Comentarios para agosto de 2004

Respecto a su pregunta sobre el origen de la vida, la mejor referencia única para lectores generales que tengo es Iris Fry, "The Emergence of Life on Earth: A Historical and Scientific Overview" 2000:Rutgers University Press. Aunque esto tiene solo 4 años, ya está debido para una revisión que refleje resultados recientes significativos.

No he leído "A Case for Faith", pero estoy muy familiarizado con las críticas del creacionista al experimento Miller/Urey. Un análisis completo excede el rol de la página de comentarios. En resumen, enmarcaría una respuesta de la siguiente manera;

1) El experimento de Miller/Urey no fue, y no es la única base para la investigación de la abiogénesis. Por lo tanto, discutir sus resultados no invalida las teorías de la abiogénesis.

2) La investigación geoquímica sobre el estado de oxidación primitivo de los océanos y la atmósfera de la Tierra indica que era generalmente reductora, pero no en la misma medida que los gases en el experimento original de Miller/Urey. Sin embargo, hay evidencia adicional de "oasis" altamente reducidos del Arcaico temprano e incluso de "oasis" oxicos. Considere que incluso hoy en día hay lugares altamente reducidos en la Tierra como los seeps de metano, seeps de sulfuro de hidrógeno y fuentes hidrotermales.

3) El mismo experimento se ha realizado con resultados positivos (la generación de aminoácidos y otras moléculas complejas "orgánicas") con diferentes mezclas de gases y diferentes fuentes de energía.

4) El análisis de aminoácidos de meteoritos reveló que estaban en la misma proporción general que los resultados del experimento de Miller/Urey. Esto hace que la relevancia continua del resultado de Miller/Urey sea evidente por sí misma.

"1.5x10¹¹ gramos/año" es lo mismo que "1.5x10⁸ kilogramos/año". Tim sí cambia las unidades, pero utiliza el mismo valor a lo largo.

La muestreo en el estudio es convincente de que solo una línea de ADN mitocondrial permanece en la población humana exactamente por la razón que menciona tu amigo: las probabilidades de que exista otra línea pero que permanezca sin muestrear son muy pequeñas. La conclusión es que cualquier otra línea ha dejado de existir en la población humana; la estimación de edad para "Eva Mitocondrial" intenta determinar hace cuánto tiempo se originó la línea existente de ADN mitocondrial.

El siguiente código Perl realiza una simulación de Monte Carlo en una población con líneas de ADN mitocondrial denotadas por letras (A, B, ..., x). Se forma una población inicial con cantidades iguales de cada una. En cada generación subsiguiente, cada "individuo" contribuye con un cierto número de "hijas" similares o falla en "reproducirse". (La descendencia materna del ADN mitocondrial ayuda a simplificar las cosas aquí, ya que los hijos pueden ignorarse.) Cada ejecución continúa hasta que solo una línea tiene miembros supervivientes en la población. Al final se genera un informe que da el número promedio de generaciones hasta que cada línea se "fija". Esto está pensado como una demostración simple de la fijación de un rasgo, por lo que la regla de número de descendientes utilizada es simple. El usuario puede cambiar el número de líneas originales de ADN mitocondrial y el número de descendientes por individuo.

Salida de ejemplo:

Todo linaje A 26 veces, número promedio de generaciones: 128.2
Todo linaje B 31 veces, número promedio de generaciones: 115.7
Todo linaje C 15 veces, número promedio de generaciones: 80.2
Todo linaje D 28 veces, número promedio de generaciones: 98.5

Esto fue para un tamaño de población inicial de 100 y 100 ejecuciones realizadas.

Saltar el código Perl.

