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EL SIGLO XX 
Existe una pasión por entender 
Sin esta pasión no habría ni 
Matemáticas ni Ciencia Natural 
Albert Einstein 
Durante el siglo XX hemos visto el florecimiento mas grande que ha habido en la historia 
de las actividades científicas. Se han desarrollado las teorías mas sorprendentes y mas 
profundas acerca de la naturaleza que nos han llevado a saber con mucha certeza como se 
originó y a donde irá el Universo, cual es el origen de al vida y como son los 
mecanismos íntimos de la vida, al grado de estar a punto de dirigir nuestra evolución. 
Sabemos como se comporta el planeta, y cual es la estructura mas íntima de la materia, al 
grado que creamos continuamente materiales nuevos y sorprendentes. Hemos ido a la 
Luna y nuestros satélites exploradores ya están en camino de salir del sistema solar e 
iniciar la conquista de la galaxia. Ya se avisora el fin de las enfermedades, y la 
prolongación de la vida del hombre a edades que nunca se soñaron y eran solo cosas de 
leyenda. Sin embargo también la ciencia ha proporcionado armas de destrucción 
inimaginable. Los horrores de la primera y segunda guerra mundial y otras menores que 
las han seguido, dan cuenta de la otra cara de la ciencia y la tecnología. Ejércitos como el 
norteamericano prefieren pelear de noche que de día, “gracias” a su tecnología. Durante 
el siglo XX y después de la segunda guerra mundial , la fuerza que hace a las naciones 
prosperar es la ciencia básica, y ha creado un entorno social que ya supera a la rivalidad 
política entre derecha e izquierda, por encima de ello está el desarrollo tecnológico. La 
ciencia y la tecnología son las actividades que determinan el futuro del planeta y de la 
sociedad. Seria imposible hacer una reseña detallada del desarrollo científico del siglo 
XX, por lo que se agrupará en cuatro grandes temáticas: El descubrimiento de la 
naturaleza de la materia, Los descubrimientos acerca de la estructura del Universo, El 
descubrimiento de la estructura de las moléculas de los seres vivientes y el conocimiento 
de la Tierra. 
La Estructura de la Materia
Aníbal Rodríguez Gómez EL SIGLO XIX 2 
Nos quedamos que al finalizar el siglo XIX se descubrieron hechos cuya explicación nos 
llevaría a descubrir de que está hecha la materia. Se había descubierto la radioactividad y 
no se sabía porqué ocurría. Químicos y Físicos habían descubierto que haciendo pasar 
energía eléctrica por tubos donde se encerraban gases o elementos gasificados, se emitía 
espontáneamente luz, y que observados con un instrumento llamado ahora espectroscopio 
la luz se dispersaban en patrones muy específicos que se llamó espectros. Max Planck 
había descubierto que la energía calorífica no se emitía en forma de un chorro continuo 
de los cuerpos calientes, sino en forma de un chorro de “pelotitas” de energía, cada una 
con una cantidad de energía hn, donde n es una constante que el mismo Planck 
determinó. Inicialmente Planck consideró esta hipótesis como un artilugio de cálculo para 
que las ecuaciones se ajustasen a las observaciones. Aunado a esto Thomson había 
descubierto al electrón, y con ello establecido que el átomo no era indivisible, sino que 
estaba constituido de electrones y algo de carga positiva. Otro científico llamado Lenard 
había demostrado experimentalmente en 1895, que un chorro de electrones de alta 
energía podía atravesar fácilmente a través de láminas metálicas delgadas. Con el tiempo 
los científicos elaboraron dos hipótesis acerca del átomo. Una proponía que estaba 
constituido de grandes cantidades de fragmentos constituidos por una carga positiva y 
una negativa. La otra proponía que era una esfera homogénea cuya masa estaba en una 
capa delgada con carga positiva y en ella los electrones se distribuían empotrados como 
las pasas en un pan. 
En Inglaterra en el laboratorio en la Universidad e Manchester, en 1909 Rutherford un 
científico de Nueva Zelandia que había investigado a fondo la radioactividad, a 
sugerencia de uno de sus colaboradores un científico alemán llamado Hans Geiger, que 
había construido un instrumento para medir la intensidad de las emisiones radioactivas 
que hoy llamamos contador Geiger, encargaron a un joven científico recién graduado de 
la Universidad de Manchester llamado Ernest Marsden, que realizará un experimento 
para verificar si alguna de las hipótesis antes mencionadas era correcta. El resultado del 
experimento de Geiger y Marsden fue que ambas hipótesis eran erróneas. El resultado del 
experimento indicaba que el átomo era una especie de “pelota” al vacío, tenía un núcleo 
masivo y muy pequeño y de alguna forma para ellos desconocida lo electrones debería 
estar alrededor del Núcleo 
Niels Bohr físico danés que nació en 1886, y que estudió en Cambridge bajo la dirección 
2
Aníbal Rodríguez Gómez EL SIGLO XIX 3 
de Rutherford, propuso una modelo que es el mas conocido a nivel popular acera del 
átomo. En 1913 propuso que el átomo se parecía al sistema solar con un núcleo donde 
residía la carga positiva en el centro, y los electrones girando a su alrededor en forma 
análoga a como giran los planetas alrededor del Sol. Solo que los electrones no giraban 
en cualquier órbita sino en órbitas específicas , y no en alguna otra, y Bohr aplicó sus 
ideas inicialmente al átomo mas sencillo , el de Hidrógeno. El modelo de átomo de Bohr 
explicó muchos fenómenos pero aún así seguían apareciendo fenómenos conforme se 
exploraba mas y mas a fondo la materia que el modelo de Bohr no pudo explicar. Hoy 
sabemos que es erróneo, pero en la imaginación popular el modelo de Bohr persiste. 
Los científicos descubrieron una gran cantidad de hechos acerca de la materia entre 1913 
y 1925, acompañados de “recetas” es decir fórmulas y ecuaciones que funcionaban como 
“rectas de cocina” para cada caso experimental en particular. Gradualmente fue 
emergiendo el hecho que la materia sigue reglas propias de cálculos de probabilidades. 
Un científico alemán llamado Werner Heinsenberg descubrió que si se medía muy bien la 
posición de una partícula como un electrón, automáticamente dejábamos de conocer su 
energía. Siempre que se medía muy bien una propiedad de una partícula la información 
de otra propiedad era imposible de obtener. Esto se llamó principio de incertidumbre. 
Para 1920 era evidente que se necesitaba una nueva teoría, que explicase no solo el 
átomo de hidrógeno, sino el funcionamiento de átomos mas complejos. Werner 
Heisneberg solucionó el problema en 1925 y propuso una teoría que no solo unificaba 
todo lo conocido hasta entonces acerca del átomo, sino que era lo suficiente flexible, para 
acomodar resultados de nuevos experimentos. A finales de 1925 y principios de 1926 
otro físico, originario de Viena Austria llamado Erwin Schrödinger, propuso una nueva 
formulación de la teoría atómica que junto con la de Heinsenberg, es la que nos ha 
servido para desarrollar todo nuestro conocimiento actual acerca de la materia. Esta teoría 
se llama Teoría cuántica 
A lo largo del siglo XX la unión de teoría y experimento nos permitió completar el 
conocimiento básico de la materia, que ahora posemos. Se descubrió que cada una de las 
partículas tenia una contra parte, idéntica y de carga opuesta o sea partículas de anti 
materia. Al electrón correspondía el positrón por ejemplo. En 1932 se descubrió el 
neutrón. En estados Unidos, Europa, Rusia y Japón , se construyeron máquinas para 
investigar el átomo llamadas aceleradores de partículas, con inversiones de miles de 
3
Aníbal Rodríguez Gómez EL SIGLO XIX 4 
millones de dólares. Entre 1960 y 1970 la teoría predijo que neutrones y protones estaban 
constituidos de otras partículas aún mas elementales que se han llamado Quarcks., y 
desde 1990 se ha verificado su existencia experimentalmente. Los físicos lograron 
demostrar que solo hay tres fuerzas fundamentales en la naturaleza, y que cualquier otra, 
desde un apretón de manos, hasta la adhesividad de los pegamentos o la que mueve los 
electrones dentro de un circuito eléctrico o un foco, hasta las fuerzas dentro del núcleo 
atómico es una de ellas. Se pudo demostrar que tres de ellas son una sola fuerza que se 
presenta en diferentes configuraciones según los fenómenos que observamos. Esta nueva 
teoría se llama modelo Standard. Las investigaciones actuales, al inicio del siglo XXI 
están creando una nueva teoría llamada teoría de cuerdas, que resolvería problemas que la 
teoría cuántica ya no puede resolver. Los resultados de todo este desarrollo se manifiestan 
en una infinidad de productos, que van desde los celulares, hasta la televisión de alta 
definición, que muy pronto reemplazará a la televisión actual. 
