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La edad y el tamaño del cosmos
están escritos en la luz.
La naturaleza de la belleza y la sustancia de las estrellas,
las leyes del espacio y el tiempo...
estaban ahí todo el tiempo,
pero nunca nos habíamos dado cuenta de ellas...
hasta que ingeniamos una forma más poderosa de observarlo.
La historia de este despertar tiene muchos comienzos,
y ningún final.
Sus héroes vienen de muchas épocas y lugares...
un antiguo filósofo chino,
un mago que sorprendió a los califas de Irak del siglo XI,
un pobre huérfano alemán esclavizado por un severo amo.
Cada uno nos trajo un poco más cerca
de descubrir los secretos escondidos en la luz.
La mayoría de sus nombres han sido olvidados para siempre por nosotros,
pero en algún lugar, hace mucho tiempo, alguien miró hacia arriba
y observó a la luz hacer uno de sus trucos mágicos.
¿Quién sabe?
Quizá ese capricho de la luz
inspiró al primer artista.
¿De dónde vino todo esto?
¿Cómo evolucionamos de pequeños grupos
de cazadores-recolectores viviendo bajo las estrellas
hasta convertirnos en constructores de una civilización global?
¿Cómo llegamos desde ese entonces hasta aquí?
No hay una única respuesta.
El cambio climático, el aprovechamiento del fuego,
la invención de las herramientas, el lenguaje, la agricultura,
todas influyeron.
Quizá había algo más.
En China, hace más de 2000 años,
se dice que un filósofo llamado Mo Tze se dio cuenta
de que la luz podría emplearse para "pintar" una imagen
dentro de una habitación cerrada.
Esta era la descripción de la primera cámara...
la cámara oscura,
el prototipo de todas las cámaras de imagen,
incluyendo la que le está brindando esta imagen.
Aprovechando este curioso fenómeno de la luz
consiguió hacer lo que se podría llamar la primera película.
Mo Tze, maestro de la luz, trabajó contra todas las formas de la oscuridad.
Un genio militar
que solo usó su talento para evitar la violencia,
realizó legendarios viajes
por los reinos de los estados beligerantes,
usando ingeniosas estrategias
para evitar que los reyes fueran a la guerra.
Él fue uno de los primeros en soñar con el amor universal
y un final para la pobreza, y otras formas de inequidad;
del gobierno para con la gente
y oponerse a la obediencia ciega,
al ritual y la autoridad.
En sus escritos, se pueden encontrar
tempranos indicios del método científico.
Durante el tiempo de Mo Tze, los chinos ya almacenaban
sus pensamientos en libros, desde hacía al menos mil años atrás.
Aún así, nuestro conocimiento acerca de él es solamente fragmentado.
Consiste principalmente en la colección de ensayos
atribuidos a él y a sus discípulos.
En uno de ellos, titulado "Contra el destino",
se propone una prueba de tres puntos para cada doctrina.
Cuestionar su base,
preguntar si puede ser verificada
por la observación y los sentidos de la gente común.
Preguntar cómo puede ser aplicada
y si beneficiaría a la gran mayoría.
Mo Tze fue extremadamente popular,
pero unos cuantos cientos de años después de su muerte,
Qin Shi Huang, el primer emperador,
y unificador de China, tomó el poder.
Tomó un continente y lo convirtió en una nación
que ahora lleva su nombre... China.
La mayoría conoce al emperador Qin por su ejército de 7000
guerreros de terracota que resguardan su tumba.
En el ahínco del emperador Qin
por consolidar su extenso imperio,
tomó medidas drásticas
para estandarizar todo dentro de él.
Esto incluía ordenar una moneda única,
uniformar todos los pesos y medidas,
los anchos de las carretas y las carreteras, de una forma precisa
en que el lenguaje mandarín tenía que ser escrito,
incluía lo que estaba permitido escribir y pensar.
La filosofía del emperador Qin, -la única permitida-
fue llamada "legalismo",
la cual es justamente como sonaba,
"Haz lo que la ley dice, o si no..."
Es una filosofía que no lleva demasiado
a cuestionar la autoridad.
Que todos los libros de centenares de escuelas de pensamiento
deben ser quemados,
que cualquiera que haga uso de la historia para criticar el presente
deberá ser ejecutado junto a su familia.
Los trabajos de Mo Tze, Confucio
y otros filósofos fueron destruidos
en la primera quema de libros del mundo.
