lunes, 23 octubre, 2017

Lo visible y lo invisible


La ficción no consiste en hacer ver lo invisible,
sino en hacer ver cuán invisible es
la invisibilidad de lo visible.
Michel Foucault

Lo esencial es invisible a los ojos.
Antoine de Saint-Exupéry

Hefesto

Hefesto

Hefesto, el dios del fuego, forjó un casco que tenía el poder de hacer invisible a quien lo utilizara. El casco pasó a Hades en reconocimiento por su participación en la Titanomaquia junto con sus hermanos Zeus y Poseidón, y el dios del inframundo lo empleaba para moverse libremente en sus periplos por la superficie terrestre. Ese mismo casco le fue otorgado a Perseo por Zeus con motivo de la expedición para acabar con la Medusa.

En el segundo libro de ‘La República’ Platón cuenta un mito relacionado con estos asuntos que aparentemente inspiró en el siglo XX a Tolkien para su ‘El señor de los anillos’: Giges era un pastor lidio que encontró un cadáver con un anillo de oro que proporcionaba la invisibilidad a quien lo utilizara. Nuestro astuto protagonista, como cabría esperar en un personaje de un inofensivo mito griego, se vale del poder del anillo para seducir a la reina, acabar con el rey y ocupar el trono. De aquí el filósofo concluye que la moral se nos impone externamente y si podemos sustraernos a ella, por fuerza caeremos en la tentación de corrompernos.

Tumba de Julio Verne

Tumba de Julio Verne

Bram Stoker

Bram Stoker

La novela del siglo XIX nos ofrece a menudo criaturas que transitan entre los reinos de lo visible y lo que no puede ser visto: Drácula era capaz de transformarse a voluntad en niebla, y Bram Stoker asimismo le adjudica la aptitud para no reflejarse en los espejos. En 1897, el mismo año de aparición de esta inmortal novela epistolar, H. G. Wells le da una impronta científica al mito y publica ‘El hombre invisible’, la historia adaptada al cine en innumerables ocasiones en la que un investigador consigue alterar las propiedades ópticas de su cuerpo de suerte que ni absorbe ni refleja la luz, con lo que consigue no ser visto. Entre las novelas póstumas de Julio Verne, profusamente reescritas por su hijo Michel, encontramos ‘El secreto de Wilhelm Storitz’, protagonizada asimismo por un hombre invisible. A diferencia del personaje creado por H.G. Wells, el bueno de Storitz porta unas vestimentas que también son invisibles, con lo que su peligro es conmovedoramente superior.

H. G. Wells

H. G. Wells

Michio Kaku es un brillante físico norteamericano de origen japonés que se ha significado por sus aptitudes para la divulgación. Fue el mejor alumno de física de la universidad de Harvard en el año 1968, lo apadrinó Edward Teller, el extraordinario físico húngaro que es considerado el padre de la bomba H, y es catedrático de física teórica en la universidad de Nueva York. Para dar una idea del fabuloso temperamento de Kaku contaremos una hazaña que protagonizó a los diecisiete años: su proyecto científico en el instituto consistió en construir un betatrón con el propósito de generar un haz de rayos gamma para producir antimateria. Eso le exigió, entre otras cosas, construir en su casa una bobina magnética con 35 kilómetros de cable de cobre que consumía 6.000 watios. El chaval ha crecido y acaba de publicar un libro espléndido, ‘Física de lo imposible’, en el que ofrece al lector una taxonomía de lo que puede ser imaginado que distingue los siguientes casos:

Michio Kaku

Michio Kaku

Imposibilidad de tipo I: Incluye todo lo que hoy es imposible pero no viola las leyes conocidas. Según Kaku, puede ser técnicamente viable en un futuro próximo o no tan próximo (un par de siglos). La teletransportación –que hoy sólo es posible a escala atómica–, los motores de antimateria, la psicoquinesia –o desplazamiento de objetos con la mente–, o ciertas formas de telepatía son ejemplos de fenómenos de esta clase.