La Estructura del Universo 
Al iniciarse el siglo XX los científicos creían que el Universo era nuestra galaxia, y nada 
mas. No se sabía como era posible que, durante miles de millones de años el Sol hubiese 
estado funcionando emitiendo energía sin cesar. Virtualmente los únicos cuerpos celestes 
que se conocían eran estrellas, planetas, lunas, asteroides y polvo cósmico. Las leyes de 
Newton permitían a los científicos calcular las trayectorias exactas de la l una y los 
planetas, permitiéndoles predecir con toda exactitud cuando ocurrirían eclipses de Sol y 
de Luna pero todavía no se conocía al planeta Plutón que seria descubierto hasta la 
década de los 30´s. 
Desde finales del siglo XIX y durante los primeros años del siglo XX se construyeron en 
las zonas aisladas del todavía virgen territorio norteamericano, observatorios modernos 
en los cuales, los astrónomos ya no se pasaban la noche observando directamente las 
estrellas, utilizando en cambio placas fotográficas para recoger la luz de las estrellas 
durante toda la noche, lo que permitió ver cosas que jamás se habían visto por el ser 
humano entre ellas que había miles millones de galaxias y que la nuestra es una entre 
millones y millones de galaxias. Asimismo los descubrimientos de la Física atómica 
proporcionaron desde finales del siglo XIX un instrumento llamado espectrógrafo para 
analizar la luz de la estrellas, que permitió a los astrónomos averiguar de que están 
hechas las estrellas, y otro llamado interferómetro que empleando la luz de las estrellas 
4
Aníbal Rodríguez Gómez EL SIGLO XIX 5 
permitía medir su diámetro. Al iniciar el siglo XX con medidas cada vez mas precisas de 
los movimientos de los planetas, se descubrió una pequeña discrepancia entre el 
movimiento del planeta mercurio, y lo que predecía la teoría de Newton. Quien resolvió 
el problema fue un joven alemán llamado Albert Einstein, con la teoría de la relatividad. 
El año de 1905 Albert Einstein presento tres trabajos en la que era entonces la principal 
revista de investigación del mundo, la alemana Annalen der Physik, que cambiarían a la 
ciencia para siempre. Un trabajo presentó evidencias concluyentes de la existencia de 
átomos y moléculas, otro trabajo explicó un efecto que nadie había podido explicar 
acerca de la emisión de electrones desde placas metálicas, puestas en tubos donde se 
había hecho el vacío, llamado efecto fotoeléctrico, que solamente se explicaba si se 
pensaba que en ese fenómeno la luz estaba constituida por un chorro de pelotitas 
llamadas hoy fotones, y con energía cada uno igual al producto (frecuencia de la luz)´  
(constante de planck). El cuarto trbajao presentaba la teoría de la relatividad, como 
solución a un problema hasta entonces inexplicado acerca de las relaciones entre imanes 
y el movimiento de cargas eléctricas. La teoría de la relatividad presentó la ecuación E = 
mc2 mostrando que la masa podía convertirse en energía, y dicha ecuación solucionaría 
unas décadas después, el problema de explicar de donde provenía la energía de las 
estrellas y en particular del Sol. 
En 1916 Einstein publicó el que se considera su máximo trabajo y uno de los trabajo mas 
grande que haya realizado un ser humano: la Teoría General de la Relatividad. Esta 
teoría explicó que la gravedad se origina en el torcimiento o deflexión del espacio 
alrededor de cuerpos de acuerdo a su masa, y es muy intensa alrededor de cuerpos como 
el Sol o la Tierra. La relatividad general explicó las anomalías observadas en la órbita de 
Mercurio. Un Físico inglés Sir Arthur Eddington verificó la predicción de que un cuerpo 
como el Sol torcería el espacio de manera que los rayos del luz se desviarían. La 
relatividad se convirtió en una de las herramientas fundamentales para investigar 
teóricamente el espacio. 
Aprovechando la teoría de la relatividad el físico ruso Alexander Friedmann creó un 
modelo matemático del universo, según el cual el Universo debería estar en expansión 
con los astros alejándose unos de otros, y propuso que el universo tenía tres probables 
destinos, expandirse para siempre, ir deteniendo su expansión sin llegar a volver a 
5
Aníbal Rodríguez Gómez EL SIGLO XIX 6 
contraerse o bien detener su expansión y contraerse hasta llegar a ser un objeto 
sumamente pequeño, destruyendo de paso todos los cuerpos celestes. Einstein no estuvo 
de acuerdo con Friedmann. La idea de que el Universo estaba de alguna forma en estado 
estático sin expandirse o contraerse estaba muy imbuida en la mente de los científicos, y 
junto con un científico Belga apellidado Georges Lamaitre, modificó las ecuaciones 
básicas de la relatividad incluyendo una constante que llamó la constante cosmológica, a 
fin de que los modelos matemáticos del Universo resultaran en Universos estáticos pero 
el progreso de la observación del cosmos lo hizo cambiar de opinión. 
Edwin Powell Hubble (1889 – 1953) fue uno de los astrónomos norteamericanos, que 
trabajó en uno de los nuevos observatorios, el de monte Wilson en EEUU, donde ya 
empleo la fotografía y los nuevos instrumentos para analizar la luz de las estrellas, en 
lugar de los ojos. Los astrónomos ya habían observado objetos que llamaban nebulosas, y 
que creían estaban constituidas de polvo cósmico. El nuevo telescopio le permitió a 
Hubble descubrir que muchas de esas nebulosas realmente eran otras galaxias, muchas de 
ellas mas grandes que la vía láctea. Hubble también descubrió un tipo muy especial de 
estrellas llamadas Cefeidas, que hoy nos permiten estimar con precisión cada vez mayor 
conforme aumenta la precisión de nuestros instrumentos, la distancia desde la vía láctea a 
otras galaxias, y finalmente analizando la luz de las estrellas descubrió que las galaxias se 
alejan unas de otras con rapidez que se incrementa conforme su distancia a la vía láctea 
también se incrementa. Esta última ley es llamada hoy ley de Hubble. Es decir la 
observaciones de Hubble respaldaban los modelos matemáticos de Friedmann 
Cuando Einstein se enteró de los descubrimientos de Hubble de inmediato se arrepintió 
de haber modificado sus ecuaciones, cuestión que llamó “el mas grande error de mi 
vida”, solo que a casi cien años de dicho error, los descubrimientos mas recientes han 
demostrado que quizá dicha constante existe, aunque no del manera que la pensó 
Einstein. Aún los errores de los Genios son importantes. 