#!/usr/bin/perl
# mtEVE va a Monte Carlo
# Simulación por Wesley R. Elsberry, 2004
# Sección de personalización ---------------------------------
$nruns = 100; # Cuántas veces ejecutar la simulación de Monte Carlo
# Líneas: las líneas originales presentes en la población
@lines = ("A","B","C","D");
# Número de individuos por línea en la población inicial
$initperline = 25;
# Distribución de descendientes. Para un tamaño de población más o menos estable,
# la suma de las entradas debe ser igual al número de entradas.
#             1 2 3 4 5 6 7 8 9 _ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 _
@offspring = (0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,1,1,1,2,2,2,3,3,4);
# Sección de inicialización --------------------------------
srand; # Semilla del generador de números aleatorios
# Ejecución de Monte Carlo ---------------------------------------
undef(%goodruns);
for ($jj = 1; $jj<=$nruns; $jj++) {
    # Población inicial: individuos divididos equitativamente
    # en dos líneas
    undef(@pop1);
    for ($ii = 1; $ii <= $initperline; $ii++) {
        foreach (@lines) {
            push(@pop1,$_);
        }
    }
    $ii = 0;
    $done = 0;
    do {
        undef(@pop2);
        undef(%popcnt);
        foreach (@pop1) {
            $linetype = $_;
            $os = int(rand($#offspring+1));
            for ($kk = 1; $kk <= $offspring[$os]; $kk++) {
                # Añadir un descendiente a la nueva población
                push(@pop2,$linetype);
                $popcnt{$linetype}++;
            }
        }
        $ii++;
        @pop1 = @pop2;
        foreach (@lines) {
            if ($#pop2 <= ($popcnt{$_}-1)) {
                $done = 1;
                $winner = $_;
            }
        }
        print sprintf("\b\b\b\b\b\b%06d\n",$#pop2);
    } until ($done);
    if ("" eq $pop2[0]) {
        print "¡La población colapsó!\n";
    } else {
        print "$winner se convirtió en el único linaje en $ii generaciones\n";
        $popgen{$winner} += $ii;
        $wincnt{$winner}++;
        $goodruns{$winner}++;
    }
}
# Informe sobre los resultados generales.
foreach (@lines) {
    $ave = $popgen{$_} / $goodruns{$_};
    print "Todo linaje $_ $wincnt{$_} veces, número promedio de generaciones: $ave\n";
}

Saltar el código Javascript.

function drift(){
nruns = simulation.nruns.value; // obtener valor del formulario con id="simulation"
                            // con etiqueta input con id="nruns"
halfpopsize = simulation.halfpopsize.value; // igual
simulation.output.value = ""; // limpiar la ventana de salida
goodrunsA = 0;  // rastrear el número de ejecuciones en las que A se fija
goodrunsB = 0;  // rastrear el número de ejecuciones en las que B se fija
popgenA = 0; // cuenta el número de generaciones que tarda en fijarse A 
             // para el promedio al final de la función.
popgenB = 0;
for ( jj=1; jj<=nruns; jj++ )
{ pop1NumberA = halfpopsize;
  pop1NumberB = halfpopsize;
  ii = 0;  // cuenta generaciones
  
  do
  { pop2NumberA = 0; // para la siguiente generación
    pop2NumberB = 0;
  
    for ( i=0; i<pop1NumberA; i++ ) // recorrer cada A
    { if ( 0.5 > Math.random() )
      {} // Sin descendencia para este individuo A
      else
      { pop2NumberA = pop2NumberA + 2;  // Dos descendientes para este A
      }
    } // fin for
        
    for ( i=0; i<pop1NumberB; i++ ) // Esta vez recorrer cada B
    { if ( 0.5 > Math.random() )
      {} // Sin descendencia para este individuo B
      else
      { pop2NumberB = pop2NumberB + 2;  // Dos descendientes para este B
      }          
    } // fin for
        
    ii++;
    pop1NumberA = pop2NumberA;
    pop1NumberB = pop2NumberB;
        
  } while ( 0!=pop1NumberA && 0!=pop1NumberB );
      
  if ( 0==pop1NumberA && 0==pop1NumberB )
    simulation.output.value += "¡La población colapsó!\n"; 
  else if ( 0==pop1NumberA )
  { simulation.output.value += "B se convirtió en la única línea en "
                      +  ii + " generaciones\n";
    popgenB = popgenB + ii;
    goodrunsB++;  
  }
  else
  { simulation.output.value += "A se convirtió en la única línea en "
                      +  ii + " generaciones\n";
    popgenA = popgenA + ii;
    goodrunsA++;  
  }        
} // fin for (jj)
aave = popgenA / goodrunsA;
bave = popgenB / goodrunsB;
simulation.output.value += "Generaciones promedio para toda la línea A: "
                  + aave + ".\n";
simulation.output.value += "Generaciones promedio para toda la línea B: "
                  + bave + ".\n";
                  
}

1. Ted Steele ha argumentado que los retrovirus (virus que pueden insertar su código genético en el ADN de una célula) juegan un papel transfiriendo la inmunidad adquirida desde una célula corporal a una célula sexual mediante inserción retroviral.
   
