Diversas disciplinas combinan fuerzas para estudiar un oscuro capítulo de la historia humana.

Genetistas, arqueólogos e historiadores unen fuerzas para investigar la historia de la esclavitud transatlántica en un proyecto de 4,3 millones de euros (5,8 millones de dólares) iniciado el día 1 de diciembre. Los investigadores dicen que el proyecto es una oportunidad única para mejorar nuestro conocimiento sobre el comercio de esclavos, pero advierten que algunos de sus resultados podrían ser “incómodos”.

Entre los siglos XVI y XIX, millones de personas de África Central y Occidental fueron capturadas y enviadas a través del Atlántico, por comerciantes de esclavos europeos, hacia una vida de trabajos forzados en las Américas. El tema ha sido muy estudiado por los historiadores, pero uno de los coordinadores del proyecto, el genetista Hannes Schroeder del Centro de GeoGenética en el Museo de Historia Natural de Dinamarca en Copenhague, dice que aún hay “grandes huecos en nuestro conocimiento” respecto a los orígenes de las personas capturadas como esclavas, por ejemplo, y cómo funcionaba la trata de esclavos.

Eclavos © by FredMikeRudy

“Los registros históricos están fragmentados”, dice. “Por ejemplo, tienden a mencionar sólo el puerto de salida, en lugar del origen étnico o geográfico de la persona. La idea es que introduciendo la genética, lograremos una visión diferente”.

Schroeder tuvo la idea de la colaboración tras estudiar los isótopos de estroncio, carbono, nitrógeno y oxígeno en los huesos y dentadura de los esclavos enterrados en la plantación Newton, en el sur de Barbados. Los arqueólogos estaban ansiosos por encontrar un método para distinguir entre los cautivos de primera generación y los individuos que posteriormente nacieron en la isla, y relacionar éso con las prácticas culturales africanas antiguas, tales como clasificar los dientes o enterrar bienes en la tumba junto al cuerpo.

De los 25 individuos estudiados, Schroeder demostró que 7 eran cautivos de primera generación nacidos en África, incluyendo uno que había cruzado el Atlántico siendo niño¹.

Schroeder posteriormente quiso usar el ADN para fijar los orígenes étnicos de los esclavos respecto a regiones concretas dentro de África, y reunir a investigadores de distintas disciplinas. El proyecto resultante, conocido como EUROTAST, está patrocinado por una beca de la red Marie Curie de la Unión Europea, y dará soporte a 15 investigadores de 10 instituciones en Dinamarca, Reino Unido, España, Francia, Países Bajos, Portugal e Islandia.

Los bioarqueólogos de instituciones que incluyen a las universidades de Bristol y York en el Reino Unido, estudiarán los restos de esqueletos de africanos esclavizados, para estudiar su demografía, salud y calidad de vida, y usarán análisis de proteínas e isótopos para obtener información sobre su origen geográfico e identificar enfermedades tales como el escorbuto y la tuberculosis.

Mientras tanto, historiadores de la Universidad de Hull, en el Reino Unido, recopilarán y estudiarán fuentes escritas sobre los orígenes de los cautivos africanos, y los arqueólogos con sede en la Universidad de Leiden en los Países Bajos cartografiarán y excavarán plantaciones y villas de esclavos en las Antillas Holandesas.

Pero hay un gran foco sobre la genética. Varios grupos estudiarán el ADN de las poblaciones modernas, tales como los Noir Marron en la Guyana Francesa, para reconstruir el origen de los africanos capturados como esclavos. Los Noir Marron son descendientes directos de los esclavos que escaparon de sus amos holandeses durante la época de la esclavitud en las plantaciones, y desde entonces se han cruzado muy poco con otras poblaciones.

Los investigadores del Centro de GeoGenética estudiarán ADN antiguo procedente de africanos esclavizados enterrados en el Caribe, usando más de 300 000 marcadores genéticos del genoma nuclear. Éstos son los conocidos como marcadores informativos ancestrales² y ayudarán a distinguir entre gente de distintas poblaciones de África Occidental.

Matthew Collins, bioarqueólogo de la Universidad de York, que liderará uno de los proyectos, dice que EUROTAST puede revelar hallazgos controvertidos. Éstos incluyen, por ejemplo, la cantidad de cruce con los nativos americanos y europeos entre las poblaciones estadounidenses que se ven a sí mismas como puramente africanas, y el papel de los africanos en la trata de esclavos.

“Creo que va a ser un proyecto bastante incómodo”, comenta. “Va a llegar a algunos resultados que la gente no quiere oír, pero ésa es una de las cosas más interesantes del mismo”.

Debido a ésto, los investigadores planean discutir su trabajo con las comunidades implicadas antes de anunciar sus resultados.

Referencia: Nature doi:10.1038/nature.2011.9535

Artículos de Referencia:

1. Schroeder, H., O’Connell, T. C., Evans, J. A., Shuler, K. A. and Hedges, R. E. M. Am. J. Phys. Anthropol. 139, 547–557 (2009).
2. Bryc, K. et al. Proc. Natl Acad. Sci. USA 107, 786–791 (2010).

Autor: Jo Marchant
Fecha Original: 1 de diciembre de 2011
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El mayor descubrimiento astronómico del siglo XX puede haberse adjudicado a la persona equivocada. Pero resulta que no es culpa de nadie, excepto del propio descubridor original real.

En un artículo en el ejemplar del 10 de noviembre de la revista Nature, el astrofísico Mario Livio, del Instituto Científico del Telescopio Espacial, ha zanjado una creciente teoría de la conspiración sobre a quién es más justo adjudicar el descubrimiento del universo en expansión.

Durante casi un siglo, el astrónomo estadounidense Edwin P. Hubble ha tenido la fama por su histórico descubrimiento, que remodelaría toda la astronomía del siglo XX. Hubble informó que el universo se expande uniformemente en todas direcciones. Ésto resolvió el dilema de Einstein sobre por qué el universo no ha colapsado ya bajo su propia gravedad.

Lemaitre y Hubble © Crédito: Hubblesite.org

Irónicamente, Hubble nunca obtuvo el Premio Nobel por su descubrimiento, aunque astrónomos de dos equipos que descubrieron pruebas, de manera independiente, de un universo en aceleración, lo lograron en 2011. Pero Hubble consiguió que nombraran en su honor el telescopio más famoso de la historia moderna.

Hubble publicó su histórico artículo, en el que determinaba la tasa de expansión del universo, en 1929. Se basó en las velocidades de recesión aparentes (deducidas a partir de los desplazamientos al rojo) de las galaxias, medidas anteriormente por el astrónomo Vesto Slipher, junto con las distancias a las mismas galaxias, determinadas por Hubble.

El análisis de Hubble demostró que, cuanto más lejos se encuentra una galaxia, más rápidamente parece estar alejándose. La tasa de expansión cósmica se conoce como Constante de Hubble.

Pero dos años antes, un sacerdote y cosmólogo belga, Georges Lemaître, publicó conclusiones muy similares, y calculó una tasa de expansión similar a la que Hubble publicaría dos años más tarde.

Lemaître basó sus análisis en los mismos datos de desplazamiento al rojo de Slipher, los cuales se combinaron con estimaciones de distancias galácticas deducidas a partir de las observaciones publicadas por Hubble en 1926.

Pero el descubrimiento de Lemaître pasó inadvertido debido a que se publicó en francés, en una revista científica belga bastante poco conocida llamada Annales de la Société Scientifique de Bruxelles.

La historia habría terminado ahí, salvo porque el trabajo de Lemaître se tradujo posteriormente y se publico en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Cuando se publicó en 1931, algunos de los propios cálculos de Lemaître de 1927, de lo que más tarde se conocería como Constante de Hubble, ¡se habían omitido!

El hecho de que faltaban párrafos en el artículo traducido se ha sabido (aunque no estaba muy difundido) desde 1984. Ha habido una persistente especulación entre los astrónomos sobre “¿quién lo hizo?”. ¿Los editores de Monthly Notices eliminaron los párrafos? ¿El propio Edwin Hubble tuvo influencia y censuró el artículo para eliminar cualquier duda de que él fue el descubridor original del universo en expansión?

Tras bucear entre cientos de cartas de la Royal Astronomical Society, así como actas de las reuniones de la RAS, y material del Archivo Lemaître, Livio ha descubierto que ¡el propio Lemaître omitió los pasajes cuando tradujo el artículo al inglés!

En una de dos “reveladoras cartas” descubiertas por Livio, Lemaître escribió a los editores: “No veo conveniente reimprimir la discusión provisional de velocidades radiales, que claramente no tiene un interés real, y también la nota geométrica, que podría reemplazarse por una pequeña bibliografía de artículos nuevos y viejos sobre el tema”.

La cuestión que queda es por qué Lemaître borró, básicamente, las pruebas del crédito que merecía, por descubrir primero (al menos provisionalmente) el universo en expansión.