Vida y muerte de las estrellas. En tanto se desarrollaban los descubrimientos de 
Hubble y otros Astrónomos, y se creaban modelos del Universo en base a la relatividad, 
el conocimiento de la estructura de la materia, no solo permitieron conocer a fondo la 
estructura del átomo, sino que también se descubrió como liberar la energía encerrada en 
el. Hay dos procesos básicos para obtener energía atómica, uno es desintegrar átomos 
proceso llamado fisión. Es el proceso que permitió crear las bombas atómicas y que se 
6
Aníbal Rodríguez Gómez EL SIGLO XIX 7 
emplea en los reactores nucleares. El otro proceso llamado fusión consiste en unir 
núcleos atómicos, y es el que se empleó en las llamadas bombas de hidrógeno. La fusión 
es el proceso que mantiene ardiendo a las estrellas. En el núcleo del Sol, por ejemplo, la 
enorme fuerza de gravedad hace que toneladas de núcleos de hidrógeno se unan, al unirse 
parte de su masa se convierte en energía conforme a la ecuación de Einstein, E = mc2, 
donde c es la rapidez de la luz de 3´108 m/s y m = parte de la masa de los protones que se 
unen. Al unirse dos protones se convierten en núcleos de helio. En el sol 40 toneladas de 
masa se convierten cada segundo en energía. Estrellas como el Sol tiene una larga vida y 
al final de ella, se apagan al terminárseles el hidrógeno que fusionan. Sin embargo 
estrellas muy grandes, por lo menos unas 4 veces mas masivas que el Sol, al agotárseles 
el hidrógeno en el núcleo, se comprimen y empiezan a unir (fusionar) los núcleos de 
Helio. La unión de núcleos de Helio crea el elemento número 4 de la tabla periódica o sea 
el Berilio. Al acabárseles el helio se vuelven a comprimir y fusionan berilio con 
hidrógeno y helio remanente y con el mismo berilio y crean mas y mas elementos. 
Conforme se van acabando los elementos que pueden fusionar se comprimen mas y mas, 
y en el núcleo de las estrellas se crean mas y mas elementos, como el aluminio, oro, y 
todos los que están clasificados en la tabla periódica. Finalmente es tan grande la energía 
liberada que la estrella explota, y al explotar arroja hacia le universo los elementos que 
en ellas se han creado. Estamos hechos de materia que se creo en los núcleos de estrellas 
que explotaron antes de crease el sistema solar 
El Origen del Universo Friedmann y Lemaitre propusieron que el Universo podría 
haberse creado a partir de una objeto inmensamente caliente hace mas de quince mil 
millones de años. Sin embargo quien creo dicha teoría en la forma que conocemos en la 
actualidad es el científico Ruso Norteamericano George Gamow (1904-1968) y el 
norteamericano Ralph Alpher proponiéndola en 1948 Una evidencia fundamental para 
esta teoría es la observación de Hubble de que las galaxias se alejan unas de otras a gran 
velocidad. Además se apoyaron en dos suposiciones, que la teoría de la relatividad de 
Einstein describe correctamente a la fuerza de gravedad entre los cuerpos del Universo, y 
que la imagen que vemos del Universo es la misma desde cualquier punto que se le mire. 
Gamow y Alpher propusieron que el universo se originó hace quince mil millones de 
años. En ese instante toda la materia y energía que constituye el Universo actual estaba 
7
Aníbal Rodríguez Gómez EL SIGLO XIX 8 
concentrada en una objeto tanto o mas pequeño que un átomo, y a temperatura 
virtualmente infinita. De hecho no existían átomos, había quizá energía pura, quizá unos 
objetos que los científicos actuales llaman cuerdas. Ese objeto explotó, quizá creándose 
electrones. Antes de 3 segundos después de haber explotado los quarks se unieron para 
formar protones, o sea núcleos de hidrógeno, algunos protones llegaba a unirse formando 
núcleos de helio y hasta pequeñas cantidades de núcleos de Litio. Posteriormente al 
descender la temperatura, los núcleos de hidrógeno capturaron electrones y se crearon 
primero átomos y después moléculas de hidrógeno. También se completaron pocos 
átomos de helio y algunos de litio, formándose nubes enormes de hidrógeno. Muchos 
millones de años después, las grandes nubes de gas hidrógeno empezaron a juntarse 
gracias a la fuerza de gravedad acumulándose suficiente hidrógeno que comprimiéndose 
gracias al a gravedad, iniciaron la fusión atómica en el centro de la nube y empezaron a 
nacer las estrellas. Las estrellas se fueron acumulando en galaxias gracias a las leyes de la 
Física. Al explotar las estrellas se crearon los elementos de los que estamos hechos 
nosotros y todas las cosas y eventualmente en una galaxia común y corriente, en un 
planeta también común y corriente, de una estrella amarilla ordinaria apareció la vida. 
Gamow y Alpher hicieron una predicción. Como remanente de esa gran explosión el 
Universo debe de estar lleno de una radiación uniforme y muy débil. 
En 1960 los físicos Arno A. Penzias y Robert W. Wilson mientras perfeccionaban una de 
las primeras antenas para hacer transmisiones de radio y TV vía satélite descubrieron la 
radiación predicha por Gamow Alpher. En 1970 dos de los mas grandes científicos 
contemporáneos Roger Penrose y Stephen W. Hawking mostraron que la teoría de la 
relatividad requiere de la gran explosión para ser válida. La teoría ha sido perfeccionada 
por AlanH. Guth durante los años ochenta, y hoy sabemos que pasó desde 10-35 s a partir 
del inicio de la explosión. Ha permanecido el misterio de que hubo antes de la gran 
explosión, y que pasa en el tiempo cero. Para ello es necesario unir las dos grandes 
teorías de la Física Contemporánea, la física cuántica y la teoría de la relatividad. Hoy 
está en plena elaboración una nueva teoría llamada teoría de cuerdas, que podría explicar 
el punto de origen del universo, y que une las teorías mencionadas. 
La vida sus moléculas y su futuro 
Durante los primeros años del siglo XX los biólogos se dedicaron a descubrir la 
estructura fundamental de las moléculas de los seres vivientes, y rápidamente se 
8
Aníbal Rodríguez Gómez EL SIGLO XIX 9 
dirigieron hacia un problema que resultó ser mas fundamental. Una preocupación central 
ha sido como es que al formarse un organismo, y al crecer, las moléculas que componen 
los diferentes órganos de un ser vivo, “saben” como agruparse. Como es que al crearse un 
ser humano, ciertas moléculas saben que serán el hígado, otras que serán el corazón, otras 
saben que constituirán los huesos y que tipo de hueso y así por el estilo. Es decir un 
problema fundamental de la biología fue descubrir el mecanismo básico mediante el cual 
al formarse un ser vivo planta o animal, las moléculas que lo van formando saben como 
hacer el organismo, y porqué las características de los padres se comunican a los hijos. 
Los biólogos empezaron a buscar el mecanismo de la herencia. 
Durante los primeros años del siglo XX los biólogos aprovecharon los instrumentos 
creados por los físicos y los métodos de análisis de los químicos, y para 1920 ya habían 
descubierto que en los núcleos de las células había dos ácidos uno llamado RNA y otro 
DNA que de alguna manera llevaban la información de un ser vivo a sus descendientes 
para “armarse”. Para 1944 Oswald Avery y Marylin Mac Leod habían determinado que el 
RNA era una especie de “mensajero” que llevaba información entre moléculas y que el 
DNA de alguna manera guardaba la información para construir un ser viviente. 
En 1953 Y E.H.C. Crick y James D. Watson determinaron la estructura detallada del 
ADN. Los desarrollos posteriores se dedicaron a averiguar todos los detalles del 
mecanismo del a herencia, a fin de descifrar los códigos que permiten a un ser viviente 
reproducirse y al llevar a cabo esta labor sus indagaciones apuntaron a solucionar un 
problema que todavía está vigente el día de hoy, el origen de la vida. En 1952 Stanley 
Miller un estudiante de doctorado, bajo la dirección del Profesor Harold Urey que era 
quien dirigía su asesor de doctorado, llevó a cabo un experimento, en el cual puso dentro 
de un frasco aislado una mezcla de gases como los que se suponía existieron en la Tierra 
al inicio de su existencia, y los sometieron a durante varios días a descargas eléctricas, 
similares a las que se supone caían en forma de rayos sobre la Tierra primitiva. El 
resultado fue la formación de varias moléculas de las que se encuentran en los seres 
vivientes. El experimento de Miller y Urey fue inspirado por una hipótesis que 
propusieron el científico ruso Alexander Oparin y el inglés J.B.S. Haldane en los años 20 
´s. 
