El artículo anterior, ¿Qué pasaría si nuestro ADN girara al revés?: La quiralidad es una asimetría esencial que determina la viabilidad de la vida1. Finalizó con el párrafo: en la próxima entrega, ¿podría existir un universo espejo? De vida quiral opuesta a la nuestra. Especulemos sobre ese tema utilizando las bases científicas que tenemos en la actualidad. La astrobiología2: “la rama de la biología y la astronomía que estudia el origen, evolución, distribución y futuro de la vida en el Universo”, nos dice que es factible; no solo eso, nos dice que es probable. ¿Por qué? Porque, salvo por la interacción nuclear débil3, que tiene una “preferencia absoluta de dirección” (sentido de giro) hacia la izquierda, ninguna de las restantes fuerzas fundamentales del universo: interacción nuclear fuerte, interacción electromagnética, interacción gravitatoria, tiene “preferencia” por la izquierda o por la derecha. Eso se debe a que cada fuerza “se transmite” mediante “partículas mediadoras” conocidas como bosones4: los gluones5 son los portadores de la interacción nuclear fuerte, los fotones6 en la fuerza electromagnética; el gravitón7, aunque es hipotético, sería el transmisor de la interacción gravitatoria8, como lo establece la mayoría de los modelos de gravedad cuántica9.

Recordemos que hasta el 4 de julio de 2012, el Bosón de Higgs10 dejó de ser una partícula teórica, para convertirse en una partícula real el 14 de marzo de 2013 y que, al igual que como se teorizaba con el bosón de Higgs, sería una partícula “superpesada”. El valor de su espín (spin) determina cómo se comportan estas fuerzas fundamentales en cada partícula”.

Fotón (Electromagnetismo): Tiene espín 1. Puede girar a la derecha o a la izquierda respecto a su movimiento (polarización circular).

Gluón (Fuerza Fuerte): Tiene espín 1. Al igual que el fotón, posee ambos estados de helicidad (giro).

Bosones W y Z (Fuerza Débil): tienen espín 1. Su giro está íntimamente ligado a la identidad de las partículas.

Gravitón (Gravedad - Teórico): Tiene espín 2. Su estructura matemática requiere este valor para generar una fuerza que siempre es atractiva.

Entonces, ¿qué determinaría o favorecería una vida especular opuesta a la nuestra aquí en la Tierra?

El azar inicial: si en la abiogénesis11, la “sopa primordial” que se supone dio origen a la vida. El proceso gradual y secuencial de formación de moléculas orgánicas, que se dio un planeta extrasolar12 o mejor en un planeta extra galáctico13, formaron azúcares levógiros (L) y aminoácidos dextrógiros (D) por el azar, esa conformación inicial haría que el proceso gradual y secuencial inicial, continuara, por sí solo, a la formación natural de ADN-Z, luego a la formación células y finalmente, vida especular opuesta a la nuestra.

Condición clave para la vida espejo opuesta a la nuestra: Para que un exoplaneta en la zona “ricitos de oro” desarrolle vida especular opuesta a la nuestra necesitaría de una condición clave indispensable.

Recibir luz polarizada que circule en el sentido contrario al que bombardeó a la Tierra primitiva en nuestra abiogénesis: Investigaciones astrobiológicas demuestran que la luz dispersada y reflejada desde el espacio, hacia la Tierra primitiva, tenía un sentido de giro específico que, unido al hecho de que, el sistema solar primitivo de hace 4500 millones de años, atravesó nubes de polvo interestelar y “guarderías estelares”; en términos astronómicos, nebulosas de reflexión14, que por efecto de la energía (radiación electromagnética) de las estrellas cercanas, ioniza15 el gas que conforma la nebulosa y la transforma en una nebulosa de emisión, con gigantescos campos magnéticos que, convierten la luz en Luz Polarizada Circularmente (CPL) con un giro masivo hacia un solo sentido; en nuestro caso, hacia la derecha (dextro rotación). Obviamente, para que se forme vida quiral opuesta a la nuestra en un exoplaneta, tendría que ocurrir lo mismo, pero a la inversa; es decir, que la nebulosa de reflexión emitiera luz polarizada circulante con un giro masivo hacia la izquierda (rotación levóptica) hacia el exoplaneta primitivo.