Cientos de intelectuales resistieron valientemente
intentando preservar los libros prohibidos.
Fueron enterrados vivos en el capitolio.
La ciencia necesita la luz de la libre expresión para florecer.
Depende del cuestionamiento sin temores de la autoridad,
el intercambio abierto de ideas.
Las chispas de curiosidad en los escritos de Mo Tze
y sus discípulos fueron eficientemente destruidos a pisotones.
Tomaría otros mil años antes de la siguiente película.
Afortunadamente, nuestra nave de la imaginación
nos puede llevar hacia cualquier lugar en el espacio, y el tiempo.
Los antiguos chinos y griegos observaron
que la luz podía usarse
para realizar grandes cosas, pero nadie se hizo la pregunta
preferida por niños pequeños y genios por igual: "¿Por qué?"
Hasta hace unos mil años...
En la ciudad de Basra, en Irak,
vivió otro maestro de la luz.
Ibn Alhacén tenía una necesidad apasionada de entender la naturaleza.
Lo cuestionaba todo,
en especial aquellas cosas que todos los demás daban por hechas.
"¿Cómo vemos?", se preguntaba.
Algunas de las grandes autoridades que vinieron antes que él
enseñaron que los rayos salen de nuestros ojos y viajan
a los objetos que vemos antes de regresar a nuestros ojos.
Pero al-Hazen dedujo que las estrellas estaban muy lejos
de nuestros ojos como para viajar todo ese camino
y regresar en un abrir y cerrar de ojos.
Excelente deducción, pero Alhacén no se detuvo ahí.
Buscó la manera de obligar a la naturaleza a divulgar sus secretos.
Su cultura se abrió a nuevas ideas y preguntas.
Fue la era dorada de la ciencia
en el mundo islámico.
Se extendía desde Córdoba, en España
hasta Samarcanda, en Asia Central.
Eruditos cristianos y judíos fueron invitados de honor
por los institutos de investigación de Bagdad, en El Cairo,
y otras capitales islámicas.
En lugar de quemar libros, los califas enviaron emisarios
alrededor del mundo en busca de libros.
Los califas financiaban generosamente proyectos para traducirlos, estudiarlos,
y preservarlos para las futuras generaciones.
Mucha de la luz de la antigua ciencia griega podría haberse
extinguido para siempre sin sus esfuerzos.
El nuevo despertar de la ciencia que sucedió en Europa
centenares de años después, fue encendido por una llama
que había sido cuidada por mucho tiempo
por intelectuales y científicos islámicos.
Los árabes también importaron ideas de la India a Occidente,
incluyendo los números llamados "arábigos"
que todos utilizamos hoy en día,
y el concepto de "cero"
que es muy práctico
cuando quieres escribir "miles y miles de millones".
La astronomía árabe fue tan influyente
que todavía, a la mayoría de las estrellas les nombramos
con sus nombres árabes.
Y las "al" en álgebra, algoritmo, alquimia y alcohol
son solamente algunas de las huellas que quedaron
del tiempo en que el árabe era el lenguaje de la ciencia.
En el siglo XI, Alhacén intentó probar
sus ideas acerca de la luz y cómo vemos.
Entonces, vislumbro un experimento para determinar cómo se mueve la luz.
Erigió una carpa a plena luz del día
y la sellamos completamente, tanto que solamente un rayo de luz
podría penetrar en su oscuro interior.
Con un poco más que sus cerebros
y una pieza recta de madera -una regla-
Alhacén había completado un gran avance
en la historia de la ciencia.
Descubrió que la luz se mueve en líneas rectas.
Pero apenas estaba empezando.
Alhacén se dio cuenta de que la clave para formar cualquier imagen,
ya sea que se trate de un ojo, o de una cámara oscura
es una pequeña abertura para restringir la luz que pueda entrar
en una cámara oscurecida de cualquier manera.
Aquella abertura elimina el caos
de los rayos de luz externos que nos rodean.
Mientras más pequeña sea la abertura,
hacen que sean menos las direcciones por las cuales la luz pueda entrar.
Y aquello hace que la imagen sea más nítida.
Entonces, en lugar de enceguecernos por la luz,
podemos ver todo lo que tiene para mostrarnos.
Alhacén hizo su propia cámara oscura
e impresionó a los califas.
