Aberración de la luz

Descripción de la imagen: Si un observador viaja a una velocidad muy alta, cercana a la velocidad de la luz, tendrá la ilusión de ver frente a él todos los objetos del Universo, tanto los situados delante como los situados detrás. Todos los objetos tenderán a agruparse en la dirección hacia la que se dirige el observador. Este es el fenómeno de la aberración de la luz. Además, por efecto Doppler, las longitudes de onda de las fuentes luminosas se comprimirán y el panorama se teñirá ligeramente de azul. Finalmente, la cantidad de luz variará considerablemente, volviéndose más fuerte delante y más débil detrás. Fuente de la imagen: Astronoo.

La lluvia que cae

Todos hemos observado la lluvia cayendo sobre nuestro parabrisas cuando nos desplazamos rápidamente en un automóvil. Este extraño fenómeno óptico nos hace creer que la lluvia cae hacia nosotros en diagonal cuando en realidad cae verticalmente. Cuanto más rápido nos movemos, más "inclinada" cae la lluvia. En otras palabras, la dirección aparente de las gotas de agua depende de la velocidad. Para aquellos que navegan, el mismo fenómeno es observable, pero esta vez con el viento. Cuanto más rápido va el velero, más los marineros tienen la impresión de remontar el viento.

En resumen, cuando estamos detenidos, la lluvia cae verticalmente y la fuente de las gotas de agua está sobre nuestras cabezas. Cuanto más rápido nos movemos, más la fuente de las gotas de agua nos aparece en la dirección de nuestro desplazamiento, es decir, delante de nosotros. Este fenómeno óptico que observamos con la lluvia también ocurre con el viento; cuanto más rápido va nuestro velero, más la dirección aparente del viento parece estar en la dirección de nuestro desplazamiento.

Este fenómeno óptico también concierne a la luz. Fue James Bradley (1693-1762) quien, según se dice, tuvo la idea de aplicar este fenómeno a la luz después de un viaje en velero por el Támesis en compañía de un marinero que le explicó el fenómeno. En 1725, al estudiar las variaciones en la posición aparente de la estrella γ Draconis, Bradley comprendió el fenómeno.

Este fenómeno relativista no intuitivo se llama Aberración de la Luz. La aberración es, por lo tanto, el cambio en la dirección aparente de una señal cuando nos movemos. Cuanto más rápido vamos, más el decorado parece agruparse hacia adelante en la dirección del desplazamiento. Inversamente, la parte trasera del decorado se ensancha.

Si un observador viaja a la velocidad de la luz, tendrá la sorprendente ilusión de ver frente a él todos los objetos situados delante pero también todos los objetos situados detrás.

El efecto Doppler

Otro efecto ocurre cuando nos movemos rápidamente, que es el efecto Doppler. Este efecto es bien conocido porque todos hemos escuchado el sonido de una ambulancia que se acerca y luego se aleja. Cuando la ambulancia se acerca a nosotros, el sonido de la sirena es más agudo; cuando se aleja, el sonido de la sirena es más grave.

Este fenómeno también concierne a las ondas luminosas. Mientras que para el sonido es la tonalidad la que varía, para la luz es el color. Cuando nos acercamos a una fuente luminosa, la longitud de onda se comprime y la fuente luminosa se teñirá ligeramente de azul. Cuando nos alejamos, la longitud de onda de la fuente luminosa se estira hacia el rojo y se teñirá ligeramente de rojo.

Cantidad de luz

Otro efecto se añade a los anteriores cuando nos movemos rápidamente. Con la velocidad de desplazamiento, el flujo de luz aumentará de la misma manera que el flujo de un río cuando nos movemos rápidamente sobre el agua.

El caudal aparente del río parece más importante que cuando estamos detenidos. Cuando nos movemos a una velocidad cercana a la velocidad de la luz, la cantidad de luz varía considerablemente, volviéndose más fuerte delante y más débil detrás. Hasta el punto de ver una luz completamente saturada delante y una oscuridad completa detrás.

N.B.: Entre la longitud de onda (λ) y la frecuencia (ν) existe la siguiente relación: ν = c / λ donde ν = frecuencia de onda en hercios, c = velocidad de la luz en el vacío en m/s y λ = longitud de onda en metros.