   
2. Aproximadamente el 40% del genoma de un mamífero es típicamente de origen retroviral, pero nadie ha demostrado aún que ninguna parte de él se exprese. Esto puede ser porque es poco probable que sea útil para el hospedador, o puede ser que la selección natural lo remodela inmediatamente para que lo sea. De cualquier manera, no veríamos evidencia. O puede ser que simplemente aún no hayamos encontrado la evidencia que existe.

Jeff nos pregunta "¿dónde están los hechos que apoyan lo que estamos denunciando?" Eso va al corazón del problema. ¿Qué hechos apoyan el creacionismo? Si Jeff cree que tiene estos hechos, entonces se le anima a publicarlos en talk.origins. Aunque se le anima fuertemente a primero buscar en este sitio web para ver si ya ha mostrado lo que hay de incorrecto en las supuestas "hechos". Cientos de afirmaciones de los denegadores de la evolución y lo que hay de incorrecto en ellas pueden encontrarse en el Índice de afirmaciones creacionistas.

Edité los comentarios de Jeff para eliminar una copia y pega de The Fool Says in His Heart... por el Rev. Dale Tedder. Los comentarios no son un lugar para violar la ley de derechos de autor. Siempre me asombra cuántas personas piensan que el plagio está bien.

No obstante todo eso, el PotM de junio es relevante para la controversia creación/evolución. Habla sobre la religión racional vs. religión fanática, que es muy cerca del núcleo de la controversia. Sí, también habla de política, pero la política ha sido parte del creacionismo desde el juicio de Scopes al menos, y bajo un presidente que quiere hacer que los hallazgos científicos estén sujetos a decreto político, ahora es una parte ineludible de la ciencia, también.

Es muy fácil hacer afirmaciones vagas y no fundamentadas sobre "falacias". Porque es tan fácil, las afirmaciones vacías no son realmente notables. Sería mucho más interesante si usted pudiera pasar por el FAQ sobre la edad de la Tierra de este archivo y documentar varias falacias en él.

Segundo error: Barry Setterfield falló de manera bastante obvia en su intento de demostrar cualquier variabilidad temporal de la velocidad de la luz a partir del registro histórico, al igual que todos los demás creacionistas que lo han intentado. Consulte El decaimiento del decaimiento de c, en este archivo.

Tercer error: La idea de que "nada" de repente se convirtió en el gran explosión nunca ha sido parte de la cosmología del "gran explosión". Los creacionistas siempre les gusta exhibir esa afirmación, pero es, como mucho, deshonesta, ya que ningún científico jamás creyó realmente tal necedad. La interpretación correcta del comienzo singular del universo en la relatividad general (el "bang"), es que la relatividad general es una teoría inadecuada para describir esa era temprana del universo. Se ha sabido durante mucho tiempo que la física cuántica debe tenerse en cuenta aquí. En una línea prometedora de investigación, entre muchas, teoría de cuerdas abre la puerta a la cosmología pre-gran-explosión, eliminando la singularidad que es un ingrediente necesario de una teoría clásica, pero no de una teoría cuántica. Otra interpretación de las cuerdas permite el escenario de branas colisionantes en una cosmología de universo cíclico. Los cosmólogos nunca pensaron que "algo vino de la nada", por lo que la crítica es inútil.

Cuarto error: No, la ley de entropía no dicta que cualquier cosa ordenada se mueva hacia el caos. Ninguna ley de física lo hace, excepto cuando son comúnmente mal utilizadas por los creacionistas. La ley de entropía (correctamente referida como la segunda ley de la termodinámica) sí dice que los sistemas en contacto térmico llegarán al equilibrio térmico. Pero solo es cierto para colecciones estadísticamente grandes de objetos. Se sabe tanto de la teoría como de la práctica que esta ley no es necesariamente aplicable a situaciones dominadas por la física cuántica. Consulte, por ejemplo, Los nanotubos pueden no tener 'temperatura' (agosto, 2004), Motores de calor cuánticos, la segunda ley y el demonio de Maxwell (febrero 2004), Termodinámica estadística del movimiento browniano cuántico: Nacimiento del perpetuum mobile de segunda especie (noviembre, 2001), o las Preguntas frecuentes sobre Termodinámica, Evolución y Creacionismo, en este archivo.

