La luz, el vacío y el universo: los experimentos que cambiaron para siempre nuestra forma de entender la realidad
El divulgador Ignacio Crespo repasa los experimentos clave de la física que revolucionaron el conocimiento humano, desde la naturaleza de la luz hasta la detección de ondas gravitacionales
Serendipias | Experimentos físicos
Madrid
La física lleva siglos planteando preguntas fundamentales que han cambiado radicalmente nuestra visión del universo. Una de ellas es tan básica como compleja: qué es realmente la luz. Durante mucho tiempo se pensó que era una onda, similar al sonido o a las olas del mar. Sin embargo, esa explicación resultó incompleta.
Según explica Ignacio Crespo en La Ventana, en el siglo XIX la evidencia científica apuntaba claramente hacia una naturaleza ondulatoria. El divulgador recuerda que la luz se describía como "una onda electromagnética formada por campos eléctricos y magnéticos que viajan por el espacio".
Uno de los experimentos clave para entenderlo fue el realizado por Thomas Young en 1801. Crespo explica que el científico utilizó dos rendijas por las que hizo pasar un haz de luz y observó en una pantalla un patrón de franjas claras y oscuras, un fenómeno que solo podía explicarse mediante la interferencia propia de las ondas.
Sin embargo, el avance de la física cuántica complicó aún más la respuesta. Crespo aclara en estilo directo que la luz "no es simplemente una onda ni una partícula clásica, sino una excitación del campo electromagnético", lo que explica por qué puede comportarse de formas aparentemente contradictorias.
El vacío que no está vacío y la materia que no vemos
Otro de los descubrimientos que revolucionó la física fue comprender que el vacío no es realmente la ausencia absoluta de materia. Aunque la idea pueda parecer contradictoria, la física cuántica demostró que incluso en ausencia de objetos existen fluctuaciones energéticas.
El experimento que permitió demostrarlo fue desarrollado por Hendrik Casimir en 1948. Según explica Ignacio Crespo, en estilo indirecto, el científico colocó dos placas metálicas extremadamente próximas y comprobó que se atraían entre sí sin una causa aparente.
En palabras del divulgador, ese fenómeno demuestra que el vacío posee energía propia y puede producir efectos medibles. No obstante, advierte que no se trata de una fuente infinita de energía, ya que no existe ningún método físico capaz de aprovecharla de manera ilimitada.
La física también ha demostrado que gran parte de la materia del universo no es visible. El descubrimiento de la llamada materia oscura cambió por completo la comprensión del cosmos. En la década de 1970, la astrónoma Vera Rubin observó que las galaxias giraban a velocidades que no podían explicarse solo con la materia visible.
Crespo señala que "la mayor parte de la materia que compone el universo es invisible", y que su existencia se deduce por sus efectos gravitatorios. Este hallazgo, además de revolucionar la astronomía, puso de manifiesto las dificultades que muchas científicas enfrentaron en el reconocimiento de sus logros.
Energía oscura y ondas gravitacionales: el universo sigue revelando secretos
La investigación científica también ha permitido descubrir que el universo no solo se expande, sino que lo hace cada vez más rápido. Este hallazgo fue posible gracias a estudios realizados en 1998 por equipos liderados por Saul Perlmutter, Brian P. Schmidt y Adam Riess, quienes analizaron explosiones estelares conocidas como supernovas.
Según explica Ignacio Crespo, los resultados mostraron que las supernovas más lejanas eran más débiles de lo esperado, lo que indicaba que el universo se estaba expandiendo a mayor velocidad. "La mayor parte del universo está dominada por una energía desconocida que impulsa su expansión”, resume.
Uno de los avances más recientes en este campo se produjo en 2015 con la detección de ondas gravitacionales, predichas un siglo antes por Albert Einstein. Estas ondas fueron detectadas por el proyecto LIGO Scientific Collaboration, mediante interferómetros capaces de medir cambios extremadamente pequeños en el espacio-tiempo.
Crespo explica que la señal registrada correspondía a la fusión de dos agujeros negros situados a más de mil millones de años luz de distancia, un fenómeno que liberó una enorme cantidad de energía en forma de ondas gravitacionales.
Más allá del impacto teórico, estos descubrimientos tienen aplicaciones prácticas. El divulgador señala que las tecnologías desarrolladas para detectar estas ondas, como los láseres de alta precisión y los sistemas de medición avanzada, ya se utilizan en sensores y dispositivos científicos.
"La física continúa demostrando que muchas de nuestras certezas son provisionales. Cada nuevo experimento no solo responde preguntas antiguas, sino que abre otras nuevas sobre la naturaleza del universo y nuestro lugar en él".