Fraunhofer i les ratlles oscures

De vegades un científic té un nou i gran descobriment davant seu i no
ho veu. Això és el que li va succeir a Joseph von Fraunhofer.

[@more@]

Nascut el 1787 va ser l’últim dels 11 fills d’un mestre vidrier. Va quedar orfe als 12 anys i es va convertir en ajudant i aprenent d’un cristaller fabricant de miralls de Munic que, a sobre, no li pagava pel seu treball. Li donava una instrucció mínima que li impedia acudir a l’Escola Dominical on els aprenents tenien l’oportunitat d’estudiar altres matèries que no fossin el seu ofici.

Quan comptava amb 14 anys es va desplomar la casa de l’esmentat mestre quan Joseph estava dins. Aquest fet va tenir gran repercussió a Munic i va arribar a l’elector Maximiliano. Commogut li va proporcionar diners que Joseph va utilitzar per adquirir coneixements. També va arribar a orelles d’un advocat i financer anomenat Utzschneider que li va contractar perquè treballés a la seva fàbrica de vidre.

La seva habilitat per a aquesta artesania era tal que aviat va construir els millors telescopis de l’època. No només això, sinó que va aportar nombroses innovacions tècniques per millorar la qualitat dels mateixos. Només cal dir que Bessel i von Struve van utilitzar telescopis de Fraunhofer per mesurar per primera vegada una paralatge estel·lar.

Però encara va fer una cosa més. Tal com Newton havia fet passar llum del Sol per un prisma de vidre perquè el resultat de la refracció arribés a una pantalla i pogués veure els colors de l’Arc Iris, Fraunhofer va fer el mateix però fent passar el raig resultant per un telescopi en 1814. I què va veure? Doncs que no tots els colors hi eren.

Dotze anys abans William H. Wollaston ja havia vist aquests colors que faltaven, aquestes ratlles negres, encara que Newton no les havia vist. El que passava és que les petites imperfeccions del prisma disminuïen la nitidesa, amb el que Newton mai podria haver-les vist segle i mig abans; però Fraunhofer, mestre a polir lents sí va poder veure-les i tal com Wollaston havia vist 7 línies, Fraunhofer va arribar a comptar gairebé 600 (avui dia es compten unes 25.000). Va utilitzar lletres per definir les més prominents que avui es coneixen com "línies de Fraunhofer".

Però no només va mirar la llum que venia del Sol sinó que va observar les línies fosques que deixaven altres estrelles adonant-se que les disposicions aquestes eren diferents en dependència de l’estrella a la qual mirava. Això demostrava que les línies eren un efecte de tipus astronòmic i no, per exemple, a causa de l’atmosfera ja que en aquest cas totes haguessin donat patrons iguals.

També va observar la llum provinent de la Lluna i la dels planetes i allà va trobar patrons idèntics als vistos en el Sol, concloent que la seva llum no era pròpia, sinó un reflex d’aquest últim. És una bonica forma de comprovar que la llum que veiem de la Lluna i dels planetes no són més que el reflex de la solar, oi?

Va ser, a més, el primer a utilitzar finíssimes reixetes metàl·liques que avui dia substitueixen als prismes, o sigui que les xarxes de difracció són també cosa seva.

Els informes de Fraunhofer van ser ignorats. Per si no n’hi hagués prou i malgrat tots els seus descobriments l’esnobisme científic de l’època el va mantenir a distància: li permetien assistir a les conferències però no participar.

Va morir als 39 anys d’edat de tuberculosi.

Però continuem amb la història. Aquestes ratlles que havia vist eren les "empremtes digitals" que deixen els elements que estan continguts en l’atmosfera solar, el que avui dia es coneix com "espectre d’absorció". Però, què va tenir davant que us comentava? Doncs es va adonar que dues línies fosques en l’espectre del Sol coincidien exactament amb dues línies brillants d’una llum de Sodi que tenia en el seu laboratori (espectre d’emissió).

Ai!, es va quedar a un sol pas amb la prova davant seu. Si hagués pensat i aprofundit més s’hauria avançat com a mínim 30 anys quan Kirchoff i Bundsen van demostrar que en realitat eren aquestes "empremtes digitals" dels elements. Cada element presenta una sèrie de línies característiques.

Una dècada després que Bundsen i Kirchoff demostressin el valor de les línies espectrals, encara no eren apreciades en tot el seu potencial. La cosa va canviar de cop durant un eclipsi de Sol visible a l’Índia en 1868. L’astrònom francès Pierre Jules César Janssen (1824-1907) va viatjar allà per a observar-lo i va estudiar els espectres trobant fàcilment les línies de l’hidrogen. L’endemà de l’eclipsi va apuntar el seu telescopi just a la vora del Sol i va trobar una altra vegada les mateixes línies, però va d’altres que no va ser capaç d’identificar.

Va prendre nota d’això i les va enviar a l’astrònom anglès Joseph Norman Lockyer (1836-1920), qui era un expert reconegut en l’espectre solar. Va estudiar amb detall les observacions de Janssen i va concloure que no eren produïdes per cap element existent en la Terra. Va conjecturar que es tractava d’un element característic del Sol i li va dir "heli", per la paraula grega "Sol".

Això no va ser pres molt seriosament, doncs havia altres molts informes d’estranyes línies espectrals. En 1895 però, el químic escocès William Ramsay (1852-1916) va descobrir a la Terra una substància que reproduïa punt per punt les línies espectrals que Janssen havia detectat en el Sol.

D’aquesta manera, es va descobrir l’heli en el Sol 28 anys abans que es descobrís el mateix element a la Terra. Però cal donar gràcies, sobretot, al primer avanç que va donar Joseph von Fraunhofer: un nen orfe, gairebé sense oportunitats, explotat pel seu cap i ignorat per l’esnobisme científic de l’època. Dèu n’hi do.

Font:
http://historias-de-la-ciencia.bloc.cat/post/1052/75895

Quant a omalaled

Me llamo Fernando y soy un apasionado de la ciencia y admirador de los científicos y ténicos de todas las épocas. Espero disfrutéis sabiendo un poquito más de ellos.
Aquesta entrada ha esta publicada en General. Afegeix a les adreces d'interès l'enllaç permanent.