Óptica

Entrevista a Inmaculada Pascual

Esta semana, en el programa de radio que tenemos la Asociación de Divulgación Científica de la provincia de Alicante, hemos tenido la suerte de contar con la presencia de Inmaculada Pascual Villalobos, catedrática de Óptica de la Universidad de Alicante, y mi “Jefa”.

Aprovechamos para hablar de su nombramiento como Fellow Member del SPIE. Esta entrevista también se enmarca en la serie de programas que junto a Cristina Medina de Radio Elche (Cadena SER) estamos haciendo sobre mujeres y ciencia, así que se hablará de la experiencia de Inmaculada en su carrera, así como de las investigaciones que estamos llevando en el Grupo de Holografía y Procesado Óptico.

Sin más os dejo con el audio:

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Y para los que os guste más el formato de YouTube también tenemos el vídeo, en mi recién estrenado canal:

¿Nos seguimos leyendo?

@guardiolajavi

La “belleza poética” y la física

Esta semana en la radio me ha dado por hablar de un tópico que, al menos yo, he oído muchas veces. El tópico dice que conocer la explicación física, o racional, de algunas cosas le quita belleza.

Lo primero es dejaros el audio, después pondré una interpretación libre en formato texto para el que le guste más la lectura.

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Evidentemente no estoy en absoluto de acuerdo. Yo creo que siempre suma, y para ello utilizaré el ejemplo del Arcoiris y sus colores.

¿Cómo se forma el Arcoíris?

Supongo que estáis de acuerdo en un arcoíris es algo muy bonito, e incluso han inspirado más de una poesía. Bien, pues vamos a intentar destrozar el espectáculo.

Lapiz dentro de un vaso de agua

Lápiz dentro de un vaso de agua

El arcoíris se produce por un fenómeno que sufre la luz al cambiar de medio. Al pasar del aire al interior del agua, o un vidrio. Este fenómeno se conoce como refracción, y todos lo hemos observado cuando vemos cómo parece que la cuchara se dobla al meterla en un vaso de agua.

La cantidad que se “dobla” la luz al cambiar de medio depende de la longitud de onda, es decir, del color. Con lo que al cambiar de medio lo distintos colores comenzarán a separarse. Esto es lo que se produce cuando la luz blanca atraviesa un prisma, ya que la luz blanca es la mezcla de todos lo colores. Sí como en la portada del disco de Pink Floyd “The Dark Side of the Moon”.

Prisma actuando sobre la luz blanca en el disco

Prisma actuando sobre la luz blanca en el disco “Dark Side of the Moon”

Este mismo efecto es el que forma el arcoíris. El arcoíris no es más que la segunda refracción de la luz en la gotitas de agua en suspensión. Es decir, la luz entra con cierto ángula en las pequeñas esferas que forman estas gotitas de agua. De esta forma se desvía la luz y se separan un poco los colores. Una vez dentro de la gotita, cuando llega a la parte trasera, parte de la luz se reflejará quedándose dentro de la gotita y volviendo hacia la parte delantera, donde una vez más vuelve a ocurrir el mismo fenómeno, parte se reflejará pero parte de la luz volverá a cambiar de medio separándose aún más los colores. Y es esta segunda refracción la que vemos en forma de bonitos arcoíris.

Esquema del camino recorrido por la luz en una gota de agua. Y formación del arcoíris (Crédito:wikipedia)

Esquema del camino recorrido por la luz en una gota de agua. Y formación del arcoíris (Crédito:wikipedia)

Y para los que llegados a este punto piensen que le esto le quita belleza al asunto, les diré que no solo se puede reflejar una vez sobre la parte trasera de la gota, sino que puede volver a rebotar y volver a salir por delante formando un arcoíris doble. Este segundo arcoíris es mucho más tenue, ya que en cada rebote se pierde luz (parte se refleja y parte cambia de medio). Así que gracias a esto podemos estar atentos a ver si somo capaces de ver un fenómeno aún más bonito como es un arcoíris doble.

Y no solo eso, si pensamos en lo dicho veremos que para ver el arcoíris, el Sol deberá estar a nuestra espalda. Así que cuando veamos que está dejando de llover y empiezan a salir los primeros rayos de Sol, ya sabemos la dirección en la que tenemos que mirar para poder buscar el arcoíris. Con lo que siendo pragmáticos veremos que gracias a saber cómo se forman, tenemos más opciones de disfrutar de este maravilloso espectáculo.