La hipótesis de Oparin y Haldane suponía que la constitución de la atmósfera terrestre al 
formarse la Tierra, animada por el continuo chorro de energía del Sol, y de los volcanes 
9
Aníbal Rodríguez Gómez EL SIGLO XIX 10 
que existieron en abundancia en esa época en la Tierra, crearon los que llamó una “sopa 
diluida y caliente” de sustancias químicas en las que eventualmente aparecerían 
moléculas que se reproducirían. El experimento de Miller y Urey validaron que en esas 
condiciones efectivamente aparecían moléculas complejas y varias de ellas propias de los 
seres vivientes. Miller y Urey no crearon vida estrictamente hablando mostraron al 
formación espontánea de moléculas complejas. En la realidad el proceso de aparición de 
la vida, tomo varios millones de años en los que la energía del Sol, alimentó los procesos 
químicos que propiciaron la aparición de la vida. Muy recientemente los astrónomos han 
detectado en el espacio entre las galaxias, nubes de moléculas que sabemos son 
constituyentes básicos de seres vivientes, y el haber descubierto en meteoritos moléculas 
como las que se generaron en el experimento de Miller y Urey, ha abierto la posibilidad 
de que muchas de las moléculas que constituyen los seres vivientes, hayan llegado a la 
Tierra desde el espacio, y que en otras partes del Universo haya vida semejante a la 
nuestra. El origen de la vida es uno de los campos de estudio mas apasionantes de la 
Biología contemporánea. 
A finales del siglo XX el conocimiento del mecanismo de la herencia ha permitido 
descifrar de que manera está codificada la creación de muchos de los órganos que 
componen los seres vivos. Las técnicas desarrolladas por los investigadores han 
permitido insertar cadenas de genes de una especie en otra, creando de paso seres que 
jamás han existido en la Tierra, dichos organismos son llamados transgénicos. Mucho del 
esfuerzo para la creación de transgénicos vino de la necesidad de reducir el uso de 
insecticidas en los campos de cultivo para controlar las plagas. Así se han creado 
variedades de trigo resistentes al ataque de plagas, con cortezas mas gruesas que los 
gusanos no pueden atravesar. Los genetistas se han propuesto averiguar con todo detalle, 
el significado del código genético de los seres vivientes, y ya han creado seres 
manipulando los códigos genéticos sin necesidad de los “métodos tradicionales” a lo que 
se llaman clones. Finalmente se ha hecho un gran esfuerzo por averiguar a fondo el 
código genético del hombre. Sabemos que eventualmente tendremos los códigos de 
todos los seres vivientes que pueblan la Tierra y las consecuencias aun no las podemos 
imaginar, pero lo haremos. La genética es el campo de desarrollo mas importante de la 
Biología contemporánea. 
La Geología Terrestre 
10
Aníbal Rodríguez Gómez EL SIGLO XIX 11 
La constitución de la Tierra, de su interior y de sus consecuencias sobre la forma que 
adoptan continentes, islas y países, es una ciencia que se desarrollo un poco mas 
tardíamente que otras ciencias naturales. Inicialmente se empleo la Biblia para calcular 
la edad de la Tierra hasta que los descubrimientos de fósiles y otras evidencias mostraron 
que la Tierra tenia que ser mucho mas antigua de lo que se pensaba. Era inexplicable 
encontrar fósiles de peces y otros animales acuáticos en montañas alejadas de la costa. La 
explicación Bíblica era que estaban ahí dejados al descender las aguas del Diluvio 
Universal. 
En el siglo XIX Sir William Thomson (1866-1992) llamado también Lord Kelvin quien 
fue considerado el mejor físico experimental de finales de siglo XIX, y uno de los 
creadores de la teoría contemporánea del calor, estimó la edad de la Tierra, suponiendo 
que inicialmente era una enorme esfera de rocas fundidas o sea lava, y suponiendo que 
no había manera de generar mas calor dentro de la Tierra, calculó en que tiempo se habría 
enfriado, hasta la temperatura promedio actual, encontrando que dicha edad debería ser 
de entre 20 y 400 millones de años, conforme fue refinando su técnica. A lo largo del 
siglo IX fueron descubriéndose mas fósiles y analizándose las capas de la Tierra y se 
empezó a revisar al edad de la Tierra. A finales del siglo XIX se descubrió la 
radioactividad y gradualmente pudo constatarse que la liberación de energía debido a 
este fenómeno , era una fuente de calentamiento de la Tierra. Por otro lado durante el 
siglo XIX se descubrieron las evidencias de que la Tierra había pasado por épocas de 
enfriamiento, o edades de hielo. 
El otro misterio era la forma a de la superficie terrestre. ¿Cuál era el origen de las 
montañas, lagos, ríos, llanos y otros accidentes de la superficie de la Tierra? ¿porqué 
tiembla la Tierra? ¿porqué en muchas montañas y rocas dan la apariencia de haber sido 
quebradas y fracturadas? En 1912 El alemán Alfred Wegener propuso una teoría que 
podía explicar la forma de la superficie terrestre. Wegener al igual que otros geógrafos y 
geólogos estaba intrigado por la forma del continente Africano y de Sudamericana, que 
dan la impresión de que uno embona en el otro, como si hubiesen sido parte de una 
misma masa de Tierra. Wegener propuso que la superficie de la Tierra está integrada por 
placas movibles. En base una gran cantidad de evidencias, Wegener llegó a la conclusión 
que hace unos 200 millones de años todos los continentes estaban unidos formando un 
solo continente llamado Pangea. Este continente se rompió y de el se derivan los 
11
Aníbal Rodríguez Gómez EL SIGLO XIX 12 
continentes actuales. A esta teoría se le llamó de deriva continental, porque suponía que 
las partes en que se dividió Pangea, flotaron como barcos a la deriva sobre el núcleo 
terrestre, hasta alcanzar las posiciones actuales. 
Los Geólogos se resistían a pensar que objetos tan grandes como los continentes flotaran 
como los barcos y se movieran, y gradualmente fueron abandonando la teoría de 
Wegener. Sin embargo después de la segunda guerra mundial, la marina norteamericana 
patrocinó una gran cantidad de estudios de la superficie oceánica, a fin de trazar rutas 
seguras para los submarinos. Encontraron en el fondo de los océanos zonas en forma de 
grietas enormes por donde sale lava, zonas en donde el suelo oceánico “se hunde” hacia 
el centro de la Tierra, y zonas donde sale n rocas y lava del centro de las profundidades 
de la tierra hacia el océano. Todos los descubrimientos cristalizaron en una nueva teoría 
que mejora a la de Wegener llamada Tectónica de Placas. 
Conforme a la Tectónica de placas, la superficie de la Tierra es la parte superior de un 
gran conjunto de placas llamada Litosfera que forman una capa que rodea la Tierra, y que 
tiene una profundidad de entre 50 a 150 km. Abajo hay otra capa mas caliente llamada 
astenosfera. Las grandes grietas que se descubrieron en los océanos constituyen las 
fronteras entre las diversas capas que constituyen la Litosfera. Son siete grandes capas y 
algunas menores. La astenosfera es plástica y mucho menos rígida que la litosfera, y 
sobre ella flotan los continentes. Al centro mas debajo de la astenosfera, esta el núcleo 
caliente y en estado líquido. Aún no se sabe a ciencia cierta el mecanismo preciso de los 
movimientos de las placas. Los movimientos de las placas son el origen de la mayoría de 
los terremotos. Sabemos que la costa del pacífico de México se hunde lentamente en el 
mar. La costa del Golfo se levanta muy lentamente. California se mueve hacia le norte. 
La india se mueve hacia el norte y al chocar con Asia ha hecho crecer las montañas mas 
grandes de la Tierra donde se encuentra el Himalaya. Alrededor del Océano pacífico hay 
una grieta circular por donde sale roca fundida de las profundidades de la Tierra, ahí 
abundan los volcanes, formando una zona que los científicos llaman el círculo de fuego. 
Creemos que eventualmente el estudio de los movimientos de las placas, nos permitirá 
predecir los temblores de Tierra con mucha precisión. 
