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Cuánto pesan las sombras

En el mundo de lo efímero son pocos los elementos que nos acompañan allá donde vayamos, todos los días de nuestra vida, en casi cualquier circunstancia. Algo en lo que apenas reparamos es nuestra sombra. La sombra no es más que la ausencia de una luz que se esperaba, pero que no llega a su destino porque fue bloqueada por un objeto. Sin embargo, explicar qué es la luz no es tan fácil.De manera simplificada podemos decir que está formada por fotones, unas partículas elementales sin masa pero con energía y con “momento”. Este “momento” es la capacidad que tienen los objetos físicos para empujarse unos a otros. Cuando los fotones que conforman un rayo de luz iluminan un objeto, lo empujan, ejerciendo una ligera presión sobre él que llamamos “presión de radiación”. Al ponernos al sol nuestro cuerpo siente esta presión, mientras que el área que ensombrecemos, a la que no llegan los fotones, no la siente.Podemos cuantificar esta diferencia de presión con el peso, que es la fuerza que ejercemos sobre el suelo, o sobre una báscula. Cuando estamos iluminados ejercemos una fuerza mayor que cuando estamos a oscuras, ya que a la fuerza de nuestro cuerpo hay que sumarle el momento transferido por los fotones que chocan contra nosotros.Así, podemos afirmar que un objeto pesa más cuando está iluminado que cuando no lo estáDe la misma manera, la región donde se extiende nuestra sombra siente una presión de radiación inferior a la que sentiría si no estuviéramos allí, bloqueando la luz. En otras palabras, el exceso de peso que sentimos al ser iluminados se corresponde con un defecto de peso de nuestra sombra.En el caso de una persona adulta de estatura media, situada bajo el sol a la latitud de Madrid, y asumiendo que las dimensiones de su sombra son las mismas que las de su cuerpo, ese defecto de peso en la sombra será equivalente al que ejercería una masa de unos 0,00000004 kilogramos.Más allá de la luz blanca y los espejosEsto no es todo: los fotones de luz de diferentes colores tienen distinto momento, con lo cual su energía y la presión que ejercen serán diferentes. Esto significa que si nos iluminamos con luz roja pesaremos menos que si lo hacemos con la misma cantidad de fotones de luz azul.<a href="https://www.nationalgeographic.com.es/medio/2022/01/21/sombra-producida-por-luz-de-diferentes-colores_1f81b5e0_800x1203.jpg">Sombra producida por luz de diferentes colores</a>Por otro lado, que no veamos algo no significa que no exista. En lo relativo a la luz, la mayor parte de ella es invisible a los ojos humanos. Es el caso de los fotones ultravioletas, como los del Sol, que además de broncearnos son más energéticos que los visibles y, por lo tanto, someten a un mayor empuje a nuestros cuerpos.De esta forma, la diferencia de peso con respecto al objeto iluminado es mayor para la sombra que no vemos que para la que sí. ¿Todos los objetos responden igual a la presión de radiación, independientemente de sus propiedades? Desde luego que no.La capacidad de un objeto para absorber, transmitir o reflejar los fotones también afectará a su sombra: si es perfectamente transparente, entonces dejará pasar los fotones y, por lo tanto, no sentirá un exceso de peso. En cambio, un objeto reflectante, un espejo, sentirá el doble de empuje que un objeto que absorba totalmente la radiación (cuerpo negro), al reflejar los fotones que le llegan.De la báscula al Nobel (y al espacio)Nuestros cálculos sobre el peso de la sombra y la luz son divertidos, pero ¿tienen alguna utilidad? La diferencia de peso entre un objeto iluminado y uno que no lo está es ínfima: una centésima parte del peso de un solo grano de azúcar.Sin embargo, estas consideraciones fueron el motivo del premio Nobel de Física 2018 que recayó en Arthur Ashkin, Gérard Moureau y Donna Strickland, por el desarrollo de las “pinzas ópticas”, un método para atrapar y manipular objetos diminutos utilizando la presión de radiación…

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