La luz está en todas partes. Nos permite ver el universo, medir distancias imposibles y descubrir fenómenos que ocurren a millones de años luz. Pero, ¿Qué es realmente la luz?
En este episodio de Un Pixel del Universo exploramos cómo la humanidad ha intentado descifrar uno de los mayores enigmas de la naturaleza. Descubriremos cómo la luz se convirtió en una de las herramientas más poderosas para entender el universo
Un viaje por la historia de una fuerza invisible que, paradójicamente, es la que nos permite verlo todo.
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#sumatvuaeh #TrecePuntoUno #UAEH #Hidalgo #luz #cosmos #universo
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Categoría
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AprendizajeTranscripción
00:14Una producción de Suma TV UAEH
00:20Mira a tu alrededor un momento, todo lo que puedes ver en este instante,
00:25tu celular, las paredes, el cielo, tienen algo en común.
00:30Nada de esto sería visible sin la luz, la luz es tan cotidiana que rara vez pensamos
00:35en ella.
00:36Enciendes una lámpara y el cuarto se ilumina, amanece y la ciudad despierta, pero en realidad
00:42la luz es algo mucho más extraordinario, es la herramienta más poderosa que tenemos
00:48para estudiar el universo.
00:50Los astrónomos no pueden viajar a las estrellas, no pueden acercarse a una galaxia ni tomar
00:55una muestrita de un agujero negro.
00:56Todo lo que saben sobre el cosmos lo descubren analizando algo que llega hasta nosotros
01:02después de recorrer distancias inimaginables, la luz.
01:07Yo soy Aranza Valencia y hoy en Un Pixel del Universo vamos a explorar una pregunta fundamental.
01:13¿Qué secretos del universo están escondidos dentro de la luz?
01:32Aranza Valencia y hoy en un próximo video.
01:45¡Gracias por ver el video!
01:48La luz es rápida, ridículamente rápida. Viaja a casi 300 mil kilómetros por segundo.
01:58Para tener una idea de lo que eso significa, imaginemos, en un solo segundo la luz podría dar siete vueltas
02:05y media alrededor de la Tierra.
02:07Un avión comercial tarda cerca de 18 horas en rodear el planeta. La luz lo hace siete veces en un
02:15segundo.
02:16Nada en el universo puede viajar más rápido que ella. Y esa velocidad no solo es impresionante, es también uno
02:24de los pilares de la física moderna.
02:26Sin embargo, el universo es tan inmenso que incluso a esa velocidad la luz tarda muchísimo tiempo en recorrerlo.
02:33Por ejemplo, la luz de la Luna tarda 1.3 segundos en llegar a nosotros.
02:39La estrella más cercana al sistema solar llamada Próxima Centauri está a 4.2 años luz de distancia.
02:47Eso significa que la luz que vemos hoy salió de esa estrella hace más de cuatro años.
02:55Pero, cuando los telescopios apuntan hacia regiones mucho más lejanas del universo, las escalas cambian radicalmente.
03:03Al observar galaxias distantes con telescopios como el James Webb, vemos el universo tal y como era hace miles de
03:10millones de años, no como es hoy.
03:12De hecho, se han detectado galaxias cuya luz ha viajado más de 13.500 millones de años.
03:19Algunas galaxias que observamos hoy están tan lejos que su luz ha estado viajando más de mil millones de años
03:26antes de llegar hasta la Tierra.
03:29Esto significa que los telescopios no solo observan objetos distantes.
03:33En realidad, están mirando versiones antiguas del universo.
03:38A ver, cuando un astrónomo observa una galaxia situada a 10.000 millones de años luz, lo que está viendo
03:44es como era esa galaxia cuando el universo tenía apenas una fracción de su edad actual.
03:50Por eso, muchas veces se dice que los telescopios funcionan como máquinas del tiempo.
03:57Pero la distancia no es lo único que la luz puede revelar.
04:01También contiene información sorprendentemente detallada sobre los objetos que la producen.
