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Ciencia Nuestra de cada Día

La Naturaleza nos sorprende cada instante con multitud de fenómenos que despiertan nuestra curiosidad. La Ciencia Nuestra de Cada Día es un espacio en el que Ángel Rodríguez Lozano nos incita a mirar a nuestro alrededor y descubrir fenómenos cotidianos que tienen explicación a la luz de la ciencia.

¿Qué es el Rayo Verde?

El Rayo Verde -Ciencia Nuestra de Cada día podcast  - CienciaEs.com

El pasado mes de noviembre, junto a la inmensidad azul del Océano Atlántico, en la isla canaria de Tenerife, fui testigo de un fenómeno natural que vale la pena observar. Sucede durante el ocaso y lleva el merecido nombre de Rayo Verde. Aquel día obtuve un conjunto de fotografías que dan fe de su existencia, como pueden ver en las imágenes de la derecha.

Realmente, todo comenzó mucho antes, con la lectura de una novela de Julio Verne, titulada “EL RAYO VERDE”. No es una de las mejores obras del autor, pero el fenómeno natural que le sirve de base, picó mi curiosidad. Julio Verne cuenta en su novela las peripecias de una joven que busca observar un fenómeno natural cuya existencia le había revelado una noticia aparecida en un periódico local. Así lo cuenta en la novela:

He aquí lo que los aficionados a las curiosidades científicas habían podido leer en el Morning Post de aquel día:
¿Habéis observado alguna vez el sol cuando se pone en el horizonte del mar? Sí, sin duda alguna ¿Lo habéis seguido hasta el momento en que la parte superior del disco desaparece rozando la línea de agua del horizonte? Es muy posible. Pero ¿os habéis dado cuenta del fenómeno que se produce en el preciso instante en que el astro radiante lanza su último rayo, si el cielo, limpio de nubes, es entonces de una perfecta pureza? ¡No, seguramente no! Pues bien, la primera vez que tengáis ocasión ¡se presenta tan raramente!- de hacer esta observación, no será, como podría presumirse, un rayo rojo lo que herirá la retina de vuestros ojos, sino que será un rayo verde, pero un verde maravilloso, un verde que ningún pintor puede obtener en su paleta. Un verde cuya naturaleza no se encuentra ni en los variados verdes de los vegetales, ni en las tonalidades de las aguas más límpidas. Si existe el verde en el paraíso, no puede ser más que este verde, que es, sin duda, el verdadero verde de la Esperanza.

Hay que reconocer que el autor sabía cómo espolear la curiosidad de la protagonista y, de paso, la mía como lector. Como no podía ser de otra forma, me faltó tiempo para buscar información sobre el dichoso Rayo Verde, si es que tal cosa existía. Pronto comprobé que Julio Verne estaba en lo cierto, el Rayo Verde existe y, no solo eso, está al alcance de cualquiera de nosotros.

¿Qué es el Rayo Verde y por qué se produce?

El párrafo de la novela lo explica muy bien, aunque, digámoslo claro, exagera un poco. Para que tengamos la posibilidad de observar el fenómeno tienen que intervenir tres protagonistas: El Sol, la atmósfera y un observador pertinaz. Y digo esto último porque puede suceder que, como en la novela, las condiciones atmosféricas y obstáculos diversos, hagan su búsqueda más… apasionante.

Dos cosas que no son del todo ciertas sobre la luz del Sol

Sobre la luz del Astro Rey, se suelen decir dos cosas que no son del todo ciertas: que la luz del sol es de color blanco – el blanco no es un color- y que la luz se propaga en línea recta. Si esto fuera así, no habría Rayo Verde, ni arco iris, ni muchos otros fenómenos que dan colorido al ambiente. El blanco no es un color puro sino una mezcla de colores, el arco iris es una muestra muy clara de ello. Por otro lado, la luz no viaja en línea recta. En la física clásica se dice que la luz se propaga en línea recta en el vacío pero, si hacemos caso de lo que descubrió Einstein, en el vacío tampoco, porque los objetos masivos del Universo curvan los rayos de luz. Pero no hace falta recurrir a las teorías de la Relatividad para comprobar que el camino de un rayo de luz se curva con facilidad. Introduzcan un palo en agua y parecerá que está partido, “doblado” deberíamos decir, realmente, lo que se ha “doblado” es la trayectoria de los rayos de luz que nos llegan desde la parte sumergida del palo.

Ahora bien, ésa es la realidad, sin embargo, para nuestro sistema de visión, todos los rayos de luz parecen desplazarse en línea recta. Si se tuercen, los enderezamos. Pónganse frente a un espejo. Un rayo de luz que parta de su nariz, choca en el espejo y vuelve hasta sus ojos. El rayo ha cambiado bruscamente de trayectoria pero nuestros ojos, en cambio, lo “enderezan” y lo ven como si en todo momento hubiera ido en línea recta, por esa razón vemos nuestra nariz al otro lado del espejo. Hay otras formas de curvar la trayectoria de la luz, basta con pasar de un ambiente a otro de distinta densidad, del aire al agua, ya hemos visto lo que sucede con el palo sumergido, o de una zona menos densa de aire a otra más densa. Los espejismos que nos hacen ver como charcos de agua o espejos sobre el asfalto de una carretera caliente son buena muestra de ello. Al atravesar los rayos de luz el aire caliente y menos denso que hay sobre el asfalto, se curvan, por eso vemos el cielo reflejado en la carretera. como si hubiera un espejo o un charco de agua.