¿Nos seguimo leyendo?

@guardiolajavi

Invisibilidad Do-It-Yourself

Quizá estás últimas semanas os haya llegado la noticia del desarrollo de una invisibilidad para longitudes de onda del visible, vamos para nuestros ojillos. La he llegado a ver en el telediario de Antena 3. Realizaban este truco con un método simple y utilizando sólo cuatro lentes. La noticia en español la podéis leer muy bien explicada aquí:

Un atajo con lentes para conseguir la invisibilidad

El problema es que a mi me parece que llamar a esto invisibilidad es cómo etiquetar a un Fiat 600 rojo como “Ferrari F40 urbano”. Vamos, un pelín pretencioso.

El truco  (sí es un truco) que hacen en la universidad de Rochester, es utilizar 4 lentes convergentes para poder dirigir los haces de luz de forma que haya zonas entre las lentes en las que se pueden introducir objetos que quedarán escondidos a la vista. Siempre que estés situado a la salida y en línea con las lentes. Tiene cierto margen de maniobra dependiendo del tamaño de dichas lentes.

Intentaré explicar esto un poquillo mejor ya que se trata de óptica geométrica, y con un par de esquemas se puede entender fácilmente.

Una lente convergente es aquella que dirige los haces de luz que vienen del infinito (entiéndase infinito como algo que está lo suficientemente lejos) hacia un punto llamado foco. En este foco será donde se concentren los haces de luz, es algo similar a lo que hacemos con una lupa (lente convergente) cuando concentramos la luz del Sol en un punto para poder prender fuego a una hojilla de papel. En la novela “El señor de los moscas” utilizan las gafas de un niño que no veía bien de cerca para encender una hoguera. En realidad, en la novela es un niño miope, pero con las gafas de un miope no se pueden concentrar los rayos del sol ya que son lentes divergentes. En el siguiente gráfico vemos cómo se representa esto:

Trazado de rayos de una lente convergente

Lente convergente concentrando la luz en el foco “f”

Lo importante de este gráfico es que al desviar los rayos de luz hay zonas detrás de la lente por donde la luz no pasa. Si hubiese una forma de reconducir los rayos de luz para que siguiesen la misma trayectoria que llevaban de origen, se podría colocar un objeto en la zona por donde no pasa la luz. Al no incidir la luz sobre el objeto, éste estaría oculto a alguien que mirase a través de las lentes. Y dado que los rayos de luz siguen la misma trayectoria inicial, nosotros no notaríamos que los rayos de luz han sido modificados.

Como hemos dicho las lentes convergentes concentran los haces de luz que vienen del infinito en el foco, pues bien, si los rayos de luz provienen del foco la lente convergente los mandará al infinito, así que si colocamos una lente con la misma distancia focal a la distancia correcta para que coincida con la distancia focal de la lente anterior, los rayos de luz se volverán a enviar por la trayectoria que venían. En el siguiente gráfico se muestra ésta configuración:

Zona de invisibilidad entre dos lentes convergentes.

Zona de invisibilidad entre dos lentes convergentes.

En la figura hay una zona (zona gris) donde podríamos colocar un objeto y no se vería cuando se mira a través de las lentes. ¡Bonito truco! ¿Verdad? Pues algo parecido es lo que han hecho los de la noticia que comenté al principio. El siguiente esquema es el utilizado por los investigadores de la universidad de Rochester:

Invisibilidad con 4 lentes

Invisibilidad con 4 lentes

En (c) se muestra cómo consiguen una zona donde se puede esconder cualquier objeto, siempre que no se obstruya el centro de la línea de propagación de la luz. Utilizando 4 lentes consiguen una zona de “invisibilidad” más alargada. Invisibilidad lo pongo entre comillas porque ya digo que me parece un poco pretencioso.

En la siguiente imagen se ve en el laboratorio cómo queda el trazado de rayos:

Trazado de rayos de las 4 lentes.

Trazado de rayos de las 4 lentes.

Sin embargo el vídeo del efecto es muy curioso y espectacular, siempre que estés colocado en el buen sitio:

Invisibilidad con 4 lentes.

Invisibilidad con 4 lentes.

