Los rayos de lumbre pura 2º parte: ondas eem.

Los rayos de Lumbre pura

2º parte: Las ondas electromagnéticas

Las bondades de la electricidad y del magnetismo se conocen desde hace milenios. En el antiguo testamento reza como fabricar una batería y con ella escarmentar a puro rayo de cólera divina a los díscolos que no quisieran comprar el cordero de sacrificio a los usureros debidos (ver El péndulo de Foucault del Umberto Eco y El evangelio según Jesucristo, de José Saramago). Imagino a esos proto-cristianos llenando sus bolsillos a costa de unos cuantos vatios en las palmas de los incrédulos… Ah qué negocio. Amigo mío, el saber, si ignoras el escrúpulo, siempre ha dado buen dinero; si por el contrario solo intentas saber para educar a tus alumnos… bueno, tampoco se vive tan mal.

Las virtudes del magnetismo, por supuesto, se archiconocían y aplicaban con la aguja de marear -la brújula-, entre otros ingenios (grato e instructivo es leer el Cyrano de Bergerac, de Ronstand, obra en la que Cyrano dice haber viajado a la Luna a bordo de una nave metálica, la cual se elevaba al arrojar los marineros grandes imanes hacia arriba, los cuales, al elevarse, atraían la nave. Por supuesto, estos pobres no tenían descanso, ya que toda vez que un imán caía, había que volverlo a lanzar. En todo caso, el Cyrano es una obra imperdible que yo daría en las escuelas).

Sin arrancar de tan atrás y olvidando las anécdotas de los rayos y las ranas, por cierto peligrosas unas y sabrosas las otras, situémonos junto al práctico Michel Faraday. Genio si los hubo -apenas si sumar sabía- sentó las bases para que James Maxwell desarrollara sus ecuaciones y el rumbo de la física clásica (Newtoniana) quedara a pasos de plantarse de un golpe y descarrilar en el camino de la timba (Cuántica).

Faraday y otros muchachos se la pasaban jugando en unos estudios y bibliotecas a los que llamaron laboratorios. Allí conectaban cablecitos y pilas y medían una y mil veces qué diablos pasaba por un galvanómetro (amperímetro especial). Dicha enjundia sirvió para idear el concepto de campo -campo eléctrico- para explicar el modo en que cargas eléctricas eran afectadas ante el paso de corrientes por un medio conductor. El campo –esta nueva y fabulosa entidad, mensurable aunque no visible- actuaba a distancia -no infinita, que decrecía con un patrón conocido-, sin mediar en apariencia materia alguna como sustento del mismo (pues también actuaba en botellas de vidrio a las cuales se les había hecho vacío). Los efectos de tal acción podían ser definido con precisión en cada experimento. De hecho, los campos afectan a las cargas pero las cargas generan los campos. También supo don Faraday que ese campo se abría o extendía (propagaba) en un plano perpendicular (normal, o recto) a la dirección de la corriente eléctrica. Pronto determinó la ambivalencia de esos campos, es decir, sus sentidos o polos negativo y positivo, por convención.

Más o menos al mismo tiempo, al hacer correr fluido eléctrico cerca de una brújula, por casualidad descubrieron otros vagos que esos campos, si variaban, engendraban a su vez campos magnéticos. No pasó ni un fin de semana inglés hasta que el hecho contrario o "vicevérsico" fuera comprobado. Así, sobre el crepúsculo del s. XIX teníamos muy clara una dualidad sustanciosa: campos eléctricos que engendraban campos magnéticos y campos magnéticos que engendraban campos eléctricos.

Todo esto hizo de la ciencia y la física un estrado maravilloso, adonde los científicos llegaban después de cierta carrera y donde pronto podrían tenderse a disfrutar de la vida -sobre la hierba, como quería Sócrates-, pues ya  nada o casi nada quedaba por descubrir, dijo algún escéptico.

Maxwell tomó los libros de Faraday, les dio una buena leída, y, mientras charlaba con su compañera, escribió unas pocas fórmulas que traducían cada esforzado experimento en un garabato precioso que ponía número a los eventos registrados. Cada carga, cada campo,  cada onda, cuantificada en todos sus aspectos, aprehendida por la matemática de una vez y para siempre.

