Probablemente ver un arcoíris es de los pocos espectáculos que a todo mundo gusta. Este evento natural tiene connotaciones culturales, mitológicas y hasta esotéricas, pero además, tiene una historia científicamente rica. ¿De verdad son sólo siete los colores que vemos?, ¿todos son iguales? Y lo más importante de todo: ¿cuántas monedas de oro tendrá la olla al final del arcoíris?
Crucemos por el Bifrost
Un arcoíris es un fenómeno meteorológico provocado por tres ingredientes: agua, luz y ojos. Generalmente lo hemos presenciado en la tarde después de llover, es decir, que los rayos del sol interactúan con las gotas de agua, por lo que la luz se refleja, refracta y dispersa, haciéndonos ver un espectro, el mismo que Newton observó siglos atrás utilizando un prisma, donde distinguió siete colores: rojo, naranja, amarillo, verde, azul, añil —o índigo— y violeta.
Asimismo, un arcoíris es una hermosa ilusión óptica, por ende, no es tangible, no tiene una posición específica y no tiene un principio ni fin definidos —adiós al oro—. Pero no se desanime, porque a cada par de ojos le corresponde ver un arcoíris «único», es decir, que dos personas —aunque estuvieran pegadas— no verían «el mismo» arcoíris. Esto depende tanto de la distinción de los colores; de la forma, cantidad y ángulo de las gotas, y de la posición del sol, así como de la incidencia de los rayos de luz —cosa que no sucedería si nosotros, los observadores, no estuviéramos ubicados por delante del sol.
Hágase la luz
La luz que nos llega del sol es blanca, o sea, es la suma del espectro electromagnético de la luz visible —las «luces de colores»—. También sabemos que la luz tiene la propiedad dual de onda-partícula, por lo que los fotones viajan en ondas de distinta longitud, siendo la luz roja la más larga y la violeta la más corta. Estas diferencias de longitud de onda concuerdan con el orden de los colores en el arcoíris, donde el rojo está en la parte más exterior del arco y el violeta en la parte más interior.
Sin embargo, el ángulo con el que incide la luz en las gotas depende de la posición del sol: mientras más bajo se encuentre, el arco será más alto y viceversa. La trayectoria del haz de luz que atraviesa la gota es la misma, ya que suscita los tres movimientos ópticos. Gracias al matemático francés René Descartes, se puede calcular el ángulo con el que se desvía la luz dentro la gota —entre 40.89° y 42°— y para el ángulo total en que se desvía la luz —de 138°.
Hache dos, ¡oh!
El último factor para la formación de un arcoíris es el agua y no necesariamente es exclusiva de la lluvia. Si quisiéramos observar un arcoíris bien definido e intenso, las gotas tendrían que ser grandes, de lo contrario, veríamos un arcoíris apagadón. Dependiendo de la proximidad entre las mismas gotas, tenemos que si caen muy alejadas entre sí, podemos «identificar» la posición del arcoíris, pero si la caída está entre cercana y lejana, no distinguimos el final. Además las gotas tienen que ser esféricas, y para eso necesitan que la velocidad de caída sea uniforme, por lo que no tendría que haber viento ni que tampoco «se caiga el cielo» a cántaros.
Muchos colores, muchos sabores
¿Qué sucederá si las condiciones se prestan para ofrecer fenómenos meteorológicos aún más fenomenales? Abroche su cinturón de seguridad que daremos un vistazo a varios tipos de arcoíris que puede ser que haya visto alguna vez:
Doble. Es la aparición de un arco secundario más tenue, extenso y alto, que tiene invertido el orden de los colores —rojo por abajo y violeta por encima—; el segundo se trata del reflejo del arco primario debido a la gran cantidad de luz que se encuentra por debajo de éste. En teoría, todos los arcoíris son dobles, pero como la luz continúa reflejándose, no se distingue mucho el segundo arco.
Gemelo. Se ve otro arcoíris idéntico al arco primario que mantiene el mismo orden de colores y, además, sale del mismo punto. La razón de esta rareza podría deberse a la congregación de diferentes tamaños de gotas de agua, tal vez provenientes de «dos lluvias» distintas. Incluso se ha fotografiado un arcoíris trillizo.
Múltiple. Similar al gemelo en cuanto al punto de origen, aunque no se trata de otro u otros arcos idénticos, pues no se repite el patrón de colores. Estos arcos están debajo del primario, denotando una o varias bandas de colores con tonalidades pastel de rosas, magentas y verdes, por la sobresaturación del color, debido a que abundan las gotas pequeñas, que provocan interferencia entre los rayos de luz.
Circular. En teoría, todos los arcoíris son circunferencias, pero como no levitamos, no podemos verlos por completo. Para ver un arcoíris circular es recomendable escalar una montaña o subirse a un avión, aunque si utiliza un atomizador sin ningún obstáculo alto a los alrededores durante el amanecer o atardecer, puede ser que tenga suerte. Otros fenómenos meteorológicos parecidos son las glorias, producidas por otros procesos ópticos, o los halos de 22°, generados por cristales de hielo suspendidos en el aire.
Reflejado y de reflexión. Para el reflejado, primero se hace el arcoíris y después éste se refleja sobre un cuerpo de agua, donde el reflejo está por debajo del horizonte. Un arcoíris de reflexión se produce después de que la luz incidió en el cuerpo de agua, por lo que el reflejo va por encima del horizonte.
Monocromático. También es conocido como arcoíris rojo, debido a que en el punto más álgido del amanecer o del atardecer, las ondas verdeazulosas dejan de incidir. Ya que el cielo también se tornaría rojizo, el arco logra distinguirse por su brillo.
De orden superior. Depende del número de reflexiones dentro de la gota de agua, pero por cada una se pierde intensidad luminosa, por eso es muy difícil verlos más allá del quinto orden. En laboratorios se han llegado a recrear arcoíris de orden 19 —«rosa de arcoíris»— y hasta de orden 200 gracias a potentes láseres.
Lunar. El mismo proceso con el Sol aplica también con la Luna, aunque con menos intensidad. También se le conoce como arcoíris blanco, ya que a simple vista parece estar de ese color, aunque con fotografías o excelente visión nocturna se puede notar el espectro.
De niebla. Están entre los más grandes y extensos, debido a que la luz tiene más gotas por atravesar que cuando llueve. Se distingue el espectro aunque a veces se nota blancuzco y es frecuente que por debajo del arco aparezcan arcoíris múltiples.
De otros líquidos. Todo líquido y hasta sólido translúcido que deje pasar la luz, tiene un índice de refracción determinado; quiere decir que en condiciones adecuadas, podrán existir arcoíris a base de ácidos, hidróxidos, mezclas, etcétera.
Titánico. La luna más grande de Saturno, Titán, es de los pocos astros que tienen una atmósfera tan gruesa como la nuestra. La diferencia es que las lluvias en Titán se componen de nitrógeno, metano e hidrógeno, por lo que se necesitaría visión infrarroja para poder verlo.
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