Esta es una muy breve reseña de algunas de las ideas mas significativas e importantes, de 
las ciencias naturales desarrolladas durante el siglo XX. Una historia completa de la 
ciencia en el siglo XX llenaría muchos libros. El siglo XX ha sido el siglo de la ciencia 
12
Aníbal Rodríguez Gómez EL SIGLO XIX 13 
para bien o para mal, y en el hemos aprendido que, el futuro del hombre y su civilización 
está íntimamente ligado a la ciencia. Durante el siglo XX la ciencia se ha 
profesionalizado, y es parte integral de la educación ofrecida en todas las Universidades. 
Hoy crear una Universidad significa tener las facultades de Leyes, de Medicina, de 
Ciencias Sociales, de Ciencias Naturales y de Arte. Físicos , Matemáticos, Biólogos 
Químicos Geólogos se preparan sistemáticamente junto con abogados, médicos o 
ingenieros. Asimismo en especial desde el fin de la segunda guerra mundial, la ciencia es 
parte integral de la educación básica, la impartida en las escuelas primarias secundarias y 
preparatorias. LA ciencia esparte integral de la cultura del hombre. 
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  • 1. EL SIGLO XX Existe una pasión por entender Sin esta pasión no habría ni Matemáticas ni Ciencia Natural Albert Einstein Durante el siglo XX hemos visto el florecimiento mas grande que ha habido en la historia de las actividades científicas. Se han desarrollado las teorías mas sorprendentes y mas profundas acerca de la naturaleza que nos han llevado a saber con mucha certeza como se originó y a donde irá el Universo, cual es el origen de al vida y como son los mecanismos íntimos de la vida, al grado de estar a punto de dirigir nuestra evolución. Sabemos como se comporta el planeta, y cual es la estructura mas íntima de la materia, al grado que creamos continuamente materiales nuevos y sorprendentes. Hemos ido a la Luna y nuestros satélites exploradores ya están en camino de salir del sistema solar e iniciar la conquista de la galaxia. Ya se avisora el fin de las enfermedades, y la prolongación de la vida del hombre a edades que nunca se soñaron y eran solo cosas de leyenda. Sin embargo también la ciencia ha proporcionado armas de destrucción inimaginable. Los horrores de la primera y segunda guerra mundial y otras menores que las han seguido, dan cuenta de la otra cara de la ciencia y la tecnología. Ejércitos como el norteamericano prefieren pelear de noche que de día, “gracias” a su tecnología. Durante el siglo XX y después de la segunda guerra mundial , la fuerza que hace a las naciones prosperar es la ciencia básica, y ha creado un entorno social que ya supera a la rivalidad política entre derecha e izquierda, por encima de ello está el desarrollo tecnológico. La ciencia y la tecnología son las actividades que determinan el futuro del planeta y de la sociedad. Seria imposible hacer una reseña detallada del desarrollo científico del siglo XX, por lo que se agrupará en cuatro grandes temáticas: El descubrimiento de la naturaleza de la materia, Los descubrimientos acerca de la estructura del Universo, El descubrimiento de la estructura de las moléculas de los seres vivientes y el conocimiento de la Tierra. La Estructura de la Materia
  • 2. Aníbal Rodríguez Gómez EL SIGLO XIX 2 Nos quedamos que al finalizar el siglo XIX se descubrieron hechos cuya explicación nos llevaría a descubrir de que está hecha la materia. Se había descubierto la radioactividad y no se sabía porqué ocurría. Químicos y Físicos habían descubierto que haciendo pasar energía eléctrica por tubos donde se encerraban gases o elementos gasificados, se emitía espontáneamente luz, y que observados con un instrumento llamado ahora espectroscopio la luz se dispersaban en patrones muy específicos que se llamó espectros. Max Planck había descubierto que la energía calorífica no se emitía en forma de un chorro continuo de los cuerpos calientes, sino en forma de un chorro de “pelotitas” de energía, cada una con una cantidad de energía hn, donde n es una constante que el mismo Planck determinó. Inicialmente Planck consideró esta hipótesis como un artilugio de cálculo para que las ecuaciones se ajustasen a las observaciones. Aunado a esto Thomson había descubierto al electrón, y con ello establecido que el átomo no era indivisible, sino que estaba constituido de electrones y algo de carga positiva. Otro científico llamado Lenard había demostrado experimentalmente en 1895, que un chorro de electrones de alta energía podía atravesar fácilmente a través de láminas metálicas delgadas. Con el tiempo los científicos elaboraron dos hipótesis acerca del átomo. Una proponía que estaba constituido de grandes cantidades de fragmentos constituidos por una carga positiva y una negativa. La otra proponía que era una esfera homogénea cuya masa estaba en una capa delgada con carga positiva y en ella los electrones se distribuían empotrados como las pasas en un pan. En Inglaterra en el laboratorio en la Universidad e Manchester, en 1909 Rutherford un científico de Nueva Zelandia que había investigado a fondo la radioactividad, a sugerencia de uno de sus colaboradores un científico alemán llamado Hans Geiger, que había construido un instrumento para medir la intensidad de las emisiones radioactivas que hoy llamamos contador Geiger, encargaron a un joven científico recién graduado de la Universidad de Manchester llamado Ernest Marsden, que realizará un experimento para verificar si alguna de las hipótesis antes mencionadas era correcta. El resultado del experimento de Geiger y Marsden fue que ambas hipótesis eran erróneas. El resultado del experimento indicaba que el átomo era una especie de “pelota” al vacío, tenía un núcleo masivo y muy pequeño y de alguna forma para ellos desconocida lo electrones debería estar alrededor del Núcleo Niels Bohr físico danés que nació en 1886, y que estudió en Cambridge bajo la dirección 2
  • 3. Aníbal Rodríguez Gómez EL SIGLO XIX 3 de Rutherford, propuso una modelo que es el mas conocido a nivel popular acera del átomo. En 1913 propuso que el átomo se parecía al sistema solar con un núcleo donde residía la carga positiva en el centro, y los electrones girando a su alrededor en forma análoga a como giran los planetas alrededor del Sol. Solo que los electrones no giraban en cualquier órbita sino en órbitas específicas , y no en alguna otra, y Bohr aplicó sus ideas inicialmente al átomo mas sencillo , el de Hidrógeno. El modelo de átomo de Bohr explicó muchos fenómenos pero aún así seguían apareciendo fenómenos conforme se exploraba mas y mas a fondo la materia que el modelo de Bohr no pudo explicar. Hoy sabemos que es erróneo, pero en la imaginación popular el modelo de Bohr persiste. Los científicos descubrieron una gran cantidad de hechos acerca de la materia entre 1913 y 1925, acompañados de “recetas” es decir fórmulas y ecuaciones que funcionaban como “rectas de cocina” para cada caso experimental en particular. Gradualmente fue emergiendo el hecho que la materia sigue reglas propias de cálculos de probabilidades. Un científico alemán llamado Werner Heinsenberg descubrió que si se medía muy bien la posición de una partícula como un electrón, automáticamente dejábamos de conocer su energía. Siempre que se medía muy bien una propiedad de una partícula la información de otra propiedad era imposible de obtener. Esto se llamó principio de incertidumbre. Para 1920 era evidente que se necesitaba una nueva teoría, que explicase no solo el átomo de hidrógeno, sino el funcionamiento de átomos mas complejos. Werner Heisneberg solucionó el problema en 1925 y propuso una teoría que no solo unificaba todo lo conocido hasta entonces acerca del átomo, sino que era lo suficiente flexible, para acomodar resultados de nuevos experimentos. A finales de 1925 y principios de 1926 otro físico, originario de Viena Austria llamado Erwin Schrödinger, propuso una nueva formulación de la teoría atómica que junto con la de Heinsenberg, es la que nos ha servido para desarrollar todo nuestro conocimiento actual acerca de la materia. Esta teoría se llama Teoría cuántica A lo largo del siglo XX la unión de teoría y experimento nos permitió completar el conocimiento básico de la materia, que ahora posemos. Se descubrió que cada una de las partículas tenia una contra parte, idéntica y de carga opuesta o sea partículas de anti materia. Al electrón correspondía el positrón por ejemplo. En 1932 se descubrió el neutrón. En estados Unidos, Europa, Rusia y Japón , se construyeron máquinas para investigar el átomo llamadas aceleradores de partículas, con inversiones de miles de 3
