Muy buenos días. Muchos os habréis preguntado: ¿por qué vemos a color? ¿Por qué vemos colores? ¿Por qué no vemos a color cuando observamos por el telescopio? ¿Y por qué no vemos infrarrojos, o ultravioletas? En múltiples ocasiones, muchos de los que tenéis telescopio os habréis podido preguntar por qué todos los objetos aparecen en blanco y negro y no como en las imágenes o, algunos que no lo tenéis, habréis pensado que todo puede verse como Internet nos muestra. Hoy vamos a ver que no es así y por qué vemos realmente los objetos en blanco y negro a través de un telescopio o de los binoculares.

Explicación

Dado que ponernos a hablar de la Física de la luz para explicar este concepto sería un tanto enrevesado, os pondré un ejemplo que os servirá de mucho. Imaginemos una habitación bañada por los rayos de Sol, y ahora pensemos en un objeto de color muy vivo; éste llama nuestra atención, es claramente visible. Ahora, imaginemos que hemos bajado las persianas. ¿Veis algo? Efectivamente, nada. La visión del ser humano es muy poco sensible a la luz, así que en condiciones de oscuridad total o parcial –sea una penumbra-, pierde la percepción de todos los colores. Ahora, imaginemos que han pasado unas horas, levantamos nuestra persiana de nuevo y, pese a estar completamente oscuro el cielo, los rayos de luz de la Luna se cuelan por nuestra estancia. Veremos los objetos de color llamativo que hemos señalado antes, pero sin embargo los veremos sin color, grises y negros.

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Así es como puedes cazar a Júpiter por un telescopio, turbulencias incluidas, pero a color.

Lo mismo ocurre con el telescopio. Cuando existe un cuerpo como el Sol que ilumina a todos los astros (planetas, cometas, satélites) éstos son visibles a color porque sus dimensiones son menores (brillo por unidad de superficie más alto) y la luz que emite nuestra estrella es tan intensa que refleja sus colores. Esta luz, que apenas tiene que viajar unos minutos o unas pocas horas hasta nuestros ojos, llega sin ninguna perturbación y el resultado son discos planetarios preciosos y coloridos. En nuestro ejemplo, equivaldría a levantar ahora mismo nuestra mirada y ver edificios iluminados por el Sol, con sus colores y detalles (bueno, temporales lluviosos aparte).

El problema llega cuando los objetos se encuentran fuera de nuestro Sistema Solar, a años-luz, como es el caso de las galaxias, los cúmulos o las nebulosas (es decir, el llamado ‘cielo profundo’). Estos objetos distan millones de veces más que nuestro Sol de nosotros y no están iluminados por ningún cuerpo que se sitúe próximo al observador. Por ello, su brillo superficial es tan bajo que no podemos distinguir color alguno. En nuestro ejemplo sería equivalente a intentar percibir el color de nuestra habitación solo mediante la luz de la Luna. Un objeto de brillo mucho más tenue en un entorno privado de la luz solar no puede permitírnoslo.

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La Nebulosa de la Bruja, en Rigel, muy llamativa, sí, pero muy grande, y por ello superficialmente tenue. Imagen por Rogelio Bernal Andreo.

Si a alguien le apetece ir más lejos, le pondré el ejemplo de la Nebulosa de la Bruja. En su caso, está iluminada por Rigel, la segunda estrella más brillante de Orión. Pero la realidad es que el brillo de ésta en comparación con el del Sol es de 54.000 millones de veces más débil (aprende a hacer estos cálculos AQUÍ), es decir, su fuente de luz es 54.000 millones de veces más débil que la que ilumina nuestros coloridos planetas. Esto sumado a que la nebulosa mide seis veces más que la Luna Llena, le acaba dando un brillo superficial de centenares de miles de millones de veces menor. Si a ello le añadimos que dista casi 1.000 años-luz de nosotros y su luz, viajera durante un milenio por el espacio exterior, llega altamente debilitada y refractada por la atmósfera, lo lógico es que se vea en blanco y negro.

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Cuanto más oscuro el cielo, mayor la cantidad de estrellas visibles. Hasta ahí, nada nuevo. Imagen desde Santa María del Campo Rus por Aarón Esteve.

