Si las bacterias nos miraran con telescopios

11 marzo 2015

bacteria_telescopio

Parece una tontería pero no deja de tener su interés. Pensando en cómo vemos nosotros el cosmos, de niño me preguntaba si los microbios verían algo parecido al universo si nos miraran a nosotros con telescopios igual de potentes que los nuestros. Casualmente me he encontrado estos días con esta cuestión planteada en la red social Quora y creo que la respuesta es una buena excusa para hablar de cómo se comporta la luz.

Si una bacteria mirase hacia nosotros con el telescopio más potente que pudiera construir (como veis en la ilustración que nos han hecho los amigos de Molasaber.org) se encontraría básicamente con los mismos problemas que nos encontramos nosotros cuando diseñamos los primeros aparatos de observación. Es decir, con las distintas formas de aberración de la luz. En función del medio en el que viviese la bacteria (probablemente acuático) se encontraría con problemas parecidos a la distorsión que produce nuestra atmósfera cuando los astrónomos miran hacia arriba (seeing), con un error provocado por velocidad relativa entre el observador y lo observado (aberración estelar) o con la distorsión provocada porque los colores tienen distintas longitudes de onda (aberración cromática).

Pero lo más importante, y lo que refleja uno de los usuarios de Quora que responde, es el problema de la difracción de la luz. Cuando la luz entra a través de una apertura, en este caso el telescopio de la bacteria, se producen una serie de interferencias constructivas y destructivas entre las ondas que producen unos patrones característicos en forma de anillos concéntricos. Esta difracción es proporcional al tamaño de la apertura del dispositivo de observación, lo que explica por qué se construyen telescopios con aperturas gigantescas, así que las bacterias lo tendrían bastante crudo (aquí tenéis más info).

Si analizamos la resolución óptica que tendría este posible 'microtelescopio' (la distancia a la que tendrían que estar dos objetos para que la bacteria los pudiera distinguir por separado y seguimos el criterio de Rayleigh nos encontramos con otro problema mayor. De acuerdo a la fórmula sin(θ) = 1.22 x λ / D, donde θ es el ángulo mínimo entre el punto de observación y los objetos para que se distingan, λ es la longitud de onda de la luz que entra en el telescopio y D el diámetro de la apertura.

Como D sería ahora por lo menos mil veces menor que un telescopio humano, resulta que para ver algo nítido las longitudes de onda que penetren en el telescopio deben ser muy pequeñas (concretamente 1.000 veces más pequeñas, me matiza mi amigo Pablo Rodríguez), es decir, del tamaño de rayos X. Pero si la bacteria mirase por el telescopio y viese rayos X sería lo último que vería antes de morir, debido a que la energía de la luz es inversamente proporcional a la longitud de onda: se quedaría frita o sufriría un daño en el ADN que debería reparar antes de seguir mirando. Por fortuna para ella, la atmósfera hace de pantalla de estas radiaciones y con su tamaño serían muy bajas las probabilidades de captar fotones de rayos X, según me cuenta Miguel Santander.

¿Podría ver la bacteria algo en el espectro visible? Recordemos que se trata de las longitudes de onda que se mueven entre los 400 y los 700 nanómetros, algo que sí podría entrar en su telescopio. El problema, de acuerdo a los criterios anteriores, es que tendría que estar muy alejado en el espacio para distinguir dos objetos diferentes y que probablemente serían solo sombras borrosas e indistinguibles.¡No vería nada! * En todo este asunto se nos olvida, como bien me apunta Francis Villatoro, que la la luz, y toda la radiación electromagnética, tiene un tamaño, y por eso los telescopios que hacemos para ver luz visible no nos sirven para ver infrarroja o ultravioleta (ver: Órbita Laika #1: El rosa no existe)

Pero para la pobre bacteria aún no se le han acabado los problemas. Teniendo en cuenta que el movimiento browniano es apreciable a su escala, lo realmente difícil sería que la bacteria consiguiese alinear su ojo con el telescopio, pues estarían ambos en una danza constante. Y si lo consiguiese, teniendo en cuenta que muchas se reproducen cada media hora, no tendría mucho tiempo de disfrutar del espectáculo antes de dividirse.

