La montaña que no existe y el efecto de refracción en la atmósfera

La foto que ilustra este artículo fue tomada en Francia, a principios del año pasado. Corresponde a la ciudad de Marsella, desde la que no pueden divisarse montañas, ya que las más cercanas se encuentran a unos 250 Km. de distancia. Sin embargo, en la foto se ve claramente la silueta de un monte perteneciente a los Pirineos. ¿Cómo es posible?

Por supuesto, y aunque sea muy fácil de hacer, la foto no está trucada. No se trata de una fotografía tratada con un programa de diseño como Gimp o Photoshop para superponer la imagen de las montañas. Realmente, el fotógrafo hizo “clic” en el momento que las montañas realmente eran visibles desde su posición.

La explicación está en un fenómeno atmosférico conocido como refracción. Básicamente, se trata del cambio de dirección que experimenta una onda electromagnética al pasar de un medio con unas características determinadas a otro de características diferentes. Este efecto solo puede notarse cuando la onda en cuestión incide oblicuamente sobre la superficie que separa ambos medios. Por supuesto, los medios en cuestión deberán tener un índice de refracción diferente.

La refracción se provoca porque la luz (una forma de onda electromagnética, como las de la radio o la televisión, pero con una frecuencia diferente) sufre un cambio de velocidad al pasar de un medio determinado a otro. De hecho, el índice de refracción es justamente la relación entre la velocidad de la onda en un medio tomado como referencia (en este caso el vacío) y la que posee al desplazarse por el material en cuestión.

Seguramente has visto alguna vez este efecto. Debes haber notado cómo una cuchara colocada en un vaso transparente conteniendo agua parece estar quebrada en el punto en que atraviesa la superficie del agua. Como dijimos antes, esto solo se nota si la cuchara incide de forma oblicua a la superficie del líquido. Si esta dispuesta en forma perfectamente perpendicular, el efecto no es visible.

Este fenómeno es el que explica cómo pueden verse objetos que están detrás de la línea del horizonte. Pero ¿Cómo se produce la refracción, si solo tenemos aire entre el ojo y la montaña? ¿No acabamos de explicar que hacían falta dos medios con índices de refracción diferentes?

Lo que ocurre es que el aire varía su índice de refracción con la temperatura. A medida que nos alejamos de la tierra, la temperatura del aire va descendiendo, y su índice de refracción se va modificando. De esta manera, la atmósfera en algunas ocasiones se comporta como si fuese una pila de materiales transparentes, cada uno con un índice de refracción ligeramente distinto. Al atravesarla, la luz sufre varios desvíos cuyos efectos se suman.

Cuando ese rayo de luz llega al ojo de un observador (o a la lente de una cámara), éste lo ve como proveniente desde el punto donde ha sido desviado. Seguramente esto te suena de alguna parte. Y es porque el mismo efecto puede explicar los espejismos. El caso más común es cuando miras la carretera en un día de calor, y a unos cientos de metros por delante ves como está “cubierta de agua”. En realidad, la idea de que hay agua la genera nuestra mente, porque lo que vemos en realidad es el cielo, en una posición completamente distinta, debido a que su imagen se ha “desviado” debido a este efecto.

Volviendo a nuestra fotografía, la montaña en cuestión mide 2300 metros de altura, y se encuentra en el límite entre Francia y España, pero las condiciones atmosféricas de ese día en particular hicieron posible obtener una fotografía única. Como premio extra, el punto de luz que se ve sobre el rojizo cielo, a la izquierda, es el cometa McNaught.

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Via epod.usra.edu