Livio concluye: “La carta de Lemaître también proporciona una visión interesante sobre la psicología científica de algunos de los científicos de la década de 1920. Lemaître no estaba obsesionado con establecer la prioridad por su descubrimiento original. Dado que los resultados de Hubble ya se habían publicado en 1929, no vio ninguna razón para repetir sus anteriores hallazgos provisionales de nuevo en 1931″.

Tal vez en la historia de algún universo paralelo, la gente se maravilla de las imágenes del espacio profundo del Telescopio Espacial Lemaître.

Autor: Ray Villard
Fecha Original: 9 de noviembre de 2011
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En abril de 1848, mientras estaba sentado en su camarote a bordo del HMS Terror que estaba encallado en el hielo en el Ártico Canadiense, el Capitán Francis Crozier tomó la fatídica decisión de un hombre desesperado. El comandante de su expedición, John Franklin, estaba muerto, los exploradores no habían logrado encontrar el Paso del Noroeste, y el hielo marino que había mantenido quietos al Terror y al HMS Erebus durante 20 meses no parecía que fuese a soltar los barcos en un futuro próximo. Los hombres deberían haber tenido gran cantidad de provisiones, pero por razones que siguen siendo un misterio, Crozier decidió tomar lo que quedaba de su tripulación y abandonar los barcos, cruzando a pie el norte de Canadá en busca de comida. Nadie sobrevivió.

Reconstrucción del rostro de Goodsir © Crédito S. Mays et al

Veinticinco años más tarde, un guía inuit llevó a los exploradores a un punto de la Isla del Rey Guillermo a más de 200 kilómetros de donde se creía que estaban encallados los barcos, donde una tumba superficial contenía el esqueleto completo de un oficial: una de las bajas de la expedición de Franklin. Los restos fueron enviados a casa en el Reino Unido, donde el renombrado biólogo Thomas Henry Huxley los identificó como el Teniente Henry Le Vesconte.

Ahora, casi un siglo después, un nuevo análisis forense del esqueleto –que había sido enterrado en el Franklin Memorial de Greenwich, Reino Unido– sugiere que en realidad pertenece al médico y científico de la expedición, Harry Goodsir y que puede tener pistas de lo que empujó a la tripulación a abandonar sus barcos.

“Hay algo tras esto, el misterio, la tragedia, que atrapa mi imaginación”, dice el biólogo de esqueletos humanos Simon Mays del English Heritage en in Portsmouth, U.K., quien leyó sobre la maldita Expedición Franklin de niño. Cuando el Old Royal Naval College en Greenwich, Londres, se abrió para su renovación y se exhumó el cuerpo, Mays y sus colegas saltaron sobre la posibilidad de examinarlo.

A primera vista, los investigadores no cuestionaron la identificación de Huxley del hombre. Huxley había señalado unas prominentes características del esqueleto, tales como dientes de oro que lo identificaban como de clase alta y una barbilla protuberante como la de Le Vesconte. Pero cuando Mays y sus colegas examinaron el esmalte de los dientes del hombre, empleando una técnica de análisis que mide la concentración de isótopos de estroncio y oxígeno en los huesos y los compara con el suministro de agua de una región, encontraron que la proporción de estroncio-oxígeno sugería que el infortunado oficial no había vivido el Devon, como había hecho Le Vesconte, sino que probablemente procedía del norte de Gran Bretaña. Goodsir, de Escocia, parecía un candidato más probable y era un hombre de la edad y peso adecuados.

Cuando los investigadores realizaron una reconstrucción facial del cráneo, encontraron una profunda hendidura bajo el labio que recordaba a un daguerrotipo de Goodsir. En su artículo publicado este mes en Journal of Archaeological Science, los autores reconocen que la identificación es incierta: había varios oficiales del norte de Inglaterra o Escocia, y la reconstrucción facial es una técnica poco fiable.

Pero, ¿qué mató al doctor? El diagnóstico anterior había sido escorbuto, provocado por una falta de vitamina C, pero Mays cree que es improbable debido a que los marineros conocían el peligro bien y cómo prevenirlo. Es más, el esqueleto de Goodsir no muestra la acumulación de nuevo hueso en la superficie que indicaría sangrado interno causado por el escorbuto, ni tampoco el pelo pegado a sus prendas muestra el efecto de “sacacorchos” que ocurre cuando las proteínas se rompen como resultado de la enfermedad.

“Algo fue mal, y parece ser que debe ser algo que no comprendían”, dice Mays. “Algo estaba provocando una muerte sin precedentes” antes de que la tripulación dejase los barcos en busca de comida. Dado su enterramiento, parece improbable que Goodsir y los otros ya estuviesen muertos de hambre, y el análisis de los investigadores de las marcas de roeduras en los huesos se encontró que eran de zorros árticos, no de compañeros de barco hambrientos. Mays esperaba encontrar pistas sobre qué los mató, lo cual podría también indicar qué llevó a la expedición a buscar comida.

Otros historiadores han sugerido que la tripulación sucumbió a un envenenamiento por plomo, provocado por una pobre técnica de envasado que contaminó la comida del viaje; o por plomo procedente del agua marina del aparato de filtrado. Mays cree que éste es un escenario más probable, pero dice que es difícil de diagnosticar debido a que todo el mundo de la Gran Bretaña victoriana tenía altos niveles de plomo en su cuerpo.

La bioarqueóloga Anne Keenleyside de la Universidad de Trent en Canadá dice que el análisis es “excelente” y comenta que es una prueba más de que el escorbuto no fue la única causa de muerte en el viaje. La técnica del estroncio-oxígeno, escribe en un correo electrónico, parece ser una valiosa herramienta para excluir individuos cuando se identifican restos.

Mays está ahora examinando otros esqueletos victorianos bien conservados para establecer un nivel de línea basa del plomo. También planea buscar signos de escorbuto en otros huesos que se han hallado dispersos a lo largo de la ruta terrestre de la expedición conforme la tripulación fue muriendo.

Autor: Sara Reardon
Fecha Original: 12 de julio de 2011
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Herramientas de piedra descubiertas en un refugio rocoso llamado Jebel Faya se asemejan a las puntas afiladas y utensilios de cortar de zonas de África Oriental de la misma época, según un equipo científico dirigido por el geógrafo Simon Armitage de la Universidad de Londres y el arqueólogo Hans-Peter Uerpmann de la Universidad de Tübingen en Alemania. Jebel Faya se encuentra en los que son ahora los Emiratos Árabes Unidos.

“Los nuevos datos de Jebel Faya revelan que los humanos modernos emigraron de África mucho antes de lo que se pensaba, ayudados por las fluctuaciones globales del nivel del mar y el cambio climático en la Península Arábiga”, dice Armitage.

Los seres humanos modernos se originaron en África Oriental hace unos 200 000 años, según las pruebas fósiles y genéticas (SN: 2/26/05, p. 141).

Los análisis de ADN de personas que viven actualmente en diferentes regiones del mundo sugieren que los humanos modernos emigraron rápidamente de África a Asia hace unos 60 000 años. La mayoría de los investigadores sospechan que esos antiguos viajeros cruzaron Oriente Medio o la costa sur de Arabia para llegar a Asia.

Muchos defensores de una salida posterior de África sospechan que una erupción masiva del Monte Toba en Indonesia hace unos 74 000 años creó un “invierno volcánico” mundial que diezmó las poblaciones de humanos modernos en África y dejó el Subcontinente Indio inhabitable durante miles de años.

Los hallazgos de Jebel Faya ponen ese escenario en tela de juicio, dice Armitage. Hace aproximadamente 130 000 años, la disminución de los niveles del mar redujo el estrecho de Bab al-Mandeb que separa África Oriental del suroeste de Arabia unos 4 kilómetros, permitiendo un paso seguro, según estiman los investigadores. Los viajeros podrían haber atravesado luego una red de lagos y ríos árabes creados por las condiciones cálidas y húmedas de esa época.

Jebel Faya se encuentra justo al otro lado del Golfo Pérsico de Irán, junto a otro estrecho donde los niveles bajos del mar habrían facilitado el paso de nuevo, dice Armitage.

Las excavaciones comenzaron en Jebel Faya en 2003. Los descubrimientos iniciales fueron de asentamientos que datan de hace entre 3 000 y 10 000 años. Después aparecieron herramientas de piedra de hace aproximadamente 38 000 años. En marzo de 2006, los investigadores empezaron a desenterrar herramientas en el refugio rocoso, que fue ocupado hace entre 100 000 y 125 000 años.

Las dataciones se basan en un método ampliamente aceptado que mide la radiación natural acumulada en los granos de arena para determinar el tiempo transcurrido desde que los granos estuvieron expuestos a la luz solar.

