El hombre en el punto de mira (2).
Un estudio óptico del aura de la mano.
1.1. El aura humana y el «pluralismo hílico
En casi todos los tiempos y en casi todas las culturas no occidentales, escuchamos testimonios de personas que afirman que no sólo tenemos un cuerpo biológico, sino que también tenemos un conjunto de cuerpos sutiles, que juntos forman la llamada aura. Se dice que ésta se encuentra en algunas de las capas más finas que rodean al cuerpo biológico. Además, según casi todas las culturas no occidentales, algunos lugares están más cargados de esta misteriosa sustancia fina que otros. Se habla de un «pluralismo hylè». Hylè» es la palabra griega antigua para “sustancia”, “materia”, y pluralismo se refiere a una multiplicidad de especies. Hoy en día, en muchos círculos se duda mucho de la posible existencia de una sustancia tan fina, que por cierto no tiene nada que ver con la física nuclear. Y si uno está bastante seguro de que algo no existe, obviamente no va a buscarlo. Sin embargo, es diferente si se tiene la silenciosa sospecha de que no se ha dicho la última palabra sobre el tema. Entonces hay algo en ti que te insta una y otra vez a seguir buscando un poco más…
1.2. El experimento de Michelson y Morley y el polvo fino
En 1687, Isaac Newton había sentado las bases de la mecánica clásica con su libro Principia Mathematica. En él partía de un sistema fijo de coordenadas que fijaba sin ambigüedad toda determinación de lugar y tiempo, y de un tiempo estándar, un tiempo que, en cualquier lugar del universo, transcurriría siempre a la misma velocidad. Con el fuerte desarrollo de la ciencia a finales del siglo XIX, encontrar un punto de referencia fijo en un espacio estelar en constante expansión parecía una imposibilidad. Así que algunos esperaban que el espacio entre las estrellas pudiera estar lleno de algún tipo de «polvo estelar» distribuido uniformemente, extremadamente fino e invisible, que pudiera servir como tal referencia fija. Y este polvo también transportaría las ondas luminosas, igual que el aire transporta las ondas sonoras.
La idea de una sustancia tan fina, o «éter», como se la llamaba entonces, volvió a llamar la atención de la ciencia. Si existiera tal éter, la Tierra, en su órbita circular alrededor del Sol, se movería a veces con él y a veces contra él. Se pensó que esto provocaría una diferencia en la velocidad de la luz. La luz que se mueve con el éter tendría entonces una velocidad mayor que la luz que se mueve contra él. Y eso es lo que Michelson y Morley querían comprobar en 1887. Sin embargo, no encontraron ninguna diferencia de velocidad y tampoco polvo estelar. Desde entonces, se ha abandonado la creencia en la existencia del «éter uniforme» como medio de propagación de la luz. Y por generalización, también cayó en el olvido la existencia de cualquier otro tipo de polvo fino. Una descripción de este famoso experimento que, en lo que sigue sobre este tema, abreviaremos como el experimento M&M puede encontrarse en el botón de abajo.
Comenzaremos nuestra investigación construyendo el montaje necesario para realizar la prueba de Foucault. Esta prueba fue descrita por el físico francés Léon Foucault en 1858. Con ella se pueden hacer visibles los errores derivados del «esmerilado» de espejos esféricos y a una fracción de longitud de onda de luz. Se trata prácticamente de una prueba estándar, conocida por casi todos los rectificadores de espejos aficionados. Al esmerilar deliberadamente dos discos de vidrio uno sobre otro, con una masa de granos duros entre ellos, el disco superior de vidrio se vuelve gradualmente cóncavo, y el inferior convexo. Una vez terminado, el primero se recubrirá con una capa reflectante y acabará sirviendo de espejo para nuestro espectador. Dicho espejo capta mucha más luz que nuestro ojo. La gran luminosidad de un telescopio permite observar estrellas que de otro modo nos resultarían invisibles. Nos preguntamos si habrá entonces otras cosas aún ocultas que podamos hacer visibles con el visor, como una turbulencia de aire alrededor de nuestra mano. O quizá deberíamos dejar que nuestros ojos se acostumbraran un poco mejor a la oscuridad, y sólo entonces mirar.
Entonces se convierte en una historia de «conos» y «bastones». A la luz del día, los conos son mucho más activos. Se encargan de que podamos distinguir bien los colores. En la oscuridad, los bastones están más activos. Entonces nos muestran un tenue juego de luces y sombras. Y puede que, incluso en nuestro montaje de Foucault, esta oscuridad nos revele algo más de lo que sospecharíamos a primera vista. Por eso equipamos nuestra fuente de luz con un regulador de intensidad. Y observamos nuestro montaje no sólo cuando está bien iluminado, sino también cuando está más envuelto en la oscuridad. Al hacerlo, primero vemos nuestra mano correctamente iluminada y, después, en la oscuridad casi total, observamos una banda tenue, brumosa y luminosa alrededor de nuestra mano.
4. Polvo fino por interferencia de la luz.
Al realizar el experimento de Michelson y Morley, se utilizó por primera vez en la historia la interferencia de la luz. El juego de colores en una pompa de jabón o en una capa de aceite sobre un charco de agua, por ejemplo, son el resultado de la interferencia óptica, de la interacción de muchos rayos de luz.
O también: si sostenemos la pantalla de nuestro teléfono móvil (que está apagada) de forma que veamos reflejada en ella la luz del sol o la de una lámpara, observamos también en ella unas bonitas líneas de colores.