Otros factores y condiciones que favorecerían la vida igual u opuesta a la nuestra

Estrellas de tipo K y G: Nuestro Sol es una estrella de tipo-G de la secuencia principal16 y clase de luminosidad V; en otras palabras, una estrella enana amarilla o estrella enana G. Pero las estrellas del tipo espectral17 K y clase de luminosidad18 V (Enanas naranjas19 son la “comunidad astrobiológica” que actualmente se considera como “las mejores candidatas del Universo” para formar planetas con la capacidad de crear y sostener vida estable, por miles de millones de años; eso por tener lo que se conoce como un “punto dulce de habitabilidad”. En la Vía Láctea las estrellas tipo K representan aproximadamente el 12-13% de todas las estrellas, mientras que las del tipo G representan cerca del 7% de la población estelar. Esa distribución se mantiene en galaxias similares. Las estrellas tipo G “viven” unos 10.000 millones de años (a nuestro Sol le quedan unos 5.000 millones de años antes de expandirse y destruir la Tierra); mientras que las estrellas tipo K tienen una “vida útil” de entre 15.000 y 45.000 millones de años.

Un campo magnético fuerte y estable: Para que un exoplaneta “pueda resistir” el bombardeo de radiaciones ionizantes de su Sol, debe tener un campo magnético fuerte y estable. Para eso, igual que en la Tierra, el exoplaneta tiene un núcleo externo líquido en movimiento: el hierro líquido debe circular activamente alrededor de un núcleo interno sólido. Debe contar con una rotación rápida: el planeta debe rotar sobre su eje rápidamente; dependiendo del tamaño del planeta, un día de 24 a 48 horas terrestres. Además de un momento dipolar magnético robusto, el campo magnético debe ser igual o superior al de la Tierra, con un mínimo de 0,3 gauss en la superficie y un máximo de 1 gauss, para desviar el “viento solar”.

El tamaño y composición del planeta (Super Tierras):

Masa ideal (1,2 a 2 masas terrestres): un planeta con esta masa retiene más calor interno en su núcleo profundo y prolongadamente.

Composición rocosa con núcleo de hierro: requiere una proporción de hierro y níquel similar o superior a la de la Tierra para garantizar un núcleo metálico masivo.

Tectónica de placas activa: la masa extra ayuda a mantener el manto planetario en movimiento, lo que refrigera el núcleo y estimula la convección (el movimiento del metal líquido).

Una Luna sólida masiva: para “optimizar” la vida estable en una “Súper Tierra” ideal de 1.2 a 1.3 radios terrestres, que orbite en un “punto dulce de habitabilidad” de una estrella tipo K, la configuración satelital perfecta es una sola Luna masiva, rica en silicatos y hierro; con un núcleo de hierro y níquel significativo de aproximadamente el 10-15% de su masa; con una masa de entre 0.015 y 0.025 masas de la Súper Tierra, lo que equivale a 2 o 3 veces la masa de nuestra Luna; un Radio Lunar del 25% al 28% del radio de la Súper Tierra, unos 2.100 a 2.300 km de radio; y situada a una distancia inicial intermedia de 350.000 y 450.000 kilómetros de la Súper Tierra.

Bueno, ya confirmamos que la vida estable es factible y puede darse en un exoplaneta. Estimemos ahora la frecuencia y probabilidad estadística de encontrar ese tipo de mundos en el universo observable. Para ello debemos hacer uso de la ecuación de Drake20. Multiplicaremos las probabilidades de cada filtro físico que hemos discutido a lo largo de nuestra conversación. Para hallar la probabilidad final de que una estrella cualquiera albergue este planeta óptimo, multiplicamos la probabilidad de ocurrencia de cada factor necesario:

Donde los valores estimados por la astrofísica actual son:

Tipo de estrella: Las enanas naranjas tipo K representan el 13% de todas las estrellas de la galaxia. Presencia de planetas rocosos Los datos del telescopio Kepler indican que al menos el 80% de las estrellas tienen planetas rocosos en sus discos protoplanetarios (fase T Tauri). Ubicación en Zona Habitable Aproximadamente el 15% de estos sistemas tienen un planeta orbitando a la distancia exacta de la zona Ricitos de Oro.