Referencia: If bacteria had telescopes as powerful as ours, what would they see? (Quora)

La ilustración es gentileza de los chicos de Molasaber.org, cuyo trabajo os recomiendo desde aquí. Si os gusta este post igual nos animamos a escribir sobre más preguntas raras de este tipo ;) Visitadlos!

6 Respuestas ( Deja un comentario )

  1. Anónimo dijo...
  2. No es ninguna tontería. Quién sabe si lo que consideramos universo, no es una pequeña parte de algo mucho mayor... el cuerpo de un ente.

  3. Anónimo dijo...
  4. Impresionante análisis. Me he reído un buen rato con lugar pobres bacterias.

  5. Mr.Spock dijo...
  6. James Kakalios habla de algo muy parecido en La Física de los Superheroes: los problemas que tendría Ant-Man para ver.

  7. Cesar Vallejo dijo...
  8. Muy curioso,me ha hecho recordar el final de "El increíble hombre menguante" de R. Matheson :"...De repente, se le ocurrió una idea. La noche anterior había alzado la mirada hacia el universo
    exterior. Así pues, debía haber también un universo interior. Quizá varios.
    Volvió a levantarse. ¿Cómo era posible que nunca se le hubiese ocurrido pensar en ello, en los
    mundos microscópicos y submicroscópicos? Siempre había sabido que existían. Sin embargo, nunca
    estableció la evidente relación. Siempre había pensado en términos del propio mundo del hombre, y de
    las propias dimensiones limitadas del hombre. Había hecho suposiciones acerca de la naturaleza. Porque
    el milímetro era un concepto humano, no un concepto de la naturaleza. Para el hombre, cero milímetros
    significaba «nada». El cero significaba la nada.
    Pero para la naturaleza no existía el cero. La existencia se sucedía en interminables círculos. En
    aquel momento le pareció muy sencillo. Nunca desaparecería, porque en el universo la no existencia
    carecía de sentido.
    Al principio se asustó. La idea de atravesar interminablemente los niveles de dimensión uno tras otro
    era extraña. Después, pensó que si la naturaleza existía en niveles interminables, lo mismo debía suceder
    en el caso de la inteligencia.
    Quizá no estuviera solo.
    De repente, echó a correr hacia la luz.

    ¡ Que grande Matheson!.

  9. Anónimo dijo...
  10. Y si aplicaramos el mismo criterio. Pero ahora nostros fueramos la bacteria. Que necesitariamos hacer para poder ver al macro ser...

  11. Anónimo dijo...
  12. Me alegra muchísimo la idea desglosada y saber que no era el único que de crío se lo planteaba. Agradecería sobremanera que alguien me echara una mano con el tema:
    Aunque nunca llegué a situar una bacteria ni nada a esa escala frente a un microscopio, sí que llevo tiempo con la incertidumbre de cuál es la correspondencia mínima de magnitudes que ha de darse para que desde una pueda observarse a la otra.
    Lo primero en lo que caí, una vez supe de ello, era la longitud de onda. De igual forma que será necesario un receptor acorde a ella, los instrumentos de manipulación para lograrlos habrán de ser progresivamente cercanos. Por ejemplo, ¿cuál es el proceder para dar forma a aquello con lo que vemos a menor escala? O viceversa, ¿la mayor longitud de onda cómo es recogida, y en qué magnitud de tiempo? Imagino que irá acorde y para un ciclo hará falta una escala de tiempo enorme.
    Como se puede ver mi formación es nula, y nunca he podido formular estas dudas de forma que alguien me dé una explicación que también yo entienda (parte del mismo problema, supongo) Agradecería cualquier explicación, tuya Aberrón o de quién creas que me pudiera ayudar.
    Grasias.