Científicos encuentran una extraña similitud entre células humanas y estrellas de neutrones

Después de todo, tenemos un gran vínculo con las estrellas.

Científicos encuentran una extraña similitud entre células humanas y estrellas de neutrones

Si se compararan con una estrella de neutrones, probablemente no encontrarían muchas cosas en común. Después de todo, las estrellas de neutrones – unos cuerpos celestes con campos magnéticos super fuertes – están hechas de núcleos de estrellas colapsados y se encuentran a años luz de distancia de la Tierra.

Pero, según una nueva investigación, compartimos al menos una similitud: la geometría de la materia que nos conforma.

Los investigadores han encontrado que la «corteza» (o capas externas) de una estrella de neutrones tiene la misma forma que nuestras membranas celulares. Esto podría significar que, a pesar de ser fundamentalmente diferentes, tanto los seres humanos como las estrellas de neutrones están limitadas por la misma geometría.

«Ver formas muy similares en sistemas tan sorprendentemente diferentes sugiere que la energía de un sistema puede depender de su forma de una manera simple y universal», dijo uno de los investigadores, el astrofísico Charles Horowitz, de la Universidad de Indiana, Bloomington.

Para entender este hallazgo, necesitamos sumergirnos rápidamente en el extraño mundo de la materia nuclear, que los investigadores llaman «pasta nuclear» porque se parece mucho a espaguetis y lasaña.

Esta pasta nuclear se forma en la densa corteza de una estrella de neutrones gracias a las fuerzas repulsivas de largo alcance que compiten con algo llamado «strong force» o «fuerza fuerte», que es la fuerza que mantiene a los quarks juntos. Vean la siguiente imagen de la «pasta nuclear»:

En otras palabras, dos poderosas fuerzas están trabajando unas contra otras, forzando a la materia – que consiste de varias partículas – a estructurarse en una forma de andamiaje (pasta).

Ahora, resulta que estas estructuras similares a las pastas se parecen mucho a las estructuras dentro de las células biológicas, aunque son muy diferentes.

Esta extraña similitud se descubrió por primera vez en 2014, cuando Greg Huber, un físico biológico de la Universidad de California, Santa Barbara, estaba estudiando las formas únicas en nuestro retículo endoplásmico (ER) – pequeño orgánulo en nuestras células que produce proteínas y lípidos.

Al principio, Huber pensó que estas estructuras en el ER – que él llamó «rampas de Terasaki» – eran algo que sólo ocurría dentro de la materia blanda.

Pero vio los modelos de estrellas de neutrones de Horowitz y se sorprendió al descubrir que las estructuras de la ER eran muy parecidas a las estructuras dentro de las estrellas de neutrones.

«Llamé a Chuck [Horowitz] y le pregunté si él era consciente de que habíamos visto estas estructuras en las celdas y había inventado un modelo para ellas», dijo Huber. «Fue una gran noticia para él, así que me di cuenta de que podría haber una fructífera interacción».

Pueden ver las estructuras de ER (izquierda) en comparación con las estrellas de neutrones (derecha) a continuación:

Crédito: University of California, Santa Barbara

El descubrimiento hizo que ambos científicos se reunieran para comparar y contrastar las diferencias entre las estructuras, tales como las condiciones requeridas para que se formen.

Normalmente, la materia se caracteriza por una fase, a veces llamada como su estado, como el gas, el sólido, el líquido. Diferentes fases suelen estar influenciadas por una plétora de diversas condiciones, como cuán caliente está la materia, cuánta presión está debajo y cuán denso es.

Estos factores cambian enormemente entre la materia blanda (las cosas dentro de las células) y las estrellas de neutrones (materia nuclear). Después de todo, las estrellas de neutrones se forman después de las explosiones de las supernovas, y las células se forman dentro de los seres vivos. Con esto en mente, es muy fácil ver que las dos cosas son muy diferentes.

Mientras que la similitud es fresca y nos hace sentir conectados al cosmos de una manera extraña, las diferencias significan la importancia del descubrimiento, porque sugieren que dos cosas muy diferentes – las células y las estrellas de neutrones – podrían ser guiadas por las mismas reglas geométricas que apenas estamos empezando a entender.

Se necesitará más investigación para averiguar realmente lo que está pasando aquí, pero es un punto de partida que podría ayudarnos a entender algo fundamental sobre cómo se estructura la materia, y estamos muy contentos de ver a dónde nos lleva.

El trabajo del equipo fue publicado en Physical Review C.

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