Si uno va a hacer afirmaciones "factuales", primero debe ser capaz de distinguir el hecho de la ficción o simplemente de la fantasía pura. Este es un ejercicio en el que los creacionistas son notoriamente débiles. Existe una diferencia distinta e importante entre confiar en un Dios sobrenatural y confiar en creacionistas humanos no sobrenaturales. Uno de los dos es bastante más confiable que el otro, y se deja como un ejercicio para el lector determinar cuál.

Si [la libertad] opera de acuerdo con las leyes bioquímicas, no puede ser realmente libre, ya que está totalmente determinada por las leyes que gobiernan su operación.

Sin embargo, las leyes nunca pueden totalmente determinar nada. El Principio de Incertidumbre de Heisenberg señala que el mismo acto de determinar algo (por ejemplo, la posición de una partícula) desordena otras cosas (como la velocidad de la partícula) de tal manera que se vuelven más inciertas. Por lo tanto, el determinismo absoluto es imposible en un sistema puramente físico. Uno podría argumentar que las cosas aún están determinadas en algún nivel metafísico, pero eso sería desviarse del punto de tu argumento. Irónicamente, uno debe añadir entidades sobrenaturales, capaces de "conocer" cosas sin mirarlas físicamente, para lograr el determinismo.

La velocidad a la que la Tierra gira sobre su eje se expresa como una duración del día (LOD), que es 23^h56^m04.^s0989 con respecto a las estrellas fijas (el día sidéreo), o 24^h00^m00.^s0084 con respecto al sol (el día solar). La tasa de cambio de ese giro se expresa como una variabilidad en la LOD. La LOD es de hecho bastante variable, a diario debido a la fricción en la frontera núcleo-manto, o variaciones en los vientos atmosféricos, y en ciclos anuales relacionados con cambios estacionales en la atmósfera & circulación oceánica (International Earth Rotation and Reference Systems Service (IERS), IERS Rapid Service/Prediction Center for Earth Orientation Parameters, Historical Development of Earth Rotation Knowledge). También existe una tendencia a largo plazo de desaceleración impuesta por la interacción de marea entre la Tierra y la luna (como se describe en mi propia entrada de FAQ enlazada arriba). Es esta última tendencia la que está en cuestión aquí.

Las aceleraciones a corto plazo mencionadas anteriormente son altamente variables, aunque con amplitud relativamente pequeña. La tendencia a largo plazo impuesta por las mareas es casi constante durante los últimos 3 mil millones de años o así, al menos cuando se promedia durante períodos bastante largos, pero cada vez más variable antes de eso. La evidencia paleontológica indica que la duración del día hace unos 620,000,000 de años (precámbrico) era de aproximadamente 21.9 horas ( Precambrian Length of Day and the Validity of Tidal Rhythmite paleotidal Values, G.E. Williams, Geophysical Research Letters 24(4): 421-424, 15 de febrero de 1997). La tasa de cambio dada en el FAQ (0.005 seg/año/año) se traduce en 0.0014 seg/día/siglo, insignificativamente diferente del valor estándar citado de 0.0015 seg/día/siglo (Earth's Variable Rotation - Geophysical Causes and Consequences, Kurt Lambeck, Cambridge University Press, 1980). Pero (0.0015 seg/día/siglo) x (6,200,000 siglos) = 9,300 seg/día, el tiempo acumulado que el día se ha alargado desde entonces, asumiendo una tasa constante. Eso es aproximadamente 2.58 horas. Restar eso de 24 y obtienes 21.42 horas, lo cual no es demasiado diferente de 21.9 horas, considerando las incertidumbres involucradas.

La tasa de cambio de la duración del día y la tasa de recesión de la luna son más rápidas durante los primeros cientos de millones de años del sistema Tierra-luna (es decir, Evolution of the Earth-moon system, Touma & Wisdom, Astronomical Journal 108(5): 1943-1961, noviembre 1994), pero se ralentiza bastante rápidamente después de eso. La tasa utilizada anteriormente (0.0015 seg/día/siglo) es probablemente inusualmente alta, debido al tamaño favorable de las cuencas oceánicas de la Tierra, que fomentan la resonancia con la luna (es decir, A stochastic model of the Earth-moon tidal evolution accounting for cyclic variations of resonant properties of the ocean: An asymptotic solution, Kagan & Maslova, Earth Moon and Planets, 66: 173-188, 1994).