  • 4. Aníbal Rodríguez Gómez EL SIGLO XIX 4 millones de dólares. Entre 1960 y 1970 la teoría predijo que neutrones y protones estaban constituidos de otras partículas aún mas elementales que se han llamado Quarcks., y desde 1990 se ha verificado su existencia experimentalmente. Los físicos lograron demostrar que solo hay tres fuerzas fundamentales en la naturaleza, y que cualquier otra, desde un apretón de manos, hasta la adhesividad de los pegamentos o la que mueve los electrones dentro de un circuito eléctrico o un foco, hasta las fuerzas dentro del núcleo atómico es una de ellas. Se pudo demostrar que tres de ellas son una sola fuerza que se presenta en diferentes configuraciones según los fenómenos que observamos. Esta nueva teoría se llama modelo Standard. Las investigaciones actuales, al inicio del siglo XXI están creando una nueva teoría llamada teoría de cuerdas, que resolvería problemas que la teoría cuántica ya no puede resolver. Los resultados de todo este desarrollo se manifiestan en una infinidad de productos, que van desde los celulares, hasta la televisión de alta definición, que muy pronto reemplazará a la televisión actual. La Estructura del Universo Al iniciarse el siglo XX los científicos creían que el Universo era nuestra galaxia, y nada mas. No se sabía como era posible que, durante miles de millones de años el Sol hubiese estado funcionando emitiendo energía sin cesar. Virtualmente los únicos cuerpos celestes que se conocían eran estrellas, planetas, lunas, asteroides y polvo cósmico. Las leyes de Newton permitían a los científicos calcular las trayectorias exactas de la l una y los planetas, permitiéndoles predecir con toda exactitud cuando ocurrirían eclipses de Sol y de Luna pero todavía no se conocía al planeta Plutón que seria descubierto hasta la década de los 30´s. Desde finales del siglo XIX y durante los primeros años del siglo XX se construyeron en las zonas aisladas del todavía virgen territorio norteamericano, observatorios modernos en los cuales, los astrónomos ya no se pasaban la noche observando directamente las estrellas, utilizando en cambio placas fotográficas para recoger la luz de las estrellas durante toda la noche, lo que permitió ver cosas que jamás se habían visto por el ser humano entre ellas que había miles millones de galaxias y que la nuestra es una entre millones y millones de galaxias. Asimismo los descubrimientos de la Física atómica proporcionaron desde finales del siglo XIX un instrumento llamado espectrógrafo para analizar la luz de la estrellas, que permitió a los astrónomos averiguar de que están hechas las estrellas, y otro llamado interferómetro que empleando la luz de las estrellas 4
  • 5. Aníbal Rodríguez Gómez EL SIGLO XIX 5 permitía medir su diámetro. Al iniciar el siglo XX con medidas cada vez mas precisas de los movimientos de los planetas, se descubrió una pequeña discrepancia entre el movimiento del planeta mercurio, y lo que predecía la teoría de Newton. Quien resolvió el problema fue un joven alemán llamado Albert Einstein, con la teoría de la relatividad. El año de 1905 Albert Einstein presento tres trabajos en la que era entonces la principal revista de investigación del mundo, la alemana Annalen der Physik, que cambiarían a la ciencia para siempre. Un trabajo presentó evidencias concluyentes de la existencia de átomos y moléculas, otro trabajo explicó un efecto que nadie había podido explicar acerca de la emisión de electrones desde placas metálicas, puestas en tubos donde se había hecho el vacío, llamado efecto fotoeléctrico, que solamente se explicaba si se pensaba que en ese fenómeno la luz estaba constituida por un chorro de pelotitas llamadas hoy fotones, y con energía cada uno igual al producto (frecuencia de la luz)´ (constante de planck). El cuarto trbajao presentaba la teoría de la relatividad, como solución a un problema hasta entonces inexplicado acerca de las relaciones entre imanes y el movimiento de cargas eléctricas. La teoría de la relatividad presentó la ecuación E = mc2 mostrando que la masa podía convertirse en energía, y dicha ecuación solucionaría unas décadas después, el problema de explicar de donde provenía la energía de las estrellas y en particular del Sol. En 1916 Einstein publicó el que se considera su máximo trabajo y uno de los trabajo mas grande que haya realizado un ser humano: la Teoría General de la Relatividad. Esta teoría explicó que la gravedad se origina en el torcimiento o deflexión del espacio alrededor de cuerpos de acuerdo a su masa, y es muy intensa alrededor de cuerpos como el Sol o la Tierra. La relatividad general explicó las anomalías observadas en la órbita de Mercurio. Un Físico inglés Sir Arthur Eddington verificó la predicción de que un cuerpo como el Sol torcería el espacio de manera que los rayos del luz se desviarían. La relatividad se convirtió en una de las herramientas fundamentales para investigar teóricamente el espacio. Aprovechando la teoría de la relatividad el físico ruso Alexander Friedmann creó un modelo matemático del universo, según el cual el Universo debería estar en expansión con los astros alejándose unos de otros, y propuso que el universo tenía tres probables destinos, expandirse para siempre, ir deteniendo su expansión sin llegar a volver a 5
  • 6. Aníbal Rodríguez Gómez EL SIGLO XIX 6 contraerse o bien detener su expansión y contraerse hasta llegar a ser un objeto sumamente pequeño, destruyendo de paso todos los cuerpos celestes. Einstein no estuvo de acuerdo con Friedmann. La idea de que el Universo estaba de alguna forma en estado estático sin expandirse o contraerse estaba muy imbuida en la mente de los científicos, y junto con un científico Belga apellidado Georges Lamaitre, modificó las ecuaciones básicas de la relatividad incluyendo una constante que llamó la constante cosmológica, a fin de que los modelos matemáticos del Universo resultaran en Universos estáticos pero el progreso de la observación del cosmos lo hizo cambiar de opinión. Edwin Powell Hubble (1889 – 1953) fue uno de los astrónomos norteamericanos, que trabajó en uno de los nuevos observatorios, el de monte Wilson en EEUU, donde ya empleo la fotografía y los nuevos instrumentos para analizar la luz de las estrellas, en lugar de los ojos. Los astrónomos ya habían observado objetos que llamaban nebulosas, y que creían estaban constituidas de polvo cósmico. El nuevo telescopio le permitió a Hubble descubrir que muchas de esas nebulosas realmente eran otras galaxias, muchas de ellas mas grandes que la vía láctea. Hubble también descubrió un tipo muy especial de estrellas llamadas Cefeidas, que hoy nos permiten estimar con precisión cada vez mayor conforme aumenta la precisión de nuestros instrumentos, la distancia desde la vía láctea a otras galaxias, y finalmente analizando la luz de las estrellas descubrió que las galaxias se alejan unas de otras con rapidez que se incrementa conforme su distancia a la vía láctea también se incrementa. Esta última ley es llamada hoy ley de Hubble. Es decir la observaciones de Hubble respaldaban los modelos matemáticos de Friedmann Cuando Einstein se enteró de los descubrimientos de Hubble de inmediato se arrepintió de haber modificado sus ecuaciones, cuestión que llamó “el mas grande error de mi vida”, solo que a casi cien años de dicho error, los descubrimientos mas recientes han demostrado que quizá dicha constante existe, aunque no del manera que la pensó Einstein. Aún los errores de los Genios son importantes. Vida y muerte de las estrellas. En tanto se desarrollaban los descubrimientos de Hubble y otros Astrónomos, y se creaban modelos del Universo en base a la relatividad, el conocimiento de la estructura de la materia, no solo permitieron conocer a fondo la estructura del átomo, sino que también se descubrió como liberar la energía encerrada en el. Hay dos procesos básicos para obtener energía atómica, uno es desintegrar átomos proceso llamado fisión. Es el proceso que permitió crear las bombas atómicas y que se 6
