luz

¿Por qué brilla el Sol?

SolEl Sol es la estrella del sistema planetario en el que se encuentra la Tierra y, por ello, es la más cercana a nosotros y la que muestra un mayor brillo aparente. Pero ¿por qué brilla el Sol? ¿cómo hace su luz para llegar hasta nosotros? ¿cómo se refleja en los demás astros?

En el núcleo de las estrellas, la presión y la temperatura son lo suficientemente elevadas como para propiciar que los átomos colisionen entre sí frecuentemente y con violencia. En estas colisiones se fusionan dos o más átomos en uno solo, reacción que recibe el nombre de fusión nuclear. Es este proceso el que permite que el Sol y todas las demás estrellas desprendan energía y brillen.

En nuestro sol, 564 millones de toneladas de hidrógeno son transformadas en 560 millones de toneladas de helio cada segundo. Los cuatro millones de toneladas aparentemente faltantes se transformaron en energía. Una gran cantidad de energía, una cantidad fabulosa de energía, como se puede apreciar aplicando la famosa ecuación de Einstein, que habla precisamente de la equivalencia masa-energía.

Esta energía resultante de las reacciones termonucleares viaja desde el centro hasta la superficie del Sol, donde es radiada en forma de luz al espacio circundante, en el que viaja a una velocidad cercana a los 300.000 km/s. La Tierra intercepta sólo una cantidad ínfima de este flujo generosísimo de energía, y la casi totalidad escapa hacia el espacio interestelar en todas direcciones.

Cuando esta luz encuentra un obstáculo en su camino choca contra la superficie de éste y una parte es reflejada y otra absorbida. Es la luz reflejada la que nos permite ver los diferentes planetas y astros sin luz propia —como la Luna— al igual que nos permite ver los objetos que nos rodean y su color.

 

 

Nota sabionda: La velocidad de la luz en el vacío, según la Teoría de la Relatividad de Einstein, es una constante para todos los observadores y se representa mediante la letra c (del latín celeritas). En el Sistema Internacional de Unidades toma el valor de 299.792,458 km/s.
Teniendo en cuenta que la distancia media Sol-Tierra es 1 U.A. (Unidad Astronómica) y equivale a 149.675.000 km, podemos decir que nos hallamos a unos 8 minutos luz del Sol o, lo que es lo mismo, que la luz que vemos en la actualidad hace 8 minutos que se originó en nuestra estrella.

Nota sabionda: Los electrones poseen la extraña cualidad de moverse en determinados orbitales sin consumir energía, pero cuando caen a un orbital inferior de menor nivel energético (más próximo al núcleo) emiten energía en forma de radiación. Algunos de esos saltos producen la radiación visible que llamamos luz.

Respuesta a una consulta de Marcos Lorana

¿Por qué la ropa mojada se oscurece?

El sudor humedece y oscurece la ropaComo ya se dijo aquí, la luz blanca está formada por la suma de todos los colores del arcoiris. Y cuando vemos un objeto de un color es porque refleja cierta longitud de onda y absorbe el resto, o lo que es lo mismo, refleja ese color mientras absorbe los demás.

Asimismo, cuanta más luz refleja un objeto más brillante parece. Y a la inversa: el objeto que reenvía menos luz a nuestros ojos nos parece más oscuro.

Entonces, parece claro que la mancha mojada refleja menos luz que la seca, que por alguna razón absorbe más luz.

Veamos. Un tejido es un entramado de fibras que, cuando se moja, absorbe el agua por capilaridad, manteniendo agua en los espacios entre fibras. Entonces muchos de los rayos de luz incidentes, que en el tejido seco rebotaban dando un tono más vivo o luminoso, incidirán sobre el agua.

Cuando un rayo de luz cae sobre el agua —con un determinado ángulo— se desvía y se introduce en el agua con un ángulo más pronunciado que con el que entró. Este fenónemo se conoce con el nombre de refracción.

Este ángulo de penetración más acusado provoca que la luz entre más profundamente en el tejido y que tenga más posibilidades de ser absorbida, por lo que será menos la reflejada y la mancha parecerá más oscura.

 

 

Nota sabionda: Un efecto similar causa que los objetos húmedos parezcan tener colores más intensos (como el campo tras la lluvia), precisamente porque la película de agua que los recubre hace que la luz sea refractada más profundamente, permitiendo que las longitudes de onda absorbibles sean absorbidas en mayor medida y el color (o longitud de onda) reflejado sea más puro.

La ecuación de Einstein

Einstein

Se trata de la famosa ecuación E=mc2 obtenida como un resultado particular de la Teoria de la Relatividad Restringida publicada por Einstein a principios del siglo XX.

La hemos visto centenares de veces, pero… ¿sabemos realmente qué significa?

