Una vez un amigo me pregunto ¿Vemos todo cómo es? Lo que me llevo a auto preguntarme ¿Esta es la realidad? ¿Todo está determinado? Si no vemos una realidad completa ¿Cómo es el universo de verdad? A continuación aprenderemos a ver el universo de una manera compleja y completa, capaces de imaginar todo lo que de verdad está ahí, lo que no podemos ver, percibir, observar, escuchar y hasta oler…

Esta imagen nos muestra distintos rangos frecuenciales no visibles (que más adelante analizaremos). De izquierda a derecha: Rayos gamma, Rayos X, Visible, Hidrogeno Alpha, IV, Microondas y Radio. Créditos: astropt.org

La parte fundamental para este artículo es saber de dónde vienen los colores, ya que a partir de esto podremos desencadenar una cadena enorme de historias las cuales nos ayudaran a entender este universo como de verdad es.

Sir Isaac Newton, un científico que desde niño sintió mucho fervor por el arcoíris, presento su Teoría “Descomposición de la luz” a The Royal Society en 1667, en esta teoría el mostraba como con ayuda de un prisma triangular podía descomponer la luz “blanca” en 7 distintos colores (Rojo, Naranja, Amarillo, Verde, Azul, Violeta e Índigo), ya antes un científico llamado Descartes  (el cual creía que la luz eran corpúsculos) ya había intentado hacer esto, pero solo obtuvo el color azul y rojo por lo que Newton causo sensación en The Royal Society al descomponerla en 7, pero el aun no sabía porque, lamentablemente la idea de que la luz era ondulatoria no estaba muy desarrollada por lo que no era creíble, aunque esta teoría de luz ondulatoria nos da una buena explicación de porqué pasa esto… Si se toma a los colores como Ondas, cada color tiene una longitud diferente, la longitud de onda es más larga entre más se acerquen al rojo y más corta entre se esté cerca del Violeta, cuando la luz atraviesa el prisma cada color toma un camino (por así decirlo) y lo atraviesa a distinta velocidad, estos salen reflejados con distintos ángulos, por eso los colores se separan y se ven en la pared uno tras otro (de forma alargada, mas no de forma circular), cambiando un poco de tema me gustaría aclarar que estos 7 colores no tienen mucha relación con los 3 colores primarios que nos enseñan, por cierto sabían ustedes que nos verdaderos 3 colores primarios son Verde, Rojo y Azul? A través de estos se obtiene el Magenta, Amarillo y el Cyan, y estos a su vez nos ayudan a obtener el Azul, Rojo y Amarillo que siempre nos enseñan… ¿No me creen? Vayan a su televisor y con una lupa observen la pantalla, verán pequeños rectángulos de estos colores acomodados de una manera simétrica, con estos se obtienen todas las imágenes posibles en la TV, y si quieren comprobar lo del Amarillo, Cyan y Magenta solo vayan a su impresora y revisen los cartuchos de color, con estos colores se pueden obtener todos los colores de cualquier imagen de internet.

Aquí se observan los verdaderos colores primarios. Créditos: caad.msstate.edu

Ahora si regresando al tema… por fin resolvimos el enigma del Arcoíris, ya que es la misma dinámica… solo que aquí las gotas de lluvia funcionan como pequeños prismas que separan estos colores formando un arco de colores al cual llamamos “Arcoíris” termino en cual se relaciona con la palabra “Iridiscente” el  cual es un fenómeno óptico caracterizado por como la propiedad de ciertas superficies en las cuales el tono de la luz varía de acuerdo al Angulo desde el que se observa la superficie, grandes ejemplos son los halos solares, las manchas de aceite, las burbujas de jabón, las alas de mariposa, o el lado reproducible de un disco ya sea DVD o CD, cada uno modifica la luz dando distintos patrones de frecuencia, ya sea por el Angulo de su superficie y forma, los químicos artificiales que contiene, los pigmentos naturales, los trozos de hielo en la estratosfera, y los materiales por los que está hecho estos reflejaran la luz de una manera rara y especial, cabe mencionar que estos 7 colores son solo el “Rango Visible” en el ya famoso “Espectro Electromagnético” el cual explicaremos a continuación.