Una cámara oscura trabaja mejor en luz brillante.
Las estrellas del cielo nocturno son muy débiles para este fin.
Necesitamos entonces una abertura más grande para recoger la luz,
pero también necesitamos mantener el foco.
Un telescopio recoge la luz
desde cualquier punto en su campo de visión
a través de todo un lente o un espejo,
una abertura mucho más grande que un agujero en la cámara oscura.
Este es uno de los primeros telescopios,
aquel con el que Galileo miró en 1609.
Con él, corrió a un lado la pesada cortina de la noche
y empezó a descubrir el cosmos.
Los lentes hicieron posible
que un telescopio tuviese un área mucho más grande para recoger la luz
que la que tienen nuestros ojos.
Un balde grande puede atrapar mucha más lluvia que uno pequeño.
Los telescopios modernos tienen áreas de recolección muy grandes,
detectores de muy alta sensibilidad,
y además siguen el mismo objeto durante horas
para acumular cuanta luz sea posible.
Los telescopios espaciales, como el Hubble,
han capturado la luz desde las más distantes
y antiguas galaxias,
dándonos imágenes muchísimo más claras del cosmos.
Alhacén descubrió cómo las imágenes se forman por la luz,
Pero esto estuvo lejos de su más grande descubrimiento.
Él fue la primera persona en el mundo
en dejar por escrito las reglas de la ciencia.
Creó un mecanismo de corrección de errores,
una forma sistemática e implacable
de filtrar errores en nuestras ideas.
Encontrar la verdad es difícil,
y el camino a ella es pedregoso.
Como los buscadores de la verdad,
tendrán que ser sabios para retener el juicio y no poner simplemente
sus confianzas en los escritos de los antiguos.
Se debe cuestionar y examinar críticamente aquellos escritos
desde todos los puntos de vista.
Se debe empeñar solamente en argumentar y experimentar
y no quedarse con las afirmaciones de cualquier persona.
Para cualquier ser humano existe la opción de caer
en todas las formas de imperfección.
Como buscadores de la verdad,
debemos sospechar y cuestionar
nuestras propias ideas mientras realizamos nuestras investigaciones,
para evitar caer en el prejuicio, o en el pensamiento descuidado.
Tomen este camino, y la verdad les será revelada.
Este es el método científico.
Tan poderoso que ha llevado nuestros mensajeros robóticos
al borde del sistema solar y más allá.
Ha doblado nuestra expectativa de vida,
hecho que los mundos perdidos del pasado
vuelvan a la vida.
La ciencia nos ha permitido predecir eventos
en el futuro distante,
y comunicarnos con cualquier otro a la velocidad de la luz,
como lo hago con ustedes, justo en este momento.
Esta forma de pensar nos ha dado el poder
que el mismísimo Alhacén habría considerado brujería.
Pero fue él quien nos puso en esta ruta, empedrada y sin fin.
Y ahora nos ha llevado a un lugar
en donde incluso la luz en sí misma está rodeada de oscuridad.
La luz tiene propiedades diferentes a cualquier otra cosa
en el reino de la existencia humana.
Tomemos la velocidad de la luz.
La partícula básica de la luz, el fotón,
nace viajando a la velocidad de la luz
cuando emerge de un átomo o una molécula.
Un fotón nunca conoce otra velocidad,
y no hemos encontrado ningún otro fenómeno que acelere
desde cero hasta una velocidad máxima de forma instantánea.
No hay nada más que pueda moverse tan rápido.
Cuando intentamos acelerar otras partículas cada vez más cerca
de la velocidad de la luz, se resisten más y más,
como si se estuvieran volviendo más y más pesadas.
Ningún experimento se ha concebido aún
que haya hecho que una partícula se mueva tan rápido como la luz.
¿Qué fue eso?
¿Oíste algo?
¿En dónde estaba? Ah, sí.
No conozco algo en la vida que se comporte como la luz.
No puedo conciliar sus extrañas propiedades
con ninguna otra cosa que mis sentidos me digan.
Nuestro deseo de confiar en nuestros sentidos supera
lo que nuestros dispositivos de medición nos muestran sobre
la verdadera naturaleza de la realidad.
Nuestros sentidos funcionan bien para objetos de tamaño natural
moviéndose a velocidades de mamíferos,
pero están mal adaptados a las extrañas leyes de la velocidad de la luz.
