martes, 1 de agosto de 2006

El valor pedagógico de una imagen desenfocada

A través del mito de la caverna, Platón nos enseñó un par de cosas sobre la verdad y sobre lo que creemos verdadero. Siglos después, aprendimos que no vemos el mundo tal cual es sino que únicamente lo percibimos. Es decir: nuestra anatomía y nuestras experiencias vitales condicionan nuestra manera de ver del mundo.

La curiosidad del ser humano es el motor de nuestro desarrollo tecnológico. La presión del entorno, nos obligó a evolucionar y hacer del homínido primitivo un ser cada vez más inteligente. Hasta llegar a lo que somos hoy. Un ejemplo de nuestra inventiva: el telescopio. Fue inventado por Hans Lippershey en 1608. El funcionamiento del mismo es el siguiente: una lente convergente (objetivo) recoge la luz, la refracta y la concentra en un punto (foco) en el cual otra lente (divergente, en este caso) amplifica la imagen captada. Este invento permite observar objetos en la lejanía y verlos como si estuvieran muchísimo más cerca. Este artilugio pronto comenzó a ser utilizado con fines militares. Más tarde, Galileo Galilei, al conocer la existencia de tal instrumento, pensó construirse uno… Y, decidió observar con él el cielo nocturno. Lo que vio forma parte de la historia de la astronomía: cuatro objetos girando alrededor de Júpiter (Ío, Europa, Ganimedes y Calisto), montañas y cráteres en la luna, los anillos de Saturno, las manchas solares, las fases de Venus, estrellas invisibles a simple vista…

Desde aquellas famosas noches de 1610, nos hemos esforzado por mejorar nuestros telescopios para ver cada vez más lejos y más claro. La óptica de los primeros refractores (así se denomina a aquellos telescopios que emplean lentes para captar la luz y formar imágenes) dejaba mucho que desear. Galileo construyó muchos y sólo unos pocos alcanzaron una calidad óptima. Y, aun así, cuando observó Saturno por primera vez, le pareció que éste tenía orejas. Varios meses después, decidió volver sobre sus pasos y apuntó de nuevo a Saturno. Para su sorpresa, vio que estos apéndices habían desaparecido.

Con el tiempo, el pulido de las lentes fue perfeccionado. Christian Huygens concluyó en 1659 que lo que Galileo vio como orejas pegadas a Saturno era, en realidad, un anillo. Sin duda, las imperfecciones del instrumental empleado le jugaron una broma pesada a Galileo. Unos años más tarde, Cassini observó Saturno y descubrió un vacío en su anillo. Esta división lleva hoy en día su nombre.

Las técnicas para el pulido de lentes fueron perfeccionadas con el tiempo, pero el inconveniente de la aberración cromática seguía presente. Fue entonces, cuando empezaron a diseñarse objetivos de dos lentes para compensarla. A estos nuevos refractores se les llamó acromáticos. De esta manera, esta clase de aberración óptica quedaba minimizaba en gran parte, que no eliminada por completo. En 1670, Isaac Newton dio con una elegante solución al problema: en lugar de emplear una lente como objetivo, propuso utilizar un espejo cóncavo para captar la luz. Había nacido un nuevo tipo de telescopio: el reflector.

Este nuevo tipo de telescopio tardó casi dos siglos en desbancar a los refractores debido a la dificultad que entrañaba la construcción y pulido del espejo principal (generalmente, un bloque de bronce), a las aberraciones ópticas inherentes al tallado y al posterior proceso de plateado del mismo. A pesar de ello, algunos astrónomos del siglo XVIII y XIX decidieron construir sus telescopios según el modelo descrito por Newton.

William Herschel fue un organista alemán que vivió en Inglaterra durante el siglo XVIII. Se apasionó por la astronomía y decidió contruirse un telescopio reflector. A lo largo de su vida, fabricó los telescopios más grandes de su época: el espejo del mayor de ellos tenía un diámetro de 1'2 metros. Una noche, William reparó en una estrella un tanto atípica de la constelación de Géminis. La estuvo observando durante un año entero. No parecía puntual, por lo que pensó que debía de tratarse de un cometa. Al ver que éste no desarrollaba cola, descartó tal posibilidad. Dedujo, por tanto, que sólo podía tratarse de un planeta desconocido hasta la fecha. En la noche del 13 de marzo de 1781, William Herschel descubría Urano. Lo más curioso de esta historia es que no fue Herschel el primero que observó Urano: fue John Flamsteed el primero en verlo y catalogarlo erróneamente como estrella (34 Tauri) en 1690.

Herschel de 1'2 metros

Con el paso de las décadas, nuevos métodos de fabricación facilitaron la construcción de los reflectores. Se sustituyó el metal por el vidrio para tallar los espejos y se encontró un mecanismo eficaz para esparcir uniformemente el aluminio (que sustituyó a la plata como material reflectante) por la superficie. A partir de entonces, comenzaron a ser construidos grandes observatorios equipados con reflectores. Los observatorios de Monte Wilson, o Monte Palomar (con el telescopio Hale de 5 metros de diámetro) fueron hitos en su momento. En la actualidad, los nuevos materiales han propiciado la construcción de telescopios de clase 10 metros, como los Keck de Hawaii o el ya cercano Gran Telescopio Canarias (GTC), con un espejo segmentado de 10'4 metros.