Y ahora que sabéis cómo funciona esto ¿no pensáis que se puede hacer esto mismo con sólo 2 lentes? La respuesta es sí, y para eso aquí tenéis un vídeo grabado en un momentico:

Bonito ¿no? Bueno, la verdad es que el trabajo realizado en la Universidad de Rochester tiene algo más de mérito, ya que desarrollan la óptica geométrica mediante matrices de Jones para calcular las relaciones que deben existir con las distancias focales de las lentes para conseguir el efecto deseado. Y mi vídeo tiene truco, ¿os habéis dado cuenta? la clave está en la segunda figura de este post. Y que si no habéis adivinado ya, os la desvelo en la siguiente imagen:

Invisibilidad con 2 lentes.

Invisibilidad con 2 lentes, pero invierte la imagen

Efectivamente, la imagen a la salida del sistema se invierte, conseguimos una zona de “escondite” pero la imagen a través de las lentes está invertida, como he usado una rejilla no se aprecia, pero con un fondo asimétrico notaríamos este efecto, por eso se necesitan 4 lentes, para que las lentes interiores vuelvan a invertir la imagen y quedarnos como estábamos.

Estos investigadores de Rochester hace tiempo también hablaron de invisibilidad con sistemas de bajo coste. Eran también truquillos de óptica geométrica. Puedes leer sobre esto aquí. Pero si queréis leer algo sobre invisibilidad de verdad, con metamateriales y tecnologías más avanzadas podéis leer:

Dispositivos de invisibilidad

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@guardiolajavi

Por cierto esta entrada participa en la Edición LVII del Carnaval de la Física del Carnaval de la Física, cuyo anfitrión es el blog Divulgación.

Referencias:

Joseph S. Choi, John C. Howell. Paraxial Ray Optics Cloaking (PDF)

Reseña: Modelado y caracterización de retardadores electro-ópticos

Siguiendo con la obligación auto-impuesta de contar lo que hago, que comenzó con la reseña de mi primer artículo, continuamos esta semana con la reseña del segundo.

Como ya se explicó en el artículo anterior las pantallas presentan ciertas oscilaciones debido al direccionamiento digital utilizado. En el artículo anterior conseguíamos estimar las fluctuaciones en los puntos donde el método de medida fallaba, en este caso lo que se ha publicado es una forma de conseguir caracterizar la pantalla completamente. Es decir se ha conseguido medir para cada nivel de gris tanto el retardo introducido como la fluctuación.

Retardo y fluctuación que presenta la pantalla para todos los niveles de gris.

Lo que me gustaría resaltar como curioso de esta publicación, es que estos valores que son característicos de una evolución temporal se han conseguido realizando un fuerte promediado de las medidas. Me explico.

En el artículo anterior se suponía un modelo para las fluctuaciones triangular (igual que en este caso), y las fluctuaciones se podían medir en los puntos donde la semifluctuación se desacoplaba de las medidas de retardo. En este caso se utilizan los parámetros de Stokes y las matrices de Mueller. En este caso los parámetros de Stokes se miden con un polarímetro de lámina rotante, capaz de tomar 333 muestras por segundo, si tenemos en cuenta que las fluctuaciones producidas en el LCoS son del orden del kilohertzio veremos que es imposible seguir la evolución temporal de estos parámetros con este tipo de polarímetros.

Una vez más, podemos superar esta dificultad realizando un promediado, y se puede demostrar matemáticamente (suponiendo el modelo de señal triangular) que a partir de los valores medios del DoP (Degree of Polarization) se pueden obtener la amplitud de la oscilación, y el retardo medio a partir de los valores de los parámetros de Stokes S2 y S3. En este caso tenemos desacoplados los valores de retardo de los valores de fluctuación, al medir más parámetros podemos despejar cada una de las incógnitas.

En el artículo también se muestra la capacidad de predicción del modelo. Se consigue predecir el grado de despolarización y los valores de los parámetros de Stokes que se producirán a la salida cuando incidimos con un estado de polarización cualesquiera.

Esto sería aplicable a cualquier dispositivo retardador electro-óptico que presente fluctuaciones. Tenemos modelado el dispositivo de una manera rápida y fiable pudiendo simular o calcular de antemano el rendimiento que podremos obtener en nuestra aplicación concreta.

Igual que la semana pasada, el mundo no ha cambiado su dirección pero espero que sea útil para la gente que se dedica a esto.

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@guardiolajavi 

Referencia:

Retardance and flicker modeling and characterization of electro-optic linear retarders by averaged Stokes polarimetry

Fotografía 51 y la estructura del ADN

Quería invitaros a ver esta charla de Amand Lucas que lleva por título “Niels Bohr, X-rays and the Secret of Life”. Está perfectamente doblada al castellano, así que no habrá ningún problema para entenderla.

