¿Quién Apagó la Luz?

Tomaso Becerra
Aug 8, 2017 · 5 min read

En la Tierra la respuesta es muy sencilla. Es evidente que la fuente que nos proporciona luz y energía para que haya vida es el Sol. Inclusive la Luna refleja la luz del Sol cuando éste no emite su radiación directamente por las noches en tu ciudad.

Pero es evidente también, que no estamos tan preocupados si el Sol está en el zenit o no. Porque hemos descubierto como generar luz artificial. Y esto a nadie le sorprende, y ahora a pocos les interesa saber por ejemplo sobre el efecto fotoeléctrico, la fotoconductividad, el efecto fotovoltaico, y el cuerpo negro. Pero si queremos saber que es la energía oscura, la materia oscura y los agujeros negros.

La explicación teórica fue hecha por Albert Einstein, quien publicó en 1905 el revolucionario artículo “Heurística de la generación y conversión de la luz”, basando su formulación de la fotoelectricidad en una extensión del trabajo sobre los cuantos de Max Planck. Se podría decir que el efecto fotoeléctrico es lo opuesto a los rayos X, ya que el efecto fotoeléctrico indica que los fotones pueden transferir energía a los electrones.

Los fotones tienen una energía característica determinada por la frecuencia de onda de la luz.

En 1900, Planck descubrió una constante fundamental, la denominada constante de Planck, usada para calcular la energía de un fotón. Esto significa que la radiación no puede ser emitida ni absorbida de forma continua, sino solo en determinados momentos y pequeñas cantidades denominadas cuantos o fotones. La energía de un cuanto o fotón depende de la frecuencia de la radiación, donde h es la constante de Planck y su valor es 6,626 × 10^–34 J*s o también 4,13 × 10^–15 eV*s.

Un año después descubrió la ley de la radiación electromagnética emitida por un cuerpo a una temperatura dada, denominada Ley de Planck, que explica el espectro de emisión de un cuerpo negro. Esta ley se convirtió en una de las bases de la mecánica cuántica. Además se encontraron contradicciones en las predicciones clásicas de emisión a cortas longitudes de onda y los resultados empíricos, esto fue conocido como catástrofe ultravioleta.

En astronomía, la emisión de las estrellas se aproxima a la de un cuerpo negro. La temperatura asociada se conoce como Temperatura Efectiva, una propiedad fundamental para caracterizar la emisión estelar.

La radiación cósmica de fondo de microondas proveniente del Big Bang se comporta casi como un cuerpo negro. Las pequeñas variaciones detectadas en esta emisión son llamadas anisotropias y son muy importantes para conocer las diferencias de masa que existía en el origen del universo.

La radiación de Hawking es la radiación de cuerpo negro emitida por agujeros negros.

La emisión de gas, polvo cósmico y discos protoplanetarios también se asocia con cuerpos negros, principalmente en la región infrarroja y milimétrica del espectro electromagnético. Son importantes herramientas para buscar sistemas planetarios.

Imagen simulada de como se vería un agujero negro con una masa de diez soles, a una distancia de 600 kilómetros, con la vía láctea al fondo (ángulo horizontal de la abertura de la cámara fotográfica: 90°).
Representación artística de un agujero negro con una estrella compañera que se mueve en órbita alrededor, excediendo su límite de Roche. La materia que cae forma un disco de acrecimiento, con algo de materia expulsada en chorros polarescolimados altamente energéticos

A pesar de que existen explicaciones intuitivas del comportamiento de un agujero negro, en cosmología teórica no existe una definición simple de qué constituye un agujero negro, y todos los teóricos trabajan con definiciones topológicas sofisticadas de qué constituye un agujero negro.

En 2007 se iniciaron una serie de experimentos de interferometría a partir de medidas de radiotelescopios para medir el tamaño del agujero negro supermasivo en el centro de la Vía Láctea, al que se le calcula una masa 4.5 millones de veces mayor que la del Sol y una distancia de 26 000 años luz (unos 255 000 billones de km respecto de la Tierra). El agujero negro supermasivo del centro de nuestra galaxia actualmente sería poco activo ya que ha consumido gran parte de la materia bariónica, que se encuentra en la zona de su inmediato campo gravitatorio y emite grandes cantidades de radiación.

Definitivamente, hay mucho que aprender para poder atreverse a decir que es un cuerpo negro.

Y no se diga si queremos hablar sobre la energía obscura. La naturaleza exacta de la energía oscura es materia de debate. Se sabe que es muy homogénea, no muy densa, pero no se conoce su interacción con ninguna de las fuerzas fundamentales más que con la gravedad. Como no es muy densa, unos 10^-29 g/cm³, es difícil realizar experimentos para detectarla. La energía oscura tiene una gran influencia en el universo, pues es el 70 % de toda la energía y debido a que ocupa uniformemente el espacio interestelar. Los dos modelos principales son la quintaesencia y la constante cosmológica.

La existencia de la energía oscura fue inferida a partir de medidas muy precisas del ritmo de expansión del universo, con técnicas similares a las usadas para generar esta imagen del WMAP para examinar la anisotropía de la temperatura del CMB.

Pero, relajando un poco la imposiblidad de saber cual es la naturaleza de todas aquellas cosas que aparentemente solo absorben la luz. Imagina un cuarto completamente obscuro, donde no pudieramos percibir la luz. Pero aparte de la luz que no podemos ver, no pudieramos detectar ningun tipo de luz de ninguna frecuencia. Tal vez pase por nuestras mentes que en ese lugar no hay ningún tipo de vida y tendríamos que tratar de interactuar con nuestro alrededor con otros sentidos. Creo que sería un mundo totalmente diferente y nuestra intuición cambiaría, ya que estamos indefectiblemente acostumbrados a ver.

¿Que pensaría una persona ciega sobre la existencia de los rayos X, de los microondas?

Definitivamente creo que estamos en ese punto, en el cual aún no somos capaces de comprender y manipular fenómenos que ni siquiera podemos percibir.

Según la revista Scientific American, algunos estudios sobre la plasticidad neuronal indican que el cerebro tiene la capacidad de “cambiar con las experiencias” y que “Hay muchas pruebas que demuestran que cuando el cerebro no recibe información de uno de los sentidos, puede reconfigurarse para potenciar los otros”.

Sin embargo, estamos límitados a querer demostrar experimentalmente a través de la luz, las teorías físicas matemáticas para comprender un poco más la realidad de la naturaleza.

Creo percibir que a la mayoría de las personas en nuestro mundo le soprende más lo que ven, que lo que no pueden ver.

Pero si tú eres de los pocos que terminaron de leer esto, seguramente te quieres sorprender por lo desconocido, por lo que no deberías abandonar esa empresa, y utilizar la imaginación, la intuición y el conocimeinto científico para poder contribuir por lo menos con ideas, para el descubrimiento de lo que no podemos percibir, y poder contestar satisfactoriamente quien apagó la luz en la naturaleza; por supuesto que sin argumentos de religión y de fe, que tanto confunden a la inteligencia humana.

Por último me despido dejandote que reflexiones en algo.

¿Que es más importante en la vida de un ser inteligente? Descubrir la verdad, la realidad de las cosas, o conformarse con lo conocido y vivir felices reconstruyendo lo conocido.

¿Se puede jugar al tenis utilizando un pulso láser como pelota y dos espejos como raquetas? Esta pregunta la responderé después…

Tomas Oceguera-Becerra

Cualquier comentario es bienvenido…

Tomaso Becerra

Physicist - IT Ph.D & writer

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