Una imagen clara y nítida

La llegada de la fotografía al mundo de la astronomía supuso una revolución. Exposiciones de horas revelaban la presencia de objetos invisibles visualmente con el telescopio. Con el paso de las décadas, nuevas emulsiones más sensibles permitieron reducir los tiempos de exposición registrando, además, mayor cantidad de detalles del objeto fotografiado.

En la actualidad, la película fotográfica vive sus últimos momentos. Los sensibles chips de las cámaras CCD nos permiten detectar objetos cada vez más débiles. Nuestra atmósfera actúa como un velo que enturbia nuestra visión del cielo. Para salvar este obstáculo, podemos enviar nuestros instrumentos al espacio (el telescopio espacial Hubble, sin ir más lejos) o dotar a nuestros telescopios de sistemas de óptica adaptativa. Sólo así podremos observar más claro y más nítido, sin esa especie de molesta neblina que borra los detalles que necesitan los astrofísicos.

A lo largo de este artículo, he tratado esbozar la trayectoria que hemos recorrido para la consecución de un objetivo: lograr imágenes lo más nítidas, claras y detalladas posibles de cualquier objeto terrestre o astronómico. Esta aventura, al principio espoleado por posibles réditos militares, nos ha llevado hasta donde nadie podía imaginar. Primero tratamos de conocer bien nuestro vecindario, y ahora, buscamos cómo surgió todo lo que vemos en el universo. En el escenario actual, con telescopios gigantes en tierra e ingenios estudiando el cielo desde el espacio, ¿tiene algún valor pedagógico observar estrellas desenfocadas?


La experiencia personal: visitar un observatorio escolar

Excepto el Sol, las estrellas están tan lejos de nosotros que, por mucho que incrementemos el diámetro de nuestros telescopios, jamás las veremos como algo más que un puntito en la oscuridad de la noche.

Hace muchos años que comencé a interesarme por la astronomía. El cielo está lleno de objetos atractivos: nebulosas, planetas, estrellas dobles, galaxias... Pero, no nos engañemos: las coloristas fotografías que todos hemos visto alguna vez y que inundan los libros de texto son fruto de un arduo trabajo posterior. Una imagen de Saturno o de una galaxia lejana, por ejemplo, habrá sido tratada mediante alguna herramienta informática para resaltar los colores y aumentar el contraste. Pero no siempre es así: ver ciertos detalles de la atmósfera de Júpiter sólo es cuestión de practicar horas y horas con el telescopio para entrenarnos. No obstante, para deleitarse con los cráteres de la luna o los anillos de Saturno, no es necesario tener experiencia alguna.

Empecé en esto de crío. Me quedaba embobado mirando las estrellas o cualquier documental relacionado con este mundillo. Conocí a mucha gente con las mismas inquietudes que yo. Y, entre todas ellas, me topé con un profesor. En la actualidad está jubilado, pero continúa siendo conocido en mi ciudad por su encomiable labor como divulgador de la astronomía entre estudiantes y adultos. Hace ya más de 20 años que consiguió fundar un observatorio astronómico escolar. Y, por si fuera poco, en el laboratorio de química del centro donde trabajaba, tenía montada una exposición compuesta por varios planetarios de sobremesa, maquetas transparentes de telescopios, varias básculas para conocer tu peso en otros mundos, un planetario, varios pósters con fotografías tomadas con el telescopio del observatorio, diapositivas, libros, revistas, etc...

Solía recibir visitas concertadas de estudiantes y adultos. En las sesiones diurnas, tras darles una vuelta por la exposición del laboratorio y una sesión de planetario, los subía al observatorio. Allí, daba algunos datos técnicos del telescopio del observatorio (abertura, distancia focal, aumentos máximos...), y resolvía las dudas de los visitantes. Las sesiones nocturnas eran un tanto diferentes. Tras la visita de rigor al laboratorio, los subía a observar el cielo. Les explicaba cómo había que mover la cúpula (como no estaba motorizada, había que girarla manualmente), algunas cuestiones relativas a la óptica del telescopio... y, al término de las explicaciones, el profesor atenuaba poco a poco las luces del observatorio hasta que las tinieblas se adueñaban del recinto por completo. De esta manera, se propiciaba la adaptación a la oscuridad de los ojos de todos los presentes. El primer plato, la Luna. Siempre mejor en cuartos (creciente o menguante), nunca en fase de Luna llena. Antes de permitir observar a los estudiantes, comprobaba si sus profesores la veían bien o mal. Sólo cuando todos ellos la observaban más o menos nítida, permitía a los chavales mirar a través del telescopio. De esta manera, se aseguraba un enfoque más o menos óptimo para todos, aunque más de uno mirase la Luna sin verla realmente bien. Después, tocaba Júpiter o Saturno. Con estos planetas, aplicaba el mismo procedimiento. A continuación y para finalizar la visita, solía buscar con el telescopio la estrella más brillante del cielo nocturno en ese momento y procedía a desenfocarla ligeramente para que, a los ojos de los observadores neófitos, se viera “más espectacular”. De esta manera, tenían la falsa impresión de ver rayos saliendo del ilusorio disco estelar. Reconozco que la gente quedaba impresionada. Y, por supuesto, nadie se daba cuenta de nada.