  • 7. Aníbal Rodríguez Gómez EL SIGLO XIX 7 emplea en los reactores nucleares. El otro proceso llamado fusión consiste en unir núcleos atómicos, y es el que se empleó en las llamadas bombas de hidrógeno. La fusión es el proceso que mantiene ardiendo a las estrellas. En el núcleo del Sol, por ejemplo, la enorme fuerza de gravedad hace que toneladas de núcleos de hidrógeno se unan, al unirse parte de su masa se convierte en energía conforme a la ecuación de Einstein, E = mc2, donde c es la rapidez de la luz de 3´108 m/s y m = parte de la masa de los protones que se unen. Al unirse dos protones se convierten en núcleos de helio. En el sol 40 toneladas de masa se convierten cada segundo en energía. Estrellas como el Sol tiene una larga vida y al final de ella, se apagan al terminárseles el hidrógeno que fusionan. Sin embargo estrellas muy grandes, por lo menos unas 4 veces mas masivas que el Sol, al agotárseles el hidrógeno en el núcleo, se comprimen y empiezan a unir (fusionar) los núcleos de Helio. La unión de núcleos de Helio crea el elemento número 4 de la tabla periódica o sea el Berilio. Al acabárseles el helio se vuelven a comprimir y fusionan berilio con hidrógeno y helio remanente y con el mismo berilio y crean mas y mas elementos. Conforme se van acabando los elementos que pueden fusionar se comprimen mas y mas, y en el núcleo de las estrellas se crean mas y mas elementos, como el aluminio, oro, y todos los que están clasificados en la tabla periódica. Finalmente es tan grande la energía liberada que la estrella explota, y al explotar arroja hacia le universo los elementos que en ellas se han creado. Estamos hechos de materia que se creo en los núcleos de estrellas que explotaron antes de crease el sistema solar El Origen del Universo Friedmann y Lemaitre propusieron que el Universo podría haberse creado a partir de una objeto inmensamente caliente hace mas de quince mil millones de años. Sin embargo quien creo dicha teoría en la forma que conocemos en la actualidad es el científico Ruso Norteamericano George Gamow (1904-1968) y el norteamericano Ralph Alpher proponiéndola en 1948 Una evidencia fundamental para esta teoría es la observación de Hubble de que las galaxias se alejan unas de otras a gran velocidad. Además se apoyaron en dos suposiciones, que la teoría de la relatividad de Einstein describe correctamente a la fuerza de gravedad entre los cuerpos del Universo, y que la imagen que vemos del Universo es la misma desde cualquier punto que se le mire. Gamow y Alpher propusieron que el universo se originó hace quince mil millones de años. En ese instante toda la materia y energía que constituye el Universo actual estaba 7
  • 8. Aníbal Rodríguez Gómez EL SIGLO XIX 8 concentrada en una objeto tanto o mas pequeño que un átomo, y a temperatura virtualmente infinita. De hecho no existían átomos, había quizá energía pura, quizá unos objetos que los científicos actuales llaman cuerdas. Ese objeto explotó, quizá creándose electrones. Antes de 3 segundos después de haber explotado los quarks se unieron para formar protones, o sea núcleos de hidrógeno, algunos protones llegaba a unirse formando núcleos de helio y hasta pequeñas cantidades de núcleos de Litio. Posteriormente al descender la temperatura, los núcleos de hidrógeno capturaron electrones y se crearon primero átomos y después moléculas de hidrógeno. También se completaron pocos átomos de helio y algunos de litio, formándose nubes enormes de hidrógeno. Muchos millones de años después, las grandes nubes de gas hidrógeno empezaron a juntarse gracias a la fuerza de gravedad acumulándose suficiente hidrógeno que comprimiéndose gracias al a gravedad, iniciaron la fusión atómica en el centro de la nube y empezaron a nacer las estrellas. Las estrellas se fueron acumulando en galaxias gracias a las leyes de la Física. Al explotar las estrellas se crearon los elementos de los que estamos hechos nosotros y todas las cosas y eventualmente en una galaxia común y corriente, en un planeta también común y corriente, de una estrella amarilla ordinaria apareció la vida. Gamow y Alpher hicieron una predicción. Como remanente de esa gran explosión el Universo debe de estar lleno de una radiación uniforme y muy débil. En 1960 los físicos Arno A. Penzias y Robert W. Wilson mientras perfeccionaban una de las primeras antenas para hacer transmisiones de radio y TV vía satélite descubrieron la radiación predicha por Gamow Alpher. En 1970 dos de los mas grandes científicos contemporáneos Roger Penrose y Stephen W. Hawking mostraron que la teoría de la relatividad requiere de la gran explosión para ser válida. La teoría ha sido perfeccionada por AlanH. Guth durante los años ochenta, y hoy sabemos que pasó desde 10-35 s a partir del inicio de la explosión. Ha permanecido el misterio de que hubo antes de la gran explosión, y que pasa en el tiempo cero. Para ello es necesario unir las dos grandes teorías de la Física Contemporánea, la física cuántica y la teoría de la relatividad. Hoy está en plena elaboración una nueva teoría llamada teoría de cuerdas, que podría explicar el punto de origen del universo, y que une las teorías mencionadas. La vida sus moléculas y su futuro Durante los primeros años del siglo XX los biólogos se dedicaron a descubrir la estructura fundamental de las moléculas de los seres vivientes, y rápidamente se 8
  • 9. Aníbal Rodríguez Gómez EL SIGLO XIX 9 dirigieron hacia un problema que resultó ser mas fundamental. Una preocupación central ha sido como es que al formarse un organismo, y al crecer, las moléculas que componen los diferentes órganos de un ser vivo, “saben” como agruparse. Como es que al crearse un ser humano, ciertas moléculas saben que serán el hígado, otras que serán el corazón, otras saben que constituirán los huesos y que tipo de hueso y así por el estilo. Es decir un problema fundamental de la biología fue descubrir el mecanismo básico mediante el cual al formarse un ser vivo planta o animal, las moléculas que lo van formando saben como hacer el organismo, y porqué las características de los padres se comunican a los hijos. Los biólogos empezaron a buscar el mecanismo de la herencia. Durante los primeros años del siglo XX los biólogos aprovecharon los instrumentos creados por los físicos y los métodos de análisis de los químicos, y para 1920 ya habían descubierto que en los núcleos de las células había dos ácidos uno llamado RNA y otro DNA que de alguna manera llevaban la información de un ser vivo a sus descendientes para “armarse”. Para 1944 Oswald Avery y Marylin Mac Leod habían determinado que el RNA era una especie de “mensajero” que llevaba información entre moléculas y que el DNA de alguna manera guardaba la información para construir un ser viviente. En 1953 Y E.H.C. Crick y James D. Watson determinaron la estructura detallada del ADN. Los desarrollos posteriores se dedicaron a averiguar todos los detalles del mecanismo del a herencia, a fin de descifrar los códigos que permiten a un ser viviente reproducirse y al llevar a cabo esta labor sus indagaciones apuntaron a solucionar un problema que todavía está vigente el día de hoy, el origen de la vida. En 1952 Stanley Miller un estudiante de doctorado, bajo la dirección del Profesor Harold Urey que era quien dirigía su asesor de doctorado, llevó a cabo un experimento, en el cual puso dentro de un frasco aislado una mezcla de gases como los que se suponía existieron en la Tierra al inicio de su existencia, y los sometieron a durante varios días a descargas eléctricas, similares a las que se supone caían en forma de rayos sobre la Tierra primitiva. El resultado fue la formación de varias moléculas de las que se encuentran en los seres vivientes. El experimento de Miller y Urey fue inspirado por una hipótesis que propusieron el científico ruso Alexander Oparin y el inglés J.B.S. Haldane en los años 20 ´s. La hipótesis de Oparin y Haldane suponía que la constitución de la atmósfera terrestre al formarse la Tierra, animada por el continuo chorro de energía del Sol, y de los volcanes 9
