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Respuestas (LIV): ¿Qué pasa si viajamos a la velocidad de la luz? (1ª Parte)

Hace un tiempo que me enviáis mucho del estilo ¿Podríamos viajar a la velocidad de la luz?. ¿Hay alguna manera de viajar ala velocidad de la luz? o, los que han leído un poco más sobre la teoría de la relatividad, ¿Qué nos pasaría si viajáramos a la velocidad de la luz?

El tema me encanta, pero hay mucho que decir al respecto y es un poco complejo, en el sentido de que no es muy intuitivo, así que voy a intentar mezclar estas preguntas para responderlas en dos entradas y dejar un tiempo de asimilación en medio.

Como estamos hablando de la luz, tengo barra libre para colgar imágenes llamativas del universo. Aquí las Pléyades.

El material más oscuro conocido

Se ha inventado Vantablack, el material más negro creado hasta la fecha. Es tan oscuro que cualquier objeto cubierto con él parece bidimensional.

Para entender cómo funciona, veamos primero por qué vemos las cosas oscuras.

Aunque tendemos a representar el sol como una bola amarilla sonriente, en realidad la luz que nos llega desde él es blanca. La luz blanca, como bien sabemos por los arcoiris y el merchandising de Pink Floyd, puede ser descompuesta en el resto de colores (hablaba más a fondo sobre los colores y sus longitudes de onda en esta entrada sobre el color de los espejos),
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Respuestas (XLIV): ¿Por qué la Luna se vuelve roja durante un eclipse lunar?

Ayer se produjo un eclipse lunar y debería haber escrito esta entrada sobre ello, pero se me pasó. Antes de que tumbéis la puerta de mi casa con antorchas y tridentes, os diré que no todo está perdido: ¡Los eclipses lunares ocurren cada dos por tres! De hecho, el próximo eclipse lunar tendrá lugar el 8 de octubre de este mismo año. ¡Alegrad esas caras!

Actualización [26/09/2015]: esta es una entrada de 2014, esta vez os he pillado a tiempo para avisaros.

Cuando en el espacio ocurre un eclipse, significa que alguna cosa está bloqueando la luz de otra desde tu perspectiva. Durante un eclipse solar, por ejemplo, la Luna se interpone entre la Tierra y el Sol.

Luna en forma de "U"

Desde pequeños nos enseñan a diferenciar las fases de nuestro satélite con el dicho de “la Luna es mentirosa”: durante la fase creciente tiene forma de D y en la menguante (o decreciente) parece una C. Pero, ¿Y si miras al cielo y encuentras la Luna con forma de U?

 

En internet hay quién se ha dado cuenta de esto y, como siempre, hay gente realmente preocupada por ello. Desde Ciencia de Sofá os mandamos un mensaje tranquilizador: a la Luna no le pasa nada raro. Esto ocurre cada año y, en algunas latitudes, incluso tiene lugar dos veces.

Lo primero que hay que tener en cuenta  para entender el asunto es que la Luna no brilla porque tenga luz propia, sino porque su superficie refleja la luz del sol. Por tanto, la parte iluminada de nuestro satélite siempre será la que apunta hacia el sol.

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¿Qué es un agujero de gusano?

Desde las primeras películas y novelas de ciencia ficción se han imaginado portales capaces de transportar instantáneamente a los seres humanos desde nuestro mundo con alguna remota parte del universo o, incluso, con un universo completamente distinto. En teoría esto sería posible gracias los llamados agujeros de gusano.

Espera, espera, ¿hay una base científica para creer esto, o es sólo un invento que no se sostiene por ningún lado?

Los agujeros de gusano derivan de las ecuaciones de la relatividad general de Einstein, que básicamente dicen que el espacio-tiempo puede representarse como una malla elástica y cualquier objeto con masa que descanse sobre ella (planetas, estrellas, galaxias…) la perturbará formando una depresión. El tamaño y la profundidad de la depresión variará según la masa del objeto que descanse sobre la malla y todo lo que pase a través de la zona distorsionada será susceptible de caer hacia el interior, a menos que lleve suficiente velocidad como para quedar atrapado dando vueltas en círculos alrededor de ella. En la vida real, esto se manifiesta como la fuerza gravitatoria.

