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¿Cómo funciona la luz?

La luz es a la misma vez, tanto obvia como misteriosa. Estamos bañados en sus templados rayos amarillos todos los días, y por la noche lo cambiamos por las luces artificiales de bombillas, focos y diodos. Pero, ¿Qué es exactamente la luz? Podemos ver algunos ejemplos de su naturaleza cuando un rayo de luz hace ángulo a través de una habitación con polvo, cuando un arco iris aparece después de una tormenta o cuando vemos que dentro de un vaso, una paja parece que se desvía al entrar en el agua o refresco. Sin embargo, estos vistazos rápidos solo llevan a más preguntas. ¿Viaja la luz como una onda, un rayo o un flujo de partículas? ¿Tiene una frecuencia como el sonido? ¿Cuáles son las propiedades más comunes de la luz, como la absorción, reflexión, refracción y difracción?

Lo cierto es que puedes pensar que los científicos tienen todas las respuestas, pero la luz continúa sorprendiendo a científicos e investigadores. Para poner un ejemplo, siempre hemos dado por hecho que la luz viaja más rápido que cualquier cosa en el universo. Entonces fue cuando a finales de los noventa, algunos investigadores en la universidad de Harvard fueron capaces de ralentizar un rayo de luz hasta los sesenta kilómetros por hora, haciéndolo pasar por estado de materia específico. Esto es unas 18 millones de veces más lento que su velocidad habitual. Nadie podría pensar algo así hace solo unos pocos años, aunque así de caprichosa puede ser la luz. Cuando piensas que ya sabes como funciona más o menos, desafía los esfuerzos que has hecho y parece cambiar su naturaleza.

De todos modos, se han hecho muchos progresos a lo largo de los años. Algunas de las mentes más brillantes en la historia de la ciencia han centrado sus potentes mentes en este asunto. Einstein intentó imaginar como sería montar encima de uno de estos rayos de luz. Una de las preguntas que se hizo fue que consiguiéramos alcanzar la velocidad de la luz, ¿habría un momento en el que parecería que estuviéramos parados? De todos modos, para apreciar como funciona la luz, hay que verlo en un contexto histórico. Para entenderlo, es mejor hacer una parada en la antigüedad con algunos de los primeros científicos y filósofos intentando comprender la verdadera naturaleza de esta misteriosa sustancia que estimula la vista y hace que las cosas sean visibles.

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Al pasar los siglos, nuestra compresión de la luz ha cambiado drásticamente. Las teorías verdaderamente reales sobre la luz vinieron de los antiguos griegos. Muchas de estas teorías describían la luz como un rayo – una línea recta moviéndose de un punto a otro. Pitágoras, más conocido por su teorema, propuso que la visión era el resultado de los rayos de luz emergiendo del ojo humano e incidiendo en un objeto. Epicurus dijo lo contrario, es decir, que eran los objetos quienes despedían luz y luego viajaban al ojo. Otros estudios mostraron con diagramas bastante certeros, como la luz rebotaba en superficies planas o se doblaba al pasar por medios transparentes de un sitio a otro.

Las escuelas árabes de la época llevaron estas teorías más allá y desarrollaron lo que se conoce como las ópticas geométricas – aplicando métodos geométricos a las lentes ópticas, espejos y prismas. En el siglo 17, algunos prominentes científicos europeos empezaron a pensar de una forma diferente sobre lo que era la luz. Una de estas teorías decía que había un medio invisible (como una especia de éter) que llenaba los espacios vacíos entre los objetos. Se especulaba que la luz se forma cuando un cuerpo luminoso causa una serie de ondas o vibraciones en este éter. Estas ondas entonces avanzarían hasta encontrarse con el objeto. Si ese objeto es un ojo, las ondas estimulan la visión.

Esta teoría se mantuvo como una de las últimas y más elocuentes sobre las ondas de luz. Sin embargo, no todo el mundo las apoyaba. Isaac Newton era una de estas personas y de hecho propuso una aproximación diferente – describía la luz como partículas. Después de todo, la luz viaja en líneas rectas y rebota en un espejo como lo haría una pelota contra una pared. Nadie ha visto partículas de luz, pero incluso ahora, es fácil explicar que puede haberlas. Las partículas podrían ser tan pequeñas o con un movimiento tan rápido, que no se pueden ver o nuestros ojos ven a través de ellas.

Lo cierto es que todas estas teorías son correctas y erróneas al mismo tiempo. Sin embargo son todas útiles para describir ciertos comportamientos de la luz. Veremos en la siguiente parte del artículo las varias formas explicadas sobre las teorías de la luz de una forma fácil de entender. Lo puedes ver pulsando aquí.

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