También esto explica que podamos ver estrellas solo de noche. Mientras la luz que recibimos de nuestra fuente lumínica (el Sol) sea mayor que la que recibimos de las estrellas nocturnas, ésta las cegará. Por ello, no comenzamos a observar las estrellas hasta que su brillo es mayor que el del Sol, hecho que se produce en el crepúsculo vespertino o en los momentos previos al crepúsculo matutino. Si el cielo tuviese color (asumiendo el color negro como la ausencia de todos), no podríamos ver estrella alguna. Es algo simple de imaginar, pero que hasta ahora no habíamos planteado formalmente.

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Aquí podemos localizar fácilmente las partes que siempre oímos del ojo. Los fotorreceptores hemos de buscarlos en las últimas regiones.

Esto tiene su explicación física, pero también su explicación biológica. Los conos son la parte de la visión que se encarga de distinguir colores; existen tres (longitud de onda corta, media y larga, o nuestro red-green-blue) y son solo un 5% de todos los fotorreceptores oculares. Cuando la luz es alta, según cuál sea la longitud de onda del color que refleje un objeto, uno de los tipos de conos que poseemos se activará y comunicará al cerebro que estamos viendo ese preciso color. Por otra parte, los bastones son los órganos responsables de la visión nocturna en otros tres colores (blanco, gris, negro), y se activan cuando las condiciones de luz son reducidas -pueden captar en algunos casos fotones de manera singular-. Existen 100 millones de ellos (aproximadamente un 95% del total de los receptores) y son incapaces de mostrar color alguno. Su función es captar más luz en la penumbra, por lo que cualquier tenue luz ya desadapta nuestra visión en la noche. El hecho de que podamos ver en tres gamas de colores no es baladí -y el que los daltónicos no puedan, tampoco- y se debe a una mutación genética que se transmitió en el genoma de las mujeres, pero esto ya escapa a nuestro tema, y la explicaré si lo pedís en los comentarios.

Muchos os habréis preguntado, ¿por qué vemos en blanco y negro si nuestros conos pueden activarse en mayor número para captar colores aun en la oscuridad? Bien, la evolución nos ha dotado de mayor cantidad de estructuras para adaptarnos y defendernos en entornos escasamente lumínicos; algo con mucho más sentido, por otra parte, que adaptarnos a la cantidad de luz, que no reporta absolutamente nada a nuestra supervivencia. Por ello, poseemos una proporción aplastante de bastones en detrimento de conos. Ello nos ha llevado a tener una sensibilidad visual muy baja y a ser susceptibles a los extremos de presencia de color (blanco) o de ausencia (negro). Por ello, al observar en el telescopio con fondo oscuro, se activan nuestros bastones, mayoría absoluta de nuestras células visuales, y nos muestran todo en un lujoso a la par que insulso blanco y negro. De ahí que sea tan importante el brillo superficial de un objeto, porque pese a ser su magnitud más tenue, el que ocupen mucho menos espacio ‘hackea’ nuestro Sistema Nervioso y le hace creer que por estar más compactada la luz, la intensidad es mayor. ¡Y lo consigue!

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Este sortudo astrónomo, con un instrumental exageradamente grande, logró ver la enorme M42 como un entramado violáceo-verdoso.

Una buena pregunta es… ¿Por qué con un pequeño telescopio no puedo observar colores y sí puedo hacerlo con uno muy grande? Bien. He mencionado que la existencia de luz es crucial para la activación de nuestras células y la captación de los colores. En presencia de una mayor cantidad de ésta, los objetos ganan brillo superficial y nuestros ojos detectan un aumento en su intensidad. Esto puede llevar a que los objetos más brillantes alcancen, a grandes aberturas, la luminosidad necesaria para que nuestros conos se activen. Un telescopio de 150 milímetros capta, por regla general, la mitad de luz que un telescopio de 300, al tener menos espacio para hacerlo. Por ello, quienes poseen grandes telescopios (de 254 milímetros en adelante) afirman poder observar colores en las condiciones pertinentes, porque se trata de verdaderos tragaluces que anegan nuestra visión. No obstante, no se engañen, hacen falta aberturas mayores para detectar algo que no sea nuestra propia autosugestión. Cuando uno sabe lo que debe verse, se lo imagina hasta tal punto que acaba viéndolo.

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Las nebulosas planetarias, esos objetos coloridos, altamente ionizados, calientes, medianamente cercanos y muy pequeños.