La importancia del enfoque

No creo que sea difícil de explicar en qué consiste el enfoque y para qué sirve. Sin embargo, para este profesor tal hazaña constituía por sí sola una misión imposible. O, eso, o le podían las prisas y la impaciencia.

Que, ¿para qué sirve el enfoque? Sirve para ver nítido un objeto. Igual que con las cámaras fotográficas: si no enfocas bien, la fotografía saldrá borrosa. Con un telescopio, nuestros ojos hacen la función de la película fotográfica: tienes que enfocar para ver bien. Pero todos los ojos no son iguales. Para A, un observador sin afecciones oftalmológicas, una imagen puede estar nítida. Pero B, que padece miopía, no verá nítido el objeto que A ve correctamente. Y, por tanto, necesitará para observarlo enfocado, retocar la imagen con el mecanismo de enfoque del telescopio.

Debemos enseñar a enfocar al observador visitante. Tenemos que explicarle el funcionamiento del mecanismo de enfoque del telecopio. De lo contrario, será como ponerle delante de un televisor: verá las imágenes y pasará de una a otra sin más. Al enfocar, le obligamos a detenerse a pensar, a buscar, a sintonizar mejor la imagen suministrada por el telescopio para una correcta recepción. Sólo así le sacará partido a la visita. El enfoque por “término medio” que emplea este profesor no es, en modo alguno, una solución satisfactoria. Efectiva puede ser, si no te preocupa ni lo más mínimo la experiencia que estés proporcionando a los visitantes. Tal vez, enviar la imagen recogida por el telescopio a un monitor de televisión o a una pantalla de proyección sea una buena alternativa. Claro que en aquellos tiempos, estaba fuera de su alcance. De haber podido emplear este método, ¿le habría importado privar a los visitantes de la experiencia de observar de primera mano, sin intermediarios? Todo me hace pensar que sí.

Pero, ¿sirve para algo observar visualmente estrellas con el telescopio? Cualquiera que lleve un tiempo en este mundillo, te dirá que una estrella, aunque emplees el telescopio más grande, seguirá siendo un puntito en la oscuridad de la noche. Por más que lo mires, seguirá siendo un objeto anodino, salvo que utilices técnicas indirectas al alcance únicamente de las grandes instalaciones profesionales. Entonces, ¿por qué decide que los neófitos deben ver estrellas brillantes fuera de foco? No se trata de ver detalles de las mismas, eso está bien claro. Si se trata de observar objetos llamativos, podría elegir entre cúmulos globulares o abiertos, estrellas dobles o alguna nebulosa. ¡Ah! ¡Claro! Que los colores y esas formas asombrosas sólo se registran en las fotografías. Sería como romper la ilusión. Y en esto se escuda para no cambiar su manera de trabajar. Además, si explicase cómo enfocar las imágenes, su truco de la estrella fuera de foco quedaría al descubierto.

Este profesor, con el paso de los años, se montó una especie de feria de ficción. Se hizo con un nombre en el mundillo y a vivir de las rentas en lo que a la divulgación de la astronomía se refiere. Manipulaba hábilmente a los visitantes para hacerles creer que vivían una experiencia astronómica real traicionando los valores que, como profesor, debió defender. Cuando trabajaba con él, sobre todo en los últimos tiempos, traté de hacerle ver lo erróneo de persistir en eso de mirar estrellas desenfocadas. Insistí en que había que enseñar a enfocar y que debía dejar de mostrar Sirio fuera de foco a los grupos visitantes. Él me daba la callada por respuesta. Para qué discutir conmigo. Hacía tiempo que ya me estaba preparando la liquidación. Así que yo sólo podía limitarme a escuchar a las masas, asombradas tras contemplar estrellas cuidadosamente desenfocadas. Seguro que vuelven pidiéndole más y más. Esperando que él les resuelva todas sus dudas sobre lo que hay ahí arriba. Con su labor, este profesor llegó a muchas personas.

No debió ser así. Su talento para espolear la imaginación de las gentes es innegable. Pero no puedo pasar por alto su afán de mostrar estrellas desenfocadas a todos los que se acercaban al observatorio para asomarse al espacio. Puede que consiguiera que muchos se enganchasen a la astronomía, pero en modo alguno, el fin justifica los medios.

Nota: entrada publicada previamente en Proyecto de Ciencias.