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FOCAL: Utilizando una lente tan grande como nuestro sol  Los telescopios crecen y crecen sin cesar por una buena razón. A mayor tamaño, más fotones son capturados y es posible observar objetos más lejanos y más débiles.  Pero existen límites a lo que podemos construir. Una alternativa es utilizar el sol como lente para un telescopio insuperable dentro de nuestro sistema solar. Como bien saben los aficionados a la fotografía y astronomía, el foco es el punto donde convergen los rayos de luz originados desde el objeto que quieren observar. Para lograr esta convergencia se utilizan lentes que alteran la trayectoria de los rayos de luz. Un ejemplo seria una lupa. Podemos orientarla al sol y, ajustando la distancia, concentrar en un  pequeño punto la radiación recogida por la lente.  Y provocar un pequeño incendio si no tenemos cuidado. Pero no solo una lente puede concentrar la luz. Einstein demostró que la gravedad también puede alterar la trayectoria de una radiación electromagnética. Y en últimos años, las lentes gravitacionales se han convertido en una importante herramientas para los astrónomos. Utilizando agrupaciones de galaxias como lente ha sido posible obtener imágenes de las galaxias más lejanas. Seria muy interesante utilizar este tipo de lentes para observar posibles planetas en estrellas cercanas o detalles de nuestra propia galaxia. Y el Sol es la mejor herramienta para ello, porque su gravedad es suficiente para cambiar de forma significativa la trayectoria de las radiaciones que pasan en sus cercanías. Esta es la idea tras una  serie de conceptos conocidos como  misiones FOCAL. Lente gravitacional. Fuente: Wikipedia Utilizar al Sol tiene algunas peculiaridades y no pocos problemas. Por ejemplo,  el foco no es un punto exacto, mas bien hay infinitos puntos válidos Y los electrones de la corona provocan una dispersión que se opone a este efecto. Además una lente tan grande, tiene una distancia focal  igual de gigantesca. Un telescopio que aprovechase este efecto debería situarse entre 550 a 1000 unidades astronómicas  del Sol. Esto es entre 550 y 1000  veces la distancia entre la Tierra y el Sol que son casi 150 millones de kilómetros. Una distancia realmente enorme y mucho mayor que la recorrida por cualquier sonda espacial enviada hasta ahora. Si la recompensa es enorme, también lo es el reto tecnológico. Aún así hay diseños realistas como la sonda  TAU (Thousand Astronomical Unit)  que podría construirse con tecnología disponible ahora mismo. Para aquellos interesados en una explicación técnica detallada, y mucho mejor que la mía, os aconsejo ver la  conferencia SETI de Claudio Maccone,  uno de los principales investigadores que trabajan en el tema.  (1 hora y 23 minutos). Aunque las  aplicaciones astronómicas son las más estudiadas, este sistema también podría utilizarse para   comunicaciones entre estrellas cercanas  mediante transmisores muy poco potentes. Y probablemente haya mas aplicaciones esperando ser descubiertas. Quizás a finales del siglo XXI, esta órbita se considere tan interesante como la órbita geoestacionaria.

La luz a velocidad infinita,astronáutica, física, historia

La luz a velocidad infinita

¿Como medir la velocidad de la luz? ¿Con que puedo comparar lo mas rápido del universo? Enfrentados a este dilema no es extraño que los antiguos pensasen que la velocidad de la luz era infinita. Para empezar ni siquiera sabían bien que era la luz o como se propagaba, lo que no evito que planteasen algunas teorías.

Inicialmente todo fueron discusiones filosóficas sin ninguna prueba experimental. Aristóteles aparece de nuevo en esta serie porque apenas hay tema de la filosofía y naturaleza que no tocase. Su teoría era que la luz debía viajar a una velocidad infinita. Y a lo largo de la historia muchos otros como Descartes lo apoyaron. En el lado contrario, filósofos como Empedocles y Avicena no estaban de acuerdo pero tampoco podían aportar pruebas de su opinión.

El tema siguió bloqueado hasta que llegamos a Galileo. Suyo fue el primer experimento práctico sobre esta cuestión. Dos personas con linternas se situaron en montañas muy separadas. El primero debía destapar su linterna y, al verlo, su compañero haría lo mismo. Midiendo el tiempo empleado y conociendo la distancia esperaba calcular la velocidad de la luz. Sin embargo la distancia era demasiado corta y la medición dependía demasiado de los reflejos de los experimentadores. Como mucho pudo determinarse que la luz era, al menos, diez veces más rápida que el sonido. No era posible encontrar montañas lo bastante alejadas para hacer una buena medición así que no podía descartar una velocidad infinita.

Curiosamente, fue un importantísimo problema de navegación lo que dio la pista definitiva para resolver el problema. Para una navegación segura era necesario determinar con precisión la posición del barco. La latitud era sencilla de obtener gracias los sextantes pero conocer la longitud era un problema mucho mas complicado. Existían métodos matemáticos pero implicaban conocer la hora con relojes muy precisosque no funcionaban adecuadamente a bordo de un barco. Felipe II y la mitad de los gobiernos europeos ofrecieron premios a quien resolviese este problema. Su sucesor, Felipe III aumento el premio y Galileo propuso utilizar la posición de las lunas de Júpiter, que acababa descubrir, como una especie de reloj cósmico, regular y muy preciso.

Calculando la distancia a las lunas de Jupiter. Fuente: Wikipedia

Inicialmente este método no era lo bastante exacto y, además, debía competir con el desarrollo de relojes de cuerda cada vez más exactos (que fueron los que ganaron finalmente). Cassini, otro importante astrónomo de la época, intento perfeccionarlo recopilando más datos sobre las lunas de Júpiter. Midiendo el tiempo necesario para que completasen sus órbitas detecto algunos fallos que afectaban a su posición. No siguió su investigación aunque dejo que su ayudanteRoemer analizase el problema en mas detalle. Utilizando ocho años de cuidadosas mediciones pudo medir las discrepancias en la aparición deÍo desde detrás Júpiter. Aparentemente, el tiempo empleado variaba en función de la distancia desde la Tierra. ¿Cómo podía explicarse eso?

Finalmente, en 1676, Roemer se sintió lo bastante seguro para proponer que ese retraso se debía a la distancia extra que recorría la luz procedente de Ío cuando la Tierra se encontraba en una posición mas alejada de Júpiter. Conociendo esta distancia realizo el primer cálculo, aún muy impreciso, de la velocidad de la luz. Una medición asociada a un problema totalmente diferente fue capaz de resolver discusiones filosóficas que duraban casi dos mil años.

Esta anotación pertenece a la serie 20 ideas que fracasaron.