sábado, 30 de julio de 2011

Infrarrojo

Rayos gama, rayos X, rayos ultravioleta, radiación infrarroja, microondas, ondas de radio. En el mundo de hoy hasta el menos familiar de estos fenómenos tiene aplicaciones cotidianas, de manera que  apenas necesitan presentación. Estos seis, más la luz, son los nombres propios de las ondas electromagnéticas. Pero ojito, que a pesar de que tienen nombres distintos —por razones históricas, más que otra cosa— no son fenómenos físicos distintos. Son luz, sólo que de otros "colores".

En el campo electromagnético que llena todo el universo las perturbaciones se propagan como ondas. Un poco como la perturbación que se produce al tirar una piedra a un estanque, que se propaga como una onda en la superficie del agua. Los colores (los del arco iris) corresponden a distintas longitudes de onda, es decir distintas distancias entre crestas de ondas sucesivas. Las otras seis radiaciones tienen longitudes de onda más cortas o más largas que las que podemos ver con nuestros ojos.

La primera de estas luces invisibles en ser descubierta fue la radiación infrarroja. William Herschel, músico de profesión y astrónomo por vocación, la descubrió hace algo más de 200 años, haciendo el experimento que yo repetí en la foto de aquí arriba. Con un prisma descompuso la luz del Sol y le tomó la temperatura a cada color. Descubrió que la máxima temperatura se alcanzaba con el termómetro más allá del rojo, en un región donde aparentemente no había luz alguna. La "luz" infrarroja tiene una longitud de onda más larga que la del rojo.

Hoy en día es más fácil todavía "ver" la radiación infrarroja. Los controles remotos de televisores y otros aparatos tienen una lamparita al frente. Cuando apretamos un botón esta lamparita se enciende, pero no lo vemos. Es un led infrarrojo. Y resulta que las cámaras fotográficas modernas registran sus imágenes con un dispositivo electrónico que es sensible al infrarrojo. Así que mirando la lamparita del control remoto a través de la cámara podemos ver cómo se enciende al apretar los botones. Cooool...

Inclusive podemos iluminarnos con esta lucecita infrarroja y sacarnos una foto en una habitación completamente a oscuras. ¡Buenísimo! La foto de aquí al lado la tomé con una cámara compacta normal, con una exposición de 15 segundos. ¡Hay que quedarse bien quieto! El color, por supuesto, es arbitrario. El sensor de la cámara convierte los fotones infrarrojos en una señal electrónica, que la cámara traduce en una imagen visible.

La radiación infrarroja revela un universo invisible. Resulta que la Galaxia está llena de polvo, y que el polvo es opaco a la luz visible (como la ceniza de un volcán). Pero es casi transparente al infrarrojo. En estos días de invierno en el hemisferio austral el centro de la Vía Láctea está sobre nuestras cabezas en las primeras horas de la noche (salgan a verlo). Aunque es una visión sobrecogedora en luz visible, el polvo oculta lo que hay detrás. En luz infrarroja, en cambio, se ve a través del polvo. La diferencia es impresionante, como se puede ver en esta comparación. La imagen de la izquierda es en luz visible. Las zonas oscuras no están vacías de estrellas, sino que son la silueta de enormes nubes oscuras y frías (bien fríiiias). La de la derecha es en infrarrojo (tomada para el survey 2MASS). Ambas imágenes muestran la misma región del cielo, de unos 10° de ancho (un puño). El centro de la Galaxia está arriba a la izquierda. Algún día contaremos lo que se puede ver allí en infrarrojo, vale la pena.


Nuestra atmósfera es sólo parcialmente transparente al infrarrojo, de manera que casi toda la astronomía infrarroja hay que ponerla en órbita. Lamentablemente el telescopio espacial James Webb, con su espejo de 6 metros y medio y su visión infrarroja, destinado sin ninguna duda a revolucionar la astronomía como lo hizo el Hubble, parece que estará entre los recortes presupuestarios de los Estados Unidos...


Obviamente la foto del control remoto está retocada. ¡No es posible evitar que salga la lucecita en una foto! Así que para producir la ilusión de lo que se ve cuando se hace la experiencia usé dos cámaras y retoqué la imagen directa, dejando la que se ve a través de la cámara de adelante.

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2 comentarios:

  1. ¿Como hizo Herschel para medir la temperatura de la luz proyectada? ¿Alguien me puede explicar?

    Nelson

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  2. @Nelson: Herschel hizo exactamente lo que muestro en mi foto: puso el termómetro en el arcoiris, y midió la temperatura que alzanzaba la columna de mercurio. Pintó el bulbo de negro para mejorar la absorción de la radiación. El prisma y el termómetro de Herschel se conservan en un museo en Londres.

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