Otro conjunto de herramientas de piedra enterradas en sedimentos situados sobre el refugio rocoso no han sido fechadas.

Los hallazgos de Jebel Faya consisten en puntas de piedra, unos cuantos utensilios de cortar en forma de lágrima conocidos como hachas de mano y una variedad de otras rocas afiladas. Estas herramientas, en particular las puntas y las hachas de mano, se parecen mucho a artefactos de la Edad de Piedra en África de la misma época, afirman los científicos.

Hasta ahora, el sitio no ha revelado fósiles de humanos modernos.

Sin embargo, los arqueólogos familiarizados con el nuevo informe dicen que Jebel Faya proporciona una visión importante de una pronta migración de los humanos modernos hacia Arabia. Ahí es donde termina el acuerdo.

Ravi Korisettar de Karnatak University en Dharwad, India, está de acuerdo con el equipo de Armitage en que Arabia posiblemente sirvió como centro entre África y Asia durante las primeras migraciones de humanos modernos. Desde 2003, Korisettar ha codirigido las excavaciones de yacimientos de la Edad de Piedra en el sur del Valle de Jwalapuram en la India. Las herramientas de piedra de los humanos modernos encontradas allí proceden de los sedimentos por debajo y por encima de una capa de ceniza depositada por la erupción del Toba, lo que sugiere que los humanos llegaron antes de la explosión y sufrieron la devastación, dice.

Las herramientas de Jebel Faya y Jwalapuram muestran algunas similitudes, pero los hallazgos más antiguos de la India datan de poco antes de la detonación de Toba hace 74 000 años y se parecen más a utensilios africanos de esa época, sostiene Korisettar.

Sin embargo, los adaptables seres humanos podrían haber avanzado hacia Asia hace al menos 100 000 años y soportaron las afrentas del Toba, acepta John Shea, de la Stony Brook University de Nueva York. Sin embargo, las puntas de piedra de Jebel Faya son más cortas, más gruesas y menos puntiagudas que las encontradas por toda África y que comenzaron a fabricarse hace 100 000 años, afirma.

Las similitudes entre las puntas de Jebel Faya y las descubiertas en la India sugieren que el emplazamiento de Arabia podría fácilmente reflejar un antiguo movimiento hacia el oeste de asiáticos (posiblemente Homo Sapiens de la región del Golfo Pérsico) a Arabia, propone Shea. Así que los seres humanos podrían haber emigrado desde Asia, no hacia ella como se argumenta en el nuevo informe. Es más probable que las condiciones cálidas y húmedas de hace 100 000 años dieran lugar a migraciones de humanos modernos hacia Arabia y el Oriente Medio, afirma Stanley Ambrose, de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign. Los fósiles anteriormente desenterrados en varias cuevas israelíes indican que los humanos modernos se trasladaron desde África hacia Oriente Medio hace unos 100 000 años, pero (ya sea porque murieron o porque volvieron a África) dejaron paso a los neandertales hace 70 000 años.

Las muestras de polen indican que la explosión del Toba desencadenó 10 000 años de frío extremo y devastación ambiental que casi acabó con el Homo Sapiens africano, afirma Ambrosio. Los humanos modernos supervivientes después de la explosión colonizaron Asia, en su opinión.

Paul Mellars, de la Universidad de Cambridge está de acuerdo con ese escenario. Pero al igual que Shea, que ve críticos el tamaño y las diferencias de forma entre las herramientas de piedra de Jebel Faya y las africanas, poniendo en duda los orígenes africanos de los fabricantes de herramientas de Arabia. “Estos hallazgos árabes son demasiado ambiguos para decir lo que sucedía con los movimientos humanos fuera de África”, comenta Mellars.

Si los descubrimientos de Arabia indican una señal de la migración humana temprana a Asia, entonces las excavaciones de yacimientos de la Edad de Piedra en Irán deben aportar herramientas similares, predice Shea. El actual clima político de Irán, sin embargo, dificulta el trabajo, dice.

Autor: Bruce Bower
Fecha Original: 27 de enero de 2011
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Un hueso del pie fosilizado, recuperado en Hadar, Etiopía, demuestra que hace 3,2 millones de años, los ancestros de los humanos andaban de forma bípeda con un pie similar al del humano moderno, de acuerdo con un informe que aparece en la edición del 11 de febrero de la revista Science.

El fósil, un cuarto metatarso, o hueso medio del pie, indica que había presente un pie permanentemente arqueado en la especie Australopithecus afarensis. Los autores del informe incluyen a Carol Ward de la Universidad de Missouri y William Kimbel y Donald Johanson del Instituto de Orígenes Humanos de la Universidad Estatal de Arizona (ASU).

La investigación ayuda a resolver un viejo debate entre los paleoantropólogos que piensan que A. afarensis anduvo básicamente como los humanos modernos y los que creen que esta especie practicaba un medio de locomoción intermedio entre los cuadrúpedos escaladores de árboles como los chimpancés y el bipedismo terrestre humano. La cuestión de si A. afarensis había desarrollado arcos en los pies ha sido parte del debate.

El cuarto metatarso descrito en el informe de Science proporciona sólidas evidencias de los arcos y, según defienden los autores, apoyan un estilo de locomoción similar al humano moderno para esta especie. El espécimen se recuperó en Hadar 333, popularmente conocida como la “Excavación de la Primera Familia”, la fuente más rica de fósiles de A. afarensis de África oriental, con más de 250 ejemplares, representando al menos 17 individuos conocidos, hasta el momento.

“Este cuarto metatarso es el único conocido de A. afarensis y es una pieza clave para la evolución temprana de la inconfundible forma de andar humana”, comenta Kimbel. “El trabajo en curso en Hadar está generando raras partes del esqueleto que son absolutamente críticas para comprender cómo evolucionaron nuestras especies”.

Los humanos, de forma única entre los primates, tienen dos arcos en sus pies, longitudinal y transversal, que están compuestos de huesos medios del pie y soportados por músculos en la suela del pie. Durante la locomoción bípeda, estos arcos realizan dos funciones clave: palanca cuando el pie empuja hacia el suelo, y absorción del choque cuando la planta del pie se encuentra con el terreno en el final de la zancada. Los pies de los monos carecen de arcos permanentes, son más flexibles que los pies humanos y tienen dedos largos y muy móviles, atributos importantes para escalar y aferrarse a los árboles. Ninguna de estas características simiescas están presentes en el pie de A. afarensis.

“Comprender que los arcos del pie aparecen muy al inicio de nuestra evolución, demuestra que la estructura única de nuestros pues es fundamental para la locomoción humana”, señala Ward. “Si podemos comprender para qué sirve nuestro diseño y cómo la selección natural ha dado forma al esqueleto humano, podremos lograr una visión de cómo funcionan actualmente nuestros esqueletos. Los arcos de nuestros pies fueron tan importantes para nuestros ancestros como lo son para nosotros”.

Esta especie, cuyo espécimen más conocido es “Lucy”, vivió en África Oriental hace entre 3 y 3,8 millones de años. Antes de A. afarensis, la especie A. anamensis estaba presente en Kenia y Etiopía hace entre 4,2 y 4 millones de años, pero sus esqueletos no se conocen en profundidad. Con 4,4 millones de años el Ardipithecus ramidus de Etiopía es el ancestro humano más antiguo bien representado con restos esqueletales. Aunque Ardipithecus parece haber sido bípedo terrestre en parte,sus pues mantienen muchas características de los primates que moraban en los árboles, incluyendo un primer dedo del pie móvil y divergente. El pie de A. afarensis, como otras partes de su esqueleto, es mucho más similar al de los humanos vivos, lo que implica que en la época de Lucy, nuestros ancestros ya no dependían de los árboles para su refugio o recursos.

El proyecto Hadar es el programa de campo de paleoantropología de más larga duración en el valle del rift etíope, extendiéndose durante más de 38 años. Desde 1973, el trabajo de campo en Hadar ha producido más de 370 ejemplares fósiles de Australopithecus afarensis de hace entre 3,4 y 3,0 millones de años – una de las colecciones más grandes de fósiles homínidos de una única especie en África – así como uno de los fósules de Homo más antiguos conocidos y abundantes herramientas de piedra Olduvayenses (2,3 millones de años).

A través del Instituto de Orígenes Humanos de la ASU, el proyecto Hadar desempeña un papel importante en preparar a becarios etíopes a través de estudios de graduado y posdoctorales en los Estados Unidos. La promoción de la concienciación local sobre la importancia científica global y el legado cultural etíope de las excavaciones de Hadar también es una prioridad del proyecto. Adicionalmente, la fase de colecta de fondos de un “Centro Interpretativo de Hadar” planificado para la ciudad de Eloaha, a 30 kilómetros de la excavación, se completó con éxito el pasado enero de 2011.