Seguramente hayas visto alguna vez un gráfico por el estilo. Representa el sol hundiendo el tejido espacio temporal y la Tierra atrapada en la depresión dando vueltas.

En realidad, más que una malla plana sería un entramado tridimensional, y la perturbación se daría en una cuarta dimensión, pero eso no hay manera de visualizarlo.

Total, que, en teoría, si el tejido del espacio y el tiempo se puede deformar, deberíamos poder idear una manera de manipularlo que no consista en acumular un montón de materia hasta que se hunda.
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¿Eres daltónico?

Si usáis internet desde la época en la que los módems cantaban, probablemente os suenen estas imágenes.

Hubo una temporada en la que parecían estar de moda estos banners que te decían que muy poca gente podía ver el número que contenía uno de estos dibujos y que, si eras capaz de distinguirlo, marcaras una opción en una casilla que probablemente terminaba redireccionándote a un anuncio de viagra. Aunque parezcan una tontería diseñada para atraer a un segmento de la población que usa muy poco los ordenadores, en realidad son herramientas para detectar el daltonismo.

Por si durante todos estos años has estado viviendo en un planeta lejano que raramente recibe noticias de la Tierra, el daltonismo es la incapacidad o limitación para ver ciertos colores. Es probable que conozcáis a alguien que tenga problemas identificando ciertos tonos de rojo y verde pero, como siempre, el tema da bastante más de sí.

Pese a que puede ser provocado por algún daño en el nervio óptico, el propio ojo o en ciertas partes del cerebro, la causa más común de daltonismo está en las células fotorreceptoras que contienen nuestros ojos.

Como comentábamos el otro día mientras hablábamos de puestas de sol verdes, nuestras retinas están recubiertas de unas pequeñas células capaces de detectar la luz llamadas conos y bastones. Los bastones reaccionan ante la cantidad de luz que recibimos y los conos detectan el color. Para el caso que tratamos, los bastones no nos interesan para nada.

“Rods” son los bastones y “cones”, los conos.

A su vez, tenemos tres tipos de conos, diferenciados por el rango de longitudes de onda que mejor detectan: los que detectan longitudes de onda cortas (llamados conos azules, por el color al que corresponde su mayor sensibilidad), medias (verdes, por el mismo motivo) y largas (los conos rojos, que en realidad tienen una mayor sensibilidad en el espectro amarillo-verdoso, pero el nombre quedaría bastante feo).

Oye, oye, ¿Qué es esto de las longitudes de onda?

Como comentábamos en esta otra entrada sobre el color de los espejos, lo que nosotros interpretamos como color es, en realidad, la longitud de onda del haz de luz que nos llega a los ojos.

Un rayo de luz de un solo color formado de manera natural es una perspectiva casi irreal: la luz que constantemente llega a nuestras retinas está formada por muchas longitudes de onda superpuestas. El caso típico que se utiliza de ejemplo para demostrar esto es la descomposición, en todos los colores, de un haz de luz blanco a través de un prisma.

De la misma manera que podemos descomponer la luz blanca en el resto de colores, podemos coger cualquier tonalidad y separarla en tres colores diferentes: azul, verde y rojo. Mezclando de nuevo estos tres colores, podemos obtener el color que nos venga en gana, y esa es la razón por la que los receptores de nuestros ojos están adaptados a detectar la luz en estas longitudes de onda concretas (y por la que las impresoras tienen sólo tres cartuchos).

En el siguiente ejemplo, el ojo recibe luz de color naranja, que corresponde a una longitud de onda media-alta. El color naranja no es más que una mezcla de rojo y verde.

Los conos rojos y verdes se activan, y cada uno empieza a mandar señales diciendo qué color está detectando.  Entonces, el cerebro cuenta la cantidad de conos de cada tipo que están siendo excitados por sus respectivos colores y, según su proporción, descubre qué tonalidad estamos observando. En el caso del naranja, una mayor proporción de conos rojos excitados nos haría percibir un tono anaranjado más oscuro, mientras que si la mayoría fueran verdes notaríamos un color más amarillento.