Me gustaría destacar de esta charla la explicación que hace de cómo se deduce, de la fotografía 51 realizada por Rosalind Franklind, la estructura de doble hélice del ADN.

Fotografía 51

La fotografía 51 es un patrón de difracción obtenida al incidir Rayos-X sobre unas tiras de ADN. Pero la verdad es que siempre me había preguntado porqué era una prueba de que el ADN se estructura en una doble hélice. Esta imagen no solo proporciona esta información, también permite medir la distancia entre los átomos de la hélice, la anchura de ésta y la distancia entre periodos de la cadena. Para explicarlo Amand Lucas va acercándose a la formación de este patrón partiendo de patrones de difracción más sencillos, con la ayuda de todo un premio Nobel como Dudley Herschbach.

Y sin más, disfruta de la charla:

En otra entrada publicada en este mismo blog sobre Superman discutíamos sobre la imposibilidad de que Superman supiese el color de las bragas de Lois Lane con su visión de Rayos-X, pero, y si Superman fuese un reputado químico que conociese la estructura de los pigmentos utilizados en textil. Este sería capaz de reconocer el patrón de difracción que generarían al ser atravesados por los Rayos-X y así distinguir unos de otros. Claro que sería muy difícil distinguir el patrón de difracción generado. Además éste se genera al atravesar el cuerpo, poder verlo en un proceso de back scattering lo veo un poco complicado, hasta para alguien nacido en Kriptón. Además no se le conocen estudios de química a Superman, claro que tampoco de periodista.

¿Nos seguimos leyendo?

@guardiolajavi

Por cierto de esta charla me enteré gracias a @gazkune, que mientras veía esta charla en directo (¡qué suerte!) se acordó de mi entrada ¡Mamá!, Alan Turing está en el fondo de la piscina en la que se fabrican elementos refractivos para conseguir determinada imagen. No es lo mismo que esto, ya que esta imagen se forma por difracción pero sí algo parecido.

La óptica de las bragas de Lois Lane, o: Superman, en serio. ¿Cómo lo has sabido?

En este post me gustaría hablar de la visión de rayos-X de Superman, está muy bien poder tener visión de rayos-X, pero ¿también ver los colores? … Eso ya es pasarse.

Todos recordaremos, y si no para eso está You-Tube, la escena donde Lois Lane entrevista por primera vez a Superman en la terraza de su apartamento. La escena es memorable porque parecen dos quinceañeros tirándose los trastos, pero también porque se comenta, y podemos ver la visión rayos-X de nuestro Superhéroe.

Veamos la escena:

En la escena vemos en el segundo 50 aproximadamente, como se ilumina la espalda de Lois Lane gracias a la mirada de Superman, que le hace un escaner en busca de algún nódulo que tuviese mala pinta en sus pulmones, nos alegra que no tenga ninguno, pero por favor Lois, deja de fumar.

Pero, ¿cómo es capaz de ver Superman en el espectro de los rayos-x?

Los rayos-X, es radiación electromágnetica de una longitud de onda muy corta, (o lo que es lo mismo de muy alta frecuencia) está muy por encima del espectro de la luz visible que es la que los seres humanos normalmente percibimos a través de nuestros ojos. Así que según parece Superman tiene unos conos en la retina que son sensibles a está radiación, mientras que los humanos normales solo tenemos conos que distinguen el rojo, el verde y el azul, y como mezcla de estos el cerebro interpreta el color.

Y, ¿de donde vienen los rayos-X que ve Superman?

Todo parece indicar que los rayos-X los genera nuestro querido héroe. Así que o tiene un sincrotrón en la cabeza con algunas de las líneas saliendo por sus ojos, o tiene un tubo de rayos catódicos como el de las televisiones antiguas cuyos electrones chocan con una pieza metálica que es la que al desacelerar los electrones produce la emisión de estos rayos-X. A mi me parece poco probable, pero vamos, es Superman.

Todo esto aunque posible, ya que este hombre viene del planeta Kriptón, y a saber que caminos ha seguido la evolución por aquellos lares, plantea una serie de problemas.

Lo primero es que los ojos de Superman serían de otra forma, para poder focalizar los rayos-X, se suelen utilizar espejos en incidencia rasante como los utilizados en el telescopio Chandra, algo más de información sobre esto se puede encontrar en el post “Los Rayos-X, mejor mirarlos de lado” en Cuentos-Cuánticos.

