Los de "Ciencias" también sabemos apreciar la belleza de las cosas

No se si os interesará, pero a mí la foto me parece preciosa.

El caso es que siempre he pensado que si entiendes de Ciencia no solo disfrutas la belleza de lo que encuentras, además la comprendes y puedes hasta incluso saber donde mirar para observarla.

Me explico, os voy a contar la impresionante sucesión de arcoíris que se formaban a unos 20 metros de mí, en la orilla de la Playa de los Genoveses.

Pero antes, y para que disfrutéis, os voy a poner un precioso texto sacado de “cartas a una joven matemática” de Ian Stewart (Editorial crítica):

Cuando veo un arco iris no sólo veo un arco multicolor y brillante que cruza el cielo. No sólo veo el efecto de las gotas de lluvia sobre la luz del sol, cuya luz blanca se descompone en sus colores constituyentes. Los arco iris siguen pareciéndome bellos y sugerentes, pero aprecio que hay más en un arco iris que la mera refracción de la luz. Los colores son, por decirlo así, una pista roja* (y azul y verde...). Lo que requiere explicación es la forma y el brillo. ¿Por qué el arco iris es un arco circular? ¿Por qué es tan brillante la luz del arco iris?

Quizás no hayas pensado en estas cosas. Sabes que un arco iris aparece cuando la luz del sol es refractada por minúsculas gotas de agua; la luz de cada color es desviada a un ángulo ligeramente diferente y, tras rebotar en la superficie interior de la gota, llega al ojo del observador desde una dirección distinta. Pero si eso es todo lo que hay en el arco iris, ¿por qué los miles de millones de rayos de diferentes colores procedentes de miles de millones de gotas no se solapan simplemente y se promedian?

La respuesta está en la geometría del arco. Cuando la luz rebota dentro de la gota, la forma esférica de la gota hace que la luz salga fuertemente concentrada en una dirección especial. Cada gota emite de hecho un cono de luz brillante o, más bien, cada color de la luz forma su propio cono, y el ángulo del cono es ligeramente diferente para cada color. Cuando miramos un arco iris, nuestros ojos sólo detectan los conos que proceden de gotas de lluvia que están alineadas en direcciones concretas, y para cada color dichas direcciones forman un círculo en el cielo. Así que vemos muchos rayos procedentes de esos círculos concéntricos, círculos distintos para cada color**.

El arco iris que ves tú y el arco iris que veo yo están creados por gotas de lluvia diferentes. Nuestros ojos están en lugares diferentes, de modo que detectan conos diferentes, producidos por gotas diferentes.

Los arco iris son personales.

• * N. del t.: En inglés original dice <red herring>(literalmente arenque rojo) que significaría "pista falsa". El juego de palabras se pierde en la traducción.
• ** Adaptación mía: He escrito "Así que vemos muchos rayos procedentes de esos círculos concéntricos, círculos distintos para cada color" y en el libro pone "Así que vemos muchos círculos concéntricos, uno por cada color"

Yo, cada vez que veo un arcoíris, me acuerdo de este texto. Sinceramente, me siento un privilegiado por disfrutar de la belleza del arcoíris de múltiples maneras.

Pero ¿es difícil entender cómo se forma el arcoíris? Pues no, entender como se forma un arcoíris es simple si conoces las leyes de la refracción, si sabes que la luz del Sol (la luz blanca) está compuesta por rayos de distinto color y que cada uno de esos rayos tiene un índice de refracción distinto. No es la intención de este post explicar ¿por qué se forma un arcoíris? pero si lo queréis saberlo pinchad aquí (entrada del blog “Mirando Musarañas”).

Yo a lo mío. Eran las 12:30, soplaba el viento hacia el mar en la playa de los Genoveses (Cabo de Gata -Almería-). Soplaba mucho, y las crestas de las olas que iban a romper en la playa eran “escupidas” hacia el interior del mar por el viento. Se observaban verdaderos penachos de pequeñas gotas lanzadas hacia atrás de la ola.

Era precioso ver el efecto del viento en la arena de las dunas de la playa (era ¡como sale en las películas cuando enfocan al suelo en los desiertos de arena!). Era precioso el efecto del viento en las sombras de las nubes que pasaban por nosotros (era ¡como si hubiera una grabación puesta a “cámara rápida” y se vieran periodos largos de tiempo en pocos segundos). Y era precioso el efecto del viento en las olas que rompían formando una película de gotas en el aíre detrás de ellas.

Y en ello estaba yo, disfrutando del espectáculo de la Naturaleza, cuando observé que, justo donde terminaban los penachos de gotas expulsadas por el viento de la cresta de la ola, se formaban pequeños arcoíris pegados al mar. Intenté fotografiarlos con el móvil (Galaxi Y) pero no logré una foto tan impresionante como la que he encontrado por Internet:

Bonita, eh!!!