Cabalgando sobre un rayo de sol.

Todas estas cosas intervienen en el fenómeno del Rayo Verde. Para entender lo que sucede en toda su magnitud, seamos osados, les invito a hacer un viaje imaginario. Vamos montar sobre un rayo de luz que nace en un punto de la superficie del Sol y cabalgaremos sobre él hasta llegar a la Tierra.

En un principio tenemos un bonito rayo blanco que parte del Sol y se mueve por el espacio vacío interplanetario. Aunque contiene todos los colores, van unidos y no los podemos distinguir individualmente. A horcajadas sobre nuestro rayo blanco, atravesamos las órbitas de Mercurio, la de Venus y Ocho minutos y 20 segundos después de salir llegamos a la Tierra. Nuestro destino es una persona que está observando una puesta de Sol, es decir, que nos observa desde el borde del disco terrestre visto desde nuestro rayo. Eso nos obliga a incidir tangencialmente a la Tierra para llegar hasta ella.

Alcanzamos las capas más altas de la atmósfera. En un principio sólo hay unas pocas moléculas y átomos pero, poco a poco, la población va aumentando y el aire se va haciendo más denso. Entonces algo comienza a sucederle a nuestra original montura: el rayo empieza a describir una curva suave hacia abajo. Esa curva se va haciendo más patente a medida que vamos encontrando capas más densas de aire. Al mismo tiempo, otra cosa más sucede: el color azul se curva más que el verde y empieza a separarse del resto, el verde se curva más que el amarillo y así sucesivamente hasta llegar al rojo que es el que menos se curva. En resumen, ya no cabalgamos sobre un único rayo blanco sino sobre un abanico de rayos de colores que se van separando entre sí. En lo más alto, con nosotros montados sobre él, está el rojo, y más abajo, ordenados como en el arco iris, los demás colores hasta el azul y violeta.

Las moléculas de aire que vamos encontrando comienzan a dispersar la luz, pero las moléculas del aire son selectivas, dispersan preferentemente la luz de frecuencia más alta, la azul, por eso vemos el cielo azul durante el día. El verde es dispersado también, pero menos, y el rojo es el que menos se pierde. Así pues, nuestra cabalgadura no sólo se divide en rayos de distinto color sino que, a medida que avanzamos, el rayo rojo mantiene su viveza y el resto va perdiendo intensidad.

Todos estos efectos se potencian más cuando nuestra cabalgadura penetra en capas más densas de la atmósfera, ya casi rozando la superficie. Allí comienzan a abundar partículas más grandes, formadas por motas de polvo y gotas de agua, que son más eficaces dispersando la luz roja en todas las direcciones. Dado que, a esas alturas del viaje, la luz azul ya ha perdido algo de intensidad, el ambiente comienza a teñirse de rojo. El rojo del atardecer. En estas condiciones llegamos a los ojos del observador del Rayo Verde.

El observador del Rayo Verde

Cambiemos ahora de lugar ¿qué ve el observador que busca afanosamente el Rayo Verde? Esta persona mira al Sol cuando se está poniendo, pero los rayos que llegan a sus ojos han sido curvados por la atmósfera. Lo mismo que sucede cuando miramos al espejo, para el observador los rayos llegan en línea recta y por eso le parece que el Sol está más alto en el horizonte de lo que se encuentra en realidad. Es más, si observamos desde la orilla del mar, como era nuestro caso aquel día, estamos viendo el disco solar en contacto con la línea del horizonte, cuando, en realidad, ya está por debajo de él. Como los rayos azules y verdes se han curvado más que el resto, vemos los colores un poquito desplazados, es como si hubiera un conjunto de discos solares de colores superpuestos, uno rojo, otro amarillo, naranja, verde y azul que no coinciden exactamente. Para el observador, el disco rojo está ligeramente más abajo y los discos verde y azul sobresalen un poco por arriba, de manera que en el borde inferior y superior no coinciden del todo.

Esto es muy difícil de ver a ojo desnudo porque la mayor parte del disco solar sigue dando una luz blanca, pero el Sol sigue bajando y el disco va desapareciendo poco a poco tras la línea del horizonte. Cuando ya sólo queda visible un pequeño arco, el sol rojo desaparece pero aún vemos el borde del sol verde y azul. Como el azul es más tenue, el verde gana, entonces aparece ante nosotros el destello del Rayo Verde.

El Rayo Verde desde la costa de Tenerife.