Y esto nos lleva diretamente al quid de la cuestión.La gente que sufre daltonismo tiene uno o más tipos de cono mal desarrollados o, en los casos mas graves, ni siquiera los tiene, por lo que no pueden procesar alguna(s) de las longitudes de onda que les llegan a los ojos. Según el tipo de cono que “funcione mal”, la paleta de colores que es capaz de detectar el dueño de esos ojos se verá afectada de manera distinta.

Wikipedia ilustra muy bien este concepto, así que hemos tomado imágenes suyas para hacer el siguiente esquema que representa lo que ve alguien a quién le falta cada tipo de cono.

Estas son las situaciones mas extremas en los que, directamente, falta un tipo de cono. Nadie que tenga un grado moderado de daltonismo, debido a un mal desarrollo de estos, llega a este nivel.

Volviendo a la imagen del principio, los discos de números contienen colores que suelen parecer los mismos para gente que sufre un tipo de daltonismo concreto. De esta manera, puede detectarse el  tipo daltonismo cuando alguien no sea capaz de distinguir los dos colores de dibujo en especial y, por tanto, sea incapaz de leer el número que aparece representado.

Si no puedes ver alguno de los números, eres daltónico.

Si aún os pica la curiosidad, podéis acceder a través de este enlace a un test de daltonismo online para comprobar qué tal están vuestros conos.

Pero no hemos acabado aún. Aún hay un caso más hardcore.

Cuando dos tipos de daltonismo diferentes se presentan en una misma persona (es decir, le faltan dos tipos de conos), entonces hablamos de que sufre monocromatismo. Básicamente, alguien a quien le ocurre esto sólo puede ver el mundo en blanco y negro.

Ese el caso de Neil Harbisson, un artista que vive en Barcelona y que es el primer “cyborg” reconocido de la historia. Le diseñaron un tercer ojo biónico que procesa el color por él y le transmite la información en forma de tonos al oído. Por suerte le entrevistaron en el programa Buenafuente, así que dejamos que él os cuente su vida.

Acabamos la entrada con esta ilustración de 1895, donde aparecen representados los tipos de daltonismo usando como ejemplo la bandera estadounidense. No, no aporta ninguna información nueva.

Daltonismo patriótico.

Luz verde

¿Y si os decimos que, justo antes de que el sol desaparezca tras el horizonte o emerja por el él, emite un breve destello de luz verdosa? ¿No? ¿No cuela?

Pues así es.

Crédito: este colaborador de wikipedia.

¡Pero si he visto cientos de puestas de sol y nunca he presenc…!

Madre mía, ¡¿Te quieres callar?!

El responsable de este fenómeno es la refracción, la desviación que sufre la luz cuando cambia de medio, en este caso, las diferentes capas de la atmósfera,. La refracción puede apreciarse, por ejemplo, alrededor de superficies muy calientes o al meter un objeto en un vaso de agua.
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¿De qué color es un espejo?

Todos nos hemos preguntado alguna vez de qué color es un espejo. Tiene pinta de ser plateado, ¿no? Pero algo nos dice que ahí no acaba la historia. ¿Podríamos ver el color real con la luz apagada? No, las cosas no funcionan así.

Ante nada, vamos a aclarar una cosa: un espejo perfecto no tendría color, ya que reflejaría toda la luz incide sobre él, por lo que su color sería simplemente el del objeto reflejado.

Pero no vivimos en el mundo de las cosas perfectas, como nos intentan hacer creer los problemas de física del instituto. Ni siquiera el mejor espejo que podamos fabricar reflejará el 100% que incide sobre él y siempre habrá una pequeña cantidad que será absorbida por el material reflectante. Es una fracción tan pequeña que a efectos prácticos ni se nota, aunque puede manifestarse en algunas condiciones.

Empecemos por lo más básico: ¿Qué es color?

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