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Cosmos: Otros Mundos 9 (2020) La Luz: ¿Se transmite por ondas o por Partículas? ¿O las dos cosas a la vez?

Creada24-05-2020
Modificada26-05-2020
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Octubre6

Reseña del Documental Magia sin Mentiras de la serie Cosmos: Otros Mundos

Presentador

Neil deGrasse Tyson

Magia sin Mentiras

Documental de la serie Cosmos: Otros Mundos (E9, 2020) en el que Neil deGrasse Tyson nos describe los descubrimientos de varios científicos sobre la luz, si se transmite por ondas o partículas... o las dos cosas a la vez.

Observamos nuestro entorno, y todo el Universo, gracias a la Luz.

Durante miles de años han habido científicos que se han preguntado por su naturaleza, su funcionamiento.

Algunos han encontrado respuestas, pero conforme se han ido descubriendo cada vez más cosas, cada vez hay más incertidumbres.

Partículas de Luz

Entre las muchas ramas científicas en las que investigó Isaac Newton, una de las más importantes fue el estudio de la luz. Fue el primero en descubrir que la luz blanca se descomponía en un espectro de colores diferenciados, desde el azul hasta el rojo. También consiguió explicar cómo se producía el Arco Iris.

Y en sus investigaciones no dudó en someterse a sí mismo a dolorosos experimentos, clavándose agujas entre el globo ocular y los párpados, para comprobar si la luz y sus colores eran entidades físicas y reales o eran percepciones subjetivas de nuestros ojos.

De sus estudios e investigaciones dedujo que lo que ven nuestros ojos es un chorro de pequeños corpúsculos, similares a balas pero de un tamaño muy pequeño, que eran emitidos por los objetos luminosos, como el Sol y el fuego, y que viajaban en línea recta en todas direcciones. Los que caían en objetos no luminosos rebotaban según leyes físicas predecibles y de nuevo volvían a viajar en línea recta.

La inmensa mayoría de esos corpúsculos se perdían en el espacio, pero los que atinaban a entrar en nuestras pupilas activaban pequeños receptores en la retina que eran interpretados por el cerebro para formar una imagen de lo que nos rodeaba.

La Luz se transmitía por Partículas.

Ondas de Luz

Christian Huygens también investigó varias ramas científicas. Construyó él mismo un potente telescopio con el que descubrió la luna Titán, de Saturno. Sus estudios de matemáticas le llevaron a descubrir las leyes de la Probabilidad. Y con el fin de crear instrumentos de medidas del tiempo más eficaces que los entonces existentes, inventó y construyó los primeros relojes de péndulo.

Ondas a través de 1 RanuraEn el estudio de la Luz teorizó que la Luz podría ser similar al Sonido, que se transmite por ondas. Gracias a este hecho, cuando el sonido de una campana o una voz humana llega hasta la rendija de una puerta se produce una nueva onda que se expande, no desde el origen de la fuente original sino desde la rendija de la puerta, con lo cual los sonidos pueden ser oídos aunque no estemos en línea recta con el emisor.

Estudiando la transmisión de ondas descubrió que cada punto de una onda se convierte también en emisor de una nueva onda, pero la superposición de millones de ondas entre sí hace que sólo sea apreciable la onda general centrada en el origen del sonido o en la rendija de la puerta a la que ha llegado.

Se obvia el hecho de que las ondas de sonido también rebotan en las paredes de la habitación, pero aún si eliminamos esos ecos (sin paredes o con paneles que no reflejen los sonidos) el sonido aún llegará a nuestros oídos aunque no estén en línea recta con la fuente.

Según él, con la luz debía ocurrir lo mismo. Si no llegamos a ver lo que hay tras una esquina no es porque no recibamos luz desde un origen oculto, sino porque es muy poca la que llega de allí y es muchísimo más intensa la que nos llega directamente en línea recta.

La Luz se transmitía por Ondas.

El Experimento de las dos Rendijas

En 1801, Thomas Young quiso cerrar el debate sobre si la luz se transmitía por ondas o partículas.