El argumento creacionista estándar abordado por el FAQ de Dave Matson (How Good Are Those Young-Earth Arguments?) asume que el segundo bisiesto añadido a la escala de tiempo atómica, para mantenerla en sincronía con la escala de tiempo civil, es una medida de la Tierra que se ralentiza rápidamente (del orden de 1 seg/año/año o más rápido). Por supuesto, si la Tierra se ralentizara tan rápidamente, entonces el día hace 620,000,000 de años sería 1,722,000 segundos más corto, algo difícil de lograr cuando el día solo tiene 86,400 segundos que perder. Si el segundo bisiesto realmente representara la tasa de desaceleración de la Tierra, los creacionistas tendrían razón. Pero no es tal cosa; solo es un síntoma del hecho de que las dos escalas de tiempo, atómica & civil, avanzan a ritmos ligeramente diferentes, creando una diferencia acumulativa entre ellas. El segundo bisiesto es un dispositivo arbitrario diseñado para evitar que esa diferencia acumulada supere el 1 segundo (ver Leap Seconds del Departamento de Time Service Department del Observatorio Naval de EE. UU.).

[Nota del administrador del sitio: Un lector notó que los días sidéreos y solares habían sido involuntariamente invertidos. Esto ahora ha sido corregido.]

Edades de las Estrellas

La edad de una estrella se determina comparando los modelos teóricos de evolución estelar con las características observadas de una estrella, como se muestra en el diagrama de Hertzsprung-Russell (comúnmente conocido simplemente como el diagrama HR, o un diagrama color-magnitud).

Los cálculos de evolución estelar funcionan comenzando con un modelo informático de una estrella joven o una protoestrella, y luego permitiendo que el reloj marque el tiempo y que la estrella envejezca, de acuerdo con las leyes conocidas y aplicables de la física, de las cuales hay bastante en este caso. El brillo y el color de las estrellas modeladas se tabulan como función del tiempo, y luego se comparan con el patrón observado, no aleatorio, de propiedades estelares del diagrama HR (hay un ejemplo de esto en una de mis páginas web: El Diagrama de Hertzsprung Russell y la Evolución Estelar).

Por supuesto, esto significa que la confianza que depositamos en las edades derivadas se basa en la confianza que tenemos en la corrección de los detalles de la física que entran en los modelos, los cuales son bastante complicados, y en la fidelidad del ajuste entre las propiedades estelares derivadas y observadas. El ajuste de hecho es bastante extraordinario, en que los diagramas HR sintéticos, construidos a partir de los modelos de evolución, reproducen incluso pequeños detalles, típicamente huecos o grupos, en las distribuciones observadas de propiedades estelares. Esto es extraordinario porque los modelos simplemente dejan que la física funcione con el paso del tiempo, con total ignorancia de cualquier expectativa. No hay razón particular por la cual deberían reproducir los patrones reales en los diagramas HR observados, a menos que esos patrones sean realmente representativos del cambio con el tiempo de las propiedades observadas de las estrellas.

¿Las estrellas siguen brillando?

Todas las estrellas que vemos con nuestros ojos están a unas pocas miles de años luz de la Tierra, donde un año luz es la distancia que recorre la luz en un año, aproximadamente 6.000.000.000.000 millas. Dado que las estrellas usualmente (aunque no siempre) cambian muy lentamente con el tiempo, las pocas miles de años representadas por esa distancia no equivalen a una gran cantidad en la vida de la estrella. Por lo tanto, podemos estar seguros de que las estrellas siguen ahí.

Pero no siempre. Por ejemplo, la supernova 1987a ocurrió en la Nube Magallánica Grande, a unos 169.000 años luz de distancia. Pero la explosión fue observada en 1987, lo que significa que vimos esa estrella durante unos 169.000 años, durante los cuales realmente no estaba ahí. Por lo tanto, puede suceder, pero podemos saberlo a partir del tipo de estrella, si hay o no una posibilidad de que ya no esté ahí. Y tenga en cuenta que las estrellas no se apagan simplemente. Se apagan con estruendo si son lo suficientemente grandes, o con una nebulosa planetaria si no lo son (eso es lo que nuestro sol eventualmente hará).

Y estoy de acuerdo, Terry Pratchett fue una de las cosas más significativas que aprendí de talk.origins.