Sobre lo invisible, lo extraño y lo desconocido | vacío cósmico

Nuestras mentes sienten una especial admiración por lo invisible. Sabemos que hay cosas que se escapan de nuestros ojos y permanecen ocultas, lo que también nos lleva a otros sentimientos como la curiosidad, la imaginación e incluso la (in)credulidad o el terror. Si no lo veo con mis ojos, si no lo toco con mis dedos como Santo Tomás, no puede existir, no lo creo. No hay mucho lugar para creer en la ciencia; las dudas sobre la certeza de algo también deben estar respaldadas por evidencia. Pero en cualquier caso, hay muchas cosas a nuestro alrededor que son invisibles.

Ser invisible significa que algo no puede ser percibido por el ojo. Pero invisible es algo distinto de imperceptible, también de transparente y por supuesto no significa inexistente. Lo que quizás explica parte de su significado es la extrañeza que provoca lo invisible. Hemos mencionado muchos conceptos juntos y son muy similares y por tanto muy relacionados. Así que comencemos con una cosa: hay muchas cosas que a veces no podemos ver, que son transparentes, pero aún así reconocibles en determinadas circunstancias. Esto significa que se puede probar su existencia.

El aire, por ejemplo, es algo invisible, sencillo y cotidiano. El aire es un medio formado por moléculas de nitrógeno, oxígeno, dióxido de carbono, agua y más en pequeñas cantidades. La mezcla tiene una densidad relativamente baja. Consideremos que casi todas las moléculas que mencioné son más pesadas que la molécula de agua, y mientras un litro de agua tiene una masa de un kilogramo, un litro de aire pesa sólo un gramo, si consideramos el número de partículas en un volumen determinado, La comparación es similar: el agua tiene aproximadamente mil veces más partículas por unidad de volumen que el aire. Por su baja densidad y el tipo de partículas que lo componen, diríamos que el aire de nuestra atmósfera es invisible. Pero esto sólo se aplica en determinadas circunstancias y en cierto sentido. Pongamos dos ejemplos que nos muestran que el aire no es ni invisible ni transparente como suponemos.

El aire de nuestra atmósfera es bastante transparente a la luz roja, pero no tanto a la luz azul, por lo que es como un conglomerado de pequeños espejos que la reflejan (más bien se dice que la dispersan), lo que explica esto. En realidad, podemos “ver” la gran cantidad de aire que compone el cielo de un color azulado. Por otro lado, el aire de nuestra atmósfera es opaco a la luz ultravioleta y también a cierta luz infrarroja, longitudes de ondas electromagnéticas (de luz para entendernos a nosotros mismos) que son “ajenas” al ser humano ya que sólo con la tecnología hemos podido acceder a su descubrimiento. durante los últimos 200 años. Así que el concepto de invisibilidad del aire no es tan simple: dependiendo de con qué “ojos” (si tuviéramos ojos sensibles a muchos tipos de fotones) lo miramos, es translúcido, a veces es opaco.

Pero esa no es toda la historia del aire. En determinadas circunstancias, el aire es incluso visible para el ojo humano. Podría hablar de formas indirectas de “ver” el aire, como el efecto de las turbulencias cerca de superficies calientes, por ejemplo asfalto en verano, circunstancia en la que se ven imágenes distorsionadas, haciendo notoria la presencia de aire. Pero quiero centrarme en una visión más directa del aire. Cuando las partículas del llamado viento solar interactúan con el campo magnético de la Tierra, se dirigen hacia los polos. Nos referimos a los polos magnéticos que se encuentran cerca de los polos definidos por el eje de rotación de la Tierra, que a su vez reciben el nombre de polos geográficos (aunque ninguna de las tres cosas es exactamente igual). Estas partículas del viento solar chocan con las moléculas de aire en las regiones más altas de la atmósfera, lo que puede provocar que los átomos de nitrógeno pierdan un electrón, se dice que quedan ionizados hasta que los átomos de oxígeno pierden un electrón. Aumento de energía, se dice que está excitado. Pero así como la cabra sube la montaña y yo me acuesto en el sofá, el electrón intenta estar lo más descansado posible en el nivel de energía más bajo. Esto implica que los átomos de nitrógeno tienden a capturar el electrón que les roba una colisión con el viento solar y que los electrones de oxígeno tienden a pasar a su estado inicial, es decir, a desenergizarse. El resultado es una pérdida de energía que no se puede perder, sino que se libera en forma de luz, y entonces podemos ver el aire (¡eso es lo que queríamos!) directamente a través de la aurora boreal. La aurora verde o naranja y roja significa que vemos oxígeno; Las auroras azules, incluidas las rojas, significan que vemos nitrógeno. El aire ya no es invisible.

He logrado mi primer objetivo para esta sección. vacío cósmico, que trata sobre enseñar física, pasamos al segundo: describir lo asombroso que es el universo. Hemos visto auroras en planetas como Saturno y Júpiter, que son a su vez grandes planetas gaseosos cuyo “aire” vemos de diferentes maneras. También se pueden ver auroras en Venus o en el propio Marte, este último con un «aire» extremadamente fino (poco denso) y una composición muy diferente a la nuestra (casi todo es dióxido de carbono, un 95%, frente a al menos 0). ,1%). % terrestre).

Pero lo invisible nos muestra lo desconocido más allá y nos revela un universo extraño. Una emisión de nubes de gas, que deberían ser invisibles para nosotros debido a su densidad, normalmente mil millones de veces menor que la del aire de nuestra Tierra, nos permite ver y confirmar la existencia de galaxias distantes que ya existían cuando el Universo tenía el 2 % de su flujo era la edad, un récord de distancia batido recientemente por el Telescopio James Webb. Estas galaxias ya tienen grandes cantidades de oxígeno excitado, incluso ionizado, que emite luz en las llamadas líneas de aurora, como las que describimos anteriormente, y en líneas prohibidas, un poco más extrañas, también hechas de carbono o silicio. Si hay oxígeno presente y suponiendo que el 91% de los átomos del universo son hidrógeno (dado que el hidrógeno pesa poco comparado con otros, el hidrógeno representa el 71% de la masa de todos los átomos del universo), puede que haya agua. Lo tenemos en Nubes de gas descubiertas que estaban presentes en las galaxias cuando el Universo tenía el 5% de su edad actual. Y compuestos de carbono.

Lo invisible, que no es tan invisible cuando lo conoces y puedes mirarlo, es sumamente curioso, nos revela un universo fantástico que es increíble desde el principio, y no quiero decir aterrador, pero sí vertiginoso. cuando comprendes lo grande que es y lo limitado. Ésta es nuestra idea de su naturaleza. Nos quedamos incrédulos, quizás por inocencia, cuando hablamos de cosas que realmente no se pueden percibir con fotones.

Pablo G. Pérez González Es investigador del Centro de Astrobiología, dependiente del Consejo Superior de Investigaciones Científicas y del Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (CAB/CSIC-INTA).

vacío cósmico Es una sección en la que se presenta nuestro conocimiento del universo de forma cualitativa y cuantitativa. El objetivo es explicar la importancia de comprender el cosmos no sólo desde una perspectiva científica, sino también desde una perspectiva filosófica, social y económica. El nombre “vacío cósmico” hace referencia a que el universo está mayoritariamente vacío, conteniendo menos de 1 átomo por metro cúbico, aunque paradójicamente en nuestro entorno existen billones de átomos por metro cúbico, lo que nos invita a preguntarnos sobre nuestra existencia y el reflexionar sobre la presencia de vida en el universo.

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