¿Cómo llega la luz del sol a la Tierra?

Velocidad de la luz

Las ondas electromagnéticas emitidas por el sol son de un amplio espectro que va desde los rayos X, con una longitud de onda de 2 nanómetros, hasta las ondas de radio, con una longitud de onda de 10 metros. La más intensa de ellas que llega a la superficie terrestre es la luz visible, con una longitud de onda de unos 500 nanómetros.

La energía que la Tierra recibe del Sol se denomina “constante solar” y se define como 2 calorías por centímetro cuadrado y minuto. Basada en metros cuadrados, la constante solar equivale a 1,4 kilovatios, o un calentador eléctrico. La energía que llega a la superficie terrestre es inferior a este valor, debido a factores como la absorción atmosférica, pero el sol es, no obstante, una importante fuente de energía para la Tierra.

El Sol es una estrella de 696.000 km de radio. Su volumen es tan grande que podrían caber en su interior 1,3 millones de Tierras, y pesa 330.000 veces más que nuestro planeta. Aunque nuestro Sol es mucho más grande que la Tierra, sólo tiene un tamaño medio entre las demás estrellas de nuestra galaxia. Las temperaturas de su superficie y su núcleo son de 6.000 y 15.000.000 grados Kelvin, respectivamente.

Cómo viaja la luz del sol a la tierra

El Sol es el objeto más grande y masivo del sistema solar, y es también la principal fuente de luz para todos los planetas. Todos los días sentimos el calor de la luz solar y, sin ella, la vida en la Tierra no existiría. Curiosamente, la luz del Sol no llega a nuestro planeta de forma instantánea. Más bien, dado que la velocidad de la luz es un número finito y que el sol se encuentra a unos 150 millones de kilómetros (93 millones de millas) de distancia, la luz del sol tarda unos 8 minutos en llegar a la Tierra.

La luz es lo más rápido que se conoce en el universo, y la velocidad de la luz representa una especie de límite de velocidad cósmico que, por lo que sugieren las leyes de la naturaleza, no puede superarse. La velocidad de la luz es de aproximadamente 186.000 millas por segundo (300.000 kilómetros por segundo). Se trata de un valor extremadamente rápido, pero no deja de ser un número finito, por lo que cuanto más lejos se encuentre una fuente de luz, más tardará en llegar a nuestros ojos.

La Tierra orbita alrededor del Sol a una distancia media de 150 millones de kilómetros. A esta distancia, existe un retraso notable en el momento en que la luz emitida por el Sol llega a nuestro mundo. De hecho, sólo con conocer la velocidad de la luz y la distancia entre el Sol y la Tierra, se puede calcular fácilmente cuánto tarda esa luz en llegar hasta nosotros. Basta con dividir la distancia por la velocidad para obtener el tiempo. En este caso, se dividen 93 millones de millas por 186.000 millas por segundo para obtener 500 segundos, que pueden convertirse en minutos multiplicando 500 segundos por 60, lo que da 8,3 minutos. Por tanto, la luz del Sol tarda poco más de 8 minutos en llegar a la Tierra. Esto también significa que nunca vemos el Sol tal y como es en la actualidad. Más bien, siempre vemos el Sol tal y como era hace 8 minutos. Por ejemplo, si el Sol desapareciera de repente, no nos daríamos cuenta hasta pasados 8 minutos.

¿Puede la luz viajar por el espacio?

La luz del sol iluminando dos partes distintas del estado de Nueva Jersey, en Estados Unidos. Amanecer en la costa de Jersey, en Spring Lake, condado de Monmouth (arriba), y atardecer en la costa, en Sunset Beach, condado de Cape May (abajo). Ambas se filtran a través de nubes stratus altas.

La luz solar es una porción de la radiación electromagnética emitida por el Sol, en particular la luz infrarroja, visible y ultravioleta. En la Tierra, la luz solar se dispersa y filtra a través de la atmósfera terrestre, y es evidente como luz diurna cuando el Sol está por encima del horizonte. Cuando la radiación solar directa no está bloqueada por las nubes, se experimenta como luz solar, una combinación de luz brillante y calor radiante. Cuando es bloqueada por las nubes o reflejada por otros objetos, la luz solar es difusa. Las fuentes estiman una media global de entre 164 vatios y 340 vatios[1] por metro cuadrado a lo largo de un día de 24 horas;[2] la NASA calcula que esta cifra representa aproximadamente una cuarta parte de la irradiancia solar total media de la Tierra.

La luz solar tarda unos 8,3 minutos en llegar a la Tierra desde la superficie del Sol[3]. Un fotón que partiera del centro del Sol y cambiara de dirección cada vez que se encontrara con una partícula cargada tardaría entre 10.000 y 170.000 años en llegar a la superficie[4].

Cómo llega la luz solar a la Tierra

Todas estas estrellas, incluso las más cercanas, están extremadamente lejos. En comparación, nuestro Sol está [de media] a sólo 93 millones de millas de la Tierra. La luz solar viaja a… bueno… la velocidad de la luz [186 000 millas por segundo], y tarda unos 8 minutos y 20 segundos en recorrer esa enorme distancia. Pero, ¿significa eso que la luz solar que vemos tiene 8 minutos y 20 segundos?

La luz solar está formada por diminutos “paquetes de luz” llamados fotones, que se originan en el núcleo del Sol. Los fotones nacen en una fusión nuclear, cuando los núcleos de hidrógeno chocan entre sí para formar helio. Como subproducto de esta reacción, se libera una enorme cantidad de energía en forma de fotones. Pero no se trata de fotones de luz visible, no del tipo de luz que pueden ver nuestros ojos, sino de fotones de rayos gamma de alta energía. Los fotones de rayos gamma se convertirán en luz visible mucho más tarde, cuando pierdan mucha energía en su largo camino de 433 000 millas /700 000 kilómetros fuera del Sol.

El Sol está compuesto de diferentes capas, como una cebolla. La parte más caliente y densa del Sol es el núcleo. Allí, una enorme cantidad de materia, aproximadamente ⅓ de la masa total del Sol, se concentra en un volumen que se extiende desde el centro hasta aproximadamente ⅕ del radio del Sol.  Aquí es donde tiene lugar toda la magia de la fusión nuclear.