Llum

 

Edu3.cat

 

Una de les preocupacions dels físics i dels astrònoms ha estat comprendre el comportament de la llum. Abans se’n va saber la velocitat -300 mil quilòmetres per segon- que la seva naturalesa.

Quan una fulla cau sobre un llac origina un moviment ondulatori de l’aigua, un moviment que es desplaça, radialment, al mateix temps que va perdent intensitat. Les ones, però, no desplacen l’aigua de lloc, només la mouen amunt i avall. Això ho prova el fet que una altra fulla, afectada per les ones, no canvia de posició. El so ondula, a través de l’aire, de manera similar.

Al segle XVII, l’holandès Christian Huygens, va pensar que la llum es comportava com el so.

Per tant, a l’espai devia existir una substància que permetés la propagació de la llum, similar a l’aire que permet la propagació del so. A aquesta substància, que devia emplenar-ho tot, fins i tot el buit, se la va anomenar èter.

Des d’una estrella, la llum viatjaria creant, dins de l’èter, unes compressions en forma d’ones similars a les que crea el so, dins de l’aire. Tanmateix, els científics no es posaven d’acord sobre les característiques d’aquest èter. Per uns, seria un element material; per d’altres, immaterial.

Davant de la dificultat d’explicar l’èter, Isaac Newton va plantejar una interpretació de la llum completament diferent. Newton va proposar que la llum estava composta de corpuscles, que la llum era un fluix de partícules, emès pels cossos lluminosos, capaç de penetrar en els cossos transparents i de reflectir-se en els opacs.

Més endavant, els físics Michael Faraday i James Clerk Maxwell van formular la teoria electromagnètica de la llum, segons la qual ja no seria necessari l’èter.

Però això no va fer-lo desaparèixer. Molts pensaven que, fins i tot, l’èter contribuiria a la propagació de les ones electromagnètiques. Calia, doncs, comprovar si, realment, existia o no.

Tornem a l’experiència del llac. Sobre una barca quieta, un barquer està en condicions de mesurar la velocitat de les ones que viatgen per l’aigua. Quan la barca es desplaça, al barquer li semblarà que les ones es propaguen a una velocitat superior, si la direcció és oposada. En canvi, la velocitat li semblarà inferior quan la direcció és la mateixa.

El nord-americà Albert Michelson va intentar traslladar aquesta experiència a l’espai. Michelson va construir un sistema per mesurar la velocitat de la llum en diferents direccions. Tanmateix, no va detectar-ne cap mena de variació: quan canviava la procedència de l’estrella, o el lloc de l’observació, la llum viatjava sempre a la mateixa velocitat. Una de dues: o bé l’èter no afectava la llum, o bé, simplement, no existia.

Per fi, Albert Einstein va afirmar que un moviment només es pot detectar en relació a altres objectes. L’intent de mesurar variacions en la velocitat de la llum era, doncs, en va.

Einstein va confirmar la idea de Newton que la llum està feta de partícules; per tant, no necessita cap mitjà per a propagar-se. En definitiva, la llum té una naturalesa material, i l’èter no té per què existir.