LUZ VELOCIDAD E HISTORIAS FASCINANTES

La velocidad de la luz es realmente impresionante: aproximadamente unos 300.000 km/s (3E8 m/s
tres por diez elevado a ocho). Nuestra visión nos permite ver aquello que lleva una velocidad que seamos capaces de procesar en un intervalo pequeño de tiempo, se necesita una pequeña permanencia en el tiempo para poder percatarnos de ello.

Así por ejemplo cuando en una pantalla aparecen muchos objetos seguidos a gran velocidad en un instante, no nos da tiempo ni a saber que objetos eran; esto es obvio, por experiencia lo comprobamos (sin entrar en términos del inconsciente o subconsciente).

Para observar el crecimiento de una planta aunque esta crezca relativamente rápido, se necesita más tiempo de observación, en una pequeña observación de un minuto por ejemplo nuestro ojo no detecta el incremento de miles de células nuevas ocupando un nuevo espacio. (Hace bastantes años ya hice este cálculo aproximado para una hoja de lirio, porque me llamó la atención lo que crecía de un día hacia el siguiente).

Volvamos al tema de la luz. Me ha fascinado un vídeo sobre la filmación de la velocidad de la luz: "Filming the Speed of Light" de Planet slow mo.
Por lo general se estudia el tema de la luz, el láser, los espectros de luz discretos, continuos, (entre otros muchos) las ecuaciones del calor en forma de onda, las energías de los saltos de electrones con emisión de energía, luz, la teoría de ondas: para cuerdas materiales, para partículas supuestamente inmateriales o con materia, etc.

Al ver el vídeo, por fin parece que algunos temas tan "abstractos" están referidos a experimentos materializados mediante aparatos muy sofisticados relacionados por supuesto con óptica: láser, espejos, y supongo que filtros, colimadores, rendijas, etc. además de un sofisticado programa informático codificador de infinitos datos procesados, y corregidas y filtradas las posibles interferencias, errores de tipo señal, ruido, etc.

Ahora se entiende el porqué de esas o de donde surgieron algunas fantasías futuristas que hacen volar la imaginación; En la ciencia ficción un medio de transporte que atraviesa el espacio interestelar a modo de luz: gran velocidad y autopropulsado, corpúsculo y onda viajera, materia y asociación viajera por ondulación, difusión, impulso... vuela imaginación...

En esta filmación se graba en un rango de tiempo de unos picosegundos (1E-7), una fracción mínima de tiempo: esto es de 0.0000001 segundos de la velocidad de la luz.

Primero se aprecia como si una nube o especie de humo avanza con impulso, lo que hace que se expanda y sufra una difusión en el medio líquido que atraviesa, seguidamente hay una especie de extinción, todo esto en un continuo avance que se autopropulsa inmediatamente.

Aquí lo curioso es que sí, es un pulso de luz láser energético (capaz de quemar algunos materiales como por ejemplo papel) y ciertamente por ejemplo la luz del sol notamos que nos da calor; pero lo curioso es que se autopropulsa con una energía que se podría decir que es mínima en comparación con la distancia que recorre y la velocidad que tiene, ¡nuestros sentidos no aprecian ningún "estruendo" en este despliegue de energía! -(al menos no se aprecia en la luz del sol)-. en este mundo no tenenmos un transporte que se aproxime ni a una mínima parte, a no ser que utilicemos luz igualmente. Es toda una peculiaridad que la velocidad de los electrones de valencia en los átomos y moléculas se mueven a velocidades medias mucho menores que la de la luz (unas cien veces menor).

Después de este vídeo hay otro en el que se ve algo parecido en dimensiones macro, en condiciones muy energéticas: esto es una explosión filmada en forma ralentizada de forma que primero se observa una gran nube de humo con gases expulsados a gran velocidad y después una gran llamarada de fuego que vuelve a autoimpulsar los gases del humo a gran velocidad.

En cierto intervalo del primer vídeo se hace un experimento que da algo de sentido a lo que se estudia siempre como forma teórica (no se suele hablar del experimento en sí, solo de las conclusiones) del llamado "cuerpo negro" que se define como un cuerpo que absorbe toda la radiación electromagnética que le llega. Una aproximación a esto es una cavidad con un minúsculo orificio. La radiación (o pequeño haz de luz) entra por un agujero y es reflejada repetidamente dentro de la cavidad, en cada reflexión una cierta fracción de la radiación es absorbida por las paredes de la cavidad y el gran número de reflexiones hace que, virtualmente toda la radiación incidente sea absorbida. A este respecto se estudia en referencia a Lord Rayleigh que en junio 1900 consiguió derivar la expresión teórica para la función R(𝞶) "distribución de frecuencias" de la radiación del cuerpo negro, y al físico alemán Max Plank que el 19 de octubre de 1900 anunció al la Sociedad Alemana el descubrimiento de una fórmula empírica que se ajustaba con gran exactitud a las curvas observadas de radiación del "cuerpo negro", (con la hipótesis de que la energía del sistema estaba cuantizada).

Comentarios reflexivos:

- casi al final del vídeo dicen "siento que ningún humano debería haber visto esto jamás" -en efecto, un exceso de fascinación tampoco sería prudente, solo hay que echar vista atrás en la historia: esos intentos de impulsar y separar la materia en su elementos másicos mínimos con gran desprendimiento de energía y a gran velocidad... poca o casi nula masa y gran velocidad, llevando la experimentación a extremos insospechados a priori.

- Por otra parte esas imágenes grabadas del recorrido de la luz dan realmente sentido a todo lo estudiado: sobre todo en matemáticas y física: ecuaciones diferenciales para el tema de difusión, los temas de ondas, el impulso en física, las distintas teorías acerca del átomo, energías, velocidades, incertidumbres...  

- Frente a estas altas tecnologías que parecen inalcanzables para cualquiera, que nos dejan un poco impotentes e incluso nos hacen parecer que seguimos en algunos aspectos con los recursos de siglos muy anteriores, hay que mantener la calma, y tener la mente predispuesta a aceptar estas circunstancias, y dar gracias por difundir el experimento.