¿Qué es la luz?
La luz es la conexión entre nosotros y el universo. A través de la luz, podríamos experimentar estrellas distantes y recordar el comienzo de la existencia del universo mismo. Pero, ¿qué es la luz?
En esencia, la Luz es la cantidad más pequeña de energía que se puede transportar, lo que se denomina cuantos. Un fotón es una partícula elemental sin tamaño real que no puede dividirse, solo crearse o destruirse. La luz también tiene una propiedad de dualidad onda-partícula donde demuestra el comportamiento de una partícula y una onda al mismo tiempo (aunque esto es mentira). Generalmente, cuando hablamos de luz, en realidad nos referimos a la luz visible, que es una parte minúscula del espectro electromagnético: energía en forma de radiación electromagnética. La radiación electromagnética consiste en una enorme gama de longitudes de onda y frecuencias.
Los rayos gamma tienen la longitud de onda más pequeña y la razón de ello es que tienen los fotones de mayor energía. La mayoría de los rayos gamma tienen poco menos de diez picómetros, que es mucho más pequeño que incluso el átomo de hidrógeno, que en sí mismo es básicamente un electrón que gira alrededor de un protón. Para que se entienda, un átomo de hidrógeno comparado con un centavo es aproximadamente tan grande como un centavo comparado con la Luna.La mayoría de los rayos gamma, a veces denominados radiación cósmica (que consiste en partículas que viajan a velocidades relativistas), que viajan en el espacio profundo se producen dentro de las estrellas debido a la fusión nuclear o por eventos estelares como la descomposición de una estrella, una supernova o la colisión de objetos objetos supermasivos como estrellas y agujeros negros.
Cuando esta luz superenergética pierde su energía debido a colisiones electrónicas, se transforma en varias otras formas de luces de menor energía, desde rayos X hasta ondas de radio. La luz visible está en el medio del espectro en un rango de aproximadamente 400 nanómetros a 700 nanómetros: aproximadamente el tamaño de una bacteria. En el otro extremo del espectro, las ondas de radio pueden tener una longitud de hasta 100 kilómetros. Las longitudes de onda más grandes que conocemos pueden abarcar desde 10.000 kilómetros hasta 100.000 kilómetros alucinantes, que es muchas veces más grande incluso que la Tierra. Desde el punto de vista de la física, todas estas ondas diferentes son iguales. Todos exhiben la dualidad onda-partícula y viajan a ‘c’, la velocidad de la luz o un inmenso 299.792.458 m/s, pero solo a diferentes frecuencias.
Luz visible y evolución
Entonces, ¿qué hace que la luz visible sea especial? Bueno… Absolutamente nada. Los humanos simplemente tienen ojos evolucionados, que son buenos para comprender e interpretar exactamente esta parte del espectro electromagnético. Sin embargo, esto no es una coincidencia completa. La luz visible es la única parte de la radiación del espectro electromagnético que se propaga cuando está en el agua, que es donde la mayoría de los ojos evolucionaron por primera vez, hace millones de años. Ese fue un aspecto evolutivo porque la luz no solo interactúa con la materia, sino que también es alterada por ella y puede usarse para recopilar información sobre el mundo que nos rodea, aparentemente sin demora. Lo que podría decirse que es realmente útil para la supervivencia.
Generación de Luz
Bien, ¿de dónde viene la luz? Se crea una amplia gama de ondas electromagnéticas cuando los átomos o las moléculas caen de un estado de energía superior a uno inferior. Pierden energía y la emiten en forma de radiación. A nivel microscópico, la luz visible se crea cuando un electrón dentro de un átomo en estado excitado cae a un estado de menor energía y pierde este exceso de energía. De la misma manera, la luz entrante puede elevar un electrón a un estado superior de energía al ser absorbida por él. Macroscópicamente, la carga en movimiento del electrón crea un campo magnético oscilante, que a su vez crea un campo eléctrico oscilante perpendicular a él. Estos dos campos se mueven por sí mismos a través del espacio, transfiriendo energía de un lugar a otro, llevando consigo información sobre su lugar de creación.
¿Por qué la luz es la más rápida?
¿Por qué de todas las cosas del universo la luz es lo más rápido que existe? Cambiemos la pregunta: ¿Cuál es la forma más rápida de viajar por el espacio en el universo? Es c, o la velocidad de la luz, exactamente doscientos noventa y nueve millones setecientos noventa y dos mil cuatrocientos cincuenta y ocho metros por segundo en el vacío, mil millones de kilómetros por hora.
La radiación electromagnética se mueve así de rápido. Cualquier partícula que no tiene masa viaja en c, sin aceleración. La luz que se ha liberado de una vela no acelera hasta que alcanza la velocidad de la luz. En el mismo instante de su creación, su velocidad es c. Entonces, ¿por qué c, la velocidad de la luz, es finita entonces? Bueno, nadie lo sabe. Nuestro universo está construido de esta manera. No tenemos la respuesta inteligente aquí.
Entonces la luz es parte de un espectro, una partícula elemental que también se comporta como una onda, impulsada por dos campos perpendiculares, viajando a la velocidad límite del universo.
Está bien, eso es bueno y todo eso, pero ¿qué pasa con la locura de viajar a la velocidad de la luz y el tiempo, la paradoja de los gemelos, cosas cuánticas, cosas así? Por ahora, alegrémonos de haber desarrollado ojos que captan ondas de información que impregnan el universo. Haciéndonos ver las cosas y poner nuestra existencia en perspectiva.
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