Luz Negra

    Hablar de la luz es apasionante cualquiera que sea el camino que queramos recorrer porque es la energía que nos mantiene vivos a los seres vivos y porque es uno de los misterios mejor guardados del universo que habitamos. Por no decir que es uno de los fenómenos naturales cuya última esencia es incapaz de comprender nuestro cerebro… hasta hoy.

    Si los antiguos escribas de la Biblia hubieran sabido algo de ciencia habrían descrito la creación del hombre de otro modo: “ … y Dios tomó barro y lo modeló a su imagen y semejanza, exponiéndolo después a los rayos del sol para conferirle la vida”, porque eso del soplo queda un poquito desatinado. Y porque es verdad que nosotros somos polvo de estrellas (*) más luz solar:

Hombre = polvo de estrellas + luz 

   Algunos pensarán que a esta ecuación le falta un término: H = polvo de estrellas + luz + mala leche, pero me niego a admitirlo porque los hombre también tenemos ratitos en que somos buenos. Otros dirán que el término que falta es el alma: H = polvo + luz + alma, pero chicos, ya sabéis que desde que Darwin descubriera lo que descubrió, o le concedemos alma a todo bicho viviente o no hay manera de saber de dónde vino la nuestra.

   Pero nos hemos ido por las ramas, más bien por las nubes. Y es que el tema lo provoca. En realidad el motivo por el que estamos aquí, en este lugar del conocimiento, es mucho más humilde. Un alumno nos ha preguntado: ¿Qué es la luz negra? Y esto no necesita de tanta “filosofía”, así que nos centraremos.

   La luz es la forma en que la energía se transmite de unos cuerpos a otros en el universo. Su naturaleza ha sido un misterio en todas las épocas de la ciencia, desde que Newton diera su primera idea corpuscular y después Maxwell la pusiera en tela de juicio con su espléndida teoría ondulatoria hemos tenido un tira y afloja permanente. Por fortuna hoy sabemos ya que la luz se comporta como onda cuando se propaga y como partícula cuando interacciona con la materia.

   Pero no queda ahí la cosa porque a cada nuevo paso de la ciencia descubrimos propiedades más y más sorprendentes como su propagación en forma LASER, esto es, con todas sus ondas vibrando “al paso” como los soldados en un desfile, o como las ocurrencias de Einstein de que los rayos de luz se propagan en maravillosas líneas curvas cuando avanzan por el universo, debido a los campos gravitatorios de las estrellas; o el incomprensible entrelazamiento cuántico (**) entre fotones distantes (creo que la última hazaña fue realizada por astrónomos españoles que lograron entrelazar dos fotones, uno situado en los observatorios del Teide y otro en el de La Palma) (***). Dos fotones entrelazados se comportan como una única partícula de modo que lo que le ocurre a uno le sucede también al otro y la transmisión de la información se hace de forma instantánea, no a la velocidad de la luz, ¡Toma ya! Pero de nuevo se nos escapan los caballos, volvamos al redil.

Fig. 1 El espectro electromagnético

    La luz visible es algo muy sencillo si utilizamos como herramienta la teoría ondulatoria clásica. La luz es una onda electromagnética que se propaga en el vacío y que puede tener una amplísima gama de longitudes de onda. Ese órgano tan querido por nosotros que es nuestro ojo, solamente es sensible a una gama muy, pero que muy estrecha de longitudes de onda; concretamente entre 400 y 750 nm (nanómetros, 10^-9 m). Por debajo de los 400 nm está el ultravioleta y por encima de los 750 nm el infrarrojo.

   Por fortuna hoy disponemos de otros “ojos” construidos por nuestros ingenieros que pueden ver, y con gran precisión, en el ultravioleta, en los rayos x (una radiografía solo es una fotografía en la que no salimos nada favorecidos, pero los médicos se empeñan…). Por la otra banda también tenemos aparatitos capaces de ver en el infrarrojo (hoy los utilizan mucho los malos de la películas), y no digamos de los radares, de las radios, de los teléfonos móviles y ordenadores que emiten y reciben información en las bandas de unos pocos centímetros y finalizando con los inmensos radiotelescopios capaces de recibir información del espacio profundo.