Así que en los ojos de Superman tendrían una forma como la siguiente:

Circulos concéntricos que formarían el sistema focal de un ojo de Rayos-X

Circulos concéntricos que formarían el sistema focal de un ojo de Rayos-X

Hipnóticos ¿verdad? igual es una de las claves del éxito con las periodistas de nuestro amigo.

A parte de esto, y dado que la capacidad para deflectar los rayos-X para que focalicen en la retina es limitada, está tendría que estar lo más atrasada posible. Es muy posible que los ojos de Superman tengan forma de tubo que llegue desde la parte de la cornea hasta el cogote. 😉

Si todo esto te parece intrigante, a mi me intriga más lo que sucede a partir del minuto 2 y 36 segundos. Donde Lois le pregunta ¿Usted puede ver a través de cualquier cosa? ¿no?, y para comprobarlo le pregunta ¿de qué color es mi ropa interior?. Y no, no lo solo me intriga que haya tema entre ellos, que eso se ve ;). Si no la respuesta.

Superman primero se queja de que le cuesta ver a través del plomo, así que el vaporoso conjunto que luce Lois no debe ser tan ligero como parece, y esto es cierto, los rayos-X son absorbidos por el plomo y por cualquier metal pesado, (el oro también lo bloquearía, pero claro el conjunto sería más caro). Podemos darnos por satisfechos, al menos Superman tiene la intención de cumplir alguna ley física.

Pero después Lois se da la vuelta, y una mirada penetrante de nuestro Superheroe le lleva a conocer la respuesta. ¡Rosa! llevas ropa interior rosa, sorprendiendo a la periodista, bueno no la sorprende mucho, en realidad ella tiene una estrategia de apareamiento bien definida. Esto nos lleva a un par de preguntas.

1. ¿Cómo ha podido evitar el plomo Superman?

Según parece la espalda de la prenda tiene distinto tejido por delante que por detrás, cosa que es muy extraña ¿no?, debe ser incómodo llevar una prenda que pesa más por delante que por detrás.

Ya no me gusta el conjunto.

(Disclaimer: Cómo me apuntan en los comentarios, es cierto que lo que le impide la visión es la jardinera que se interpone entre Superman y Lois Lane. Lo que añade una pregunta más al tema. ¿Lois no lleva sujetador? o ¿No lleva el sujetador a juego? porque a esa parte si tiene acceso visual nuestro héroe 😉 )

2. ¿Cómo ha adivinado el color?

El color como hemos indicado viene determinado por una percepción de las distintas longitudes de onda reflejadas por un material en concreto. En concreto para que una cosa se vea rosa, el material debe reflejar las longitudes de onda cercanas al rojo y al azul, absorbiendo las demás. Pero claro la luz blanca procedente de la iluminación de la terraza, no llega a la ropa interior de Lois Lane. Con lo que para ver a través de la ropa Superman ha tenido que utilizar su visión por rayos-X. Para poder ver a través de la ropa se utilizan rayos-X de baja energía, como en los escaneres de los aeropuertos y se mide la radiación que se ve reflejada (backscattering) por los tejidos blandos. Así que es muy difícil ver la ropa, pero aunque Superman hubiese podido ver la ropa, los fotones que han alcanzado sus retinas, después de “rebotar” en Lois, son de la misma longitud de onda que los que salieron de sus ojos, así que … amigo, el color no se ve en los rayos-X, podemos formar una imagen, pero esos matices no están al alcance de la visión de Superman.

Pero como es Superman, igual además de todas las peculiaridades que tiene en el ojo, también sufre un proceso no-lineal que transforma las longitudes de onda de rayos-X a longitudes del visible, que como es Superman yo me lo creo ;).

Además para ver si alguien lleva ropa interior o no, sería mejor utilizar una cámara de infrarrojos, que si permiten adivinar la forma de la ropa interior, ya que esta obstruye el camino del calor generado por nuestro cuerpo. Siempre y cuando lleve poca ropa como es el caso de nuestra periodista en la escena. Pero seguiríamos sin saber el color.

Imagen térmica.

¿Nos seguimos leyendo?

@guardiolajavi

Esta entrada participa en el XLIV Carnaval de la Física alojado en esta ocasión por ZTFNews.