Ni siquiera sabemos por qué existe un límite de velocidad cósmico.
El tiempo se detiene cuando se está viajando a la velocidad de la luz.
¿Qué es la luz, de todos modos?
La gran fascinación que Isaac Newton tenía con la luz
comenzó cuando era un niño...
en esta misma casa.
Al momento en que tenía 20 años, Newton sería la primera persona
en descifrar el misterio del arco iris.
Newton descubrió que la luz solar, o luz blanca,
es la mezcla de todos los colores del arcoiris.
Gran descubrimiento.
Le llamó al despliegue de colores un "espectro"
de la palabra latina para "fantasma", o "aparición".
Le ruego me disculpe, maestro Newton,
el cocinero está impaciente porqué su cena se echará a perder, señor.
No, Isaac, ¡no dejes la lupa sobre la mesa!
Algo, incluso más sorprendente, está oculto en la luz,
un código, una clave hacia el cosmos.
Isaac Newton no se perdió de mucho, pero eso era una belleza.
Acaba de pasar por alto la puerta hacia un universo oculto;
una puerta que no se abriría por otros 150 años.
Recaería en otro científico,
trabajando en el siglo XIX,
que se tropezara con un pedazo de evidencia
para los mundos sin descubrir que nos rodean.
Por la noche William Herschel barría los cielos
con el más grande telescopio de su época.
Durante el día, Herschel realizaba experimentos.
Desde los primeros trabajos de Newton, se supo que la luz del Sol
es una mezcla de diferentes colores.
Y todo el mundo sabía, simplemente con estar afuera,
que la luz del sol transporta calor.
William Herschel se preguntó
si algunos colores de la luz llevaban más calor que otros.
La naturaleza del ingenio científico es cuestionar
lo que el resto de nosotros da por sentado
y luego realizar el experimento.
El termómetro que Herschel ubicó fuera del espectro
actuaba como su control.
El control en cualquier experimento
siempre excluye el factor a ser probado.
De esta forma, se sabe si lo que se está probando es
realmente el factor responsable de la observación.
En el experimento de Herschel,
la relación entre
el color y la temperatura estaba siendo probada,
y por tanto el control era un termómetro
sobre la parte de la hoja blanca
que no estaba iluminado por luz del sol en absoluto.
Aquí suena otra vez.
¿Qué es?
Bien, la luz roja es más tibia que la luz azul.
Interesante descubrimiento, pero no precisamente revolucionario.
No, tu termómetro no tiene nada de malo.
Solo acabas de descubrir una nueva forma de luz.
Herschel fue el primero en detectar su presencia invisible
oculta justo debajo del extremo rojo del espectro.
Es por eso que llegó a llamarse "infrarrojo".
"Infra" es la palabra latina que traduce "debajo".
Es invisible.
Nuestros ojos no son sensibles a este tipo de luz,
pero nuestra piel sí lo es, la sentimos como calor.
Ahora, este sí es un gran hallazgo.
Pero descubrimientos incluso mayores estaban aún ocultos
profundamente dentro de la luz.
Cerca del mismo momento en que William Herschel
estaba descubriendo la luz infrarroja en su sala en Inglaterra,
un joven muchacho llamado Joseph Fraunhofer
estaba irremediablemente atrapado en el trabajo pesado.
Se paraba frente a un caldero de químicos tóxicos
y los revolvía sin cesar.
Joseph había quedado huérfano cuando tenía 11 años
y había sido entregado a un severo amo llamado Weichselberger,
el fabricante real de espejos.
El cual evitó que Joseph fuese a la escuela.
En lugar de ello, Joseph trabajaba
en el taller de fabricación de vidrio todo el día,
y atendía las labores del hogar del amo por la noche.
¡Apúrate, imbécil!
Y recuerda, nada de lecturas.
Hasta que Joseph tuvo su gran oportunidad.
La casa de Weichselberger colapsó.
Maximiliano, el futuro rey de Baviera,
se acercó a la escena de la desgracia
para ver si podía ayudar.
Maximiliano era conocido por
interesarse en sus súbditos,
lo cual era poco usual para su época.
Al atraer la preocupación del futuro rey de Baviera,
el joven Joseph Fraunhofer
encontró una abertura hacia un universo diferente.
Y no solo para él mismo.
El príncipe Maximiliano le dio dinero a Joseph
y le pidió a su consejero privado
que le diera ayuda al chico,
en caso de que la necesitara.