 ¡Pero, caramba, no hemos visto a la “luz negra” por ninguna parte! ¡Calma chicos! Es que esto de “luz negra” es un nombrecito rimbombante y paradójico de esos que ahora gustan tanto pero que describe simplemente a la luz ultravioleta. O mejor dicho, al efecto que se produce cuando iluminamos a la gente que baila en una “disco” con unos focos de luz UV. Por supuesto que en principio parece un empeño absurdo, salvo que intentemos poner a las chicas morenas, pero es que cuando la luz es absorbida por las moléculas de los colorantes que tiñen los vestidos de chicos y chicas, son reemitidos con longitudes de onda más bajas, de luz visible. Parte de la energía de la luz incidente en el vestido es absorbida y emitida en forma de calor (infrarrojo), y el resto es reemitida a menor energía que la luz incidente, esto es, con longitudes de onda más bajas y por tanto dentro del visible.

Fig. 2. Efectos de la luz UV sobre personas y vestidos

   Se pueden obtener efectos muy teatrales y sorprendentes cuando a los bailarines se les ilumina con luz ultravioleta (lo que no se aprecia) y de pronto, como por arte de magia, cambian los colores de sus vestimentas. O mejor cuando el escenario está en la oscuridad y de pronto, al iluminarlo con luz UV, “aparecen y desaparecen” bailarines con colores fosforitos al compás del encendido y apagado de unos focos que nadie puede ver. Simples trucos de magia barata. Y es que nuestros conocimientos científicos y desarrollos tecnológicos también pueden usarse para divertirnos.

 Manuel Reyes 

 (*) Polvo de estrellas es un modo poético de llamar a los elementos de la tabla periódica y unos cuantos miles de compuestos sencillos (H2O, CO2, N2, O2, SO2, carbonatos, sulfatos, hidrocarburos, aminoácidos sencillos,…) que quedan formando nubes de polvo y gases tras la explosión y muerte de una estrella supernova. En el universo primitivo solo había hidrógeno y un poquito de helio pero cuando se formaron las primeras estrellas, en ellas se originaron todos los elementos químicos como subproductos de las reacciones de fusión nuclear que tienen lugar en su interior. Las estrellas son los hornos donde se fabrican todo el resto de elementos químicos, y cuando estos se enfrían, tras la muerte de la estrella, se combinan unos con otros formando miles de compuestos sencillos. Todo ello forma el polvo cósmico del que se hacen los planetas, como la Tierra. Y en la Tierra, con los compuestos químicos que forman su corteza y la energía aportada por la luz solar, se forman una infinidad de compuestos orgánicos complejos, que se auto organizan siguiendo las leyes físico-químicas y forman los seres vivos. Como este que ahora os escribe. ¿No es asombroso? 

 (**) El entrelazamiento cuántico se puede producir entre partículas elementales, no solo fotones, y consiste en que las partículas entrelazadas, aun no estando juntas, pueden comportarse como si fuesen la misma partícula, con una misma función de onda. Es la demostración experimental de uno de los grandes errores de Einstein, la famosa “paradoja EPR” planteada por Einstein, Podolsky y Rosen para mostrar la, a su juicio, incoherencia de la Teoría Cuántica. Pero como no es posible explicar este apasionante desafío científico en pocas palabras recomiendo echar un vistazo a una más amplia información: https://es.wikipedia.org/wiki/Entrelazamiento_cu%C3%A1ntico 

 (***) “Los experimentos de entrelazamiento cuántico entre Tenerife y La Palma ayudarán a desarrollar la teletransportación”. https://www.eldiario.es/lapalmaahora/sociedad/experimentos-entrelazamiento-Tenerife-Palma-teletransportacion_0_636587321.html