04:06A simple vista, las estrellas parecen puntos, blanquitos en el cielo.
04:11Pero si las observamos con instrumentos más precisos, descubrimos que cada estrella tiene un color ligeramente distinto.
04:19Algunas son azuladas, otras se ven rojas y algunas más tienen un tono anaranjado.
04:26Este color no es solamente un detalle estético, es un indicador directo de la temperatura de la estrella.
04:33Las estrellas azules pueden superar los 30.000 grados Celsius en su superficie.
04:38Las amarillas, como nuestro Sol, rondan los 5.500 grados.
04:43Las rojizas pueden ser mucho más frías, con temperaturas cercanas a los 3.000 grados.
04:51Pero la luz puede revelar todavía más.
04:54Cuando los científicos hacen pasar la luz de una estrella a través de un instrumento llamado espectroscopio,
05:01ocurre algo muy parecido a lo que vemos cuando aparece un arco iris.
05:05La luz se separa en una banda de colores.
05:08A esto se le llama espectro.
05:10Y dentro de ese espectro aparecen pequeñas líneas oscuras o brillantes.
05:14Esas líneas son extremadamente importantes.
05:18Cada elemento químico absorbe o emite luz en longitudes de onda muy específicas.
05:24Esto significa que cada elemento deja una especie de huella digital en la luz.
05:30Gracias a estas huellas, los astrónomos pueden saber de qué están hechas las estrellas.
05:35Pueden determinar si una nube estelar contiene hidrógeno, oxígeno o nitrógeno.
05:42Incluso pueden detectar la presencia de elementos en galaxias situadas a miles de millones de años luz.
05:48Todo esto sin salir de la Tierra, analizando únicamente la luz.
05:53Este método se llama espectroscopía y es una de las herramientas más importantes de la astronomía moderna.
06:01Ya hablaremos de eso un poquito más adelante.
06:04Pero antes de seguir hablando de cómo los científicos interpretan estos mensajes del cosmos,
06:09vale la pena preguntarnos algo.
06:11¿El cine realmente representa correctamente lo que ocurre en el espacio?
06:15Para responderlo, vamos con el Dr. Lucas, que nos trae una película muy querida por todos los amantes del cosmos.
06:23Cuéntanos, Dr. Lucas, ¿qué hay más allá de la pantalla?
06:35Bienvenidos a su gustada sección Más allá de la pantalla.
06:38Yo soy Dr. Lucas y como cada semana vamos a realizar un viaje a través de las estrellas
06:43para conocer cómo el cine ha retomado algunos aspectos de la ciencia con mayor o menor acierto.
06:50Hoy vamos a hablar de una de las obras cinematográficas más famosas, célebres e importantes en la historia del medio
06:57y también una de las películas más queridas del siempre genial y afamado Stanley Kubrick.
07:03Se trata de 2001, Odisea del Espacio.
07:07Así que prepárate para emprender un viaje épico y con muchos significados.
07:12Abróchate el cinturón porque ya despegamos.
07:162001, Odisea del Espacio es una cinta de ciencia ficción que reflexiona sobre la evolución humana,
07:22la tecnología y el lugar que ocupa el ser humano en el universo.
07:26La historia se divide en varias etapas, desde la aparición de un misterioso monolito negro
07:30y la entrada en contacto de un grupo de homínidos en el monolito
07:34hasta la llegada del ser humano a Júpiter como parte de una expedición en el futuro.
07:40La peli es una muestra más del perfeccionismo de Kubrick,
07:44pues el director se dejó asesorar fuertemente por el escritor y divulgador de la ciencia Arthur C. Clarke
07:52para imaginar la exploración espacial.
07:54Y es por ello que tiene aciertos muy notables en la representación audiovisual del viaje estelar.
08:00En el filme, el espacio es muy silencioso, sin explosiones ruidosas ni motores audibles en el vacío,
08:06mucho menos insables láser.