Weichselberger continuó explotándole
e impidiéndole que estudiara.
Pero el consejero del príncipe intervino,
ofreciendo a Joseph una posición en el Instituto Óptico.
Este pequeño gesto de bondad realmente valió la pena.
Para cuando él tenía 27 años,
Joseph Fraunhofer era líder mundial en el diseño
de lentes de alta calidad,
telescopios y otros instrumentos ópticos.
Su empresa se ??encuentra aquí, en la antigua abadía Benediktbeuren.
A comienzos del siglo XIX
esto era de un alto secreto, de tecnología de vanguardia.
Los monjes benedictinos de la antigüedad
habían hecho un voto de secreto.
Esta tradición local,
y la capacidad de restringir el acceso
al laboratorio de Fraunhofer,
le permitieron mantener el control
de secretos industriales y de Estado.
Fraunhofer experimentaba con prismas
para encontrar los mejores tipos de cristal para lentes de precisión.
¿Cómo, se preguntaba, podía tener una mejor visión
del espectro que un prisma producía?
Friedrich, tráigame el teodolito, por favor.
Bueno, mientras Fraunhofer prepara su teodolito
es un tipo de telescopio
quiero mostrarles algo en otra parte de la abadía.
Las ondas sonoras son tan hermosas de oír.
Imaginen lo hermosas que serían de ver.
¿Se han preguntado por qué los tubos de órgano tienen tamaños diferentes?
Presiono una tecla...
y envía aire comprimido
dentro de un tubo en particular,
produciendo ondas de sonido.
Si pudiéramos ralentizar las ondas de sonido algunas cientos de veces,
se verían así.
La longitud del tubo
determina la longitud de la onda de sonido
que cabe dentro de él.
Un tubo corto tendrá una onda sonora corta.
Las ondas sonoras cortas tienen un alto tono, o frecuencia.
Detengamos las ondas para verlas mejor.
La distancia entre ondas adyacentes
se llama longitud de onda.
Un tubo largo entregará una onda sonora larga
con un tono grave, o baja frecuencia.
El manuscrito medieval de esta música,"Carmina Burana,"
fue descubierto en esta misma abadía.
Las ondas de sonido no pueden viajar a través del vacío.
Necesitan materia para montarla,
como moléculas de aire, o agua, o roca.
Pero las ondas de luz vuelan solas.
Pueden moverse a través del espacio vacío.
Y rápidamente
un millón de veces más rápido que las ondas sonoras en el aire.
Y las longitudes de onda de la luz que vemos
son mucho más cortas que las ondas sonoras.
Alrededor de 50,000 ondas de luz
cabrían aquí mismo.
Oh, sí.
Fraunhofer.
Justo a tiempo.
No nos lo perdimos.
Así como la longitud de onda del sonido
determina el tono que escuchamos,
la longitud de onda de la luz
determina el color que vemos.
¿Pero cómo un prisma expande los colores
ocultos en un rayo de luz solar?
Cuando la luz viaja a través del aire o del espacio,
todos sus colores se mueven a la misma velocidad.
Pero cuando golpea el cristal en un ángulo,
la luz se desacelera y cambia de dirección.
Dentro del prisma,
cada color se mueve a una velocidad diferente.
En el cristal, la luz violeta,
que es transportada por las ondas más cortas que vemos,
se frena más que la luz roja,
la cual tiene las ondas más largas.
Estos cambios de velocidad
separan los colores,
enviando sus ondas
en direcciones ligeramente distintas.
Así funciona un prisma.
Si parece que esto me emociona indebidamente,
es porque Joseph Fraunhofer está a punto de hacer
lo que Isaac Newton podría haber hecho, pero no hizo.
Y tendrá un potente efecto
en el rumbo de mi propia vida.
Están presenciando el matrimonio
de la física con la astronomía,
el nacimiento de mi propio campo de la ciencia,
la astrofísica.
Escrito en la luz,
en esas líneas negras verticales,
hay un código secreto.
Fraunhofer las miró, y se preguntó...
¿Por qué?
Un código que llega a nosotros
desde un universo alienígena.
¿Cuál es el mensaje
escrito en esas líneas oscuras verticales?
Nos llevó 100 años de deducciones,
cuestionar, y buscar para descifrarlo.
Hermoso, ¿no?