Una leyenda vinkinga habla de una ‘piedra solar’ brillante, que cuando se elevaba hacia el cielo, revelaba la posición del Sol incluso en un día nublado. Suena a magia, pero los científicos que miden las propiedades de la luz en el cielo dicen que los cristales polarizadores – que funcionan de la misma forma que la mítica piedra solar – podrían haber ayudado a los antiguos marinos a cruzar el Atlántico Norte. Una revisión de las pruebas se publica hoy en la revista Philosophical Transactions of the Royal Society B¹.

Los vikingos, lobos de mar de Escandinavia que viajaron mucho y se asentaron en gran número en el Norte de Europa, las Islas Británicas y el Atlántico Norte alrededor del 750 – 1050 d.C, eran hábiles navegantes, capaces de cruzar miles de kilómetros de mar abierto entre Noruega, Islandia y Groenlandia. La luz diurna perpetua durante la estación de verano en el extremo norte habría evitado que usaran las estrellas como guía para sus posiciones, y la brújula magnética aún no se había introducido en Europa – en cualquier caso, habría tenido un uso limitado tan cerca del Polo Norte.

Pero las leyendas vikingas, incluyendo la saga islandesa centrada en el héroe Sigurd, apunta a que estos marinos tenían otra ayuda de navegación a su disposición: una sólarsteinn, o piedra solar.

La saga describe cómo, durante condiciones de nieve o nubes, el Rey Olaf consultaba a Sigurd sobre la posición del Sol. Para comprobar la respuesta de Sigurd, Olaf “agarraba una piedra solar, miraba al cielo y veía de dónde procedía la luz, a partir de lo cual adivinaba la posición del invisible Sol”². En 1967, Thorkild Ramskou, un arqueólogo danés, sugirió que esta piedra podría haber sido un cristal polarizador tal como el espato de Islandia, una forma transparente de calcita, que es común en Escandinavia².

La luz consiste en ondas electromagnéticas que oscilan de forma perpendicular a la dirección en la que viaja la luz. Cuando las oscilaciones apuntan todas en la misma dirección, la luz está polarizada. Un cristal polarizador tal como la calcita permite que pase a través de ella sólo la luz polarizada procedente de ciertas direcciones, y puede aparecer brillante u oscura dependiendo de cómo esté orientada respecto a la luz.

Centrados en la luz

La dispersión por las moléculas de aire en la atmósfera provoca que la luz solar se polarice, con la línea de polarización siendo tangencial a círculos centrados en el Sol. Por lo que Ramskou defendía que sosteniendo un cristal de calcita contra el cielo y rotándolo para comprobar la dirección de la polarización de la luz que pasa a través de él, los vikingos podrían haber deducido la posición del Sol, incluso cuando estaba oculto tras las nubes o niebla, o estaba justo bajo el horizonte.

Los historiadores han debatido la posibilidad desde entonces, algunos defendiendo que esta técnica habría sido inútil, dado que sólo funcionaría si el cristal se apuntase a ciertas zonas de cielo claro, y en tales condiciones sería posible estimar la posición del Sol a simple vista, por ejemplo a partir de la cobertura brillantes sobre las nubes³.

Gábor Horváth, investigador óptico de la Universidad de Eötvös en Budapest, y Susanne Åkesson, ecóloga de migraciones de la Universidad de Lund en Suecia, han estado poniendo a prueba estas suposiciones desde 2005. El número especial de Philosophical Transactions of the Royal Society B en el cual aparece su revisión está dedicado a la investigación biológica sobre la luz polarizada¹.

En un estudio, los investigadores tomaron fotografías de cielos parcialmente nubosos o en ocaso en el norte de Finlandia a través de una lente de ojo de pez de 180º, y pidieron a sujetos de prueba que estimasen la posición de Sol⁴. Los errores de hasta 99º llevaron a los investigadores a concluir que los vikingos no podían haber dependido de la simple vista para evaluar la posición del Sol.

Para comprobar si las piedras solares funcionaban mejor, en 2005 midieron los patrones de polarización de todo el cielo bajo un rango de condiciones atmosféricas durante una travesía del Océano Ártico a bordo del rompehielos sueco Oden^5,6.

A través de las nubes

Los investigadores quedaron sorprendidos al encontrar que, en días nublados o condiciones totalmente cubiertas, el patrón de luz polarizada era similar al de cielos despejados. La polarización no era fuerte, pero Åkesson cree que aún así podría haber proporcionado a los navegantes vikingos una información útil.

“Probé tales cristales durante un día lluvioso y cubierto en Suecia”, comenta. “El patrón de luz variaba dependiendo de la orientación de la piedra”.

Tanto ella como Horváth están ahora planificando más experimentos para determinar si los voluntarios pueden medir con precisión la posición del Sol usando cristales en distintas condiciones atmosféricas.

Sean McGrail, que estudia la navegación antigua en la Universidad de Oxford, en el Reino Unido, dice que el estudio es interesante, pero que no son una prueba real para indicar si realmente los vikingos usaron dichos cristales. “Se puede demostrar cómo podrían haberlos usados, pero eso no es una prueba”, señala. “La gente ya navegaba mucho antes sin estos instrumentos”.

Los registros escritos supervivientes indican que los vikingos y los primeros navegantes medievales cruzaban el Atlántico Norte usando la posición del Sol en días claros como guía, en combinación con la posición de las líneas de costa, patrones de vuelo de las aves, rutas de migración de las ballenas y nubes lejanas sobre islas, dice Christian Keller, especialista en arqueología del Atlántico Norte en la Universidad de Oslo. “No tienes que ser un mago”, comenta. “Pero tienes que combinar una gran variedad de observaciones distintas”.

Keller dice que está “totalmente abierto” a la idea de que los vikingos también usaran piedras solares, pero está esperando pruebas arqueológicas. “Si encontramos un naufragio con un cristal a bordo, entones sería feliz”, señala.

Autor: Jo Marchant
Fecha Original: 31 de enero de 2011
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Las rocas que ahora forman las islas más al norte del Ártico Canadiense, se formaron hace millones de años como sedimentos del lecho marino de la costa noroeste de un súper-continente llamado Pangea. Cuando Grasby y su equipo analizaron las rocas de justo antes de la extinción masiva del Pérmico, observaron unas inusuales partículas microscópicas. Junto a los habituales cúmulos de materia orgánica, también encontraron diminutas partículas llenas de burbujas, conocidas como cenosferas. Estas espumosas y pequeñas burbujas se forman sólo cuando el carbón fundido es expulsado a la atmósfera, dicen los investigadores. Hoy, las cenizas volantes producidas en las centrales de energía de quema de carbón son abundantes en cenosferas, pero son en gran parte atrapadas por los equipos de control de la contaminación antes de que escapen por la chimenea. Hace millones de años, debieron haberse creado cuando estallaron masivas cantidades de roca fundida – más de 1 billón de toneladas – en los depósitos de carbón de Siberia para formar los depósitos de lava que se conocen como Escaleras Siberianas.

Dado que las cenosferas de finales del Pérmico tienen aproximadamente el mismo tamaño y probablemente el mismo peso que las partículas más pequeñas de ceniza volcánica, podrían fácilmente haber alcanzado los 20 kilómetros en la atmósfera, y luego haber sido esparcidas por todo el mundo por los flujos de aire. Y como las cenizas del carbón que se producen actualmente, las partículas se habrían cargado con metales tóxicos como cromo y arsénico. Cuando las antiguas cenosferas finalmente cayeran a los mares, convertirían la superficie del agua en una sopa tóxica, según especulan los investigadores. Luego, continúan, después de que la mayor parte de la vida muriese, la descomposición habría robado al agua el oxígeno disuelto, asfixiando a muchos de los supervivientes.

“Las pruebas son bastante convincentes”, dice Gregory Retallack, geólogo de la Universidad de Oregón en Eugene. El geofísico Norman Sleep de la Universidad de Stanford en Palo Alto, California, está de acuerdo. Los hallazgos del equipo “son un descubrimiento extremadamente importante”, comenta. Conforme se acumulan las consecuencias ecológicas, señala, la cadena de eventos puesta en marcha por las erupciones siberianas “pasó de ser algo malo para la vida, a un completo desastre”. Encontrar cenosferas en rocas de finales del Pérmico de todo el mundo, ayudaría a la idea de que las diminutas partículas desempeñaron un papel clave en la extinción, dice Grasby.

La historia cubre la época en la que al-Haytham – desterrado de la sociedad y privado de sus libros – apareció con sus revolucionarias teorías sobre la forma y paso de la luz.

Ouellette nos ofrece detalles sobre el esqueleto de la vida de al-Haytham, desde el miedo y la intimidación que sufrió cuando fue convocado por el Califa a usar su destreza en la ingeniería para superar la crecida anual del Nilo, al miedo a su castigo cuando se dio cuenta de que había fallado en su tarea.