08:08El sonido solo existe dentro de la nave espacial.
08:12También se trata de una película muy adelantada a su tiempo,
08:16y es que logra entender y representar muy bien la física básica de la luz
08:20como un principio del realismo que logra imprimir a las escenas en el espacio.
08:25Kubrick se obsesionó, hasta un grado casi enfermizo,
08:28con aspectos como la trayectoria, la reflexión, la refracción,
08:33así como la proyección de sombras.
08:35También acertó en no intentar representar viajes a la velocidad de la luz,
08:40puesto que esto todavía no es posible.
08:43Pero sobre la luz hay muchos aspectos más interesantes en el filme,
08:47y vamos a desmenuzarlos todos.
08:50Es bien sabido que en el espacio, las fuentes de luz generan una iluminación dura.
08:55No hay halos o zonas difusas alrededor de las estrellas,
08:59y las zonas que no están iluminadas son negros absolutos.
09:02Las sombras están extremadamente definidas y contrastadas,
09:06tal como se constató en las misiones de Apolo años después del lanzamiento de la peli.
09:12El comportamiento de la luz en la peli es tan realista
09:16que se logró que las sombras mantuvieran la geometría de los objetos que las proyectaban,
09:20que cambiasen su longitud y orientación según el ángulo solar,
09:25y que ayudaran a reforzar la sensación de un espacio hostil y frío.
09:30Pero en la física real, la luz no siempre se comporta de esta forma.
09:34Y en 2001, ¡tampoco! ¡Otro gran acierto!
09:38Hay refracción de la luz únicamente donde debería estar presente,
09:42como en los cascos de los astronautas, en las pantallas o en los visores,
09:47causando diversos efectos como leves distorsiones en el rostro,
09:50curvaturas ópticas y cambios de escala.
09:54¡Magnífico!
09:55Sin embargo, no todo es perfecto,
09:58y es que en la secuencia final de la peli
10:00se abandona por completo el sentido físico de lo que estábamos viendo
10:04y se muestran colores imposibles,
10:06refracciones que distan de lo natural
10:08y la luz siguiendo trayectorias no lineales.
10:11Aunque no fue un error de la película,
10:13sí es un recurso puramente creativo
10:16sin ningún tipo de respaldo científico.
10:19Aún así, en comparación con otras películas
10:22como Ad Astra, Gravity o Interestelar,
10:252001, Odisea del Espacio,
10:27a pesar de tener ya más de medio siglo
10:29de haber estado en las salas de cine,
10:32es más apegada a la física
10:33y se toma menos licencias creativas
10:36en la representación de la luz en el espacio,
10:39lo cual resulta sumamente impresionante.
10:42Esta gran peli es una muestra
10:44de cómo el nivel de perfeccionismo enfermizo de Kubrick
10:47nos dio algunas de las cintas más destacadas de todos los tiempos.
10:51No solo por su historia o la fotografía
10:54o la exquisita musicalización,
10:56sino también por contar con asesores científicos
10:59altamente capacitados
11:01para imprimir un gran realismo a sus películas.
11:03Y aunque no nos revela ninguno de los misterios
11:06que esconde la luz,
11:08sí nos ayuda a entender su física en el espacio
11:10de una forma visualmente atractiva.
11:12Así que, la próxima vez que mires la luz de nuestro sol,
11:16recuerda lo distinto que se verían desde el espacio.
11:19Seguimos en un pixel del universo.
11:33Y ahí tienes una gran recomendación
11:35para este fin de semana.
11:36Y algo demuestra esta película
11:38es que el espacio sigue siendo
11:40una de las mayores fuentes de inspiración
11:42para la imaginación humana.
11:44Pero cuando hablamos de astronomía real,
11:46la luz sigue siendo la gran protagonista.
11:50Hasta ahora, hemos hablado de la luz que podemos ver.
11:53Pero nuestros ojos solo detectan
11:56una pequeña parte del espectro electromagnético.