¿Por qué?
La fina estructura de la belleza tiene muchos niveles...
la química de la Tierra y su atmósfera...
la evolución de la vida...
Muchos hilos distintos.
Examinemos solo uno, en la superficie...
los colores de la naturaleza que nos deslumbran.
¿Qué está sucediendo realmente?
¿Cómo hacen el rojo, el azul,
la sorprendente paleta de colores de la naturaleza,
cómo existen?
Las ondas de luz de diferentes longitudes provenientes del Sol
golpean la Tierra.
Los pétalos de estas particulares flores
absorben todas las longitudes de onda
largas, de baja energía de luz roja.
Pero los pétalos reflejan
las longitudes de onda más cortas, de alta energía, azules.
Esa interacción entre luz estelar y pétalo
o agua, o Van Gogh
es lo que crea el azul.
Las ondas más largas,
las que vemos como rojo,
tienen la menor energía.
El color es la forma en que nuestros ojos perciben
qué tan energéticas son las ondas de luz.
Una puesta de sol,
una bandera,
los ojos de nuestros seres queridos,
ese radiante auto nuevo.
Los sentimientos que inspiran
suceden cuando algo dentro de ti
es gatillado por una variación particular
en la frecuencia y energía de las ondas lumínicas.
¿Y el mensaje secreto?
¿Esas líneas negras verticales
en el espectro de Fraunhofer?
¿Qué las causa?
Ocurren cuando las ondas de luz
de esos colores específicos están siendo absorbidas.
Sucede en otro nivel de la realidad,
mucho más pequeño que el mundo en el que estamos acostumbrados a operar.
Para llegar allí, tendremos que volvernos
10,000 millones de veces más pequeños de lo que somos.
Podríamos elegir cualquiera de estos átomos.
Pero tomemos al átomo de hidrógeno.
El átomo de hidrógeno es la clase más abundante
de átomo en el cosmos.
Y la más simple.
Tiene sólo un electrón.
Y sólo un protón.
Hemos ingresado al reino cuántico.
No corresponde
con la experiencia humana ordinaria.
El sentido común no sirve de nada aquí.
Tomemos el electrón del átomo de hidrógeno, por ejemplo.
En un átomo, un electrón
no existe entre orbitales.
Desaparece de un orbital
y reaparece en otro.
Es como si tomaras un ascensor desde el segundo piso
al cuarto piso, pero dejando de existir entre medio.
Y otra cosa.
Los ascensores cuánticos solo se detienen en ciertos pisos.
Los tamaños de las órbitas de electrones son estrictamente limitados,
y diferentes para los átomos de cada elemento.
Es por eso que los elementos son diferentes.
La química de cualquier cosa es determinada
por sus órbitas electrónicas.
La fuerza que mantiene a un electrón en su órbita
no tiene nada que ver con la gravedad.
Es una fuerza de atracción eléctrica.
El electrón danza en un círculo ondeante
alrededor del núcleo central de un átomo de hidrógeno.
Y realizan saltos cuánticos de una órbita a otra.
Hacia arriba o hacia abajo.
Mientras más grande la órbita,
mayor es la energía de un electrón.
Un electrón tiene
que obtener energía para saltar a una órbita mayor.
Y tiene que perder energía para saltar de vuelta hacia abajo.
Cada salto hacia arriba es causado por
un átomo que absorbe una onda de luz.
Pero no tenemos idea qué causa los saltos hacia abajo.
Lo que sí sabemos es que esos saltos siempre producen una onda de luz
cuyo color corresponde a la diferencia de energía
entre los orbitales.
La superficie del Sol irradia ondas de luz de todos los colores.
Si miras la luz solar a través de un prisma,
verás su espectro.
Cuando aumentas el espectro con un telescopio,
como lo hizo Joseph Fraunhofer,
levantas el telón
de la danza del electrón dentro del átomo.
Cuando la energía del electrón decae,
y este cae a un orbital menor,
la onda de luz que emite se dispersa.
La mayor parte de esta no nos alcanza.
Eso deja un espacio oscuro
o línea negra vertical en el espectro.
Estas líneas oscuras son las sombras
proyectadas por los átomos de hidrógeno
en la atmósfera del Sol.
Los átomos de sodio proyectan sombras distintas.
Sus electrones danzan con otra melodía.
Un grano de sal de mesa está compuesto
de átomos de sodio y cloro.
