La física nos dice que cualquier cuerpo emite radiación por el simple hecho de tener una temperatura, es lo que se conoce como radiación de cuerpo negro. Pero esta radiación no es siempre visible para nuestros ojos, y es que existen muchos tipos de radiación electromagnética. De la misma forma que nuestros oídos sólo pueden detectar una parte de las ondas que se transmiten por el aire, nuestros ojos sólo nos permiten ver una limitada franja del espectro electromagnético.
Hemos dicho que todos los cuerpos emiten radiación, pero cuando estamos en la oscuridad de una habitación no vemos que las paredes o los demás objetos emitan luz ¿Qué tiene que ocurrir para que esa radiación sea visible por nuestros ojos? La longitud de onda de la radiación debe encontrarse en la región del espectro visible, una minúscula región como podemos ver en el esquema anterior.
Y la región del espectro en la que emiten los cuerpos viene determinada por la temperatura a la que se encuentran, de acuerdo con la ley de Planck. El sol, por ejemplo, se encuentra a una temperatura superficial de unos 6000ºC, y emite una radiación que podemos ver. A temperaturas menores los cuerpos emiten más hacia el infrarrojo, y eso es lo que vemos en las cámaras térmicas. Y si la temperatura es aún menor la emisión será de ondas de radio o microondas.
Las vitrocerámicas que usamos en nuestras cocinas están bastante calientes, tanto que los fuegos se ponen al rojo vivo, es decir, que emiten radiación visible.
Pero con la ayuda de una cámara de móvil podemos ver una parte de la radiación que emite la placa y no es visible para los ojos. Y es que los sensores de las cámaras no siempre imitan a la perfección nuestra propia visión, y las cámaras de los móviles frecuentemente captan parte del infrarrojo. Esta es la curiosa foto que yo mismo tomé hace unos días.
El fuego tiene un color que sería imposible ver con los ojos. La realidad es mucho más amplia de lo que podríamos adivinar con sólo nuestros sentidos, afortunadamente la ciencia nos permite día a día acceder a esa realidad. Este hecho es muy útil en astronomía, donde la observación del cielo en múltiples regiones del espectro electromagnético nos permite obtener muchísima más información de la que podríamos obtener de otra forma.
Si observamos en rayos X cierta región de la constelación de Sagitario encontramos el agujero negro del centro de nuestra galaxia, la vía láctea.
Así veía hace pocos meses el observatorio espacial NuStar de la NASA el agujero negro del centro de nuestra galaxia.
Y si observamos en el infrarrojo podemos ver más allá de las nubes de polvo que reinan sobre algunas partes de la galaxia, y por ejemplo, ver las estrellas que se están formando en la famosa nebulosa de Orión.
La nebulosa de Orión en visible (izquierda) y infrarrojo (derecha). El infrarrojo nos permite ver a través de la nube
Uno de los ejemplos más impresionantes de lo que el universo oculta para nuestros ojos es la radiación de fondo de microondas; en el cielo nocturno que hace apenas 50 años creíamos principalmente oscuro (Aunque no por ello menos apasionante), ahora sabemos que hay mucha luz procedente de la creación del universo que ahora podemos observar en la región de las microondas.
Radiación de fondo de microondas observada por el observatorio espacial WMAP. Esto es lo que veríamos en el cielo si nuestros ojos fueran sensibles a las microondas, esta «luz» fue emitida cuando el universo sólo tenía 300.000 años, actualmente tiene unos 15.000 millones de años.
Y todavía hay algo más increíble que nos promete un futuro de descubrimientos más allá de nuestros sentidos. Esta radiación de fondo es la «luz» más antigua que nos llega del universo, se produjo cuando el universo sólo tenía 300.000 años de antigüedad y antes de ese momento el universo era opaco a la luz. Pero se cree que las llamadas ondas gravitatorias podrían ofrecernos información de lo que hay detrás de esta radiación, información de esos 300.000 años anteriores a la radiación de fondo. Todavía no se han hecho grandes avances en la detección de ondas gravitatorias ¿Qué grandes descubrimientos nos traerán?
Este post mi contribución al XXVIII Carnaval de la Física, organizado en esta ocasión Daniel Marín en Eureka
Jorgeteca 