  • 10. Aníbal Rodríguez Gómez EL SIGLO XIX 10 que existieron en abundancia en esa época en la Tierra, crearon los que llamó una “sopa diluida y caliente” de sustancias químicas en las que eventualmente aparecerían moléculas que se reproducirían. El experimento de Miller y Urey validaron que en esas condiciones efectivamente aparecían moléculas complejas y varias de ellas propias de los seres vivientes. Miller y Urey no crearon vida estrictamente hablando mostraron al formación espontánea de moléculas complejas. En la realidad el proceso de aparición de la vida, tomo varios millones de años en los que la energía del Sol, alimentó los procesos químicos que propiciaron la aparición de la vida. Muy recientemente los astrónomos han detectado en el espacio entre las galaxias, nubes de moléculas que sabemos son constituyentes básicos de seres vivientes, y el haber descubierto en meteoritos moléculas como las que se generaron en el experimento de Miller y Urey, ha abierto la posibilidad de que muchas de las moléculas que constituyen los seres vivientes, hayan llegado a la Tierra desde el espacio, y que en otras partes del Universo haya vida semejante a la nuestra. El origen de la vida es uno de los campos de estudio mas apasionantes de la Biología contemporánea. A finales del siglo XX el conocimiento del mecanismo de la herencia ha permitido descifrar de que manera está codificada la creación de muchos de los órganos que componen los seres vivos. Las técnicas desarrolladas por los investigadores han permitido insertar cadenas de genes de una especie en otra, creando de paso seres que jamás han existido en la Tierra, dichos organismos son llamados transgénicos. Mucho del esfuerzo para la creación de transgénicos vino de la necesidad de reducir el uso de insecticidas en los campos de cultivo para controlar las plagas. Así se han creado variedades de trigo resistentes al ataque de plagas, con cortezas mas gruesas que los gusanos no pueden atravesar. Los genetistas se han propuesto averiguar con todo detalle, el significado del código genético de los seres vivientes, y ya han creado seres manipulando los códigos genéticos sin necesidad de los “métodos tradicionales” a lo que se llaman clones. Finalmente se ha hecho un gran esfuerzo por averiguar a fondo el código genético del hombre. Sabemos que eventualmente tendremos los códigos de todos los seres vivientes que pueblan la Tierra y las consecuencias aun no las podemos imaginar, pero lo haremos. La genética es el campo de desarrollo mas importante de la Biología contemporánea. La Geología Terrestre 10
  • 11. Aníbal Rodríguez Gómez EL SIGLO XIX 11 La constitución de la Tierra, de su interior y de sus consecuencias sobre la forma que adoptan continentes, islas y países, es una ciencia que se desarrollo un poco mas tardíamente que otras ciencias naturales. Inicialmente se empleo la Biblia para calcular la edad de la Tierra hasta que los descubrimientos de fósiles y otras evidencias mostraron que la Tierra tenia que ser mucho mas antigua de lo que se pensaba. Era inexplicable encontrar fósiles de peces y otros animales acuáticos en montañas alejadas de la costa. La explicación Bíblica era que estaban ahí dejados al descender las aguas del Diluvio Universal. En el siglo XIX Sir William Thomson (1866-1992) llamado también Lord Kelvin quien fue considerado el mejor físico experimental de finales de siglo XIX, y uno de los creadores de la teoría contemporánea del calor, estimó la edad de la Tierra, suponiendo que inicialmente era una enorme esfera de rocas fundidas o sea lava, y suponiendo que no había manera de generar mas calor dentro de la Tierra, calculó en que tiempo se habría enfriado, hasta la temperatura promedio actual, encontrando que dicha edad debería ser de entre 20 y 400 millones de años, conforme fue refinando su técnica. A lo largo del siglo IX fueron descubriéndose mas fósiles y analizándose las capas de la Tierra y se empezó a revisar al edad de la Tierra. A finales del siglo XIX se descubrió la radioactividad y gradualmente pudo constatarse que la liberación de energía debido a este fenómeno , era una fuente de calentamiento de la Tierra. Por otro lado durante el siglo XIX se descubrieron las evidencias de que la Tierra había pasado por épocas de enfriamiento, o edades de hielo. El otro misterio era la forma a de la superficie terrestre. ¿Cuál era el origen de las montañas, lagos, ríos, llanos y otros accidentes de la superficie de la Tierra? ¿porqué tiembla la Tierra? ¿porqué en muchas montañas y rocas dan la apariencia de haber sido quebradas y fracturadas? En 1912 El alemán Alfred Wegener propuso una teoría que podía explicar la forma de la superficie terrestre. Wegener al igual que otros geógrafos y geólogos estaba intrigado por la forma del continente Africano y de Sudamericana, que dan la impresión de que uno embona en el otro, como si hubiesen sido parte de una misma masa de Tierra. Wegener propuso que la superficie de la Tierra está integrada por placas movibles. En base una gran cantidad de evidencias, Wegener llegó a la conclusión que hace unos 200 millones de años todos los continentes estaban unidos formando un solo continente llamado Pangea. Este continente se rompió y de el se derivan los 11
  • 12. Aníbal Rodríguez Gómez EL SIGLO XIX 12 continentes actuales. A esta teoría se le llamó de deriva continental, porque suponía que las partes en que se dividió Pangea, flotaron como barcos a la deriva sobre el núcleo terrestre, hasta alcanzar las posiciones actuales. Los Geólogos se resistían a pensar que objetos tan grandes como los continentes flotaran como los barcos y se movieran, y gradualmente fueron abandonando la teoría de Wegener. Sin embargo después de la segunda guerra mundial, la marina norteamericana patrocinó una gran cantidad de estudios de la superficie oceánica, a fin de trazar rutas seguras para los submarinos. Encontraron en el fondo de los océanos zonas en forma de grietas enormes por donde sale lava, zonas en donde el suelo oceánico “se hunde” hacia el centro de la Tierra, y zonas donde sale n rocas y lava del centro de las profundidades de la tierra hacia el océano. Todos los descubrimientos cristalizaron en una nueva teoría que mejora a la de Wegener llamada Tectónica de Placas. Conforme a la Tectónica de placas, la superficie de la Tierra es la parte superior de un gran conjunto de placas llamada Litosfera que forman una capa que rodea la Tierra, y que tiene una profundidad de entre 50 a 150 km. Abajo hay otra capa mas caliente llamada astenosfera. Las grandes grietas que se descubrieron en los océanos constituyen las fronteras entre las diversas capas que constituyen la Litosfera. Son siete grandes capas y algunas menores. La astenosfera es plástica y mucho menos rígida que la litosfera, y sobre ella flotan los continentes. Al centro mas debajo de la astenosfera, esta el núcleo caliente y en estado líquido. Aún no se sabe a ciencia cierta el mecanismo preciso de los movimientos de las placas. Los movimientos de las placas son el origen de la mayoría de los terremotos. Sabemos que la costa del pacífico de México se hunde lentamente en el mar. La costa del Golfo se levanta muy lentamente. California se mueve hacia le norte. La india se mueve hacia el norte y al chocar con Asia ha hecho crecer las montañas mas grandes de la Tierra donde se encuentra el Himalaya. Alrededor del Océano pacífico hay una grieta circular por donde sale roca fundida de las profundidades de la Tierra, ahí abundan los volcanes, formando una zona que los científicos llaman el círculo de fuego. Creemos que eventualmente el estudio de los movimientos de las placas, nos permitirá predecir los temblores de Tierra con mucha precisión. Esta es una muy breve reseña de algunas de las ideas mas significativas e importantes, de las ciencias naturales desarrolladas durante el siglo XX. Una historia completa de la ciencia en el siglo XX llenaría muchos libros. El siglo XX ha sido el siglo de la ciencia 12
  • 13. Aníbal Rodríguez Gómez EL SIGLO XIX 13 para bien o para mal, y en el hemos aprendido que, el futuro del hombre y su civilización está íntimamente ligado a la ciencia. Durante el siglo XX la ciencia se ha profesionalizado, y es parte integral de la educación ofrecida en todas las Universidades. Hoy crear una Universidad significa tener las facultades de Leyes, de Medicina, de Ciencias Sociales, de Ciencias Naturales y de Arte. Físicos , Matemáticos, Biólogos Químicos Geólogos se preparan sistemáticamente junto con abogados, médicos o ingenieros. Asimismo en especial desde el fin de la segunda guerra mundial, la ciencia es parte integral de la educación básica, la impartida en las escuelas primarias secundarias y preparatorias. LA ciencia esparte integral de la cultura del hombre. 13