercicio 6: Afianzamos
a. Consulte qué concepción tenían sobre el origen del universo y del hombre, las culturas muisca, mayas e inca.
b. Aparte del Big Bang y las otras teorías planteadas en esta unidad, ¿qué otros planteamientos explican el origen del universo?
