Blog de noticias de astronomía - Desde Buenos Aires, Argentina
¡Que no cunda el pánico!
"¿No es suficiente ver que un jardín es hermoso sin tener que creer que también hay hadas en el fondo?" - Douglas Adams, La guía del autoestopista galáctico.

12/1/22 - DJ:

Todo lo que la astronomía le debe a la arena

T.E.L: 4 min.

Sílice y silicio son los elementos claves para la formación del vidrio y los circuitos electrónicos.



El sílice es óxido de silicio, compuesto por silicio y oxígeno. El vidrio se obtiene de arena de sílice y carbonato de sodio. De vidrio son las lentes y espejos de los telescopios.

La astronomía es una de las ciencias más antiguas. Pero hasta el Siglo XVII sus avances o descubrimientos fueron muy lentos. Dicen que hay más estrellas que granos de arena. Pero incluso en los cielos más oscuros de milenios atrás, difícilmente se pudieran observar mucho más de algunos cientos de estrellas en el cielo nocturno. Además de la Luna, los planetas visibles son Mercurio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno. Ocasionalmente, los antiguos podían descubrir una nova o supernova, algún cometa. En tales tiempos remotos, seguro que los granos de arena eran más numerosos que los objetos celestes conocidos. Pero, ¡¿qué sería de la astronomía sin arena?!

En la antigüedad, se usaban algunos instrumentos para medir ángulos. En su "Historia del Telescopio", Isaac Asimov cuenta que: "Desde Hiparco en adelante, los astrónomos antiguos y medievales hicieron uso de instrumentos graduados. Estos eran una estaca fija vertical u horizontal y una vara móvil que podía ajustarse hasta que el ojo, en un extremo, pudiese ver una estrella que asomase sobre el borde del otro extremo. El ángulo formado por la vara móvil con la fija podía leerse directamente en el arco graduado a lo largo del cual se movía la primera. De este modo podía medirse la distancia angular de la estrella desde el horizonte o desde el cenit".

El silicio, elemento con 14 protones, es el segundo elemento más abundante de la corteza terrestre, después del oxígeno. ¿Se pueden hallar otros objetos celestes más allá de los visibles a ojo desnudo? Sí, dijo la Naturaleza. Si, dice la tabla periódica.


El descubrimiento de Hans Lippershey -aparentemente fortuito- de que la combinación de lentes cóncavas y convexas aumentaba los objetos distantes, cambiaría la astronomía drásticamente. El vidrio hacía mucho que se fabricaba y al menos desde el Siglo XIII se había logrado hacer vidrio transparente para uso de corrección visual.

Corrió la voz, desde los Países Bajos hasta Venecia, y Galileo decidió hacer su propio catalejo pero no solo para ver barcos distantes, sino los objetos celestes. Era 1609.

El aparato fue llamado de diversas formas: según recopila Asimov, se apodó al artilugio como "tubo óptico", "cristal óptico" o "cristal de perspectiva". En 1612, un matemático griego -Ioannes Dimisiani- que era secretario de un cardenal italiano, sugirió la palabra "telescopio", formada a partir de voces griegas que significan "ver a distancia". 

Hacia el Siglo XVIII se descubrió Urano, aunque se lo había observado unas décadas antes, confundiéndolo con una estrella. De hecho, Herschel, a quien se atribuye el descubrimiento, lo consideraba un cometa. Por las anomalías de la órbita de Urano, un siglo después, se descubrió Neptuno. Plutón fue hallado en 1930.

El siglo XX ha sido, sin dudas, el siglo de oro de la astronomía en cuanto a descubrimientos. Si se hiciera un único catálogo de todos los objetos celestes conocidos a la fecha, la mayoría fueron descubiertos a partir del Siglo XX: Asteroides, cometas, galaxias, agujeros negros, nebulosas, púlsares, enanas blancas, exoplanetas.

Los diseños de Galileo fueron reemplazados por los de Kepler. Más tarde, se desató una pulseada por los diseños refractores y reflectores, ganada en todos los casos por el vidrio pulido, metalizado o no.

Pero no fue solo por las lentes y espejos de los telescopios que la arena resultó tan importante. La fotografía fue clave para registrar las observaciones por primera vez, más allá de los dibujos que se hacían hasta entonces. Los primeros registros se realizaron con daguerrotipos a finales del Siglo XIX. Los astrónomos usaron la fotografía analógica a través de placas de vidrio emulsionadas con sustancias fotosensibles que luego revelaban.


Otro instrumento que llevaría a la astronomía al rango de astrofísica fue el espectrógrafo, inventado a inicios del Siglo XIX por Fraunhofer. Un espectrógrafo es un instrumento que posee un prisma, es decir, un vidrio, que separa las diferentes longitudes de onda de la luz. Esto permite saber la composición química de las estrellas, así como conocer su velocidad radial por efecto Doppler.

En la contemporaneidad, el silicio es un componente fundamental de todo circuito electrónico, lo que incluye a las cámaras fotográficas digitales y la computación, que son indispensables para la astronomía actual.

Otro elemento clave para el estudio del cielo ha sido el reloj. Durante mucho tiempo se usaron los micrómetros, de metal o de hilos. Durante el Siglo XX se lograron diseños mucho más precisos, incluyendo los relojes de cuarzo que es un mineral compuesto de sílice. Los relojes permitían establecer la ascensión recta de los objetos y realizar mejores mapas.

De modo que importa poco si las estrellas son más o menos numerosas que los granos de arena. La velocidad de los descubrimientos astronómicos, desde el siglo XVII al presente, tienen una causa específica: el vidrio, hecho de arena de sílice, que es silicio.

Es un dato a considerar este verano, mientras algunos disfrutan de la playa y pueden, cuando cae el Sol, juntar un poco de arena entre sus manos y mirar el cielo nocturno repleto de brillos reflejados en el mar ondulante. ¡Qué fabulosa combinación ha sido la pareja entre arena e ingenio humano!
La misma arena con la que se hace hormigón, ha sido el elemento más significativo en la construcción de la astronomía moderna y su madurez hacia la astrofísica y cosmologías contemporáneas.

El manejo del fuego, que posibilitó moldear vidrios, y la escritura, a través de la cual se pudieron compartir los inventos y avanzar más rápido, han sido también claves en esta larga historia. Pero esto es ya sabido, mientras que el rol de la arena muchas veces se ignora. ¡Qué paradoja que un elemento que nos permitió observar la frontera del universo, pase desapercibido!

Capas de combustión en una estrella agonizante en sus últimos momentos antes del colapso final.

Allí afuera, en el mar de estrellas, hay incontables planetas que también poseerán este elemento, forjado en el proceso de fusión nuclear de los astros. La teoría dice que el silicio se quema en el Proceso Alfa, luego del oxígeno, cuando las estrellas se contraen y sus temperaturas ascienden a 3 GK (giga Kelvin). Recientes investigaciones hallaron rastros de silicio en Cassiopeia A, un remanente de supernova.

¡Cuántas otras playas habrá en el Océano Cósmico!☉

Fuentes y enlaces relacionados
Historia del telescopio, Isaac Asimov, Alianza, Madrid, 1986.

Exploding Stars Make Key Ingredient in Sand, Glass

Silicon-burning process

Sobre las imágenes

Photo by Vino Li on Unsplash

Photo by Fabrice Villard on Unsplash


De User:Rursus - R. J. Hall, CC BY 2.5, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=2565862

By Cmglee - Own work, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=31761437

No hay comentarios.:

Publicar un comentario