Al-Haytham fue capaz de escapar a la sentencia de muerte del brutal Califa sólo debido a que fingió que se había vuelto loco. El Califa, en lugar de matarlo, encarceló a al-Haytham, dejándolo bajo arresto domiciliario en una celda. Confinado y solo, ahí fue donde al-Haytham llevó a cabo el trabajo que lo haría famoso.

En el Egipto del siglo XI, seguía vigente el pensamiento de Aristóteles sobre que los objetos visibles y nuestros ojos emiten rayos de luz para permitir que mantengamos nuestra visión.

Ouellette imagina a al-Haytham solo, en su oscura habitación, cuestionándose por qué los objetos de la sala no emiten luz, y preguntándose ‘ Es posible que los antiguos estuviesen equivocados?’

Lo que proporcionó el quid de la cuestión, fue que al-Haytham se vio espoleado a pasar a la acción experimental con las velas y cobre en su habitación, y concluyó que no había una “forma” misteriosa de emitir luz para los objetos; había una fuente primaria de luz que luego era reflejada por los objetos.

Como escribe Ouellette: “Éste es un trabajo de ficción – una imaginativa representación de un periodo de 10 años en la vida de Ibn al-Haytham, considerado por muchos historiadores como el padre de la óptica moderna. Viviendo en el cénit de la edad de oro de la ciencia arábiga, al-Haytham desarrolló una versión inicial del método científico 200 años antes que los eruditos de Europa Occidental”.

Liberado de prisión después de la muerte del Califa, al-Haytham (965-1040 d.C) pasó a hacer contribuciones a la astronomía, matemáticas, ingeniería y medicina, así como en física. Pero su Libro de Óptica de 7 volúmenes, que escribió mientras estaba en prisión, sigue siendo su contribución más famosa a la ciencia, cubriendo la percepción visual, psicología y física óptica.

Investigadores: Restos humanos antiguos hallazgos en Israel

Arqueólogos israelíes dijeron el pasado lunes que pueden haber encontrado las pruebas más antiguas de la existencia de humanos modernos, y de ser así, podría dar un vuelco a las teorías sobre el origen de los humanos.

¿Lo pillas?

El gancho de esta historia es la publicación de un artículo en American Journal of Physical Anthropology. ¿Los periodistas que lanzaron esta exageración realmente echaron un vistazo al propio artículo? Lo dudo.

Déjame citar unos extractos del mismo. Dime dónde dicen los científicos que hayan identificado un fósil de 400 000 años de Homo sapiens.

Aquí está el resumen (abstract) (Definiré algunos términos y daré contexto más tarde):

Este estudio presenta una descripción y análisis comparativo de dientes deciduales y permanentes del Pleistoceno Medio procedentes de la Cueva Qesem (Israel). Todos los fósiles humanos están asignados al Complejo Cultura Acheulo-Yabrudiano (AYCC) de finales del Paleolítico Inferior. La era del Pleistoceno Medio de los dientes de Qesem (400–200 ka) los coloca cronológicamente antes que la mayor parte de especímenes de homínidos anteriormente conocidos en el suroeste de Asia. Se encontraron tres dientes mandibulares permanentes (C1-P4) cerca de la parte baja de la secuencia estratigráfica. Las pequeñas dimensiones métricas de las coronas indican un considerable grado de reducción dental, aunque las raíces son largas y robustas. Por contra, tres dientes aislados permanentes maxilares (I2, C1, y M3) y dos dientes aislados deciduales que se encontraron dentro de la parte superior de la secuencia, son mucho más grandes y muestran rasgos plesiomorfos similares a los estudiados en los especímenes de Skhul/Qafzeh. Aunque ninguno de los dientes de Qesem muestra un conjunto de características Neandertales, algunos rasgos sugieren cierta afinidad con miembros de la línea evolutiva Neandertal. No obstante, el equilibrio de las pruebas sugiere una similitud más cercana con el material dental de Skhul/Qafzeh, aunque muchas de estas similitudes probablemente representan características plesiomorfas.

Estos dientes están en una excavación que tiene entre 400 mil y 200 mil años de antigüedad, en un lugar de Israel conocido como Cueva Qesem. Los arqueólogos han estado trabajando en el lugar desde hace años, extrayendo herramientas que algún tipo de homínido usaba para cortar carne. Ahora los investigadores han encontrado unos pocos dientes en el lugar, en las capas más viejas.

Los homínidos – es decir, especies más cercanas a nosotros que los chimpancés – dejaron fósiles durante este periodo de tiempo por todo el Viejo Mundo, desde Sudáfrica a Inglaterra y Java. Todos ellos pertenecen claramente a nuestro género, el Homo. Comparten un número de rasgos clave, incluyendo grandes cerebros, pequeños dientes y muchos otros rasgos más sutiles pero de mejor diagnóstico. Pero, ¿a qué especie de Homo pertenecen? Aquí es donde las cosas se ponen difíciles. Una gran cantidad de fósiles de Oriente Medio son bastante similares a otros que son considerados especies, el Homo erectus. Pero algunos fósiles procedentes de China de esta era no caen tan netamente en este grupo. ¿Son otra especie? ¿Son simplemente una rara subespecie de H. erectus? Es difícil dar una respuesta sólida.

En Europa, los homínidos llegaron por primera vez hace 1,2 millones de años. Hace 400 000 años, el registro fósil de Europa ya incluye a especies conocidas como Homo heidelbergensis. Entre otras cosas, es la primera especie conocida en hacer lanzas de madera. Algunos fósiles de Asia y África también recuerdan al H. heidelbergensis.

Ahora, vamos a avanzar en el tiempo en cada continente…

En Europa, los fósiles de H. heidelbergensis empiezan a parecerse mucho a los Neandertales. Para hace 200 000 años, el registro fósil de Europa contiene Neandertales completamente desarrollados.

En Asia, el H. erectus se asentó hace 200 000 años, aunque hay otros fósiles que podría parecer que pertenecen a H. heidelbergensis.

En África, H. heidelbergensis y otros homínidos dieron paso a los primeros fósiles de Homo sapiens propiamente dicho. Estos son fósiles que tienen un número de rasgos distintivos que los vinculan claramente con nosotros, y los distinguen de otros homínidos. (Aquí hay detalles de dos importantes: Omo e Idaltu).

Probablemente hubo otros linajes de homínidos viviendo en la misma época – como los Denisovanos de Oriente Medio.

¿Qué hay de la región alrededor de Israel, de donde proceden los nuevos dientes?

El registro fósil ofrece una descripción de los homínidos evolucionando en África, y pulsos de nuevos linajes extendiéndose por Israel y las regiones vecinas, y luego pasando a Europa y Asia. Hace unos 1,4 millones de años, por ejemplo, una especie de Homo antiguo dejó fósiles en Israel en un lugar llamado Ubeidiya. En distintos lugares dentro y alrededor de Israel, los paleoantropólogos han encontrado fósiles y herramientas que databan de 400 000 a 200 000 años – el mismo periodo de tiempo que el yacimiento de Qesem. Desafortunadamente, los fósiles son mayormente fragmentos que podrían pertenecer a un número de especies distintas. Las herramientas son igualmente ambiguas.

Luego sucedió algo realmente interesante el Israel, hace entre 130 000 y 50 000 años. Parece que el Homo sapiens, habiendo evolucionado en África, se expandió provisionalmente hacia el Oriente Próximo por primera vez. Aparecen fósiles de Homo sapiens altos y esbeltos en un lugar llamado Skhul/Qafzeh. Pero entonces, se desvanecieron, siendo reemplazados por Neandertales durante decenas de miles de años. Sólo más tarde el Homo sapiens se expandió fuera de África, y esta vez no retrocedió. En lugar de esto, fueron los Neandertales los que desaparecieron del Oriente Próximo, retirándose a refugios tales como España antes de extinguirse.

El nuevo artículo documenta los problemas de los científicos para descubrir a quién pertenecen los dientes de Qesem. En cierta forma, parecen más dientes de Neandertal. En otras tiene más un aspecto de dientes de Homo sapiens, como los representados por los fósiles de Skhul/Qafzeh. Los autores se inclinan hacia una relación con Homo sapiens, pero mayormente debido a que son “plesiomorfos”. Este término se refiere a un rasgo que ya estaba presente antes del origen de un grupo de especies. No se refiere a un rasgo que vincule estrechamente a todos los individuos que lo tengan en un único linaje.

Aquí tienes un simple ejemplo de lo que esto significa. Digamos que encuentras un fósil en un lugar donde ya habías encontrado perros y pájaros. El nuevo fósil tiene cuatro patas, parece más un perro que un pájaro.

Pero no tendría sentido concluir que el fósil es de un perro. El ancestro común de perros y pájaros tenía cuatro patas, y los pájaros evolucionaron hacia animales bípedos. Pero los caimanes tienen también cuatro patas, y están más cerca de los pájaros que de los perros. Las cuatro patas lo que realmente te dicen es que el fósil no es un pájaro.