Diez mil billones de ellos
haciendo sus locas danzas
en un solo grano de sal.
Y un solo átomo de hierro con 26 electrones
es como un enorme número de producción
en un musical de Broadway.
Cuando miras una estrella con un espectroscopio,
puedes ver las líneas oscuras de todos los elementos
que hay en su atmósfera.
Muéstrame el espectro de cualquier cosa,
ya sea aquí en la Tierra o de una estrella distante,
y te diré de qué está hecha.
Las líneas de Fraunhofer son las firmas atómicas
de los elementos, escritas en grande por todo el cosmos.
Así como todas las demás grandes revelaciones
en la historia de la ciencia, abrió el camino
a nuevos y más profundos misterios.
Y a la revelación de que existían
muchos más secretos escondidos en la luz.
Cuando Joseph Fraunhofer combinó un prisma con un telescopio,
y lo orientó hacia el cielo,
trajo a las estrellas mucho más cerca de nosotros.
Cuando tenía solo 39 años,
contrajo una enfermedad mortal,
tal vez a causa de su temprana y prolongada exposición
a las sustancias tóxicas de la fabricación de vidrio.
Nunca se sabe de dónde saldrá el próximo genio.
¿A cuántos de ellos abandonamos en los escombros?
El príncipe y su reino se enriquecieron notablemente
a raíz de este acto de bondad hacia un pobre huérfano.
Los descubrimientos de Fraunhofer transformaron a Baviera
de un remanso rural, a una potencia tecnológica.
En su agonía, el gobierno desesperaba
por preservar cada fragmento de su preciado conocimiento
sobre la avanzada tecnología del cristal óptico.
Pero solo podía ser divulgado a una persona
con la más alta acreditación de seguridad:
El director de la Casa de moneda.
El gobierno mantuvo la tecnología de Fraunhofer
para fabricar el cristal óptico perfecto,
como secreto de Estado por cien años más.
Esto resultaría ser un obstáculo importante
para alguien a quien conoceremos más adelante en nuestro viaje.
Pero Fraunhofer no permitiría tal secretismo
en lo que respecta a su investigación científica pura.
Él sabía que la ciencia requiere de apertura para prosperar,
y que nuestro entendimiento de la naturaleza le pertenece al mundo.
Apenas Fraunhofer descubrió las líneas espectrales,
publicó todo lo que sabía de ellas.
Y las reverberaciones de su trascendental descubrimiento
aún resuenan.
Sus líneas espectrales revelaron que el cosmos visible
está hecho en su totalidad de los mismos elementos.
Los planetas,
las estrellas,
las galaxias,
nosotros mismos, y todo ser vivo,
la misma materia estelar.
Él hizo posible que supiéramos
qué hay en las atmósferas de otros mundos,
y en galaxias a millones de años luz de distancia.
Las líneas espectrales no sólo revelaron la composición
de objetos distantes, sino también su movimiento
acercándose y alejándose de nosotros.
Mediante su uso, descubrimos que nuestro universo se está expandiendo.
Pero tal vez la mayor revelación de la espectroscopía
es el descubrimiento de lo que esta no puede ver.
Un universo escondido de materia oscura,
seis veces más masivo que nuestro cosmos.
Está hecho de una sustancia misteriosa
que no emite, refleja ni absorbe ningún tipo de luz.
Solo sabemos que está ahí por su gravedad,
que atrae a todas las galaxias
y acelera a las estrellas visibles dentro de ellas.
Hay muchos más tipos de luz que los que nuestros ojos pueden ver.
Limitar nuestra percepción de la naturaleza a la luz visible
es como escuchar música
solamente en una octava.
Hay tantas más.
Solo difieren en longitud de onda,
pero dentro de un rango gigantesco.
Por ejemplo, la luz infrarroja...
del tipo que descubrió William Herschel.
O la luz de rayos X.
O luz de radio.
O en luz de rayos gamma.
Estas no son solo formas diferentes de ver la misma cosa.
Son otros tipos de luz
que revelan diferentes objetos y fenómenos en el cosmos.
En luz de rayos gamma, por ejemplo, podemos ver misteriosas explosiones
en galaxias distantes
que de otra forma nos perderíamos.
Y en luz de microondas, podemos ver todo el trayecto
hasta el nacimiento del universo.
Apenas hemos abiertos los ojos.
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