11:59A esa pequeña franja se le llama luz visible.
12:02Sin embargo, existen muchas otras formas de luz
12:05que nuestros ojos no pueden percibir.
12:07Por ejemplo, la luz infrarroja asociada al calor,
12:10la luz ultravioleta que puede provocar quemaduras solares,
12:13los rayos X capaces de atravesar tejidos blandos
12:16del cuerpo humano y las ondas de radio
12:18que pueden viajar enormes distancias a través del espacio.
12:22Todas estas formas de radiación
12:24son en realidad diferentes tipos de luz.
12:27La única diferencia entre ellas
12:29es su longitud de onda y su energía.
12:33Cada una de estas formas de luz
12:35permite observar el universo de una manera distinta.
12:38Los telescopios infrarrojos pueden atravesar
12:41densas nubes de polvo donde nacen nuevas estrellas.
12:44Los telescopios de rayos X revelan fenómenos extremadamente energéticos,
12:49como explosiones estelares o regiones cercanas a agujeros negros.
12:54Los radiotelescopios permiten detectar estructuras gigantes de gas en las galaxias.
13:00En otras palabras, si observamos el universo solo con luz visible,
13:05estaríamos viendo apenas una pequeñita fracción de todo lo que realmente ocurre en él.
13:10A veces, el problema no es que el universo sea complejo,
13:13es que apenas estamos aprendiendo a interpretar la información que nos envía.
13:18Por eso los astrónomos desarrollan técnicas cada vez más precisas para analizar la luz.
13:25Y justamente de eso trata la siguiente sección.
13:29Haremos una pequeña pausa para que Alejandro Marlop nos explique un poquito mejor
13:33qué estamos viendo cuando levantamos la mirada al cielo.
13:44Imaginen que están en la playa, disfrutando de sus vacaciones.
13:48Y de repente, ¡fum!
13:49El sol decide esfumarse, irse de vacación.
13:54¿Cuánto tiempo tardaríamos en darnos cuenta que el sol ha desaparecido?
14:01La respuesta les va a dar un poquito de ansiedad cósmica.
14:05La luz es la cosa más rápida que conocemos,
14:08pero el universo es absurdamente grande.
14:11El sol está a 150 millones de kilómetros.
14:14A la luz le toma exactamente 8 minutos con 20 segundos cruzar esa distancia.
14:21O sea, si el sol explotara ahora mismo,
14:24tendríamos 8 minutos de ignorancia antes de que todo se ponga oscuro.
14:29Así que la próxima vez que sientas el sol en tu cara, recuerda esto.
14:34Estás sintiendo este calorcito que salió de nuestra estrella hace casi 9 minutos.
14:41Si mirar las estrellas es literalmente mirar al pasado,
14:46¿existirá alguna civilización a unos 65 millones de años luz
14:51que al voltear a ver nuestro planeta,
14:54en lugar de verte a ti mirando este programa,
14:57esté viendo a los dinosaurios?
15:06Como acabamos de ver, incluso algo tan cotidiano como mirar al sol
15:10implica observar al pasado.
15:12Pero esa misma idea, llevada a escalas mucho mayores,
15:16permite estudiar la historia del universo.
15:19Cuanto más lejos observan los telescopios,
15:21más atrás en el tiempo están mirando.
15:23Las galaxias más lejanas que se han observado hasta ahora
15:27emiten una luz que comenzó su viaje hace más de 13 mil millones de años.
15:33Es decir, cuando el universo era extremadamente joven.
15:36La luz es literalmente un archivo de la historia cósmica.
15:42Cuando los astrónomos intentan mirar lo más lejos posible en el universo,
15:47en realidad están tratando de responder una pregunta muy concreta.
15:50¿Cómo eran las primeras galaxias que se formaron después del Big Bang?
15:55Durante mucho tiempo, los telescopios solo podían observar galaxias relativamente cercanas.