Los dientes de Qesem – en cierto aspecto – carecen de características distintivas de Neandertal. Tal vez son humanos. O tal vez pertenecen a otro homínido, como el Denisovano.

Así es como los científicos concluyen su artículo:

Hay tres escenarios que podrían tener en cuenta los detalles morfológicos en los dientes de Qesem. El primero es una población Homo arcaica que ocupase en suroeste de Asia durante el Pleistoceno Medio, a las que se atribuiría los especímenes de Qesem. Tal vez, relevante a este respecto, los ensamblados líticos de Qesem estudiados hasta la fecha, indican un origen local, sin evidencias de afinidades culturales africanas o europeas (Barkai et al., 2005; Gopher et al., 2005; Barkai et al., 2009). A pesar de la carencia de otros dientes de diagnóstico del suroeste asiático en el Pleistoceno Medio, considerando las pruebas globalmente, creemos que este “paquete” de Qesem es más similar a Skhul/Qafzeh, incluso si algunas de sus características son plesiomorfas.

El segundo escenario es una evolución in situ a largo plazo de los Neandertales en el suroeste de Asia. La presencia de dientes afilados y un tubérculo lingual en el diente maxilar más joven estratigráficamente puede indicar el surgimiento del patrón morfológico durante el Pleistoceno Medio en el suroeste de Asia. Esto sería paralelo a la situación documentada en Europa, donde el linaje evolutivo del Neandertal se ha demostrado que tiene raíces que se extienden profundamente en el Pleistoceno Medio (Arsuaga et al., 1997; Stringer and Hublin, 1999; Bischoff et al., 2007). Bajo este escenario, el suroeste de Asia representaría una sub-población regional dentro del rango geográfico más amplio del linaje Neandertal. Sin embargo, las grandes y bien fechadas muestras de fósiles humanos procedentes de Skhul/Qafzeh que son posteriores a los especímenes de Qesem, pero depredaron a la mayor parte de especímenes Neandertales de la región, no demuestran una acentuación de las características Neandertales.

El tercer escenario es que está representado más de un taxón humano en el Pleistoceno en las muestras dentales de Qesem. Los dientes mandibulares son estratigráficamente más profundos (más viejos) pero son menores y carecen de características plesiomorfas identificadas en los especímenes cronológicamente posteriores. Las diferencias entre estas muestras cronológicamente dispares pueden reflejar una población o una distinción de nivel de especies, y puede implicar un reemplazo de la población a escala local.

La resolución de estos escenarios alternativos debe esperar a posteriores descubrimientos o a restos adicionales y más completos del Pleistoceno Medio procedentes del suroeste de Asia. Sin embargo, los especímenes de Qesem representan una importante contribución a la creciente muestra de fósiles humanos en el Pleistoceno procedentes de esta región circum-Mediterránea del Viejo Mundo.

En ningún lugar de esta conclusión, los autores dicen que esos dientes pertenezcan a Homo sapiens. En ningún lugar dicen que hayan duplicado la edad de nuestra especie. En ningún lugar dicen que nuestra especie evolucionara en el Oriente Próximo en lugar de en África. Sólo hay algunas vagas indicaciones sobre que los dientes podrían ser similares a los de Skhul/Qafzeh”. O podrían ser cualquier otra cosa.

Aunque el propio artículo no cierra sus conclusiones, contiene una gran cantidad de buenos detalles sobre los dientes, lo cual es por lo que probablemente fue aceptado por American Journal of Anthropology. Quién sabe cómo algún periodista tuvo la idea de que los científicos habían descubierto los fósiles de Homo sapiens más antiguos. Parece que alguno de los autores ha estado jugando con los periodistas, ofreciendo alguna jugosa cita.

“Es muy emocionante llegar a esta conclusión”, dice el arqueólogo Avi Gopher, cuyo equipo examinó los dientes con rayos-X y escáners CT y los fechó de acuerdo con las capas de tierra donde habían sido hallados.

Hizo hincapié en que se necesita más investigación para dar solidez a la afirmación. De ser así, comenta, “esto cambiaría toda la descripción de la evolución”.

Lo más lógico que haría entonces un periodista es preguntar: “¿Cómo de emocionante es esta conclusión, cuando ni siquiera aparece realmente en el artículo?”

Lo ilógico es declarar que estos dientes podrían “re-escribir la historia evolutiva de nuestra especie”.

El nacimiento de la lente

Ya en el siglo XIII, los artesanos de Venecia y Florencia elaboraban lentes graduadas para ancianos eruditos con presbicia (hipermetropía causada por la edad). Las lentes de aumento eran comunes en las universidades y monasterios en los albores del siglo XIV, donde se convirtieron en un símbolo de sabiduría y respeto. Estas lentes se sujetaban contra el ojo, donde, debido a su pequeño tamaño y forma redondeada, se llamaban “lentejas de vidrio” o, en latín, “lentes”.

El cristal no era bueno según los estándares modernos, con inclusiones de burbujas de aire y un tono verdoso característico del hierro. Por 1350, cuando las vemos aparecer en ilustraciones, las gafas de dos lentes se habían inventado en Venecia y se convirtieron rápidamente en un signo de educación y sabiduría entre los académicos y la élite noble de la época.

El siglo XV vio aparecer la opuesta a la lente convexa: la lente cóncava para la miopía, un trastorno de la visión en los jóvenes. Tenemos la documentación de que éstas estaban ya disponibles sobre el año 1450. Problema resuelto, nadie parecía tener ningún otro interés en la óptica hasta Thomas Digges, el primer astrónomo en intentar una medición de paralaje.

Digges (o su hijo Leonard, o ambos, no está claro) usó una lente convexa y un espejo cóncavo para aumentar objetos distantes, pero las deficiencias de dicha configuración eran obvias: el observador se encontraba en la trayectoria del espejo. Su dispositivo se ha olvidado, y Digges fue recordado sobre todo por su divulgación del sistema heliocéntrico.

En 1608, Hans Lipperhey en los Países Bajos solicitó una patente para un par de lentes, una con una longitud focal mucho más corta que la otra, dispuestas en un tubo. Lo llamó “catalejo”, ya que permitía la observación de acontecimientos distantes desde un lugar apartado (Lipperhey señaló como uso adecuado contar monedas desde lejos). La patente fue denegada debido a que el dispositivo era muy fácil de construir. El diseño de Lipperhey era bicóncavo, dos lentes cóncavas dispuestas para concentrar la luz entrante en un área más pequeña, donde aparecerían aumentadas.

A principios de 1609, los fabricantes de gafas de París y Venecia estaban elaborando catalejos pequeños de dos o tres aumentos. A mediados de 1609, estaban extendidos por Francia e Italia. En agosto de 1609, se sabe que Thomas Harriot apuntó un catalejo hacia la Luna pero, con sólo tres aumentos, fue incapaz de distinguir correctamente cráteres y montañas. Tal hazaña requeriría por lo menos cinco o seis aumentos.

El catalejo se une con la astronomía

Sin embargo tenemos que ir más atrás para ver por qué el telescopio era necesario para la astronomía, algo que puede parecer obvio al lector moderno. Tycho Brahe y sus contemporáneos no tenían telescopios, pero sí tenían dispositivos similares para mejorar la precisión del ojo. Un cuadrante mural como el inventado por Brahe (aunque ‘construido’ puede ser la palabra más adecuada) puede ser utilizado para determinar la posición de un objeto celeste con gran precisión utilizando nada más que el ojo desnudo con una precisión mayor que un telescopio de 5 aumentos.

Las posiciones celestes que permitieron a Kepler estar cerca de obtener la ley de Newton de la gravitación universal se tomaron con tal dispositivo. Incluso “casi obtener” era suficientemente bueno, las leyes de Kepler (estrictamente un caso especial de la Gravitación Universal de Newton donde la masa es irrelevante) eran suficientes para darle un lugar en los libros de historia, aunque nunca tuvo la ventaja de un telescopio.

Fue este dispositivo de cuadrante mural lo que hizo nacer al telescopio astronómico. Uno no compara el coche con la máquina de vapor industrial, a pesar de sus muchas partes comunes, uno lo compara con el caballo y el carruaje. El caballo y el carruaje de la astronomía fueron los cuadrantes, su coche fue el telescopio, que pueden ser dispositivos totalmente independientes en su funcionamiento, pero fueron usados para el mismo propósito.

El gran avance se produjo cuando Galileo fue informado del fracaso de Lipperhey de conseguir una patente. Era consciente de la destreza de los venecianos en pulido de lentes, así como de los avances en óptica que Kepler había hecho. Galileo decidió fabricar uno de esos aparatos por sí mismo, inspirado en una mezcla del entusiasmo del Renacimiento y del deseo de hacerse un nombre. Presumiblemente, razonó que un dispositivo capaz de aumentar objetos distantes también reduciría al mínimo la incertidumbre de su posición, ofreciendo una versión mejorada del cuadrante mural.