¿Por qué casi todos los objetos observables a color son nebulosas planetarias?

Las nebulosas planetarias son objetos relativamente próximos a nosotros (de cientos a miles de años-luz), generados por la rápida expansión de gases iluminados por una estrella que los excita. Éstas son de tamaño reducido (algún año-luz la más grande, y visualmente de las dimensiones de un disco planetario, por lo que reciben ese nombre) y poseen una fuente de iluminación propia y altamente brillante por su desmesurada temperatura superficial. Todas estas características, mezcladas, hacen de las nebulosas planetarias objetos candidatos a ser vistos con color. Ahora bien, quien haya visto objetos de espacio profundo por el telescopio a color, lo habrá hecho siempre bajo la misma tonalidad. ¿Y por qué diantres cuando observamos al telescopio, sea en nebulosas o sea en galaxias, todos los colores que apreciamos son azules o verdes, si en las fotos son amarillos, morados o hasta rojos?

Esto, todo, depende de nuestra visión. Como ya he explicado, tenemos poca sensibilidad lumínica. Dada nuestra ineficiencia en condiciones altamente lumínicas para observar colores, porque nuestra visión ha decidido evolucionar para captar cuanta más luz mejor en condiciones de penumbra, podemos observar los pocos colores que nuestros pocos conos nos permiten. De hecho, creemos verlos todos, pero en realidad existen infinitos más, solo que percibimos aquellas longitudes de onda para las que estamos preparados, que no es otra que la que va del violeta (corta) a la roja (larga). Después llegan los infrarrojos ante los que algunos animales se vuelven locos y que, sin embargo, nosotros no detectamos. (Hack mental: piense en cómo podrían ser los infrarrojos. ¿A que no puede sin que antes haya pensado en un color existente?).

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El espectro electromagnético. Ondas más cortas, energías más altas (izda.), ondas más largas, energías más bajas (dcha.). Nuestra luz visible, una nimiedad dentro de todo el espectro.

Pero espera… Has dicho ‘longitud de onda’. ¿Podrías explayarte?

Sí. Los colores están ordenados según su longitud de onda. En Física, la energía viene determinada por el producto de la constante de Planck (h) por su frecuencia (f). (h · f). Si tenemos en cuenta que la frecuencia (número de oscilaciones de esa onda) es igual a la velocidad de la luz entre la longitud de onda (ya que las ondas electromagnéticas viajan, todas y sin excepción, a la velocidad de la luz), podremos ver que cuanto menor sea la longitud de la onda, mayor será su frecuencia. Y como su energía es el producto de una constante por la frecuencia, cuanto menor sea la longitud de onda, mayor será la energía de la misma. Esto explica que el violeta (380 nanómetros) dañe más nuestra vista, sea más fácilmente captado por los conos y pueda incendiar materiales con más facilidad que el rojo (750 nanómetros). También explica por qué los astrónomos tenemos la manía de empapelar todo de rojo para no fastidiar nuestros ojos cuando observamos (¡malditos bastones, que desadaptan nuestra vista si ven azules!). Bien, digresión realizada, volvamos a nuestro caso:

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Energía en electronvoltios de los colores visibles. Primero, el violeta, último el rojo.

Estas ondas, que no son más que colores (¿O debería ser al revés?), llegan a nuestro cerebro y son interpretadas. Solo las más fuertes (violetas, azules o verdes) serán capaces de despertar a nuestros perezosos conos para que informen de que estamos viendo algo y no deriven su trabajo a los torpes bastones que digan que ‘ahí no hay nada’. Entonces, nosotros diremos ‘ese objeto tiene color’. Como azul, violeta o verde son los más potentes, de una Nebulosa, sea todo lo colorida que quiera, solo podremos detectar -cuando la luz sea lo suficientemente grande como para excitar nuestros bastones- estos tres colores. El resto podrá estar presente, pero al poseer la mitad de energía para nuestro cerebro no existirán. No serán detectables por las células de visión y serán un mero ‘blanco y negro’ para nosotros.

Por ello las nebulosas planetarias que posean colores de mayor frecuencia (a mayor frecuencia menor longitud de onda), como el azul o el verde, serán mucho más fáciles de ver que cualquier nebulosa gigante de colores débiles (como el amarillo y el rojo). Un buen ejemplo es M42 por sus dimensiones (que aparece al telescopio como un objeto de color verde pútrido, primera imagen), NGC 6210 en Hércules, que aparece como un objeto azulado (segunda imagen), o NGC 7662 en Andrómeda, que aparece como un disco diminuto de color verde-azulado (tercera imagen).