En esta imagen se muestra no solo como se separa la luz si no el tamaño y numero de frecuencia. Créditos: stringers.es

El ya mencionado Espectro electromagnético nos permite ver más allá de lo que nuestro rango visible nos permite, este marca distintos rangos como lo son Frecuencias extremadamente bajas, muy bajas, ondas de radio, microondas, radiación infrarroja, rango visible, luz ultravioleta, rayos X, rayos gama y rayos cósmicos, estas se dividen en radiaciones ionizantes y no ionizantes, y cada una tiene un uso común o no tan común, las frecuencias extremadamente bajas las podemos encontrar en Módems o Torres de luz, las muy bajas las producen los aparatos como TV o Computadores, las de radio viajan en la ionosfera y también las producen nuestros celulares, las microondas en el microondas, las infrarrojas para visores nocturnos en cámaras o binoculares, la ultravioleta se nota cada tarde soleada, los rayos X en resonancias y otros usos médicos, las gamma en física experimental y los rayos cósmicos en auroras boreales, tal vez te preguntes ¿Por qué no las vemos? La explicación seria que nuestros ojos no están hechos para captar esas frecuencias ópticas, así como nuestros oídos no pueden escuchar silbatos para perro, nuestro ojos no pueden ver la luz infrarroja o ultravioleta, aunque con nuestra tecnología podemos cambiar esas frecuencias a un “rengo visible” y verlas de distintos tipos (de los cuales hablaremos en seguida) pero antes, cabe mencionar que cada especie mirara diferente el mundo que lo rodea ¿Cómo es esto? Bien, digamos que la mayoría de los humanos somos tricromaticos, esto quiere decir que nuestros ojos perciben cierta cantidad de colores, por ejemplo los perros no ven blanco y negro, ellos son bicromaticos, por lo tanto no ven tantos colores como nosotros y los daltónicos pueden ser o bicromaticos o unicromaticos, por eso no distinguen los colores como la mayoría, aunque hay un trastorno llamado tetra cromatismo el cual se presenta en algunas personas, como ya se imaginaran estas pueden ver colores que otros no, distinguir tonalidades, texturas y colores que un tricromatico no podría, hablando de trastornos… ¿Has escuchado el término “Sinestesia”? esta rara enfermedad permite al sujeto la asimilación conjunta o interferencia de varios tipos de sensaciones diferentes sentidos en un mismo acto perceptivo. Un sinestesico puede por ejemplo, oír colores, ver sonidos y percibir sensaciones gustativas al tocar un objeto con una textura determinada, no es asociación, es que de verdad lo sienten, los sinestesicos perciben con frecuencia correspondencias entre tonos de color, tonos de sonidos e intensidades de los sabores de forma involuntaria, sin duda una enfermedad mágica que nos permitiría  vivir unas doscientas vidas en una, pero regresando al espectro electromagnético y retornando aún más a Newton, poco después se empezaron a descubrir otras frecuencias que no eran tan visibles, por ejemplo William Herschel descubrió la luz infrarroja, Johann Ritter descubre la luz ultravioleta, Wilhelm Rontgen los rayos X y así consecuente y sucesivamente, ahora para pasar al siguiente nivel tengo que platicarles que Newton no termino de explorar la luz reflejada, hasta que J. von Fraunhofer hizo un experimento que consistía en que la luz solar pasara por un espectroscopio (hecho con un prisma y un telescopio) en cual permitió a  Fraunhofer ver líneas entre el espectro de luz del sol, él se preguntó ¿Por qué? Y tiempo después supimos que cada elemento tenía una huella química, esto nos ayudó a obtener un nuevo método el cual nos permitió conocer la constitución química de las estrellas lejanas y clasificarlas.

En esta se puede observar como un pedazo de bismuto es iridiscente a la luz. Créditos Wikipedia.org

A continuación analizaremos como es que podemos llegar a percibir las demás partes del espectro electromagnético… es curioso poder observar como el desarrollo tecnológico nos ha ayudado a indagar un poco más en lo que está ahí y no podemos ver a simple vista.

Desde pequeño siempre me gusto la película “Depredator” me gustaba su armadura y sin duda una de las partes que más me gustaba de su traje era el casco, podía observar cómo podía cambiar el rango óptico y percibir distintas cosas que los demás no podían ver.

Con la ayuda de visores o algunos filtros, podemos llegar a percibir objetos en rango infrarrojo o ultravioleta pasando la frecuencia a un “rango visible” esto es posible con un ecualizador óptico, y el proceso es el mismo para el sonido.