El Telescopio de Galileo

Lo que su telescopio le ofreció fue poco menos que sorprendente: más que simples posiciones, Galileo descubrió montañas en la Luna, libraciones que probaban que la Luna era esférica y no un disco plano, las lunas de Júpiter que revolotearon frente al pensamiento católico contemporáneo, y una visión de la Vía Láctea, que mostró que no era un “fenómeno atmosférico”, sino que estaba formada por un incontable número de tenues estrellas. El dogma incuestionable de muchos cristianos era ahora, sin duda, falso. Galileo comenzó a cuestionar los conocimientos de Ptolomeo, Platón, Pitágoras y Aristóteles, poniendo en marcha la edad de oro de la astronomía y su ascenso para convertirse en una verdadera ciencia.

El mejor de su clase (pero aún bastante malo)

El telescopio de Galileo tenía algo bueno: producía imágenes sin invertir porque no tenía enfoque.

El telescopio de Galileo no era nada espectacular (cualquier niño de diez años puede montar un instrumento mucho mejor usando las lentes modernas) pero Galileo tuvo acceso (a través de la influencia de sus diferentes mecenas) a los mejores fabricantes de lentes de su época. El dispositivo de Galileo era un instrumento de 20 aumentos que utilizaba una lente convexa como objetivo y una lente ocular cóncava. Este diseño de telescopio era el único realmente viable en su época. Su única innovación era los aumentos del instrumento: en un momento donde la mayoría tenían entre tres y ocho aumentos, Galileo tenía veinte.

Este telescopio no estuvo exento de problemas. La lente del objetivo tenía una distancia focal de aproximadamente 800 mm., la lente ocular alrededor de 50 mm., pero el vidrio estaba lleno de burbujas, de color verde debido al hierro, y sólo servía como instrumento óptico la parte central de la lente. Galileo y la mayoría de sus contemporáneos tuvieron que reducir la apertura de las lentes del objetivo a una no mayor de 25 mm. para evitar imágenes inadmisibles. Un telescopio de 20 aumentos estaba en el límite para el que se podía usar una apertura de 25 mm. antes de que la imagen se debilitara, perdiera contraste y no mostrara objetos tenues.

No sólo eso, sino que el dispositivo de Galileo tenía un campo de visión pequeño, de 10 minutos de arco aproximadamente, por lo que ni siquiera podía abarcar la mitad de la Luna. A medida que los aumentos subieron (el propio Galileo experimentó con un instrumento de 40 aumentos y lo encontró apenas usable) el campo de visión se redujo. El telescopio de Galileo tenía algo bueno: no invertía las imágenes porque no tenía punto de foco. Los rayos paralelos que entraban en el telescopio seguían paralelos al salir y no se “cruzaban” en un punto focal.

Con una astronomía tan revolucionaria, no había falta de mecenas dispuestos a patrocinar descubrimientos de un astrónomo en su nombre. ¿Quién no querría que su nombre permaneciera para siempre en el mismo cielo? Esto llevó a los financieros ricos a iniciar una carrera armamentista telescópica.

Cambiando de lentes

Kepler había escrito en 1611 que una lente ocular convexa colocada después del punto focal del objetivo produciría una imagen, pero esta propuesta no tuvo éxito, porque las lentes de la época eran muy malas y las personas encontraban más fácil apuntar un telescopio que producía una imagen directa. Los telescopios de dos lentes convexas se conocen hoy como “Keplerianos”, en oposición al ocular cóncavo del Galileano. Galileo utilizó lentes plana-cóncavas con una superficie cóncava y una plana (la de dos superficies cóncavas es “bicóncava”), ya que éstas eran las más fáciles para pulir curvas esféricas precisas. Kepler sugirió el uso de lentes plano-convexas en su lugar. El diseño de Kepler tuvo el beneficio adicional de una longitud focal más larga por naturaleza, porque los rayos convergían en un foco en el interior del telescopio y la lente ocular estaba situada después del punto focal. Esto le daba mayor aumento.

Es posible devolver la imagen a su orientación correcta de nuevo con una lente adicional y esto se conocía ya en la época de Kepler. Pero la exigencia de una tercera lente para rotar la imagen era un gran inconveniente; dos lentes ya era bastante malo dada la calidad del vidrio de la época y tres eran ya demasiado. Sin embargo, las lentes siguieron mejorando, y la obra “Rosa Ursina” de Christoph Scheiner en 1630 describió el telescopio de dos lentes convexas de nuevo. Esta vez se puso de moda. Scheiner había estado tratando de crear un dispositivo que proyectara una imagen no invertida del Sol, pero cuando miró a través de él, vio que la imagen no sólo era más brillante y más clara que con un telescopio de Galileo, sino que tenía un ángulo más amplio de visión.

Con estas ventajas en la mano, las limitaciones de ampliación del telescopio de Galileo (donde un mayor aumento causaba una disminución correspondiente del campo de visión) se disiparon. Ahora, todo lo que un astrónomo necesitaba era la relación simple entre las longitudes focales. Por ejemplo, el reflector newtoniano de este autor tiene una distancia focal de 900 mm. La lente ocular más común tiene una longitud focal de 20 mm. 900/20 = 45. 45 aumentos son suficientes para la mayoría de las observaciones, a través de una lente de 12,5 mm se dispondría de 72 aumentos de ser necesarios.

Pero los aumentos que mantienen felices a muchos aficionados de patio trasero hoy en día no eran suficientes para los astrónomos del siglo XVII, lo que significó que los telescopios comenzaron a llegar a ser muy, muy largos. Galileo hizo telescopios de no más de un metro y medio de largo, pero por 1656, Christiaan Huygens había construido un telescopio de 100 aumentos que medía 7 metros (23 pies) de largo, con una apertura de unos 150 mm. (6 pulgadas). Esto es más o menos igual (en aumento, por lo menos) a los telescopios de aficionados más sencillos de hoy en día.

La carrera armamentística telescópica no había hecho más que empezar.

Construyendo a lo grande

En la década de 1670 se habían construido telescopios de más de 45 metros (150 pies) de largo. Esto fue posible gracias a una tercera lente convexa llamada lente de campo, lo que aumentó enormemente el campo de visión y permitió aumentos aún mayores.

La lente de campo estaba situada en el punto focal del objetivo y tenía el efecto de curvar los rayos de luz que de otro modo se perderían, reorientándolos hacia el ocular. Por supuesto (de ahí el nombre) esto amplia considerablemente el campo de visión. Sin una lente de campo, no era posible el uso de longitudes focales muy cortas en el ocular (y con ello, mayores aumentos), ya que el campo de visión se reduciría a casi nada.

Con una lente de campo, los telescopios podrían llegar a ser muy largos para dar cabida a un objetivo de distancia focal ridículamente larga. Esto también minimizaba los defectos ópticos del objetivo, como las técnicas de pulido de la época dictaban que una lente menos curva tenía menos defectos y era más precisa , lentes muy grandes y muy planas estaban a la orden del día. Estos telescopios eran muy difíciles de usar, ya que la más mínima brisa o el tacto se traducía en una imagen vibrante. Los aumentos eran tan altos que cualquier pequeño movimiento se amplificaba mucho.

Telescopio con lente de campo

Christiaan Huygens vino al rescate, ya conocido por la producción de instrumentos muy capaces, y desarrolló el telescopio aéreo. En este caso, la lente del objetivo se suspende de un poste o de la fachada de un edificio y la lente ocular y de campo están en un pequeño tubo separado, lo suficientemente largo para eliminar la luz externa, pero sólo de algo más de un metro. Entre el conjunto ocular y la lente del objetivo no había más que aire libre. Los objetivos se montaban en una bisagra o en cojinetes de bola y rotaban por medio de dos cadenas (o, en algunos casos, ¡una escalera y un niño!). El punto focal se puede encontrar durante el día al observar donde convergen los rayos del Sol.

Alcanzando los límites

Hasta este punto, los aumentos se habían multiplicado, pero la apertura se mantenía igual (una regla de oro es: 50 aumentos por cada 25 mm. o una pulgada), por lo que las imágenes se mantenían nítidas y claras. Sin embargo, Descartes, Snell, y otros habían observado que los nuevos telescopios daban malos resultados; cuando se utilizaban a sus máximos aumentos, las imágenes eran borrosas y los colores poco reales. La naturaleza sinusoidal de la refracción se cuantificó por Snell como la Ley de Snell, mientras que Descartes cuantificó la aberración esférica. Descartes, Snell y Beeckman mostraron que el camino a seguir era una lente plana-hiperbólica, donde la superficie de la lente describe una hipérbola, un caso especial de elipse con una excentricidad igual a uno, donde la distancia entre cada punto focal de la elipse es infinita. Snell también descubrió que un objetivo esférico-elipsoidal era más fácil de producir y también eliminaba la aberración esférica.