Esta era la teoría cuando aquel día conduciendo por una carretera de la Isla de Tenerife, a las faldas del Teide,- un inmenso volcán que se eleva 3.700 metros sobre la superficie de las aguas y 4.000 más sobre el fondo del Atlántico-, observé que el Sol comenzaba a acercarse al horizonte del océano. En aquellos momentos estábamos a más de mil metros de altura y decidimos emprender una carrera contra el tiempo para llegar hasta el Puerto de Santiago, un lugar fantástico guardado por los impresionantes acantilados de Los Gigantes. Después de una loca carrera entre curvas que cortan el aliento, llegamos por fin a un lugar desde el que podíamos observar sin obstáculos la puesta de Sol. El cielo estaba limpio, manchado tan solo por unas pocas nubes que no molestaban a nuestro propósito, a la izquierda se recortaba a lo lejos los escarpados límites de la Isla de La Gomera.

Para inmortalizar el momento coloqué la cámara en posición y comencé a fotografiar el Sol, que empezaba ya a rozar la línea del horizonte atlántico. Fui haciendo fotografías, una tras otra, mientras el disco solar se iba ocultando envuelto en un cielo enrojecido. Es impresionante lo rápido que se oculta el Astro Rey, apenas tarda un par de minutos desde que toca el horizonte hasta que desaparece por completo. Cuando tan sólo quedaba un arco diminuto sobre la línea de agua, la naturaleza premió nuestros esfuerzos. Por apenas un segundo, un segundo tan sólo, como si fuera la tímida despedida del astro, el borde solar se tornó verde azulado y desapareció de la vista ¡Habíamos visto El Rayo Verde!

Cuando el Sol desapareció revisé las fotografías ¡No fue una ilusión de mis sentidos, allí estaba el arco verdoso del Sol! Aunque con menor intensidad de lo que yo lo recordaba, era real.

El Rayo Verde comienza en los extremos del arco solar.

La observación de las fotografías reveló rasgos que a simple vista se me habían escapado. Las fotografías finales mostraban una transición paulatina. El color verde-azulado aparecía en primer lugar en los dos extremos del arco solar, pero no en el centro. En las siguientes, los dos extremos se unieron por el borde superior del Sol y, a medida que fue desapareciendo, todo quedó reducido a un último reflejo verde rodeado por un cielo anaranjado.

La explicación es fácil de entender si volvemos a la idea de colocar varios soles superpuestos pero de tal manera que no coincidan con exactitud, el rojo más abajo y más arriba el verde y el azul. Es fácil ver que en los extremos del arco, a derecha e izquierda, es donde desaparece primero el disco rojo y por lo tanto ganan presencia los otros colores. Más tarde al ir desapareciendo el rojo en la parte superior, este borde también se tiñe de verde y azul, hasta que, por fin, el último reflejo es verde azulado.

A ojo desnudo el Rayo Verde es más vivo que en las fotografías.

Aún había una cosa más rondando mi cabeza. Tal vez fuera una sensación pero, a mí, aunque soy consciente de que es algo difícil de medir, el Rayo Verde me había parecido mucho más brillante de lo que mostraban las fotografías. Posteriores lecturas me revelaron la causa. El efecto amplificador no depende del Sol, tiene que ver con nuestros propios sentidos. Para entenderlo les invito a realizar un experimento fácil. Escojan una figura de color rojo, un círculo rojo sobre una hoja en blanco por ejemplo. Mirenlo fijamente durante un minuto o dos y después aparten la mirada hacia otro lugar que sea blanco. Al apartar la vista seguirán viendo la figura pero con el color cambiado, será verde azulado. La explicación se debe a que nuestra visión de los colores se basa en unas células fotosensibles que tenemos en el fondo de la retina y que se conocen como conos. Estos conos son de tres tipos, unos son sensibles al color rojo, otros al verde y otros al azul. La sección de nuestra retina sobre la que se ha proyectado la imagen ha excitado solamente los conos sensibles al rojo, mientras que los verdes y azules han quedado sin excitar. Al apartar la mirada, los conos sensibles al rojo están saturados y necesitan un tiempo para recuperarse, en cambio, los sensibles al verde y azul están intactos y responden rápidamente. Si estamos observando una hoja en blanco, que, como sabemos, contiene todos los colores, los conos rojos apenas responden a su color, en cambio verdes y azules sí. Por eso vemos un círculo de color verde azulado, porque nos falta el color rojo.

Al observar el Sol, con el ambiente cargado de rojo durante el ocaso, sucede lo mismo, los conos sensibles al rojo se saturan y los sensibles al verde y al azul son más eficientes. Como consecuencia, al aparecer el Rayo Verde potencian el efecto. Por esa razón el rayo verde es más llamativo a simple vista que en las fotografías.

Cuidado con el Sol al observar el Rayo Verde.

Esta fue mi experiencia con el Rayo Verde pero, por supuesto, no hay dos iguales. Se ha observado de muchas otras maneras y os invito a investigarlas. No obstante, dejadme hacer una recomendación. Observar el Sol poniente, incluso cuando, debido al ocaso, es menos luminoso, es peligroso para nuestros ojos. No debemos mirar sin protección, hasta el último momento. Y si utilizamos una cámara, nunca debemos observar con el visor, y mucho menos si éste va equipada con un teleobjetivo. Si es una cámara digital, para evitar la luz directa en la retina, debemos seguir la imagen sobre la pantalla digital. De esa manera podemos levantar la mirada en el último momento para disfrutar del regalo del Sol: El Rayo Verde.

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