Astronomía para bañistas

¿Qué tipo de astronomía se puede hacer en las piscinas de verano?. Hay un fenómeno muy curioso, que todos hemos observado en las piscinas expuestas a la luz del sol, que está muy relacionado con otro del que todos hemos dado cuenta al observar las estrellas cualquier noche, ya sea por curiosidad científica o por un arrebato romántico ;-).

Luz difractada en el fondo de la piscina

Luz difractada en el fondo de la piscina

Cualquiera que haya observado las estrellas alguna noche habrá caído en la cuenta de que algunas parecen parpadear. La luz que nos llega desde esos pequeños puntos brillantes parece cambiar, tiene una variación en intensidad, como el brillo de una vela en la oscuridad,  pero, ¿os habéis planteado porqué ocurre eso?, pues bien, para pensar sobre ello no hace falta que sea de noche, imaginad que estamos en una piscina de verano y que la lectura del “HOLA” ha dejado de interesarnos, para matar el aburrimiento os recomiendo que hagamos algunas hipótesis de porqué podría suceder esto con las estrellas.

Posibles causas del parpadeo de las Estrellas

Llegados a este punto nos afanamos en buscar un boligrafo para realizar anotaciones al margen de nuestra revista favorita.

El brillo de las estrellas varía por:

  1. Quizá la atmosfera presenta algún tipo de cambio temporal en su transparencia provocando que se absorba parte de la luz que proviene de estas estrellas parpadeantes. Esta variación puede ser debida a la formación y desaparición repentina de nubes o acumulación de polución que se produce de una manera semi-aleatoria.
  2. La intensidad de la luz emitida por la estrella varia por si misma, en un continuo aumento y disminución de la energía de fusión producida por estos enormes generadores. (Leemos el “HOLA”, pero también de vez en cuando vemos documentales de “La 2”, ¡no te vayas a creer!)
  3. ¿A ver si el parpadeo va a estar producido por algún tipo de pantalla no-uniforme situada entre el observador (que somos nosotros) y lo observado (que es la estrella), y que además esta pantalla se mueve produciendo una atenuación variable con el tiempo?

Llegado a este punto, y para ser una tarde de verano en la que queremos estar relajados en la piscina, nos tomamos un descanso y seguimos leyendo el reportaje donde presentan un chalet que parece un palacio, pero no podemos resistir la tentación y nos echamos una siestecica para dejar enfriar la neurona después de tanta formulación de hipótesis.

Una vez recuperada la temperatura adecuada de la neurona, retomamos nuestras notas y vamos argumentando cada una de las hipótesis.

Reflexiones sobre las hipótesis propuestas:

  1. Que las nubes o la polución se acumule de manera tan rápida no parece que tenga mucho sentido, primero porque de día no se observa y segundo porque de noche los planetas no parecen parpadear, con lo que la atmósfera mantiene su transparencia al menos bajo circunstancias normales.
  2. Que la potencia del generador de fusión varíe con la velocidad a la que parpadean las estrellas no parece una cosa muy lógica, ya que estaríamos observando unas convulsiones importantes en esta energía, y además cuando observamos la misma estrella desde una altura mayor, como la cima de una montaña, no parece parpadear. Incluso hay testimonios de personas que han viajado al espacio y aseguran que las estrellas no parpadean. ¡Qué fuerte!. ¿Y si se encendiesen y se apagasen las estrellas? Déjate de tonterías que esto está explicado en el post “vecino” Apagando el interruptor del Sol 😉
  3. O me quedo con la última hipótesis o me voy a dar un baño.

Efectivamente y dado que solo hace 3 horas que hemos comido y nuestra madre siempre nos aconsejaba al menos 8 horas de digestión antes del baño, no nos queda otra opción que trabajar sobre esta última hipótesis.

La existencia de una pantalla no uniforme sería consistente, y además dependiendo de las características de esta pantalla podría ser consistente con que los planetas no se viesen afectados, y dado que es una pantalla producida por la atmósfera, también sería consistente con el movimiento que hemos supuesto, ya que el viento u otras perturbaciones atmosféricas podrían ser la causa de dicho movimiento.

¡Alé! pues ya tenemos explicación, hay una pantalla que se mueve y que produce esta perturbación, es decir, el parpadeo de las estrellas está provocado por las perturbaciones de la atmósfera. Bonita teoría, y cierta, pero dado que aún nos quedan 5 horas de digestión nos da por seguir desarrollando nuestra teoría.

