CIENCIA PARA TODOS| Luz y sonido

POR ALBINO ARENAS (CATEDRÁTICO UNIVERSITARIO DE FÍSICA)

El sentido de la vista nos permite percibir la luz, y el sentido del oído nos permite percibir el sonido. Tanto la luz como el sonido se transmiten por ondas: luminosas en el primer caso y sonoras en el segundo. Pero las diferencias entre unas y otras son notables.

La velocidad de la luz es muy superior a la del sonido. La velocidad de la luz en el vacío es, aproximadamente, 300 000 km por segundo (300 millones de metros por segundo), mientras que la velocidad del sonido en el aire, en condiciones normales, es, aproximadamente, 340 metros por segundo (alrededor de 1 200 kilómetros por hora). Es decir, la luz viaja, aproximadamente, un millón de veces más rápidamente que el sonido. Estas diferencias de velocidades podemos apreciarlas cuando se produce una tormenta: percibimos antes el rayo que el trueno.

A pesar de lo elevado de la velocidad de la luz, el tiempo que tarda la luz del Sol en llegar a la Tierra es, aproximadamente, de 8 minutos, debido a que la distancia que separa el Sol de la Tierra es muy grande: unos 150 millones de kilómetros. Esto significa que, cuando se produce una puesta de sol, la imagen que llega a la Tierra corresponde al Sol tal como era, aproximadamente, ocho minutos antes. Si el Sol desapareciera de repente, seguiría llegando su imagen a la Tierra durante ese breve lapso.

Antes se ha comparado la velocidad de la luz en el vacío con la del sonido en el aire en condiciones normales, pero ¿por qué no se comparan en el vacío? La respuesta es que el sonido no se propaga en el vacío y, en cambio, la luz sí.

Puede parecer sorprendente que la luz se pueda propagar en el vacío, pero es fácil realizar un experimento para verlo: enciérrese en una campana de cristal una linterna encendida y un timbre sonando. Al hacer el vacío —extraer el aire del interior—, el sonido del timbre va disminuyendo hasta desaparecer, aunque el timbre sigue vibrando, mientras que la luz de la linterna sigue brillando con la misma intensidad. El sonido se extingue porque ha ido desapareciendo la materia (aire); en cambio, la luz no necesita materia para propagarse.

Según la teoría de la relatividad de Einstein, ningún cuerpo material puede alcanzar ni superar la velocidad de la luz. No ocurre lo mismo con el sonido: se puede superar la velocidad del sonido. Existen aviones supersónicos que pueden rebasar la velocidad del sonido.

¿Podríamos mantener una conversación con el compañero que está delante en un avión supersónico, pues el sonido de nuestras palabras se movería a una velocidad menor que la del avión? La respuesta es afirmativa, porque el aire dentro del avión se mueve con nosotros, está en reposo respecto a los pasajeros. Sería distinto si viajáramos en un coche supersónico descapotable sin parabrisas, de modo que se pudiera admitir que el aire no fuera arrastrado por el coche; en ese caso, si habláramos desde el asiento trasero, nuestras palabras no alcanzarían al compañero del asiento delantero, ya que el coche se movería más deprisa que el sonido de nuestras voces.