Experimento de las Dos RendijasHabía observado que dos ondas en el agua podían cruzarse entre sí y en el frente común de ambas surgían bandas de interferencia: zonas en las que las ondas se superponían y zonas en las que se anulaban.

Imaginó que si la luz se transmitiera por ondas y pasara por DOS rendijas, desde cada una de ellas se formarían dos ondas, y en la pantalla de proyección se formarían varias bandas de interferencia.

En cambio, si la luz se transmitía por partículas, en la pantalla posterior sólo aparecerían DOS bandas, cada una en línea recta desde la fuente a través de su correspondiente rendija.

El Experimento de Young demostró que, efectivamente, en la pantalla posterior se formaban varias bandas de interferencia, lo que demostró que la luz se transmitía por ondas.

Huygens tenía razón. Newton estaba equivocado.

¿Ondas o Partículas?

El físico J.J. Thomson fue quien descubrió los electrones. Estas son partículas muy pequeñas, mil veces más ligeras que el átomo más pequeño, que orbitaban alrededor del núcleo de los átomos.

Y tenían carga eléctrica, por lo que después de ser emitidos podían ser dirigidos y desviados con imanes o bobinas electromagnéticas.

Este es el principio del funcionamiento de las pantallas de televisión (las antiguas, las de Tubo de Rayos Catódicos), en los que un cátodo genera un chorro de electrones y unos electroimanes los desvían para barrer las 625 líneas de una pantalla al mismo tiempo que se modula su intensidad. La imagen se dibuja en pantalla en unas pocas centésimas de segundo, pero haciendo 25 ó 30 barridos por segundo podemos ver en pantalla una sucesión de imágenes consecutivas, una película. La incapacidad de nuestra visión de percibir variaciones tan rápidas hace que no apreciemos ni los barridos ni los parpadeos, por lo que creemos estar viendo escenas en movimiento.

Diseñó varios experimentos para medir su carga y su masa. A raíz de sus descubrimientos recibió el Premio Nobel de Física en 1906.

Experimento de las Dos RendijasEn uno de sus experimentos, emuló el Experimento de Young, enviando un chorro de electrones a través de dos rendijas hasta una pantalla electroluminiscente. Tratándose de partículas pensó, por supuesto, que en la pantalla sólo se formarían DOS bandas. Su sorpresa, y la de toda la comunidad científica, fue que se formaron varias, tal como si se tratara de ondas.

Y peor aún, los resultados eran diferentes si mirábamos o si no.

¿Cómo es posible que el hecho de mirar o no un experimento pueda afectar a sus resultados?

En mi opinión

En el resto del documental, Tyson nos confiesa que lo que sigue es incomprensible, porque aún no entendemos por qué ocurre. Además, creo que incurre en un error (quizás de traducción) al no quedar claro si es cuando miramos cuando se ven las bandas de interferencias y cuando no miramos es cuando se ven las dos bandas, o al revés. En la farragosa explicación que sigue me da la impresión de que llega a afirmar las dos cosas.

Incertidumbre al cuadrado.

También muestra diversas especulaciones sobre Dimensiones, poniendo como ejemplo la clásica obra Planilandia, de Edwin Abbott, en las que se narra la historia de un cuadrado al viajar por mundos de distinto número de dimensiones.

Si quereis saber más, os recomiendo el artículo Dimensiones, Branas y Fuerzas, escrito por mí, y varios documentales que hablan sobre el mismo tema.

Para terminar entra en los temas del Entrelazamiento Cuántico y de los Universos Paralelos, así como la cuestión metafísica de si existe el Libre Albedrío o si el Universo está regido por un Superdeterminismo en el que toda nuestra existencia está predeterminada desde el origen del tiempo.

Sinceramente, el principio del documental me parece bastante interesante, pero de la mitad en adelante me parece confuso, con errores y sin substancia.

¿Verlo o no? En mi opinión tenéis Libre Albedrío, aunque según Tyson haréis las dos cosas en dos universos paralelos diferentes.

Ver Ficha de Magia sin Mentiras de la serie Cosmos: Otros Mundos

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