La primera duda que nos asalta es ¿Es posible tener una estructura que no absorba la luz y que cambie la intensidad de la luz percibida de las estrellas sin afectar a los planetas?

La respuesta a esta pregunta es clara, , de hecho cualquier lente cambia la intensidad de luz que apreciamos, concentrándola (lentes convergentes como en una lupa) o dispersándola (lentes divergentes como las de un miope), además a nuestro lado en la piscina, tenemos un ejemplo claro, los brillos de la luz que se observan en el fondo de la piscina a pleno sol como en la foto que encabeza este post, o de un modo más concreto como en la siguiente foto:

Avispa formando lentes divergentes

Avispa formando lentes divergentes

Como bien se explica en este post, la tensión superficial soporta el peso de la avispa, pero esta deforma el agua formando unas pequeñas lentes divergentes. Ese oscurecimiento del fondo de la piscina se produce porque el índice de refracción del agua es distinto al del aire lo que provoca que los rayos de luz se vean desviados como se observa en la figura.

Lentes acuáticas por deformación de la superficie

Lentes acuáticas por deformación de la superficie

Lo que nos termina de explicar estos dibujos que se forman en el fondo de la piscina. Estas formas son debidos a la deformación de la superficie del agua, de manera muy similar a la pantalla transparente que hemos supuesto en nuestra hipótesis.

¡Qué tranquilos nos hemos quedado! ya tenemos explicación, y además tenemos un ejemplo claro al lado nuestro, con lo que orgullosamente vamos a contárselo al primero que veamos que se levanta de la siesta, porqué además sabemos que este cambio en el índice de refracción se puede producir en la atmósfera debido a cambios de temperatura, solamente que esta pantalla estará mucho más alta.

El problema es que la próxima vez que estemos mirando las estrellas no podremos evitar sentirnos como si estuviésemos en el fondo de una piscina.

Después de contarle nuestra disquisición al “ex-siestero” de turno, que casualmente se ha mostrado interesado (no tenía escapatoria ya que su madre utilizaba la misma tabla que la mía para calcular los periodos de digestión segura), este nos suelta: “que vale, que muy bien, pero … ¿Porqué esa pantalla de lentes transparentes móviles que se encuentra sobre nuestras cabezas afecta a las estrellas y no a los planetas?“. Lo que convierte nuestra alegría en dudas, (cosa que normalmente pasa a los científicos, pero que a partir de ahora queda demostrado que también puede pasarle a los lectores del “HOLA”).

Desgraciadamente la respuesta no estaba en nuestra neurona, así que decidimos, por fin, ir a pegarnos un baño que para eso estamos en una piscina, sin embargo la suerte no nos acompaña ya que se nubla lo que hace que el baño sea una cosa muy poco apetecible.

Sin embargo y como pasa en numerosas ocasiones, ¡esa nube vino a salvarnos!. Como por arte de magia, los bonitos dibujos que hacía la luz del sol en el fondo de la piscina desaparecen, lo que nos da la solución a la duda planteada.

En un cielo nublado no se producen esos dibujos, ya que la fuente de luz es mucho más extensa, la luz proviene desde todos los ángulos, y no solo de ese puntazo amarillo que es nuestro sol. La explicación para que las estrellas parpadeen y los planetas no, debe ser similar, y lo es.

Aunque los planetas sean más pequeños que las estrellas, están muchísimo más cerca de nosotros, y aunque difícil de apreciar, eso supone que ocupan una mayor extensión en el cielo, lo que se traduce en un tamaño angular mayor que el de las estrellas. Esa capa de lentes atmosféricas que hemos supuesto tendrán un tamaño que no afectará a nuestra visión de los planetas.

Y ahora sí, ya tenemos la explicación completa, y además la nube pasó y nos podemos bañar. Maravillados por los descubrimientos hechos en una piscina de verano, llegamos a la conclusión de que nuestro planeta es fabuloso, y que gracias a su atmósfera vemos esos parpadeos tan evocadores, cosa que no podrán decir los marcianos, porque con una atmósfera tan tenue como la de Marte, será muy difícil que se den las condiciones que permitan sentirnos como en el fondo de una piscina ;-).

Esta entrada participa en la XL edición del Carnaval de la Fisica, alojado en esta ocasión por Cuantos y Cuerdas

Referencias:

Este post está basado en el siguiente artículo de American Journal of Physics

Why do stars twinkle, and do they thinkle on Mars?