16:01Pero en los últimos años, gracias a instrumentos más sensibles,
16:05se han identificado algunas de las galaxias más lejanas jamás observadas.
16:10Un ejemplo es la galaxia GNZ-11.
16:13Su luz comenzó a viajar hacia nosotros hace unos 13.4 mil millones de años.
16:20Eso significa que la estamos viendo tal y como era cuando el universo apenas tenía unos 400 millones de años.
16:28Sé que suena mucho, pero es alrededor del 3% de su edad actual.
16:33Más recientemente, observaciones del James Webb Space Telescope
16:37han revelado galaxias aún más antiguas, como Hades GSZ-14-0,
16:43cuya luz lleva viajando aproximadamente 13.5 mil millones de años.
16:49En términos cosmológicos, eso nos coloca extremadamente cerca del momento
16:54en que comenzaron a formarse las primeras estructuras de nuestro universo.
16:58En otras palabras, cuando detectamos estas galaxias,
17:02no solo estamos viendo objetos extremadamente lejanos,
17:05estamos observando los primeros capítulos de la historia del universo.
17:09Cada una de esas diminutas manchas de luz
17:11es una pista sobre cómo nacieron las primeras estrellas,
17:15cómo se agruparon las primeras galaxias
17:17y cómo comenzó a estructurarse el cosmos que habitamos hoy.
17:21Recuerda que entre más lejos logremos mirar,
17:25más cerca estamos de observar los primeros momentos de la historia del cosmos.
17:30Pero para entender realmente cómo los astrónomos pueden extraer
17:34tanta información de algo tan aparentemente tan simple como un rayo de luz,
17:38hablamos con la astrofísica Gloria Koenigsberger,
17:41quien nos explicó cómo funciona la espectroscopía
17:45y por qué es una herramienta clave para entender nuestro universo.
17:48Vamos a escuchar lo que nos contó.
17:58Hoy le preguntamos a la doctora Gloria Koenigsberger,
18:01astrónoma, física y catedrática mexicana de la UNAM,
18:04sobre la importancia de estudiar la luz que nos llega desde el espacio.
18:09Doctora Gloria, cuéntenos qué es la espectroscopía.
18:14Me imagino que todo el mundo ha visto en algún momento
18:17una imagen tomada del cielo, ya sea de un planeta, del fondo estelar
18:24o de un grupo de galaxias, y eso se llama una imagen directa.
18:28La espectroscopía, hacemos uso también de un telescopio,
18:33pero en este caso, en vez de ver la imagen tal cual,
18:39lo que hacemos es tomamos la luz que nos está llegando
18:43y la pasamos por un instrumento que se llama espectrógrafo.
18:48Este espectrógrafo separa la luz en sus diferentes colores, digamos.
18:57Nosotros los astrónomos nos referimos a la longitud de onda,
18:59pero visto desde una perspectiva más descriptiva,
19:04podemos pensar que la luz está compuesta de diferentes colores.
19:08Entonces, por ejemplo, un arco iris que vemos en el cielo
19:12es la luz del sol, que atravesó unas gotitas de agua
19:17que están en las nubes, y estas gotitas hicieron justo este proceso
19:23de separar la luz que viene del sol en sus diferentes colores.
19:27Eso es la espectroscopía, básicamente.
19:31¿Y para qué sirve analizar los espectros de la luz?
19:36Podemos separar estos colores muchísimo, muchísimo, muchísimo,
19:41de tal forma que nos podemos fijar nada más en el verde.
19:44Y el verde lo estiramos lo más que podamos.
19:47Y entonces lo que vamos a ver allí
19:49tiene que ver con los átomos
19:53que están entre la fuente de luz y nosotros.
19:57Y esto es donde realmente viene la parte más valiosa de la espectroscopía,
20:03porque estos átomos pueden absorber luz
20:07y la pueden entonces generar en nuestro espectrógrafo
20:14algo que llamamos líneas en absorción.
20:17Son algo así como la huella digital.
