Sobre lo invisible, lo extra?o y lo desconocido

Nuestra mente tiene una especial admiraci¨®n por lo invisible. Sabemos que hay cosas que se escapan a nuestros ojos y que permanecen ocultas, lo que nos lleva tambi¨¦n a otros sentimientos, como curiosidad, fantas¨ªa, e incluso (in)credulidad o terror. Si no lo veo con mis ojos, si no lo toco con mis dedos como Santo Tom¨¢s, no puede existir, no me lo creo. Lo de creer en ciencia no tiene mucha cabida, la duda sobre la certeza de algo tambi¨¦n tiene que estar sustentada por pruebas. Pero, en todo caso, hay muchas cosas que nos rodean que son invisibles.

Que algo sea invisible significa que no puede percibirse con la vista. Pero invisible es diferente a indetectable, tambi¨¦n a transparente y, por supuesto, tampoco significa inexistente. Lo que quiz¨¢s s¨ª forme parte de su significado es la extra?eza que provoca lo invisible. Hemos mencionado muchos conceptos juntos, y que son muy parecidos y, por tanto, est¨¢n muy relacionados, as¨ª que vamos a empezar por uno: hay muchas cosas que no podemos ver a veces, que son transparentes, pero, sin embargo, son detectables bajo ciertas circunstancias. Esto significa que se puede probar su existencia.

El aire, por ejemplo, es algo invisible, sencillo y cotidiano. El aire es un medio compuesto por mol¨¦culas de nitr¨®geno, ox¨ªgeno, di¨®xido de carbono, agua, y m¨¢s cosas en peque?as cantidades. La mezcla tiene una densidad relativamente baja. Piensen que casi todas esas mol¨¦culas que he nombrado son m¨¢s pesadas que la mol¨¦cula del agua, y mientras que un litro de agua tiene una masa de un kilogramo, un litro de aire es solo un gramo. Si nos fijamos en el n¨²mero de part¨ªculas en un determinado volumen, la comparaci¨®n es parecida: el agua tiene unas mil veces m¨¢s part¨ªculas por unidad de volumen que el aire. Con esa densidad tan baja y por el tipo de part¨ªculas que lo componen, el aire de nuestra atm¨®sfera dir¨ªamos que es invisible. Pero eso solo es cierto en ciertas circunstancias y en determinado sentido. Pongamos dos ejemplos que nos dicen que el aire no es tan invisible, ni tampoco transparente como suponemos.

El aire de nuestra atm¨®sfera es bastante transparente a la luz roja, pero no tanto a la azul, para la que es como un conglomerado de peque?os espejos que la reflejan (se dice, m¨¢s bien, que la difunde), lo que explica que en realidad la gran cantidad de aire que compone el cielo la podemos ¡°ver¡± con un color azulado. El aire de nuestra atm¨®sfera es, por otro lado, opaco para la luz ultravioleta y tambi¨¦n para cierta luz infrarroja, longitudes de onda electromagn¨¦ticas (de la luz, para entendernos) que nos son ¡°extra?as¡± a los humanos, ya que solo con tecnolog¨ªa hemos sido capaces de acceder a su detecci¨®n en los ¨²ltimos 200 a?os. As¨ª que el concepto de invisibilidad del aire no es tan sencillo: seg¨²n con qu¨¦ ¡°ojos¡± (si tuvi¨¦ramos ojos sensibles a muchos tipos de fotones) lo mires es transl¨²cido, otras veces es opaco.

Pero esa no es toda la historia con el aire. Bajo ciertas circunstancias el aire es visible incluso para el ojo humano. Podr¨ªa hablar de formas indirectas de ¡°ver¡± el aire, como puede ser el efecto de la turbulencia cerca de superficies calientes, por ejemplo el asfalto en verano, circunstancia en la que se ven im¨¢genes distorsionadas dejando notar la presencia del aire. Pero quiero centrarme en una forma m¨¢s directa de ver el aire. Cuando part¨ªculas de lo que se llama el viento solar interaccionan con el campo magn¨¦tico terrestre, son dirigidas hacia los polos. Nos referimos a los polos magn¨¦ticos, que est¨¢n cerca de los polos definidos por el eje de rotaci¨®n de la Tierra, que a su vez se identifican como polos geogr¨¢ficos (aunque ninguna de las tres cosas es exactamente igual). Esas part¨ªculas de viento solar chocan con mol¨¦culas del aire en las zonas m¨¢s altas de la atm¨®sfera, lo cual puede provocar desde que los ¨¢tomos de nitr¨®geno pierdan un electr¨®n, se dice que se ionizan, hasta que alg¨²n electr¨®n de los ¨¢tomos de ox¨ªgeno sufra un aumento de energ¨ªa, se dice que se excita. Pero igual que la cabra tira al monte, y yo al sof¨¢, el electr¨®n tira a estar lo m¨¢s descansado posible, en el nivel de energ¨ªa m¨¢s bajo. Eso implica que los ¨¢tomos de nitr¨®geno tienden a captar el electr¨®n que les ha robado un choque con el viento solar, y los electrones del ox¨ªgeno tienden a irse a su estado inicial, se desexcitan. El resultado es una p¨¦rdida de energ¨ªa que no se puede perder, se emite en forma de luz, y es cuando podemos ver el aire (?a eso ¨ªbamos!) directamente a trav¨¦s de las auroras boreales. Auroras verdes o anaranjadas y rojas significa que estamos viendo el ox¨ªgeno; auroras azules, tambi¨¦n rojas, significa que estamos viendo el nitr¨®geno. El aire deja de ser invisible.

