Todos en algún momento a lo largo de nuestra vida hemos visto un arcoíris. Este bello arco en el que en su parte superior encontramos el color rojo, debajo de este encontramos al naranja, luego al amarillo, el verde y en su parte inferior está el azul y el morado. Esto es una mínima fracción de lo que conocemos como espectro electromagnético específicamente al espectro visible y es, válgame la redundancia, el que podemos ver los seres humanos.
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Las ondas de estos colores tienen asociada cierta energía que podemos visualizarla en el arcoíris siendo el color rojo el menos energético, y el morado el más energético. Si fuésemos más allá del morado o violeta, saliéndonos del espectro visible, encontraremos a la sección más energética del espectro, el ultravioleta, los rayos-x y los rayos gamma. Mientras que si nos vamos del otro lado, más allá del rojo, estarán presentes los segmentos menos energéticos del espectro, el infrarrojo, el microondas y el radio.
Si uno dejase mucho tiempo un trozo de hierro en el horno de una forja o si machacara los frenos de su carro como el piloto de automovilismo Kévin Estre, notará que en ambos casos tanto el disco del freno como el trozo de metal estarán al rojo vivo y eso se debe al hecho de que la temperatura es tan alta que podemos “ver el calor”, pero pasado el tiempo este color desaparecerá pero aún sentiremos el calor que del objeto emana.
Esta energía liberada en forma de calor que sentimos al acercarnos al objeto no es más que emisión de ondas infrarrojas.
Aunque no seamos capaces de verlas a simple vista, van a estar presentes básicamente en cualquier objeto, eso incluye al mismísimo hielo. Lo anterior parece contradictorio pues hay algo que se ha estado omitiendo.
Volvamos al ejemplo del trozo de hierro; antes de exponer la barra al calor, las partículas de las que está hecha se mantienen en un rápido movimiento constante, pero debido a su tamaño y otro montón de factores físicos y biológicos, resulta imperceptible para nuestros ojos, aunque lo que sí podemos ver es su color.
Los materiales, dependiendo de qué están constituidos y de cómo están estructurados a escala atómica, reflejan ciertos colores de luz mientras que el resto los absorben, siendo los que reflejan los que vemos normalmente.
Pero reflejar no es emitir, la temperatura de un objeto define qué color emitirá, cuando un objeto no es suficientemente caliente para emitir o irradiar ondas en el espectro visible emite la mayoría de su energía como ondas infrarrojas. Por el contrario si consiguiese ser lo suficientemente alta, como la barra en la forja, comenzaría a emitir ondas en el espectro visible de color rojo, el famoso “al rojo vivo”. Los más allegados a lo que se está contando, alegarán que la emisión de calor se manifiesta en más colores y están en lo correcto, pero de momento nos quedaremos con este color, pues de continuar explicando nos extenderíamos demasiado yéndonos por las ramas. Como la emisión de ondas infrarrojas está relacionado con el calor y este a su vez al movimiento de las partículas, la única forma en que un objeto deje de emitir ondas infrarrojas es que estas estén totalmente quietas (acorde a la mecánica clásica), y esto únicamente se logra a los -273.15°C: el cero absoluto.
Lo que vemos cambia lo que sabemos. Lo que conocemos, cambia lo que vemos.
El querer entender y saber en su totalidad los procesos que llevan a cabo los objetos del universo, ya sean estrellas, galaxias o planetas conlleva conocer el cómo se formaron.
Tanto las estrellas como los planetas se forman en densas regiones de gas y polvo y, en ocasiones, estas suelen ser tan densas que sólo una mínima fracción de la luz que emiten esto objetos durante su formación, puede ser vista. Sin embargo, en el infrarrojo esta limitación desaparece casi en su totalidad.
Ejemplo de esto podemos encontrarlo si comparásemos las fotografías de la barrera de la nebulosa de Orión obtenidas por Telescopio Hubble, diseñado para la observación principalmente en el espectro visible y una pequeña fracción del espectro infrarrojo, y las que capturó el Telescopio James Webb, diseñado especialmente para la observación en casi todo el espectro infrarrojo.
Es muy notoria la aparición de más estrellas jóvenes o que están en su proceso de formación, especialmente en la parte superior de la imagen, mientras que en la parte de abajo se puede observar cómo se puede ver “a través” de la barrera y apreciar mejor algunas de las estrellas que ahí se encuentran. Adicionalmente, si las condiciones lo permiten, alrededor de las mismas podrían formarse planetas. Una situación similar podemos encontrar en la Nebulosa de Carina o de la Quilla.
Toda la información que hemos logrado adquirir a través del Telescopio James Webb, nos ha permitido tener una comprensión más profunda de estos procesos de formación, mejorando nuestros modelos y teorías sobre los mismos. Si bien es cierto que comprendemos mejor lo que vemos, surge la pregunta de que si realmente siempre ha sido así.
Me explico: justamente después del Big Bang, el universo presentaba condiciones muy diferentes, tuvieron que ocurrir un sinfín de procesos y eventos para poder llegar a lo que se observa actualmente. Entre estos procesos, también está la formación de estrellas y galaxias primordiales; es decir, que estuvieron compuestos principalmente de gas formado en el inicio del universo. Y existen cuestionamientos sobre qué tan diferentes pudieron haber sido respecto a “las actuales” ¿Qué tamaño tenían? ¿Acaso eran muy inestables? ¿Quemaban su combustible más rápido?¿Cómo interactuaban con su entorno? ¿Pudieron haber presentado condiciones para que se formaran planetas?
Y aquí es cuando entra en juego la segunda importancia del infrarrojo: por más que sus emisiones pertenecieran a la sección más energética del espectro electromagnético por un fenómeno conocido como “corrimiento al rojo cosmológico”, estas acaban desplazándose a las menos energéticas, al infrarrojo. Por ello, el telescopio James Webb también tiene la capacidad de estudiar el principio del universo, mientras trata de resolver estas y otras grandes preguntas acerca del principio de todo; y, en el camino, cumplir con la segunda parte de la frase de Jean Piaget que aparece en el título de esta sección: cambiar lo que vemos.