Haciéndolo lo mejor que podían, los pulidores de lentes no podían producir una lente plana-hiperbólica o esférica-elipsoidal que fueran inmunes a la aberración esférica. Todas sus herramientas y equipos estaban diseñados para crear lentes esféricas y no se podían fabricar otras elipses con esas herramientas. Mientras que Descartes podía modelar hipérbolas en matemáticas con fluidez, esto no se tradujo en un mejor pulido de lentes.

En 1672, Newton publicó su descripción de la aberración cromática, por lo que parecía que el problema de las lentes tenía los días contados. Pero ni su mente brillante pudo encontrar combinaciones de lentes en las que todos los colores convergieran en el mismo foco y el problema de la aberración cromática se convirtió en una especie de obsesión para Newton.

Los espejos hacen una salida en falso

Era conocido desde la más lejana antigüedad que un espejo cóncavo enfocaría la luz (incluso se ha sugerido que los griegos los utilizaron como armas de rayos caloríficos) y algunos habían intentado crear un telescopio con ellos, pero hicieron pocos progresos. No tenían idea de cómo acortar la distancia focal; se puede poner una lente delante, pero en la parte trasera tiene que ir un espejo.

Incluso antes que Newton, muchos habían intentado utilizar un espejo curvo (como Digges). Newton finalmente resolvió el problema de la aberración cromática con un espejo esférico, su prototipo con un diámetro de dos pulgadas de aleación de cobre y estaño pulidos, conocida entonces como metal speculum. Esta ingeniosa solución al problema de la distancia focal del espejo trasero, reflejando el plano focal 90 grados usando un espejo plano a 45 grados. Entonces, una simple lente plana-convexa, que estaba disponible en calidades razonables desde hace tiempo, serviría como ocular.

La obsesión de Newton había resuelto la aberración cromática, pero los astrónomos podían vivir con ella; pero no había resuelto la aberración esférica, con la que los astrónomos no podían vivir.

Además de provocar una ola de interés menor en la Royal Society, el telescopio reflector de Newton era poco más que una curiosidad con defectos graves. El espejo se empañaba rápidamente y los espejos de vidrio plateado, que no se empañaban, eran ambos totalmente inadecuados y mucho más en sus primeros tiempos. Pulir el espejo cada pocas semanas era caro y dañaba la curvatura del instrumento. El plano (el espejo plano para reflejar el plano focal) estaba colocado en el camino de la luz entrante, lo que significaba que en la demostración original de Newton tenía una apertura efectiva de menos de una pulgada. Era completamente inútil para cualquier tipo de observación astronómica.

El reflector newtoniano original simplemente no era un buen telescopio. Pudo haberlo sido quizás usándolo a una ampliación máxima de unos 40 aumentos con un espejo de 50 mm., pero nadie pudo crear un espejo lo suficientemente grande como para ser utilizado con una distancia focal lo suficientemente grande para mayores ampliaciones. Con este aumento, la imagen tendría poco contraste y sin apenas color, ya que el instrumento no recogería suficiente luz. El espejo esférico de Newton era ópticamente viable, pero no ampliaría, ya que una esfera no produce un único punto focal para todos los rayos de luz entrantes: un espejo esférico produce aberración esférica (así como cualquier otro reflector/refractor elipsoidal). Newton había hecho una prueba de concepto, pero muchos se cuestionaban el concepto mismo.

En definitiva, la obsesión de Newton había resuelto la aberración cromática, pero los astrónomos podían vivir con ella; no había resuelto la aberración esférica, con la que los astrónomos no podían vivir. Tampoco había construido un telescopio viable. Mientras que su dispositivo sin duda funcionaba, no podía ver más de lo que Galileo pudo ver setenta años antes y, debido a la aberración esférica, su dispositivo no podía ser mayor.

En los albores del siglo XVIII, la carrera del refractor había terminado. Tiempos de incertidumbre económica, el final del Renacimiento, y por simple física los telescopios aéreos probablemente habían llegado a ser tan grandes como podían ser; después de 1692, se levantaron muy pocos telescopios aéreos de mayor tamaño. Pero los más pequeños, y de amplio campo de visión, telescopios doblemente convexos estaban proliferando porque su bajaron sus precios y las lentes se hicieron más precisas. Los reflectores son extremadamente difíciles de fabricar (y por lo tanto caros) y requieren de mantenimiento casi constante.

La parte superior de la gama, se estancó el descubrimiento de formas de fabricación de telescopios, pero se abrió el mercado para un nuevo tipo de telescopio. Los telescopios compactos con lente de campo basados en el diseño kepleriano de lente doblemente convexa habían llegado a ser lo suficientemente pequeños para ser guardados en casa cuando no estaban en uso. Había nacido el astrónomo aficionado.

Un nuevo comienzo con mejores espejos

El reflector de Newton era un instrumento sin utilidad y tuvo una recepción fría. Sin embargo, en la década de 1720, Hadley había calculado que una relación de apertura (f-ratio) muy grande, es decir, la relación entre la longitud focal y la apertura, reduciría en gran medida la aberración esférica. Relaciones de f/10 a f/15 se convirtieron en el estándar para los diseños de Hadley e incluso los reflectores modernos rara vez bajan de f/8. En 1730, los reflectores con espejos de 150 mm. se realizaban de acuerdo a las normas de relación de apertura. Éstos lograban hasta 200 aumentos y no eran tan altos como un edificio.

En 1760 encajaron las dos últimas piezas del rompecabezas cuando alguien averiguó la manera de pulir un espejo como una parábola. No sólo eso, sino que comenzaron a usarse lentes oculares con longitudes focales muy cortas. Los aumentos son el cociente entre la longitud focal de la lente primaria y la lente ocular, pero hasta entonces, las ganancias en aumentos se habían conseguido siempre haciendo la lente primaria más grande. Cuando William Herschel dirigió su reflector parabólico hacia el cielo, tenía una lente ocular de 10 mm. a su disposición, y la corta longitud focal significaba que no era necesaria una enorme longitud focal en su espejo primario.

Los grandes reflectores se convirtieron en el orden del día, en gran parte divididos en dos grupos. Los reflectores newtonianos tenían un espejo plano a 45 grados, los telescopios Cassegrain utilizaban dos espejos curvos, uno parabólico primario y otro secundario hiperbólico (los originales telescopios Cassegrain de espejo primario esférico, elíptico e hiperbólico existen aún en la actualidad). El telescopio Cassegrain, sin embargo, se experimentó una década antes de que Newton pensara incluso en utilizar un espejo; su gran ventaja es que tiene una enorme relación de apertura y de este modo las aberraciones monocromáticas son mínimas. Los telescopios Cassegrain utilizados en los grandes observatorios se construyen de tal manera que su aberración está por debajo del límite de difracción.

El siglo XIX vio a las grandes mentes de Maxwell, Abbe, y Gauss probar que un reflector o refractor esférico inevitablemente sucumbe a la aberración esférica. Pero también cuantificaron otras formas de aberración monocromática, llegando a la conclusión de que ninguna combinación de lentes o espejos podría eliminar toda la aberración monocromática. Cabe señalar que ha sido y es tradicional que los astrónomos llaman “monocromática” y “esférica” indistintamente para todas las aberraciones no cromáticas, incluso si la aberración no es estrictamente esférica.

Los primeros telescopios de investigación “modernos” se fabricaron en el siglo XIX. Fueron de tipo Cassegrain y Newton: Tenían un foco de Newton y el espejo secundario (hiperbólico por lo general) para un foco de Cassegrain, por lo que era una simple cuestión de cambiar los secundarios. Los telescopios modernos de investigación, como Keck, continúan con este diseño.

Algunos, sin embargo, son puramente Cassegrain y usan dos espejos hiperbólicos (llamado diseño Ritchey-Chrétien) que limita la aberración esférica muy por debajo de su límite de difracción propia; otras aberraciones, como la coma, son insignificantes. El Telescopio Espacial Hubble es un Cassegrain doblemente hiperbólico.

La historia del telescopio ha recorrido un largo camino desde sus inicios con vidrieros italianos, pero los principios básicos eran los mismos todo el tiempo. Nuestros telescopios espaciales gigantes (incluidos los satélites espía que empequeñecen el Hubble en calidad y costes), hasta los grandes interferómetros ópticos con óptica adaptativa, hasta los telescopios de observatorios urbanos de un metro o dos de apertura, y finalmente hasta los aficionados de patio trasero con un Newtoniano de seis pulgadas como máximo. Todos ellos funcionan de la misma manera y con las mismas reglas.