20:20Y sabemos entonces qué átomos hay en nuestra atmósfera
20:25y qué átomos hay en la atmósfera del sol.
20:28Podemos irnos a estrellas muy, muy, muy lejanas,
20:32en donde la única información que tenemos es la luz que nos llega de ellas.
20:36Y podemos entonces decir,
20:38ah, esa estrella tiene mucho hierro, por ejemplo,
20:41o esa estrella tiene poco hierro.
20:44Y entonces podemos empezar a entender
20:47cómo es la evolución química de nuestro universo.
20:55Para finalizar,
20:56¿cómo ayudan los telescopios de última generación como el James Webb
21:00a mejorar las observaciones?
21:03El James Webb
21:05tiene esta capacidad fabulosa
21:08de poder ver objetos muy remotos
21:11y no solo sacar la imagen directa,
21:14sino también sacar espectros.
21:16Y yo, sorpresa,
21:19sacó espectros de unos objetos
21:22que se formaron alrededor de 400 millones de años
21:27después del Big Bang,
21:29como que la mitad de lo que se había pensado
21:32que habría que ver estos elementos.
21:35Entonces saca el espectro
21:36y encuentra que estos objetos
21:40tienen mucho helio,
21:42carbono,
21:43oxígeno
21:46y silicio,
21:48elementos que no deberían de aparecer
21:52hasta mucho, mucho después.
21:55Entonces, esta es la parte muy interesante, ¿no?
21:57Porque así funciona la ciencia.
21:59Uno hace una predicción teórica,
22:02entonces uno va al experimento,
22:04ya sea en el laboratorio
22:06o al telescopio,
22:07a la observación,
22:08y bueno,
22:09no siempre coinciden las cosas.
22:11Entonces los teóricos dicen,
22:12ah, pues me faltó un término en alguna ecuación
22:15o me faltó considerar
22:17alguna otra cosa.
22:19Entonces incluyen eso dentro de sus modelos
22:22y cada vez nos vamos acercando
22:24a un modelo
22:25que reproduce mucho mejor las observaciones.
22:39Hoy descubrimos que cada rayo de luz
22:41que llega hasta nosotros
22:43es un mensaje que ha viajado
22:45enormes distancias a través del espacio.
22:48Aprendimos que los colores de esa luz
22:51pueden revelar la temperatura de las estrellas
22:54y que al analizar su espectro,
22:56los astrónomos pueden identificar
22:58los elementos químicos
22:59que cada una contiene.
23:01También entendimos que nuestros ojos
23:03solo perciben una pequeña parte
23:05del espectro electromagnético
23:07y que gracias a distintos tipos de telescopios
23:10podemos observar el universo
23:12en muchas formas de luz
23:14invisibles para nosotros.
23:16Vimos que incluso algo tan cotidiano
23:19como el sol
23:20implica observar el pasado.
23:24En el próximo episodio
23:25de Un Pixel del Universo
23:27vamos a hablar
23:27de uno de los misterios más grandes
23:29del espacio exterior.
23:31Un lugar donde ni siquiera la luz
23:33ha logrado salir de ahí.
23:35¿Te imaginas qué podría ser?
23:37Pero por ahora es momento
23:39de despedirnos.
23:40Agradecemos a la Sociedad de Astronomía
23:42de la Universidad Autónoma
23:44del Estado de Hidalgo
23:45por ayudarnos a mirar el universo
23:47con un poquito más de claridad.
23:49Recuerda seguirnos en nuestras redes sociales
23:51o se encuentras como
23:53suma.tv
23:53o ae.h.
23:55Muchísimas gracias por acompañarnos.
23:57Yo soy Aranza Valencia
23:58y nos vemos en la siguiente emisión
24:00de Un Pixel del Universo.
24:02Un programa de Suma TV,
24:04canal de la Universidad Autónoma
24:06del Estado de Hidalgo.
24:07Hasta la próxima.
24:53¡Suscríbete al canal!
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