Imposibilidad de tipo II, que comprende aquello que está en los límites de lo que comprendemos y acaso requiera millares o millones de años, como viajar en el tiempo, lo que no está impedido por las ecuaciones de la relatividad, viajar en el hiperespacio o el viaje a través de los agujeros de gusano (un agujero de gusano es cierto objeto estelar creado a partir de la catástrofe de una estrella. Según físicos eminentes como Kip Thorne, conectan puntos distintos en el espacio-tiempo).

Imposibilidad de tipo III: Aquellos fenómenos que violan las leyes conocidas por una civilización primitiva como la nuestra: las máquinas de movimiento perpetuo –es decir, que se mueven sin necesidad de aportar energía de una u otra forma– o la precognición. Kaku recoge varios ejemplos de personas supuestamente capaces de conocer las cosas antes de que sucedan. Todos los casos han resultado ser o bien falsos o bien un simple truco siempre que alguien ha realizado una investigación seria. Sorprendemente, Kaku señala que no existen apenas imposibilidades de esta clase.

“En las próximas décadas podrá crearse una pantalla invisible para luz de una sola frecuencia”

Michael Faraday

Michael Faraday

Pues bien, la invisibilidad pertenece al grupo I y es lo primero que está comenzando a ser posible. Hagamos un poco de historia: El emérito físico experimental Michael Faraday había realizado el descubrimiento más importante de todos los tiempos: los campos magnéticos variables dan lugar a campos eléctricos –lo que es la base de la producción de energía–, y viceversa. Faraday era un genio de la física que no tuvo formación matemática ninguna, y visualizaba sus campos mediante líneas de fuerza. Su legado fue recogido por un físico portentoso, James Clark Maxwell, que dio con la expresión diferencial compacta que reúne todos los conocimientos de la época en la materia que todos los ingenieros y físicos del mundo estudiamos en la universidad. Mediante la simple manipulación matemática, Maxwell descubrió algo fundamental: el hecho de que los campos eléctricos y magnéticos se originen unos a otros permitía concebir que este proceso se produjera continuamente. Tal fenómeno hipotético debería tener la forma de una onda, y cuando calculó su velocidad descubrió algo sensacional que describe así en 1864:

Esta velocidad es tan próxima a la de la luz que tenemos una buena razón para concluir que la propia luz es una perturbación electromagnética.

A los trece mil quinientos millones de años del big bang, al cabo de un par de millones de años de evolución desde el mono, alguien había descubierto el gran enigma y era capaz de escribir en un papel las ecuaciones a las que obedecen un reflejo en el agua, un amanecer o un arco iris. En realidad, había descubierto mucho más que esto, ya que fenómenos como las ondas de radio, las microondas, los rayos X, los rayos laser, la radiación gamma o la televisión asimismo están constituidos por las maravillosas ondas electromagnéticas. Maxwell falleció prematuramente a los cuarenta y ocho años, lo cual retrasó hasta las investigaciones de Lorentz, Poincaré y Einstein, ya en el siglo XX, el descubrimiento de la teoría de la relatividad, que se deriva de las ecuaciones que el magno físico escocés había descubierto.

Fisica de lo imposible

Fisica de lo imposible

¿Por qué es un cuerpo opaco? Porque sus átomos están tan próximos que no pueden ser atravesados por la luz. El agua, el alcohol, los gases son transparentes porque sus moléculas están espaciadas de manera que entre ellas cabe la longitud de la onda de la luz visible. Muchos cristales son transparentes porque, pese a ser muy compactos, sus moléculas están perfectamente alineadas y dejan caminos para que la luz transite. Los vidrios, por el contrario, son cierta clase de materiales que se han calentado a altísimas temperaturas y se han enfriado bruscamente. Gracias a ello sus moléculas están situadas al azar a la manera de un líquido. Eso mismo le ocurre por ejemplo al caramelo.

La invisibilidad es una propiedad de carácter atómico que es posible conseguir con los llamados ‘metamateriales’, unos objetos que han sido descubiertos en la universidad de Duke y el Imperial College gracias a un proyecto financiado por DARPA, la Agencia de Investigación de Proyectos Avanzados del Pentágono que creó Internet. Los metamateriales se consiguen insertando en la materia minúsculos implantes que permiten curvar las ondas electromagnéticas de manera que pueden atravesar los cuerpos de la misma manera que la corriente de un río rodea una roca y prosigue aguas abajo como si nada se hubiera interpuesto en su camino.

