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01 agosto 2018

John Tyndall, el hombre que explicó por qué el cielo es azul

Astrofísica | Física | Grandes Personajes | Historia | Recursos Naturales
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¿Cuál es la pregunta científica que los niños formulan con más frecuencia a sus padres? Dado que hoy tenemos encuestas sobre casi todo, también existen sobre esto, y parece haber una única pregunta que se repite de forma consistente: ¿Por qué el cielo es azul? Los datos muestran que la gran mayoría de los progenitores se ven en apuros para responder a un enigma solucionado ya hace siglo y medio por un irlandés curioso: el físico John Tyndall.

Nacido en la pequeña localidad de Leighlinbridge, hijo de padre policía y de madre desheredada por casarse con su padre, Tyndall (2 de agosto de 1820 – 4 de diciembre de 1893) es uno de esos raros científicos cuyo nombre surge inesperadamente al hilo de materias tan dispares que uno llega a preguntarse si se trata de la misma persona. Pero sí, lo es: el de la anestesia, el efecto invernadero, la esterilización de los alimentos, la primera escalada del monte Weisshorn, los principios de la fibra óptica o la levitación magnética… es el mismo John Tyndall.

John Tyndall fotografiado por Barraud. Crédito: Wellcome Images

Formalmente, el irlandés lanzó su carrera como físico reputado gracias a sus estudios sobre el diamagnetismo, la repulsión en la que se basan los superconductores o los trenes de levitación magnética. Estos trabajos le ganaron el aprecio de Michael Faraday, que llegó a convertirse en su mentor. Sin embargo, tal vez sus contribuciones más originales las aportó en el campo de la energía radiante —más tarde llamada infrarroja— de los gases.

Demostró el efecto invernadero

Fue esta línea la que le llevó a descubrir la alta absorción infrarroja del vapor de agua, demostrando así el efecto invernadero de la atmósfera terrestre que hasta entonces era solo una especulación. Pero estos estudios le condujeron también a un derrotero peculiar: al inventar un aparato que medía la cantidad de CO2 exhalada por el aliento humano a través de su absorción infrarroja, sentó las bases de la capnografía, el sistema que hoy se emplea para vigilar la respiración de los pacientes anestesiados o en cuidados intensivos.

Esta no fue la única incursión de Tyndall en la biomedicina, ni la que impulsó a la Universidad de Tubinga a concederle el título de médico honoris causa. Medio siglo antes de Alexander Fleming, fue uno entre varios científicos que independientemente estudiaron las propiedades bactericidas del hongo Penicillium. Su interés por el aire, su principal material de estudio, le llevó a lograr conservar caldos hervidos en una atmósfera libre de gérmenes, un experimento que se le escapó a Louis Pasteur. Y cuando las esporas bacterianas contaminaron sus caldos, inventó la tindalización, el primer método de esterilización de alimentos que mataba estas formas resistentes.

Dibujo de Tyndall del Glaciar Gorner, en Suiza. Fuente: Wikimedia

Mientras su afición al alpinismo le conducía a coronar por primera vez el Weisshorn y a liderar una de las primeras ascensiones al Matterhorn, se entretenía estudiando la dinámica de los glaciares. Y entre una ocupación y otra, aún le quedaba tiempo para practicar otra gran pasión, la divulgación científica. Sus libros se cuentan entre los mejores ejemplos pioneros de la popularización de la ciencia para un público no especializado. En sus charlas ante repletos auditorios en Gran Bretaña y EEUU, maravillaba a sus espectadores mostrando cómo un rayo de luz se desviaba siguiendo un chorro de agua, el principio en el que se basa la fibra óptica.

El enigma del cielo azul

Y Tyndall explicó por qué el cielo es azul. Lo hizo en la década de 1860 en la Royal Institution de Londres, donde ejerció como profesor de física durante 34 años. En el curso de sus investigaciones sobre la energía radiante del aire, construyó un tubo de vidrio que simulaba la atmósfera, con una fuente de luz blanca en su extremo que actuaba como sol. Tyndall observó que, a medida que introducía humo en el tubo, el haz de luz se veía azulado desde el lateral del tubo, pero rojizo desde el extremo opuesto a la fuente.

Un pedazo de cristal azul, a través del cual la luz brilla de color naranja, que parece comportarse como el cielo al atardecer. Crédito: Optick

Aquel fenómeno le indujo a proponer que las partículas de polvo y vapor de la atmósfera dispersaban la luz azul, que llegaba a nuestros ojos. Hoy sabemos que el azul se dispersa más por su menor longitud de onda, mientras que el rojo penetra más por ser la onda más larga de la luz visible. Cuando el recorrido de la luz a través del aire aumenta, como ocurre al amanecer y al atardecer con el sol más bajo, el azul se dispersa antes de llegar a nuestra línea visual y observamos la dispersión del rojo.

Curiosamente, Tyndall acertó equivocándose. El hoy llamado efecto Tyndall describe este fenómeno de dispersión en fluidos de finas partículas, pero lo que vemos en el cielo es realmente la llamada dispersión de Rayleigh, provocada por las propias moléculas del aire con tamaños muy inferiores a la longitud de onda de la luz (y no por las partículas de polvo, bastante más grandes). En realidad, es un tecnicismo que no impide que padres y madres de todo el mundo deban estar agradecidos al genio de Tyndall.

Javier Yanes

@yanes68

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