Una predicción, un cristal, un derrumbe y un incendio

Mediados del siglo XIX. Surge en Europa una importante corriente filosófica llamada positivismo que, entre otras cosas, defiende que el único conocimiento científico válido es aquel que proviene de la experiencia directa. En 1835, el padre del positivismo, Auguste Comte, en su Curso de filosofía positiva sintetiza esta máxima en una predicción lapidaria: "…todo aquello que no sea observable visualmente nos será negado. Nunca conoceremos la composición química del interior de las estrellas…"

Apenas quince años después ya se conocían los principales elementos químicos que forman el Sol y, por extensión, el resto del Universo. Y todo gracias a un trozo de cristal, un derrumbe y un incendio.

El cristal

Retrocedemos hasta el año 1669, feria del cristal de Stourbridge, un pequeño pueblo al Oeste de Inglaterra. Un joven compra un cristal pulido en forma de prisma. El joven observa que cuando la luz blanca del Sol incide sobre el cristal surgen los colores del arco iris proyectados en varias direcciones. Intrigado por este hecho, comienza a realizar experimentos y llega a la conclusión de que la luz del Sol está en realidad compuesta de luz de diversos colores que, al incidir sobre el prisma, y gracias al fenómeno de refracción, se separan en lo que bautiza con el nombre de "espectro". Aquel joven se llamaba Isaac Newton y esta fue la base de su posterior tratado sobre Óptica y de toda la futura espectroscopía.

El derrumbe

Ahora rebobinamos hasta el 21 de julio de 1801, a la ciudad alemana de Munich. La fábrica de cristal de Philipp Anton Weichelsberger acaba de derrumbarse. En la tragedia muere su mujer y, tras cuatro horas de angustiosa espera, logran rescatar ileso al aprendiz más aventajado del viejo cristalero, un niño llamado Joseph von Fraunhofer. Entre los testigos del rescate se encuentra el príncipe Maximilano José, futuro rey Maximiliano I, y Joseph von Utzschneider, que hacía poco había abandonado su carrera política para centrarse en su negocio: la construcción de complementos ópticos de calidad.

Príncipe y empresario se apiadan de aquel joven que había vuelto a nacer bajo las ruinas. El futuro rey costea sus estudios, lo toma bajo su protección y, un año después, comienza a trabajar en la fábrica de Utzschneider. Fraunhofer no decepciona a sus mecenas. Con tan sólo veintidós años ya había desarrollado nuevas técnicas de fundido de vidrio y diseñaba, probaba, documentaba y supervisaba la construcción de instrumentos ópticos que se utilizaban en toda Europa.

Pero Fraunhofer no era sólo un ingeniero. Su curiosidad hace que emplee sus instrumentos en investigaciones científicas y en 1814 repite la experiencia de Newton pero, antes de que incidiera sobre el prisma, hace pasar la luz del Sol por una estrecha hendidura. El resultado es el habitual espectro de colores, con una importante diferencia: superpuesto a él aparecen numerosas líneas oscuras, concretamente 574. En realidad algunas de estas líneas ya habían sido observadas por William Wollaston en 1802, pero fue Fraunhofer quien las estudia sistemáticamente y cataloga. Concretamente emplea las letras del abecedario, en una notación que aún hoy se utiliza. Además descubre que el mismo espectro es generado por la Luna y los planetas, pero no así por el resto de las estrellas.

El 7 de junio de 1826 Fraunhofer muere de tuberculosis, probablemente tras años de inhalar gases tóxicos en la preparación del vidrio.

El incendio

Una tarde de 1857, en la ciudad de Mannheim, a la orilla del Rin (futura cuna automovilística gracias a un tal Carl Benz), se produce un tremendo incendio cuyas llamas se divisan a gran distancia. En Heidelberg, a unos quince kilómetros de Mannheim, dos físicos, Gustav Robert Kirchhoff y Wilhelm Bunsen, se afanan en la azotea de su laboratorio por analizar la luz del resplandor del incendio con un aparato conocido como espectroscopio.

Kirchhoff y Bunsen habían demostrado que, cuando un compuesto químico era calentado en el mechero invención de este último, dicho compuesto emite un espectro formado por líneas brillantes, con un patrón que es único y propio de cada elemento o compuesto, lo que les permite detectar bario y estroncio en las llamas de Mannheim. Además, Kirchhoff descubre que en muchos casos estas líneas coinciden con las líneas oscuras del espectro solar de Fraunhofer.

En 1859 publica que las líneas de Fraunhofer se deben a la absorción, por parte de los elementos químicos presentes en la atmósfera solar, del espectro continuo generado en el interior caliente del Sol.

Kirchhoff lográ identificar hasta dieciséis de estos elementos, entre ellos el hidrógeno, el calcio y el potasio: los elementos de los que está hecho el Sol. Pocos años después Norman Locyer identifica en el espectro del Sol un nuevo elemento no detectado aún en la Tierra. Lo llama helio en honor de Helios, el dios griego que surcaba el cielo coronado con una brillante aureola que representaba el Sol.

Una mala predicción

Año 2007. Un observatorio cualquiera. La luz de una galaxia a miles de años-luz penetra a través del telescopio en un espectrógrafo. En un instante, el conjunto de líneas de un espectro aparece en la pantalla del ordenador. Su análisis revelará la composición del gas, del polvo y de las estrellas que la forman, a que distancia está, su velocidad, su edad…, y una vez más se hará trizas la predicción que un filósofo hizo no hace mucho más de un siglo.