Masa y radio óptimos Solo 1 de cada 5 de esos planetas se encuentra en el rango perfecto de “Súper-Tierra pequeña” (1.5 a 2.5 masas terrestres), evitando convertirse en un mini-Neptuno gaseoso. El Gran Impacto con Súper-Luna. Como vimos, aunque los impactos son comunes, solo cerca del 7% (1 de cada 14) logra el ángulo y la velocidad perfectos para estabilizar una luna masiva tipo Marte sin destruir el sistema.

Multiplicando todas las variables anteriores:

Nuestra galaxia tiene aproximadamente 200.000 millones (2×1012) de estrellas.

En el universo observable hay aproximadamente 87 billones (millones de millones) de estos mundos superhabitables.

Lo único que nos falta es hacer un análisis que diferencie la cantidad de estos mundos en el universo observable que puedan tener vida con quiralidad similar a la nuestra y versus los mundos que puedan tener quiralidad invertida.

Escenario A: La hipótesis del azar biológico (Teoría 50/50)

Si la ruptura de la simetría molecular inicial ocurre al azar en los estanques primitivos de cada exoplaneta mediante reacciones químicas autocatalíticas que amplifican cualquier microexceso, la distribución en el universo observable es perfectamente simétrica.

Mundos con Quiralidad Similar (Aminoácidos L / Azúcares D): ~43.5 billones de planetas (50%).

Mundos con Quiralidad Invertida (Aminoácidos D / Azúcares L): ~43.5 billones de planetas (50%).

Bajo este modelo, en la mitad de los mundos habitables, la vida evolucionó con nuestra misma quiralidad y en la otra mitad con quiralidad invertida.

Escenario B: La hipótesis del determinismo cósmico (Predominio L/D)

El análisis de meteoritos como el Murchison ha revelado un hecho asombroso: los aminoácidos extraterrestres atrapados en rocas espaciales antes de la existencia de la Tierra muestran un exceso de aminoácidos levógiros (L), de hasta el 18%. Esto sugiere que la “balanza quiral” “se inclina” a producir ADN-B como el nuestro. Los astrobiólogos sospechan que hay dos fuerzas físicas que rompen esta simetría elemental: 1. La Luz Circularmente Polarizada (CPL): La radiación ultravioleta de las estrellas masivas en las nubes de formación estelar destruye preferencialmente un tipo de enantiómero (molécula espejo) sobre el otro.

  1. La Violación de la Paridad en la Fuerza Débil: La física de partículas demuestra que la fuerza nuclear débil es inherentemente levógira. Al emitirse electrones con un espín preferente, los rayos cósmicos destruyen una cantidad infinitesimalmente mayor de moléculas dextrógiras (D) que de levógiras (L); a escala universal, esto sería determinante para iniciar un “caldo de cultivo” favorable a la vida quiral similar a la nuestra.

Haciendo un Balance entre los Escenarios A y B se estima que:

Los Mundos con Quiralidad Similar a la Tierra son entre 65 y 78 billones de planetas, en términos porcentuales del 75% al 90%.

Los Mundos con Quiralidad Invertida de 9 a 22 billones de planetas: de un 10% a un 25%.

Notas

1 ¿Qué pasaría si nuestro ADN girara al revés?. Meer
2 Astrobiología. Wikipedia
3 Interacción débil. Wikipedia
4 Bosón. Wikipedia
5 Gluones. Wikipedia
6 Fotones. Wikipedia
7 Gravitación. Wikipedia
8 Gravedad. Wikipedia
9 Gravedad Cuántica. Wikipedia
10 Bosón de Higgs. Wikipedia
11 Abiogénesis. Wikipedia
12 Planeta extrasolar. Wikipedia
13 Planeta extragaláctico. Wikipedia
14 Nebulosa de reflexión. Wikipedia
15 Ionización. Wikipedia
16 Estrella tipo G. Wikipedia
17 Tipo espectral. Wikipedia
18 Clasificación por clases de luminosidad. Wikipedia
19 Enana naranja. Wikipedia
20 Ecuación de Drake