¿Por qué las estrellas se dibujan con puntas?

[Música]

Miércoles 17 de mayo de 2023 y hoy te traigo una de ciencias,

un ejemplo de los muchos que podemos poner de cuando la ciencia

se impregna dentro de la cultura, del arte y con el tiempo

no sabemos ni por qué pasa.

Pero antes de eso quiero hacer una reivindicación.

Una reivindicación que normalmente haría…

Bueno, normalmente.

Que debería hacer en padrazos, pero como grabamos cada mes y algo así,

padrazos pues se nos juntan tantas cosas que esto no va a caber.

Entonces mi reivindicación desde aquí es que se deje de enseñar a los peques

y a las peques canciones que tienen cosas mal científicamente.

Es algo tan simple como una canción que diga que cuando se mete el sol sale la luna,

pues es mentira.

Eso no es verdad, eso pasa una vez de 28. Cada 28 días pasa una vez, que es cuando luna llena.

Si no luna llena, eso no pasa. Así que, desde aquí mi reivindicación para confundir a los peques de cosas

a astronomía y de ciencia. No, el sol tampoco sale por el este y se mete por el oeste. Pero bueno, eso lo dejamos para otro día.

Y bueno, esto que decía que llega a la cultura general también es algo así, y es que el…

¿Por qué las estrellas se dibujan con cinco puntas o con seis puntas? ¿Por qué se dibujan las estrellas así?

El sol es una estrella y el sol no tiene ninguna punta, el sol es una bola de fuego y para dibujar habría que dibujar un círculo.

Entonces, ¿qué pasa con las estrellas? ¿Por qué se dibujan así?

El motivo es sencillo, igual la explicación no tanto.

El motivo es sencillo porque cuando nosotros miramos al cielo por la noche y vemos una estrella, no el sol,

cuando vemos una estrella, esa estrella parece ser que se ve con puntitos, con esas puntas hacia los lados y ahí acaba la explicación sencilla.

La explicación menos sencilla y física tampoco tiene que ver con la atmósfera ni nada, es simplemente

porque cuando nosotros vemos la imagen, cuando se impere, una mejor dicho, la retina,

la imagen ha pasado por un sistema óptico como es el ojo.

Y al pasar por un sistema óptico pasa por una apertura.

Cualquier sistema óptico tiene una apertura, no puede tener una apertura infinita y se resolvería este problema.

Y en el momento en el que una de luz o un conjunto de aces de luz, una imagen,

pasa a través de una apertura, como puede ser el iris o como puede ser la boca de un telescopio,

se produce un fenómeno llamado difracción.

Y es la difracción la que produce que se vean esos haces que han hecho que con el tiempo las estrellas,

de forma infantil, se dibujen con puntas.

Los más fotógrafos del lugar, si eres uno de ellos, sabrás que cuando tú echas una foto

y cierras mucho el diacfragma, la apertura de tu cámara,

si haces una foto a una luz, esa luz sale con esos picos.

Eso es para depender de la forma que tiene el iris, de la forma que tiene la apertura.

Cuanto más hojas tiene ese iris, cuando se cierra, más circular parece y más se va a

parecer a como ve una estrella el ojo, que no deja de ser algo bastante circular,

aunque al final es un músculo el que lo está consiguiendo.

Quizás la forma más fácil y visual de expresarlo es con lo que se llama el principio de Huygens,

y es que cuando tú tienes una onda, cuando esa onda va avanzando en el espacio, vamos a suponer

que en este caso que la onda es la luz, esta luz se está comortando como una onda en este caso,

cuando llega la apertura del instrumento óptico, en este caso del ojo, cada punto de la onda dice

ese principio genera nuevas ondas. En el momento en que la luz llega a nuestra pupila, cuando llega

al iris, imagínate lo que pasa en el borde. Lo que pasa en el borde es que esa luz en ese punto se

genera otra onda y habrá haces de luz que se van fuera de esa apertura. Digamos que como, bueno,