Por la noche cuando llegué a mi casa busqué un par de datos por Internet y me puse a verificar los datos físicos de lo que había observado esa mañana. Sabiendo que el ángulo que forman los rayos en las gotas es de 40º-42º para que se forme el arcoíris, que el Sol siempre está a tu espalda cuando lo ves y que se puede considerar que los rayos llegan paralelos a ti y a la gota por la gran distancia que hay entre el Sol y la Tierra, he hecho un diagrama trigonométrico y he calculado que los arcoíris se formaban a unos 20 metros de mí. Aquí tienes el esquema:

Ya sabéis mi estatura aproximada, 1'8 m. Jajaja...

Puede que no sea correcta la medida de la sombra, también puede que no sea exacta la distancia a la que se formaban los arcoíris, podéis buscarle y encontrarle muchos defectos a todo lo que yo he escrito arriba, ¡pero yo he disfrutado muchísimo viéndolos por la mañana y razonándolos por la noche!

¿Qué pretendo con este post? Que os deis cuenta de que si sabéis ciencia se puede disfrutar mucho más de la Naturaleza. Además, ya sabéis donde tenéis que mirar si queréis ver una sucesión de arcoíris en un día que sopla el viento hacia el mar: ¡dejad el Sol a vuestra espalda y mirar a la orilla del mar donde rompen las olas, según vuestra estatura y según el tamaño de la sombra, debéis mirar más cerca o más lejos, porque los arcoíris pueden estar formándose en todos los penachos, pero el que vosotros veáis será único (y será vuestro)!

Por cierto, si quieres puedes volver a la foto inicial. En ella podrás ver las sombras de mis hijos (verás que están poco deformadas, luego considero que la aproximación de 45º es correcta), ver el penacho de agua expulsada hacia atrás a la altura del hombre que pasea (y está a unos 20 metros, más o menos) e intentar intuir el arcoíris donde se juntan esas gotitas con el mar (yo lo veo, pero ya sabemos todos que la mente es capaz de hacernos ver aquello que queremos ver)

Un saludo a todos.

Nota1: Yo he disfrutado con esa sucesión de arcoíris y con la trigonometría básica aplicada a ellos, pero se puede disfrutar de manera mucho más compleja: os aconsejo que le echéis un vistazo al post “La física de los arcoíris múltiples con gotas de agua no esféricas” de @emulenews

Nota2: Actualización importante unos días después.

Los de Ciencias no solo sabemos apreciar la belleza de las cosas, también deberíamos de intentar no ser necios -tercos-. Si alguien nos hace una buena sugerencia debemos de seguirla y más si esa sugerencia está basada en una buena propuesta. Me explico.

Dan -@Cuantosycuerdas- me ha puesto en los comentarios que, la XLVIII edición del @CarnavalFisica (organizada por Daniel -@Monzonete-), está dedicada a Newton. Dan también me recuerda un texto que podría encajar perfectamente en este post: "Destejiendo el arco iris" de Richard Dawkins (editorial Tusquets Editores). Y me lo recuerda porque Jose Antonio -@DivuLCC- ya nos habló de ese libro en #TertuliasCiencia (proyecto de lectura simultánea de libros de divulgación de Ciencia en el que participo).

Pues yo, ni corto ni perezoso, añado el siguiente párrafo a mi post original (prácticamente es un plagio del comentario de Dan, es que no tengo casi tiempo, jajaja...):

En "Destejiendo el arco iris", Dawkins parte de la recriminación que le hizo el poeta Keats a Newton cuando este destejió el arco iris, es decir explicó el fenómeno mediante el cual se forma un arco iris. El poeta "acusa" a Newton de haber privado de sentido poético al arco iris al haberlo reducido a una mera causa física. Dawkins en el libro le contesta que no solo no le ha quitado ni un ápice de poesía sino todo lo contrario, ha añadido una explicación física que ensalza aún más la belleza del arco iris. Puedes leer el poema de John Keats y algunos pasajes de ese libro (y así apreciar la belleza literaria de esas respuestas), en el comentario que hizo Jose Antonio en #TertuliasCiencia, para ello pincha aquí

Por cierto, como se puede observar en la dirección web del post, el título iba a ser otro "¿Quién dice que los "artistas" saben apreciar mejor la belleza?" El título lo deseché porque, desde mi punto de vista, no aportaría nada la posible discusión que se podía haber formado. Más que criticar a esos "Keats" que hay por el mundo, debemos de demostrar que los "Keats" están equivocados.

Nota3: Como no podía ser de otra manera, después de la actualización, este post participa (si no se opone el organizador del @CarnavalFisica, Daniel -@Monzonete-) en la XLVIII edición del Carnaval de Física que se aloja en La Aventura de la Ciencia