Las pompas de jabón, las manchas de aceite y las pantallas de los móviles tienen algo de «interferómetro» debido a su capa extremadamente fina y transparente. Básicamente, un haz de luz se refleja en la parte superior o inferior de dicha capa, dividiéndose en dos subhaces. Cada parte recorre un camino ligeramente distinto, o sufre una perturbación diferente, donde después los haces se vuelven a unir. Si los haces separados no se distorsionan en absoluto a su paso por la disposición, se obtiene un patrón de interferencia bien definido, por ejemplo, una serie de rayas verticales como las que se muestran en el dibujo de la derecha. Sin embargo, si un haz secundario es diferente del otro, o si ambos difieren entre sí, esto puede afectar a los patrones de interferencia. Por ejemplo, las franjas pueden distorsionarse. La naturaleza de la distorsión proporciona entonces información sobre la calidad o cantidad de la capa transparente atravesada.
5. Tejido fino en disposición cerrada con paso de luz irregular.
Entonces también tratamos efectivamente de construir algún tipo de interferómetro. Comprobamos si aparece una imagen de interferencia. Y luego vemos si podemos perturbar esta imagen metiendo la mano en la trayectoria de la luz.
6. Polvo fino e interferencias destructivas.
Si lanzamos dos piedras al agua simultáneamente y a poca distancia una de otra, veremos que las ondas provocadas por una piedra «penetran» en las ondas de la otra. Donde se juntan dos cimas, el nivel del agua es más alto; donde se juntan dos valles, el nivel es más bajo. Donde una cima llena un valle, el nivel del agua sigue siendo el mismo. Esto ya se explicó en el cuarto capítulo.
La luz también se mueve en ondas. En condiciones bien definidas, si dos crestas de onda se tocan, la luz es el doble de intensa. Lo mismo ocurre cuando dos valles se unen. Sin embargo, cuando un pico llena un valle, se produce el curioso fenómeno de que la luz sumada a la luz… da oscuridad.
Conocemos el mismo principio, pero ahora aplicado al sonido, con los auriculares antirruido. Se hace una copia de una onda sonora recibida, que luego se añade al sonido original con un retardo de media longitud de onda. En este caso, la suma de estos dos sonidos da lugar… al silencio.
¿También conseguiríamos construir un interferómetro en el que los dos subhaces se unieran con una diferencia de media longitud de onda (o un múltiplo de alguna longitud de onda impar)? ¿Obtendremos entonces también oscuridad? ¿Qué se revelará si entonces introducimos la mano en la trayectoria de la luz? Tras mucho pensar y muchas dificultades prácticas, lo conseguimos. Si miramos, vemos una banda ancha, o incluso toda la superficie del espejo, envuelta en una interferencia destructiva. Si introducimos el dedo en la trayectoria de la luz, este equilibrio tan sutil se altera y volvemos a ver una banda luminosa alrededor del dedo. Esta vez, no aparece ninguna nebulosa tenue como vimos en la prueba de Foucault. Sin embargo, sí vemos el color amarillo de interferencia, adyacente a la interferencia destructiva negra.
7. Polvo fino en un interferómetro «reversible» o de inversión.
Un interferómetro de inversión proporciona una imagen, junto con la imagen del espejo. Si, por ejemplo, colocamos el dedo en la primera mitad del recorrido de la luz, por ejemplo en la mitad izquierda, vemos aparecer el mismo dedo en la mitad derecha del espejo, pero ahora invertido de izquierda a derecha. Tanto en un campo de luz fuerte, como en un campo de luz débil, esto da lugar a imágenes curiosas.
Los dos primeros dibujos muestran lo que puede verse a plena luminosidad. En la última imagen, la luz se atenúa y volvemos a ver una banda débilmente luminosa alrededor del dedo y su imagen especular. Esencialmente, de este modo unimos una imagen perturbada con una imagen no perturbada.
8. ¿Polvo fino e interferencias múltiples?
Hasta ahora, hemos limitado nuestros montajes de interferencias a dos subconjuntos que se unifican entre sí. Pero, ¿lograría, por ejemplo, hacer que dos interferencias interfirieran entre sí? ¿Qué aparecería? ¿Y podría esto dar oportunidades para construir configuraciones que sean aún más sensibles que una sola interferencia de «sólo» dos haces parciales?
Por último, volvamos al experimento M&M que mencionamos al principio de este texto. Efectivamente, no mostraba un polvo fino de estrellas uniformemente distribuido. Algunos generalizaron que, con ello, todo el hecho del «polvo fino» era, por tanto, inconsistente con la realidad. Después de todos los experimentos anteriores, cabe preguntarse si esta firme conclusión está sujeta a algunas reservas.
Pensemos en el experimento de Michelson y Morley. Que sepamos, se llevó a cabo con un haz de luz dividido en dos subhaces, cada uno de los cuales se reflejaba en un espejo plano y posteriormente se reunían e interferían entre sí. Por tanto, no hay espejo cóncavo ni luz divergente o convergente. Ninguno de los dos haces parciales dentro del montaje fue interferido. Tampoco era esa la intención del experimento. La atención se centró en lo que podría estar fuera del interferómetro: el polvo estelar fino uniformemente supuesto.
¿Y si rehacemos el experimento M&M, pero ahora en una versión ligeramente modificada? Entonces se nos ocurre que con este experimento efectivamente no hay polvo fino -aunque uniformemente distribuido- que se encuentre fuera del montaje, pero que dentro del montaje se puede demostrar su existencia misma. Y si esto fuera así, nos sigue pareciendo un curioso giro del destino. Un montaje destinado a negar la existencia del polvo fino (uniforme) parece confirmar, en una forma modificada, la existencia del polvo fino.
