miércoles, 30 de julio de 2014

“Contactar con las estrellas”




¿Sabías que has entrado en contacto con las estrellas en multitud de ocasiones? Y no estoy hablando en sentido figurado. Es más fácil de lo que parece. Tan fácil, y tan habitual, que posiblemente no hayas reparado en ello. Pero cada noche que alzas la vista hacia las estrellas, estás entrando en contacto con ellas. Estás sintiendo una pequeñísima porción de las mismas. Diminutas partes de ellas están entrando dentro de ti. Resulta fascinante pensar que puedas sentir un objeto situado a miles de años luz de distancia, pero así es.


Una estrella brilla gracias a su principal constituyente: el hidrógeno, el más sencillo de los elementos químicos. En el interior de una estrella, en su núcleo, las condiciones de presión y temperatura son tan extremas que favorecen que se  produzca la fusión de parejas de núcleos de átomos de hidrógeno para formar un núcleo de un átomo más pesado, el helio. En esta reacción de fusión se libera una gran cantidad de energía, favoreciendo también que nuevos núcleos de hidrógeno se fusionen, produciendo la reacción en cadena responsable de una gran parte de la emisión de energía que nos llega de las estrellas, como nuestro sol. Pues bien, en cada fusión de dos núcleos de átomos de hidrógeno se produce un fotón.
 






El fotón es la partícula elemental constituyente de luz visible, y más generalmente, de todas las ondas electromagnéticas. Así como decimos que la materia ordinaria está formada por partículas subatómicas, las radiaciones electromagnéticas (como la luz visible, infrarroja, ultravioleta...) están formadas por fotones. A diferencia de las partículas subatómicas, el fotón no tiene masa, pero en ciertos casos se comporta como partícula, presentando la dualidad onda-partícula.

Volviendo a la reacción de fusión que se da en las estrellas, una vez que el fotón aparece, comienza su periplo. Este fotón es absorbido y emitido infinidad de veces más hasta que consigue alcanzar la superficie de la estrella, pudiendo tardar en este proceso miles o millones de años. Una vez que alcanza la superficie de la estrella, el fotón ya es libre de comenzar su viaje espacial a la mayor velocidad que se puede viajar en el Universo: casi 300.000 km/s. Así pues, por ejemplo, una vez que aparece un fotón en el núcleo de nuestro sol puede tardar en alcanzar la superficie del mismo un millón de años. Y una vez que el fotón es libre y escapa de la superficie, solamente pasan 8,3 minutos hasta que llega a la Tierra. Por supuesto, como las estrellas que observamos por la noche se encuentran muchísimo más alejadas, los fotones que escapan de éstas y que son los responsables de que seamos capaces de verlas, tardan un tiempo muy superior.

Al alzar la vista en la noche hacia el firmamento, un fotón que escapó de una estrella situada a miles de años luz de distancia a nosotros, ha recorrido todo ese inimaginable espacio-tiempo hasta que llega a nosotros. Hasta que llega a uno de tus ojos, donde es absorbido, transfiriendo al mismo una pequeña cantidad de energía. Y de esa interacción se produce un impulso eléctrico que es interpretado por tu cerebro como una imagen, un color, un destello. Al fin y al cabo eso es una imagen, una representación visual, una interpretación que nuestro cerebro hace de las ondas electromagnéticas visibles provenientes de un objeto.

Nuestro cerebro crea imágenes de objetos a partir de las señales de ondas visibles que de éstos nos llegan, bien porque los propios objetos emitan la luz, o bien por la reflexión de la luz que les llega a los mismos. Como la mayoría de los objetos no emiten luz visible, necesitamos de ésta para poder verlos, a través de la luz reflejada en ellos.
La luz que nos llega del sol está formada principalmente por luz blanca, una superposición de luces de todos los colores del espectro visible, una onda electromagnética formada a su vez por un conjunto de ondas de diferente longitud. Si hacemos pasar un rayo de luz blanca a través de un prisma, esta se descompone en todas las luces del espectro visible.

