Rectas, curvas y anillos.

Viendo “Away We Go”, la última película de Sam Mendes, me encuentro esta preciosa imagen producida por la refracción de la luz en los cristales:

Es un gran invento que la luz no siga siempre trayectorias rectas, sino que estas se vean afectadas por cosas como los índices de refracción de los materiales o por la gravedad ya que, gracias a ello, podemos construir lentes que corrijan nuestros defectos visuales o, simplemente que nos acerquen objetos que están lejos o amplíen los que están cerca pero son muy pequeños. Es por esta característica de la luz que podemos saber tanto de astronomía o biología molecular, por ejemplo. Eso sí, conociendo primero la fórmula a la que se somete este efecto (en este caso, la Ley de Snell) así como las propiedades de las parábolas y elipses en lo relacionado con los focos, las distancias focales, etc.

Todos conocemos el ejemplo del lapicero en el vaso de agua que adorna prácticamente todas y cada una de las explicaciones sobre la refracción de la luz. No voy a ponerlo aquí, pero podéis verlo en el anterior enlace 🙂 Me voy a centrar más en el otro factor que altera la trayectoria de un rayo de luz: la Gravedad.

¿La Gravedad? Pues sí, según postuló Einstein, la luz también se ve alterada por los objetos con masa, de manera que la luz de una estrella lejana no sigue una trayectoria recta si entre ella y nosotros hay un objeto muy masivo, que puede actuar como “lente gravitatoria”. Veamos: si la luz siguiera siempre una trayectoria recta, no podríamos ver una estrella que esté detrás de otra. En un dibujo sería más o menos así (las proporciones están alteradas para una mejor visualización):

Lente 1

Los rayos de luz de la estrella que se dirigieran a nosotros serían interceptados por el objeto del medio, de modo que estaríamos en la zona de “sombra”. Ahora bien, si ese objeto del medio curva la trayectoria de la luz, puede ocurrir lo siguiente:

Lente 2

Los rayos que pasan cerca del objeto y se curvan debido a la gravedad llegan hasta nosotros, a pesar de que estamos en la zona de “sombra”. Ahora bien, nosotros no vemos un rayo de luz, sino solo un punto que es la estrella, y la vemos en la dirección de la que nos llega la luz, sin saber que la estrella estaba detrás del objeto. Nosotros pensaremos que la estrella está en otro lugar, y que la luz nos llega en línea recta:

Lente 3

¿Cómo se sabe entonces que la estrella estaba detrás del objeto y que la luz se ha curvado? No es fácil saberlo, pero tampoco imposible. Además de la prueba del eclipse de sol, la misma que Arthur Eddington realizó en 1919 y con la que se demostró que Einstein estaba en lo cierto, tenemos otra mucho más curiosa. Resulta que eso que pasa con el rayo de luz que dibujé puede pasar con otros rayos:

Lente 4

con lo que veríamos la misma estrella en dos posiciones aparentes:

Lente 5

o en varias, como en la siguiente foto, ya real, de la llamada Cruz de Einstein:

Cruz de Einstein
(Foto obtenida de http://www.jandrochan.com)

Y, por qué no, podemos ver la estrella en arcos o incluso en anillos, cuando esta está perfectamente alineada con el objeto intermedio, dejándonos imágenes más apasionantes aún que el vídeo con el que comencé el post.

Arcos Anillo Anillo
(Picad en las imágenes para verlas a mayor tamaño)

Qué curioso es el mundo, ¿verdad?

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Astronomía, Cine, Vídeos.
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