Patricia Padilla Sosa
Héctor Hugo Cerecedo Núñez*
¿La luz[1] posee un comienzo? ¿Cuándo entablamos contacto con ella? De acuerdo con las últimas teorías sobre el génesis de nuestro universo, puede considerarse que la luz que ahora conocemos tuvo un inicio primitivo en las primeras fracciones de tiempo de dicho génesis (Teoría de la gran explosión o “big bang”), en la era de la inflación, cuando aparecen las primeras partículas fundamentales del universo (quarks) y los primeros fotones (o partículas de luz), que después interaccionarían entre ellos para generar nuevos fotones o radiación electromagnética.
El vínculo que tenemos con la luz ha existido desde siempre, ésta nos ha acompañado en nuestra propia evolución debido a que los ojos humanos son un par de instrumentos ópticos naturales con los cuales percibimos gran parte de la realidad que nos rodea. Así, podríamos decir que la luz y la óptica[2] son conceptos intrínsecos de nuestro ser.
La evidencia más antigua que se tiene sobre el empleo de la luz en el desarrollo de la humanidad corresponde al momento cuando nuestros ancestros descubrieron y aprendieron a manipular el fuego, que usaban no sólo para el cocimiento de alimentos y para proveerse de calor, sino que también se iluminaban en la obscuridad con él.
Existen evidencias posteriores del manejo de la luz que refieren a Egipto, en donde se crearon espejos metálicos de bronce o cobre (2900 a.C.) con fines estéticos. La manipulación del vidrio, también en Egipto, es otra actividad relevante a considerar dentro de la evolución de las teorías de la luz y desarrollos en la óptica; de acuerdo con estudios arqueológicos fue posterior al empleo de los espejos metálicos (1500 a.C.) y sirvió para elaborar objetos de uso cotidiano como vasijas.
Teorías de la extramisión e intromisión
En los tiempos en que los filósofos griegos se planteaban las primeras teorías sobre la luz, se cree que en Nínive, capital de la antigua Asiria (en lo que hoy es Irak), se empleaban cristales de roca con apariencia de lentes, lo mismo que en China (500 a.C.), donde Confucio hizo referencia al empleo de una “lente”.
Algunos filósofos de la antigua Grecia, entre ellos Empédocles (495-435 a.C., aprox.), consideraban a la luz como un fluido que emanaba de los ojos del observador, que actuaba al modo de unos tentáculos, asemejando el sentido de la vista al sentido del tacto. Esta interpretación de la naturaleza de la luz recibió el nombre de “teoría táctil” o “teoría de la extramisión”.
Pitágoras de Samos (580-495 a.C.) y Leucipo (460-370 a.C., aprox.) sostenían que la luz era “algo” que fluye y es captado por nuestros ojos, excitando el sentido de la vista; a esta interpretación se le denominó “teoría de la emisión” o “teoría de la intromisión”. Platón (427-347 a.C.) complica la teoría de Pitágoras, suponiendo una acción entre algo que emana de tres puntos: los ojos, el objeto que se ve y aquello que produce la iluminación.
En cualquier caso, fue creencia general que la luz estaba formada por partículas, las cuales se movían en línea recta a gran velocidad, hipótesis que muchos siglos después fue la que más convenció a Isaac Newton (1643-1727).
Euclides (325-265 a.C.) en su texto Catóptrica menciona la siguiente prueba experimental: “Si se coloca algún objeto en el fondo de un recipiente y se aleja este último de la vista del observador a una distancia a la que el objeto no se vea, al llenar el recipiente de agua, a esa misma distancia comenzará a verse de nuevo dicho objeto”. Debido a su gran intuición geométrica hizo los primeros razonamientos utilizando el concepto de “rayo luminoso”, y con él dedujo, entre otras cuestiones, la ley de la reflexión. Posteriormente, Herón de Alejandría (10-70 d.C.) mencionaba que los rayos luminosos, al propagarse, siempre deberían seguir los caminos más cortos.
Expansión de la óptica
Los primeros indicios que tenemos de la observación y estudio de la refracción datan de la época de Platón, quien en su República (su obra más conocida e influyente) menciona el aparente doblamiento de los objetos cuando se encuentran parcialmente sumergidos en agua. La refracción de la luz fue estudiada por Claudio Tolomeo de Alejandría (90-168 d.C.), quien realizó y tabuló medidas muy precisas del ángulo de refracción para diversos medios.
Existen pruebas de la utilización de lentes desde el año 425 a.C. Aristófanes (445-386 a.C.) hace mención al vidrio quemador (lente convergente) en su sátira Las nubes; los romanos, como lo confirman los escritos del historiador Plinio (23-79 d.C.), poseían vidrios quemadores; el filósofo Séneca (3 a.C.-65 d.C.) escribe que la visión de los objetos se aumenta al realizarla a través de las esferas de vidrio llenas de agua. Cabe mencionar al respecto que esferas de cristal han sido encontradas en ruinas romanas y hasta un lente plano convexo fue recuperado en las ruinas de Pompeya, Italia.
A partir de los años citados la óptica no tuvo grandes progresos, hasta Alhazen de Basora (965-1040 d.C.), quien deduce la ley de la reflexión poniendo el rayo incidente, el reflejado y la normal en el mismo plano; asimismo, realizó estudios sobre espejos esféricos y parabólicos, y detalló en forma bastante precisa el funcionamiento del ojo humano.
A partir de Alhazen y hasta principios del siglo XVII, cuando el astrónomo y matemático holandés Willebrord Snel van Royen (1580-1626) descubre empíricamente la ley de la refracción, se hicieron progresos muy significativos en el campo experimental de la óptica, inventándose alguno de los instrumentos más valiosos. Es a partir de entonces que se expande el desarrollo de elementos e instrumentos ópticos.
Posteriormente surgen propuestas concretas sobre las teorías que explican la naturaleza de la luz, que más tarde llevarán a la conclusión de que ésta puede comportarse de dos maneras: como una onda o como una partícula.
*Laboratorio de Óptica Aplicada, Facultad de Física.
Correos: ppadilla@uv.mx hcerecedo@uv.mx
Edición: Eliseo Hernández Gutiérrez
Ilustración: Francisco J. Cobos Prior
Dir. de Comunicación de la Ciencia, UV
Correo: dcc@uv.mx
[1] Denominamos luz a un fenómeno natural, a la radiación electromagnética que puede ser percibida por el ojo humano.
[2] La óptica es una rama de la física que estudia el comportamiento de la luz, sus características y sus manifestaciones.