Esto es todo por hoy, es una entrada básica para entender la biofísica, el mundo de los telescopios y la astronomía observacional, y una de las dudas más planteadas por los astrónomos principiantes, siendo una de las mayores decepciones de quien se compra un telescopio sin saber de Física creyendo que el mundo es como las imágenes lo construyen. Deje un comentario si ha aprendido, le ha servido o incluso si tiene dudas. Un saludo y buenas tardes.

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6 comentarios en “¿Por qué vemos a color?

  1. Que maravilla. Ya tenía ciertos conocimientos respecto al tema y he leído de muchos sitios, y diría que no lo había visto tan bien explicado y tan conciso como aquí. Se entiende todo con facilidad. Enhorabuena y muchas gracias.

    Respecto a este párrafo:
    “El hecho de que podamos ver en tres gamas de colores no es baladí, y se debe a una mutación genética que se transmitió en el genoma de las mujeres, pero esto ya escapa a nuestro tema, y la explicaré si lo pedís en los comentarios.”
    Me encantaría que lo explicaras 🙂

    Un saludo

    Le gusta a 1 persona

    1. Buenas tardes, Nam.

      En primer lugar, agradezco profundamente tu comentario. No son muchos los que llegan y, de hecho, son la forma de interacción lector-autor que más sirve a la hora de ir por el buen camino y mejorar lo que falla. En este caso, me contenta sobremanera que te haya gustado y el objetivo por el que creé la entrada haya sido cumplido con creces.

      A veces la clave de la divulgación es, quizá, ser menos técnico y recurrir algo más a las metáforas o los ejemplos visuales. Solo se aprende si se genera interés, y lo hace más una imagen que un texto avanzado. Obviamente, hay temas como este que cuestan más y no sabes por dónde cortar o por dónde seguir cosiendo un poco más, de ahí a que me parase cuando contaba lo de ‘por qué vemos en red-green-blue’.

      Dado que lo has pedido, Nam, me guardo tu petición y tu interés por dicho tema y le dedicaré, en un futuro no muy lejano, una entrada extensa y plagada de curiosidades en que relacione genética con física para explicar el porqué de nuestra visión, tan extraña dentro de los animales (quienes perciben más longitudes y, aun así, poseen una visión más pobre). Si no te importa, cuando lo haya hecho (por si acaso no sigues todavía al blog) te avisaré personalmente contestando, de nuevo, a este comentario.

      Muchas gracias por tu comentario y recibe un saludo,

      Francisco Cebrián.

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  2. Muy buen artículo, soy un admirador de la astronomía y mi sueño es comprar un telescopio y observar el cosmos, pero no sabía que lo vería en blanco y negro, fue bueno saberlo ahora, para no sentirme decepcionado después, muchas gracias

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    1. Muy buenos días, Abdiel.

      Me alegro mucho de que le haya servido. En todo telescopio siempre se observan colores en objetos próximos, como son los planetas o las estrellas, pero no es posible hacerlo con cúmulos, galaxias o nebulosas. En unos meses haré una entrada para ayudar a los lectores a elegir telescopio; si está interesado en comprar uno y tiene dudas sobre en qué fijarse o cuál comprarse, no dude en hacérmelas llegar y le asesoraré, pues me dedico a ello de manera desinteresada en los foros de astronomía. Pienso que además de tener presente que el color es una limitación, también lo es la calidad de la óptica, de los accesorios, el tipo de telescopio y montura, su tamaño… Si alguna vez tuviese dudas o necesitase orientación, no lo dude y escríbame por aquí o a mi correo ( astronomiatualcance@gmail.com ) y le daré los consejos más importantes y mis recomendaciones.

      Un saludo y muchas gracias por hacerme llegar su opinión sobre el artículo. ¡Seguimos en contacto!

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    1. Muy buenos días, Aleix. De nada, a usted por su comentario y su crítica positiva que me ayuda a seguir por el buen camino. Supone para mí un gran refuerzo conocer que los contenidos llegan y lo hacen de forma clara, labor principal del divulgador.

      Un saludo y felices fiestas.

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