El misterio de la luz

Conocer la luz y lo que puede hacer es clave así, no solo para entender el universo físico a nuestro alrededor, sino para saber datos importantes sobre nuestra percepción y cognición, ya que la luz es uno de los elementos clave con los que nos relacionamos con ese Universo. Por ello, los estudiosos antiguos consideraban que su estudio era las más importante de las Ciencias Naturales porque por ella veíamos, de allí que llamaran a ese estudio 'óptica' del griego 'optos', ver.

Las preguntas esenciales, como ¿qué es la luz?, ¿cómo se propaga y transforma?, ¿qué son los colores?, fueron abordadas por primera vez, hasta donde sabemos, por los filósofos griegos desde el siglo V adC y sus especulaciones y reflexiones, así como algunos experimentos, se vieron resumidos en la obra 'Óptica' del matemático y estudioso Euclides. Y la primera pregunta se respondía con la hipótesis que había sugerido primero Empédocles y había sido desarrollada por Platón: la luz estaba formada por rayos que salían de los ojos e interactuaban con los objetos para volver reflejados al ojo trayéndonos información de esos objetos. Euclides, sin embargo, expresó también dudas ante esa teoría. Otro crítico de la idea de la emisión de rayos de los ojos a la manera del Scott Summers de los X-Men fue el pensador romano Lucrecio, que en el año 55 propuso que la luz estaba compuesta por diminutas partículas lanzadas por el sol.

Pero fue la teoría de Platón, también sostenida por el protomédico Galeno, la que se mantuvo vigente con algunas variaciones y refinamientos en el mundo del pensamiento hasta la revolución científica, cuando diversos estudiosos, como los de Johannes Kepler, Roger Bacon o René Descartes determinaron que la luz era una propiedad de los objetos, que la emitían, y el ojo no era un elemento activo, sino un receptor que recogía la luz y, de alguna manera, la interpretaba para derivar información de ella.

Es interesante que esta nueva visión surgió del hecho de que los experimentos y datos reunidos sobre la luz a lo largo de los siglos no sostenían la teoría del ojo emisor de luz, que sin embargo se mantuvo firme durante siglos. Una vez que fue legítimo cuestionarla y se pudo determinar que no era un modelo válido de la realidad, empezó otra etapa en la cual se trató de conocer la composición y esencia de la luz, algo que ni siquiera se habían podido plantear los antiguos sabios que analizaron, midieron y registraron los fenómenos de refracción, reflexión y difracción de la luz.

Para el siglo XVII, el problema había cambiado radicalmente. Había dos teorías sobre la composición de la luz que se enfrentaban y lo peor es que había datos abundantes para sostener una o la otra. La primera afirmaba que la luz estaba compuesta por diminutas partículas o corpúsculos. La había propuesto el francés Pierre Gassendi y la había retomado Newton. Por otro lado, Robert Hooke, con quien Newton mantuvo un enfrentamiento legendario, había propuesto la teoría de que la luz estaba formada por ondas. El enfrentamiento no se resolvió sino hasta siglos después, cuando a partir de los estudios de Einstein sobre mecánica cuántica se aceptó la naturaleza dual de la luz. Es decir, que la luz, sea lo que sea, en ciertos casos se comporta como si fuera una onda y en otro se comporta como si estuviera formada por partículas.

Si esto no se ajusta a nuestro sentido común, es problema, claro, de nuestro sentido común.

El conocimiento científico sobre la luz y su peculiar comportamiento, así como acerca de la realidad física que nos rodea y su devenir nos permiten ahora, al fin, reconstruir una muy probable historia de la luz desde los inicios mismos de nuestro Universo.

Y la historia de la luz no comienza en el Big Bang. De hecho, los primeros momentos del Universo transcurrieron en la más absoluta oscuridad cósmica. El Universo primigenio era una sopa extraordinariamente caliente de protones, neutrones y electrones, todos moviéndose libremente. Cuando alcanzó una temperatura de unos 4.000 grados, los protones y neutrones empezaron a formar átomos ionizados de hidrógeno y, posteriormente, otros elementos, que eventualmente atrajeron electrones para crear átomos neutros y dejar suficiente espacio para que la luz empezara a viajar libremente por el Universo. Los restos de esa primera luz libre han estado viajando durante más de 13.000 millones de años y aún podemos percibirlos en forma de una radiación de fondo de microondas que está presente en todo el Universo y es una de las pruebas de que. el Big Bang ocurrió.

A medida que la materia del Universo se reunía en ciertas zonas, de un modo que aún no sabemos explicar, quizás unos 100 millones de años después del Big Bang una gran concentración de átomos de hidrógeno alcanzó una densidad tal que su propia gravedad provocó que algunos en su interior se fusionaran formando átomos de helio y liberando energía en forma de luz. Era la primera estrella del Universo que creaba luz mediante la fusión nuclear, el prólogo de la fiesta de estrellas, galaxias y otros objetos que, brillando con luz propia o reflejándola, forman la materia que podemos ver -y admirar- en el Universo.

Terminaba la edad de las tinieblas cósmicas y empezaba el esplendor del Universo. Las estrellas empezaron a multiplicarse y a su alrededor empezaron a formarse sistemas planetarios, hechos con los elementos que se iban produciendo sucesivamente en el horno de fusión nuclear estelar: helio, litio, carbono, nitrógeno, oxígeno y hierro… en cada paso produciendo esa luz que asombró a los griegos tanto que pensaban que era el fuego que Afrodita había puesto dentro de sus ojos.