Descomposición de la luz blanca
  
Nuestro cerebro visualiza los diferentes colores dependiendo de las longitudes de las ondas que les llega. Cada longitud de onda nuestro cerebro lo interpreta como un color diferente. Podría haberse dado el caso, puestos a imaginar, que nuestro cerebro hubiese interpretado cada longitud de onda de la luz como un sonido diferente, pero, a la vista está que nuestra evolución no ha ido por ese camino.

Espectro visible según las diferentes longitudes de onda
Longitud de onda

Un rayo de luz blanca llega a un objeto. Partes de esa luz (unas ondas de determinadas longitudes, unos colores) son absorbidas por el mismo, y otras partes son reflejadas (otras ondas de otras longitudes, otros colores). Que un objeto absorba y refleje diferentes colores depende de su composición y estructura. Así, por ejemplo, cuando visualizamos el color azul de un objeto es porque el mismo refleja la luz de longitud de onda correspondiente al azul y absorbe el resto.



Cuando visualizamos el blanco es porque el objeto refleja toda la luz, de todas las longitudes de onda; y cuando visualizamos el negro, es porque no refleja nada, toda la luz es absorbida, ¡no estamos viendo nada! (Esto sería así idealmente, en realidad todos los cuerpos cotidianos reflejan algo de la luz que les llega).                                                    


Volviendo a las estrellas, cuando observamos sus destellos, tal como hemos visto, en realidad lo que está pasando es que fotones de esas estrellas han alcanzado nuestros ojos, produciendo una imagen en nuestro cerebro. Debido a la increíble distancia que nos separa de ellas, cuando las observamos, estamos viendo un tiempo pasado de las mismas. Por ejemplo, un fotón que escapó de una estrella situada a mil años-luz de nosotros, justamente tarda todo ese tiempo en llegar a nosotros. Así, puede suceder que observemos estrellas que en ese preciso instante hace tiempo que hayan muerto, podemos estar viendo verdaderos fantasmas.




La próxima vez que mires hacia arriba en la noche, piensa por un momento en el arduo viaje que el fotón de esa lejana estrella ha tenido que realizar hasta que llega a ti. Piensa en los miles de años de viaje incesante, en las miles de estrellas, planetas y, posiblemente formas de vida, que en su viaje ha dejado atrás. Y ese fotón ahora llega a ti, precisamente a ti. Su inmenso viaje llega a su fin. Directamente de su estrella a formar parte de ti.



Carl Sagan decía que somos “polvo de estrellas”, ya que la mayoría de los átomos de los que estamos hechos se forjaron en el interior de las estrellas. Habría también que añadir que además de que nuestro origen provenga de las estrellas, diminutas partes de las mismas continúan entrando a nosotros, formando parte de cada uno de nosotros. 

La humanidad y las estrellas, una  fascinante relación cósmica sin la cual no estaríamos aquí.  

8 comentarios:

  1. Muy interesante y muy bien explicado. Me parece un tema fascinante. Enhorabuena por el blog.

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    1. Muchas gracias! Me alegra que te haya gustado!

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  2. Hola Francisco!!
    Mi enhorabuena por dos motivos, el inicio del blog y la maravillosa primera entrada que nos has regalado.

    Mucha suerte y animo en este proyecto.
    Un abrazo.
    Dan.

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  3. ¡Bienvenido a la blogosfera, Francisco!
    Y menudo debut. Para que luego digan que en la ciencia no hay lírica.

    Un abrazo

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  4. Gran entrada inicial! Me alegra encontrar a otra persona en el mundo blogger que vea lírica en la ciencia. Porque en la ciencia no siempre hay números, también hay cosas que fascinan.
    www.cafedeciencia.wordpress.com

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    1. Gracias Toñi! En la ciencia, para mí, es donde encontramos los hechos más fascinantes.

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