Varios colores, una luz; una luz, varios colores

De todos es sabido que cuando se hace pasar un rayo de luz por un prisma, se descompone en los colores propios de la gama cromática del arco iris. Inicialmente se pensaba que todos esos colores que surgían de repente después del prisma, obedecían a una especie de degradación de la blancura original de la luz, la cual era ‘contaminada’ por distintas concentraciones de negro (o de oscuridad), en función de la distancia que recorría el haz de luz en el interior del prisma: a mayor longitud en el interior del prisma, mayor degradación a causa de una mayor contaminación, y viceversa. De esto modo, los distintos colores (de más claros a más oscuros) serían el resultado de la combinación en distintas concentraciones del negro con el blanco original, en función de lo que ‘tardaran’ en salir del prisma. Sin embargo, Newton postuló todo lo contrario, a saber: en lugar de que los colores eran degradaciones diversas de la luz blanca, a su juicio la luz blanca era el resultado de la combinación de todos esos colores. O sea, que el prisma no es que degrade la luz blanca, sino que sencillamente la descompone en sus componentes más básicos. Éste sería el motivo por el cual, una vez descompuesta la luz en sus componentes básicos, posteriormente pudieran volver a componerse en un haz que de nuevo es blanco. Newton llegó a postular que la luz blanca como tal, no existía, sino que era la combinación de estas sustancias puras que eran los diferentes colores.

Frank Wilczek, en un libro interesante que me mostró un amigo virtual (y personal), El mundo como obra de arte, nos invita a considerar los colores desde una perspectiva diferente: la debida al efecto Doppler. Creo que es más o menos frecuente haber oído que, el hecho de que la luz proveniente del espacio tuviera un desplazamiento al rojo, quería decir que el foco de luz se estaba alejando, explicación directa de que el universo se estaba expandiendo. El fenómeno por el que esto ocurre se denomina efecto Doppler, que viene a decir que, cuando el emisor de una onda se acerca al receptor, la longitud de onda se acorta debido a la suma de velocidades de la propia onda y del emisor que la emite; y viceversa, cuando el emisor se aleja la longitud de onda se agranda, por el mismo motivo, pero en sentido opuesto. De este fenómeno podemos tener conciencia cuando oímos que se acerca una ambulancia con la sirena encendida, qué diferente suena cuando se acerca a cuando se aleja. La sirena es la misma, pero no suena igual: de hecho, notamos un cambio de sonido notable. Pues bien, esto ocurre también con la luz: cuando la fuente se aleja, la longitud de onda se alarga, lo que provoca el desplazamiento al rojo; si la fuente se acerca, la longitud de onda se acorta, provocando el desplazamiento al azul. Como sabemos, el azul es el color de menor longitud de onda del espectro visible, y el rojo el de mayor.

Y aquí viene la cuestión. Pongámonos en esta situación: tenemos delante de nosotros un haz de luz… blanca. ¿Seguro? Si estamos en algún lugar del espacio detenidos (si esto fuera posible), veríamos la luz blanca, efectivamente; pero si nos desplazamos en el mismo sentido del haz de luz, veremos una luz enrojecida; y, finalmente, si frenamos y nos desplazamos en el sentido opuesto, veremos la misma luz azulada. ¿De qué color era dicho haz de luz: blanco, rojo o azul? Como suele ocurrir en estos casos, habría que plantearse si dicha pregunta tiene sentido. Seguramente, no; o, en todo caso, quizá la respuesta sea: depende.

Porque efectivamente es así: depende. Si lo pensamos, en función de a qué velocidad relativa nos desplacemos respecto de la luz, igual que podemos representarnos el azul y el rojo, podríamos representarnos cualquier color del espectro: todo consiste en adecuar nuestro desplazamiento para que, al componerse con la velocidad de desplazamiento de la luz, nos dé una longitud de onda u otra. 

La conclusión a la que llega Wilczek es clara: «Todos los colores se pueden obtener a partir de cualquiera de ellos, por el movimiento». Desde este punto de vista, cualquier color es equivalente a los demás; pues cualquiera de ellos, en función de cómo nos estemos desplazando en referencia a él, nos ofrecerá cualquiera de los otros.

Todos los colores surgen de un mismo haz de luz, sea el que sea; o, desde el otro lado: cada color no es sino una perspectiva de la misma cosa. Son perspectivas distintas de un mismo rayo de luz, pero ¡igualmente válidas! Evidentemente, la idea inicial de Newton de que cada color del espectro era un componente básico puro que, en su conjunto, componían la luz blanca, no era exacta. Él pensaba que, en tanto que puros, ningún color se podría transformar en otro. Pero no es así: «todos los colores son una misma cosa, vista en distintos estados de movimiento». La verdad, es que esto da que pensar.