Cumplido mi primer objetivo para esta secci¨®n de Vac¨ªo c¨®smico, que es ense?ar f¨ªsica, nos vamos al segundo: describir lo asombroso que es el universo. Hemos visto auroras en planetas como Saturno o J¨²piter, que son en s¨ª grandes planetas gaseosos donde vemos su ¡°aire¡± de distintas maneras. Auroras se ven tambi¨¦n en Venus o el mism¨ªsimo Marte, este ¨²ltimo con un ¡°aire¡± supertenue (poco denso) y con una composici¨®n muy diferente a nuestro aire (casi todo es di¨®xido de carbono, un 95%, frente al menos de un 0.1% terrestre).

Pero lo invisible nos muestra lo desconocido mucho m¨¢s all¨¢, y nos revela un universo extra?o. Una emisi¨®n por parte de nubes de gases, que nos deber¨ªan resultar invisibles por su densidad, t¨ªpicamente mil billones de veces m¨¢s baja que nuestro aire terrestre, nos permite ver y confirmar la existencia de galaxias lejanas, existentes ya cuando el universo ten¨ªa un 2% de su edad actual, un r¨¦cord de distancia batido recientemente por el telescopio James Webb. Esas galaxias ya cuentan con grandes cantidades de ox¨ªgeno excitado, incluso ionizado, que emite luz en lo que llamamos l¨ªneas aurorales como las que describ¨ªamos antes, y prohibidas, algo m¨¢s extra?as, tambi¨¦n de carbono o silicio. Si hay ox¨ªgeno, y contando con que en el universo el 91% de los ¨¢tomos son hidr¨®geno (como pesa poco en comparaci¨®n con otros, el hidr¨®geno da cuenta de un 71% de la masa de todos los ¨¢tomos del universo), puede haber agua, de hecho la hemos detectado en nubes de gas presentes en galaxias existentes cuando el universo ten¨ªa un 5% de su edad actual. Y compuestos de carbono.

Lo invisible, que no lo es tanto si lo sabes y lo puedes mirar, es extremadamente curioso, nos revelan un universo fant¨¢stico, incre¨ªble desde sus or¨ªgenes, y no dir¨¦ aterrador, pero s¨ª que da v¨¦rtigo al entender lo grande que es y lo limitada que es nuestra visi¨®n de su naturaleza. La incredulidad, quiz¨¢s por inocencia, la dejamos para cuando hablemos de cosas que realmente no son perceptibles con fotones.

Pablo G. P¨¦rez Gonz¨¢lez es investigador del Centro de Astrobiolog¨ªa, dependiente del Consejo Superior de Investigaciones Cient¨ªficas y del Instituto Nacional de T¨¦cnica Aeroespacial (CAB/CSIC-INTA)

Vac¨ªo C¨®smico es una secci¨®n en la que se presenta nuestro conocimiento sobre el universo de una forma cualitativa y cuantitativa. Se pretende explicar la importancia de entender el cosmos no solo desde el punto de vista cient¨ªfico, sino tambi¨¦n filos¨®fico, social y econ¨®mico. El nombre ¡°vac¨ªo c¨®smico¡± hace referencia al hecho de que el universo es y est¨¢, en su mayor parte, vac¨ªo, con menos de 1 ¨¢tomo por metro c¨²bico, a pesar de que en nuestro entorno, parad¨®jicamente, hay quintillones de ¨¢tomos por metro c¨²bico, lo que invita a una reflexi¨®n sobre nuestra existencia y la presencia de vida en el universo.

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