Cuanto menor es la longitud de onda de una radiación electromagnética, más fácil es construir un material que sea invisible ante esa radiación, ya que la clave está en encontrar huecos para atravesar la materia: Todos sabemos que para los rayos X, cuya longitud de onda está comprendida aproximadamente entre los 10-10 y los 10-8 m, nuestros músculos son transparentes. Sin embargo el reto está en conseguir un material opaco que pueda ser atravesado por la radiación visible, cuyas longitudes de onda están en torno a los 10-6 m.

Refracción

Refracción

Los ingenieros ópticos han empleado la técnica que se utiliza en la construcción de microprocesadores, llamada fotolitografía, para insertar microscópicos circuitos en la materia con el fin de permitir el paso de la luz: sobre una capa de vidrio dispusieron una capa de plata, otra capa de fluoruro de magnesio y una segunda capa de plata, para conformar una oblea que en conjunto tiene 100 nm de espesor, que es el grosor que conseguiría el lector de ‘La mirada infinita’ que tome un milímetro, lo divida cuidadosamente en diez mil de partes y coja una. Con posterioridad, mediante la técnica mencionada, se crea una rejilla de agujeros del mismo diámetro que espesor tiene la lámina descrita para crear una red. Pues bien, si se hace incidir una luz roja –que es la de mayor longitud de onda de la luz visible, y por lo mismo es algo más torpe atravesando la materia–, ¡se encuentra un índice de refracción negativo!

Victor Veselago

Victor Veselago

¿Qué es un índice de refracción negativo? Todos los materiales naturales transparentes tienen un índice de refracción positivo. Cuando la luz los atraviesa, disminuye su velocidad, y por eso se crea la ilusión de que una barra que penetra en el agua se parte. Un índice de refracción negativo es algo que no podemos concebir porque no lo hemos visto nunca, pero fue estudiado hacia 1968 por el físico ruso Victor Veselago: ciertos elementos de la onda electromagnética pueden viajar hacia atrás, como si la luz regresara a la fuente que la ocasionó.

Richard Feynman

Richard Feynman

Algunos expertos en Óptica estiman que en las próximas décadas podrá crearse una pantalla invisible para luz de una sola frecuencia al menos en dos dimensiones. El problema es que una capa invisible como la de Harry Potter requiere tres dimensiones y además debe operar en todo el rango de la luz visible, lo cual implica dominar una gran diversidad de longitudes de onda. La respuesta acaso esté en la nanotecnología, disciplina inaugurada por Richard Feynman en una célebre conferencia de 1968 –‘hay mucho sitio al fondo’, dijo Feynman en referencia a las colosales posibilidades que ofrece lo microscópico– de la que todos esperamos que sea capaz de construir en un futuro nanomáquinas del tamaño de un átomo. Kaku explora en su libro otras posibles vías para hacer invisibles las cosas, como los hologramas o una hipotética cuarta dimensión.

Por alguna razón que se me escapa, tradicionalmente ha interesado más al género humano la facultad para hacer que desaparezcan los objetos mediante su ingreso en lo que no puede ser mirado. Sin embargo, sería quizá mucho más interesante conseguir que penetrara en la esfera de lo visible todo aquello que nadie ha visto nunca. ¿Qué aspecto tendrán el deseo en sí, la felicidad en sí, la ira en sí; en qué ocultos recintos cultiva el hombre su pequeña eternidad o su ternura, por qué no se podría mirar nunca la diminuta velocidad que cunde en su carne cuando inventa o se emociona o alguna región de su azacaneada cabeza se precipita en la angustia? A riesgo de ser considerado simplista o binario, sospecho que todas esas cosas que nuestros ojos no perciben emergen de la inexistencia visual a través de la fealdad y la hermosura, que son los rudimentarios instrumentos que la naturaleza y la realidad emplean para que no perdamos el rumbo definitivamente.

Álvaro Fierro Clavero,
www.alvarofierro.com

Comentarios

  1. Y si le dijera que yo me sé de muchos que están en sitios llenos de gente y nadie los ve, que opinaría de eso?
    Pues se lo afirmo! Y hasta puede que conozca a algunos!

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