Sin profundizar en la mencionada teoría, vamos a centrarnos en la ecuación. Sus términos representan:

  • E es la energía
  • m es la materia
  • c es la velocidad de la luz
  • Entonces, leyendo la igualdad resulta que la energía es igual a la materia multiplicada por un número muy grande (no en vano la velocidad de la luz es 300.000.000 m/s y elevado al cuadrado nos da una cantidad aproximada a 90.000.000.000 90.000.000.000.000.000).

    Einstein nos dice que energía y materia son una misma cosa, presentada en diferentes estados. Como el agua y el hielo son también la misma cosa pero en diferente estado (líquido y sólido). Lo que ocurre es que, así como tenemos asimilado el asunto del agua, pues lo hemos visto cientos de veces, no ocurre lo mismo con los términos de la ecuación, ya que el cambio de estado energía-materia y viceversa solamente se da en situaciones especiales.

    Y que esa transformación se da en una proporción muy desequilibrada, pues por cada Kg de materia que hagamos desaparecer, aparecerán 90.000.000.000 90.000.000.000.000.000 de Julios de energía, lo que es una barbaridad. Además del fundamento de la bomba atómica y las centrales nucleares.

    Por contra serán necesarios 90.000.000.000 90.000.000.000.000.000 Julios de energía para obtener un Kg de materia.

    ¿Por qué los girasoles giran siguiendo al Sol?

    Campo de girasoles

    Dice el Diccionario de la Real Academia de la Lengua en la entrada girasol: (De girar y sol, por la propiedad que tiene la flor de irse volviendo hacia donde el sol camina) m. Planta anual oriunda del Perú, de la familia de las compuestas, con tallo herbáceo, derecho, de unos tres centímetros de grueso y cerca de dos metros de altura; hojas alternas, pecioladas y acorazonadas; flores terminales, que se doblan en la madurez, amarillas, de dos a tres decímetros de diámetro, y fruto con muchas semillas negruzcas, casi elipsoidales, de unos tres centímetros de largo, comestibles, y de las que puede extraerse un aceite bueno para condimento. Se cultiva para la obtención del aceite, y en menor escala para consumir las semillas.

    Sí, sí, amarillas, giran siguiendo al sol y nos comemos sus pipas; pero ¿por qué giran? y es más ¿cómo lo hacen?

    El diccionario no es el lugar adecuado para encontrar respuesta a estas cuestiones, así que vamos a proporcionarlas en Sabercurioso.

    Ya de chicos nos explican que los seres vivos se dividen en dos grandes grupos: animales y plantas. Luego la cosa se complica algo más, pero eso no viene ahora al caso. También nos enseñan que la diferencia entre ellos estriba en que las plantas son capaces de sintetizar su alimento y los animales no. Y los animales pueden desplazarse y las plantas no.

    Pero aunque no puedan desplazarse para cambiar su entorno, sí que pueden detectar cambios en el medio y responder ante ellos. Esta respuesta consiste en un movimiento bastante limitado pero eficaz llamado tropismo.

    El estímulo externo provoca la síntesis de unas hormonas que producen la respuesta, que normalmente consiste en crecer lentamente en una determinada dirección, definida por el estímulo. Si crece hacia él, decimos que el tropismo es positivo, si lo aleja de él, negativo.

    Los tropismos pueden ser producidos por sustancias químicas (quimiotropismo), por la luz (fototropismo), por el agua (hidrotropismo), por la gravedad (geotropismo) o por contacto (tigmotropismo). Así una planta que crece buscando la luz muestra un tropismo positivo en su tallo y un tropismo negativo en sus raíces; aunque el geotropismo de sus raíces es positivo y el de su tallo, negativo.

    El fototropismo, que hace que las plantas crezcan orientando sus tallos hacia el Sol, es especialmente visible en el girasol (Helianthus annuus) debido a su tamaño y a sus necesidades de luz solar. La orientación del capítulo —una inflorescencia formada de múltiples flores— hacia el Sol, se debe al crecimiento diferencial del tallo. En el lado opuesto a la fuente luminosa se acumula auxina, una hormona reguladora del crecimiento vegetal, que hace que es parte crezca más rápidamente que la soleada, lo que inclina el tallo hacia el Sol.

    De esta manera recibe la mayor cantidad de luz posible para realizar la fotosíntesis.

    De todas maneras, este heliotropismo positivo lo muestra únicamente en los primeros estadios de su crecimiento, hasta el fin de la etapa vegetativa. Entonces el girasol queda inmóvil mirando hacia el este.

     

     

    Nota sabionda: En el desarrollo de una planta podemos distinguir 3 fases: vegetativa, que incluye la germinación, emergencia y foliación; reproductiva, cuando se generan las estructuras reproductivas y se produce la fecundación; y madurativa, cuando se produce el crecimiento y maduración del fruto.