Lo primero que notó Maxbueno fue que los campos magnéticos y los campos eléctricos se desplazaban a una velocidad muy curiosa: la de la luz, que había sido medida hacía poco menos de cincuenta años con gran precisión.

Los genios se distinguen del resto porque, ante la ignorancia, saltan al vacío, saltan hacia adelante, como quería Nietzsche del superhombre. Maxbueno se dijo: Man, por qué voy a suponer que la velocidad de la luz y de las ondas eléctricas y magnéticas son una cosa casual? ¡No, friends! Hi told himself. Si la luz y las ondas eléctricas y magnéticas comparten el valor de su velocidad, ¡es por causalidad! Exclamó, en perfecto inglés, el escoses.

Sus amigos, atónitos, le espetaron: ¡Maxbueno, tanto lío por una letra!

Así era, la luz es una onda electromagnética, así como lo es la tv, la radio, el calor, los rayos x y tantos otros aspectos de un fenómeno que, en la naturaleza, marca un límite o una constante infranqueable, en apariencia.

La solución aportada por Maxwell fue maravillosa por muchos aspectos. En segundo* lugar, dijimos en nota anterior, la luz puede ser interpretada como una onda. Más, también se dijo que las ondas tradicionales se transmiten por un medio. Por ejemplo el sonido, el sonido no puede desplazarse allí donde no hay átomos lo suficiente próximos como para transmitir vibraciones, tal es el medio interestelar -por eso causan gracia esas películas del espacio dónde una nave explota y los que se salvaron (y nosotros) escuchan el estruendo.

* (El mayor logro de la ecuaciones de Maxwell, leí, es su belleza, su simpleza conceptual. Lamentable es que no tenga las herramientas para disfrutarlas).

Sabiendo -o intuyendo los científicos- que el medio interestelar era más o menos vacío, ¿cómo es que desplazaban las ondas de luz? Este era un verdadero problema, una cuestión imperante en aquellos días de ensueño positivista. Encima -que ellos no eran brutos como lo soy yo, que ignoraba estas cosas- una onda va tan rápido como la rigidez del medio se lo permite. Así, las ondas de la luz que corren a 300.000 km/s necesitarían un medio extraordinariamente rígido por donde avanzar. Y he aquí otro absurdo. ¿Qué pasa con los planetas, los cometas, las estrellas, cómo es que ellos pueden desplazarse a través de semejante medio (el éter, claro) tan inusual?

Cuando Maxwell aporta las matemáticas para comprender y prever que campos magnéticos generan campos eléctricos y estos a su vez… (entonces no se conocían las ondas de radio, descubiertas luego por Hertz) prueba que la luz -y toda onda del eem - NO necesita de ningún medio para desplazarse: Los campos SON EL MEDIO, los campos variables generándose los unos a los otros siguiendo precisos las amplitudes de cada onda y cambiando de sentido el uno cuando el otro lo hace. 
Una enredadera de campos creciendo, marchando, invadiendo el espacio vacío, o las atmósferas de nuestros mundos felices, o el denso mar -para dar paso a la fotosíntesis, por ejemplo, hace unos 3800 ma; hay que comprender de qué modo el universo es solo una cosa con nosotros, seres que respiramos oxígeno, desecho de tal proceso físico químico-, a partir de un billar absoluto que juegan los átomos en el denso núcleo de las estrellas…

       El concepto espaciotiempo es posterior a Maxwell. Perdón.

Maxwell, y aquí lo dejo pues murió muy joven, comprendió e intuyó mucho de lo que luego vendría de la mano de Einstein, Planck, y otros genios de la botella. Por ejemplo, planteó que nada en el universo podía desplazarse más rápido que la onda electromagnética. Con esta afirmación, la teoría de la relatividad especial está en germen, pero él enterró la semilla en la fertilidad de sus ecuaciones. Quién cuidaría la planta y la vería echar hojas fue el joven revoltoso de la oficina de patentes.

Continúa.