es que en mi cabeza es muy fácil, se difracta y ya está, pero que la luz en lugar de seguir recta,

en esos bordes va a abrirse. ¿Cómo podría estar estas tres horas explicando lo mismo de distintas

maneras y sin un dibujo es muy difícil que se entienda? Si miras ahora tu teléfono estarás

viendo una imagen en la que más o menos yo creo que te va a quedar bastante claro. Esto es lo que

en óptica se llama la PSF. Si tú tienes la imagen de un punto, bueno, si tú tienes un punto, como

puede ser una estrella que está legísimos en el infinito, es un punto. Mantenbálicamente es puntual.

Si nosotros hacemos pasar ese objeto a través de un sistema óptico, la imagen que nos da el punto

es la PSF. Cuanto más cercanas sea un punto, pues mejor el sistema óptico, cuando más se aleje

de ese punto, que es la imagen original, pues peor ese sistema. Luego hay un montón de

algoritmos matemáticos de convolución que permiten, aunque el ojo no es una cámara,

permiten hacer una aproximación de cada ojo con esa PSF, cómo sería la imagen resultante.

Si un punto, en lugar de ser un punto, tiene forma de estrella, pues cómo es la imagen resultante.

De aquí salen muchas cosas que mucha gente sabrá, sobre todo la parte de fotografía,

muy interesante que es el límite de defracción. Si tú tienes un sistema óptico, si la apertura

fuera infinita, pues tendrías una resolución que no está limitada por nada, pero si tienes una

apertura, como puede ser la del ojo, o cualquier instrumento óptico que seamos capaces de concebir

en nuestra imaginación y en la realidad también, por tener un tamaño físico siempre va a haber una

resolución máxima a la que podemos llegar, porque dos puntos, si están muy cerquitas,

como ya a través del sistema óptico no van a ser un punto sino se van a convertir en un patrón de

difracción pues llega un momento en el que esos dos puntos no eres capaz de verlos como dos y los ves

como uno y lo que suele pasar en fotografía es que uno si sabe si conoces sus ópticas sabrá que

si abre mucho el diafragma y hace que entre muchísima luz va a tener el problema de que las lentes por

el borde pues suelen tener más aberraciones entonces si abres mucho la imagen va a ser peor que si

y si cierras mucho, vas a llegar a tener ese límite de difracción y la resolución de

nuevo va a ser menor. Así que por ahí en medio suele estar el punto timo en el que

el sistema óptico es mejor. Con el ojo pasa igual, por la noche no vemos igual de bien

que cuando hay mucha luz, pero cuando hay mucha, mucha, mucha luz y el diafragma liris

es muy pequeñito, pues tampoco tenemos la mejor calidad óptica del mundo, aunque eso

el cérebro hace luego sus procesados.

nosotros vamos a ver con cada ojo un patrón de difacción diferente con cada ojo pero bueno

no se aleja mucho de lo que ven los demás y al final pues se llegó a la conclusión de que

las estrellas a modo de infantil podemos decir por simplificar mucho pues se dibujan con picos

unos picos que tienen su y su explicación en la física y en la óptica este concepto de la psf es

es potentísimo y hay muchísimas cosas que parten de él, como calibrar un sistema óptico

o modificar la forma del ojo cuando vas a operarte para que quede la cosa bien, pues todo

eso va a intentar optimizar que la imagen de un punto sea puntual. Algo muy simple, pero

físicamente imposible.

Y para terminar y que veas ejemplos de esto, te dejo de ver este. Animo que busques alguna

imagen del Hubble o del James Webb de los telecópies espaciales. Se podía buscar de

otros, pero solo te dejo deberes de estos telecopios y vas a ver cómo tienes ese patrón de difracción

en las estrellas. Cómo esas estrellas tienen unos picos y si tienes curiosidad puedes también buscar

por qué esos picos tienen esa forma y no otra. Y nada más, feliz miércoles y hasta mañana.

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