Ejemplo de visión infrarroja “lejano” o termal usada gracias a un visor. Créditos: Wikipedia.org

Todas las demás partes del espectro electromagnético pueden ser analizadas como en la imagen de arriba, y es impresionante saber que distintas especies animales pueden llegar a percibir estos rangos y otros no, sin duda una maravilla de la selección natural, imagínense poder ver el infrarrojo al estilo de los reptiles de una manera asemejada a la visión “térmica” tal vez podríamos hacer algunas otras cosas, pero solo podríamos ver el “rango visible” al igual con visores, sin duda el ojo no solo humano, si no de todas las especies es una de las herramientas más esenciales de la evolución.

Solo podemos ver el 1% del espectro electromagnético (sin ayuda de nada) y también solo 1% del espectro acústico (sin ayuda de nada), la existencia del arcoíris depende de receptores cónicos en tus ojos; para los animales que no tienen conos el arcoíris no existe, así que no solo miras el arcoíris, lo creas… para mi esto es un hecho poético, ya que todos esos hermosos colores que tú y yo podemos percibir representan menos del 1% del espectro, y sin duda, todo de verdad esta ahí…

Hasta en los distintos rangos hay frecuencias “alejadas” y “cercanas” lo que nos da una variedad aún más compleja y completa.

Representación de como veríamos el ultravioleta combinado con algunos otros rangos ópticos, sin duda una maravilla de la naturaleza. Créditos: Taringa.net

Con todo esto podemos deducir que es una maravilla poder observar la naturaleza a distintos rangos, ahora hablaremos de la maravilla de poder apreciar el espectro electromagnético en el universo, alguna vez a todos nos han fascinado las imágenes de telescopios como el Hubble, el Spitzer o en Kepler, pero ¿Estamos viendo luz óptica? ¿Cómo se verían en otros rangos?

La galaxia Andrómeda vista desde distintos telescopios con distintas frecuencias, distintos filtros, distintos sensores… del lado izquierdo a rango visible (tomada con el Hubble), en el centro a rayos X (tomada con el XXM-Newton) y la derecha a visión infrarroja (tomada con el Herschel) Créditos: elpais.com

Primeramente recordemos que toda estrella emite radiación de distintos tipos, esto obviamente también aplica a las galaxias, los científicos descubrieron esto conforme el paso del tiempo y lo usaron a su favor, por ejemplo, con la ayuda del ya conocido “efecto doppler” Hubble observo como las estrellas se alejaban guiándose por el corrimiento al rojo y como otras se aproximaban con el corrimiento al azul, lo que lo llevo a crear su teoría de la expansión del universo, con la tecnología actual podemos hacer aún más maravillas y es que si analizamos el universo con distintas frecuencias podemos investigar más y aumentar nuestro conocimiento ramas como la Astrofísica o la Cosmología.

Representación de como observamos la galaxia y el universo en si a distintas frecuencias (en orden de izquierda a derecha y bajando) Rango visible, rayos gamma, 9micron infrarrojo, soft rayos X, polvo estelar en IR, hidrogeno neutral y microondas. Créditos: fiuxy.com

Como ya hablamos del espectro electromagnético a nivel atómico, ahora les explicare una maravilla más, sabemos  cada átomo y molécula reflejara de una manera distinta la luz, pero esto no solo pasa con el rango visible si no también con absolutamente todo el espectro lo que nos da aun una variedad más completa, hay unas mil maneras de poder ver el universo, digamos que no es lo mismo ver oxigeno combinado con hidrogeno a ver oxigeno ionizado, dependiendo de nuestros sensores, filtros y visores alcanzaremos ver de distintas maneras una simple nebulosa.

Podemos ver de nuevo como se ve una galaxia a perfil horizontal a distintas frecuencias (en orden de izquierda a derecha de arriba abajo) Rayos X, Óptico-visible, Hidrogeno alpha, FIR, Microondas de media frecuencia y radio. Este usando la aplicación “Chromoscope” Créditos: Chromoscope.net

Recuerden que hay muchos factores que se implicaran al momento de ver a distintas frecuencias, y es que hay demasiadas maneras de modificar el espectro, incluso e pueden hacer combinación, extraer elementos de manera singular o en conjunto.

El universo visto de distintas frecuencias de infrarrojo (de arriba abajo) rango infrarrojo COBE, con luz zodiacal removida y fondo extra galáctico resaltado, esta tecnología es usada en telescopios como el Spitzer. Créditos: spitzer.caltech.edu

Como vemos, la manera de ver el universo a distintas maneras nos fascina aún más, es que no necesitamos ir muy lejos, en nuestro hogar ahora mismo tenemos objetos que se ven de una manera diferente si aplicamos algún otro tipo de luz diferente del espectro y sobre esa misma podemos modificar según el rango, podemos combinar con otros tipos de luz (natural o artificial) o filtros, darle efectos con sensores y demás, una maravilla de la vida.

Notamos en la imagen de arriba como nuestro sol y algo tan usado como un celular también cambian dependiendo del rango espectral. (De izquierda a derecha y arriba a abajo) se muestran algunos como radio, microondas, infrarrojo termal, infrarrojo, infrarrojo reflejado, visible, ultravioleta, rayos X y rayos gamma.  Créditos: Taringa.net

A estas alturas debes estar algo maravillado por todo lo que está ahí y no puedes ver, pero te diré un hecho que te maravillara aún más.

Empezare por decirte que tu cerebro verdaderamente percibe una realidad de manera plana, ya que la retina la cual retiene la luz a manera de película es plana, pero tu cerebro ha evolucionado tanto que desarrollo la visión “Anamórfica” la cual hace que percibas el mundo en tres dimensiones, recuerda que este es tu universo, ahora tomando en cuenta algunas teorías, hablemos del “multiverso”, hay personas que deducen que serían parecidos al nuestro y otros que dicen que serían muy diferentes, con distintos factores físicos tan fundamentales como el tamaño de las partículas, la forma de estructura de las partículas o la intensidad de las fuerzas fundamentales, tal vez unos llenos de radiación y materia degenerada, otros poblados con más estrellas y galaxias que el nuestro, materia barionica por doquier, tal vez tienen otros elementos, otras radiaciones, otro tipo de espectro, más chico más largo… ¿Se imaginan como seria ver algo así? Posiblemente también nos asombraríamos, y como en el multiverso hay una enorme cantidad de universos, nunca acabaríamos de fascinarnos, y pasa lo mismo con las llamadas “dimensiones” ya sean externas o internas, poder mirar cada una le daría una perspectiva diferente a nuestro espectro electromagnético, podría incluso haber otros tipos de visión, todo esto deja mucho que pensar, sin duda la realidad supera a la ficción, pero aquí va lo más importante… no solo observas el universo, lo creas sabemos esto gracias a que todo lo que percibes, hueles, escuchas, miras, tocas, pruebas existe solo dentro del cerebro, el cerebro le da un significado a todo eso, en realidad no sabemos cómo es la realidad, el “cogito ergo sum” de Descartes nos hablaba de eso mismo, más tarde filósofos como Kant dijeron que si no veíamos la realidad como tal nuestros sentidos deberían estar basados en la realidad, pero algunos más contemporáneos como Rusell o el mismo Einstein dicen que podrían ser muy diferentes a como lo sentimos… he aquí otro argumento para pensar, ya que todo lo bello y horrible que parecíamos podría ser una ilusión, un sueño, un holograma, y eso nos abre aún más las puertas de la incertidumbre, sin duda somos un misterio.

En esta imagen podemos observar distintas partes del espectro electromagnético (de arriba abajo) radio (las cuatro primeras son distintos rangos de radio), infrarrojo, infrarrojo medio, infrarrojo cercano, rango visible, rayos x combinados con ultravioleta y rayos gamma. Créditos: NASA

En conclusión aprendimos que el universo, la vida y la realidad en general no tienen límites, sigamos aprendiendo de el mismo, y créanme, no debemos temer si no sabemos algo, es más interesante, y también tomemos en cuenta que…

“La imaginación de la naturaleza es más grande que la del hombre, nunca dejara que nos relajemos, esta este tremendo lio de ondas por todo el espacio, que es la luz que rebota en toda la habitación, yendo de un lugar a otro y todo de realmente está ahí, pero tienes que parar y pensar en ello, sobre su complejidad para de verdad obtener placer, la inconcebible naturaleza de la naturaleza”. (Richard Feynman, 1883).

Referencias Digitales y Bibliográficas: 

Meléndez, M. (2001). El espectro electromagnético. Abril.

J. J. Condon y S. M. Ransom. «Essential Radio Astronomy: Pulsar Properties». National Radio Astronomy Observatory.

Isaac Asimov, Isaac Asimov’s Book of Facts. Hastingshouse/Daytrips Publ., 1992. Página 389

Andrews, C. L. (1960). Optics of the electromagnetic spectrum. Prentice-Hall.

White, L. J. (2001). “Propertyzing” The Electromagnetic Spectrum: Why It’s Important, And How To Begin. In Communications deregulation and FCC reform: Finishing the job (pp. 111-143). Springer US.

Richards, A. (2001). Alien vision: exploring the electromagnetic spectrum with imaging technology.