Anders Jonas Ångström: El hombre que leyó la luz solar

En 1862, un físico sueco apuntó un espectroscopio al Sol, fotografió lo que obtuvo y anunció que la atmósfera solar contiene hidrógeno. Fue una afirmación de alcance asombroso —que la composición química de un objeto a 150 millones de kilómetros de distancia podía determinarse a partir de un patrón de líneas oscuras— y era correcta. Desde entonces, la astronomía ha sido química.

De Medelpad a Uppsala

Ångström nació el 13 de agosto de 1814 en Lögdö, Timrå, en la provincia sueca septentrional de Medelpad, hijo de Johan Ångström. Se educó en Härnösand y se trasladó a Uppsala en 1833 para ingresar en la universidad, donde se convirtió en docente de física en 1839, a los veinticinco años, en una institución que lo retendría el resto de su carrera.

Su trayectoria inicial pasó por la astronomía más que por la óptica de laboratorio. En 1842 fue al Observatorio de Estocolmo para adquirir experiencia práctica de observación, y en 1843 fue nombrado conservador del Observatorio Astronómico de Uppsala. La combinación dio forma a todo lo que siguió: era un físico que sabía cómo apuntar un instrumento al cielo y un astrónomo en activo que entendía de qué estaba hecha la luz.

El artículo de 1853

Su obra fundamental, Optiska undersökningar (Investigaciones ópticas), se presentó a la Academia de Estocolmo en febrero de 1853, tras haberse publicado con fecha de 1852. En ella demostró que la chispa eléctrica produce dos espectros superpuestos, uno perteneciente al metal del electrodo y el otro al gas a través del cual pasa la chispa. Desentrañar ambos es el primer paso esencial del análisis espectral: establece que un espectro puede descomponerse en las contribuciones separadas de las sustancias que lo producen.

El resultado más profundo provino del razonamiento más que del aparato. Basándose en la teoría de la resonancia de Euler, Ångström dedujo que un gas incandescente emite rayos luminosos de la misma refrangibilidad que los que puede absorber: que una sustancia emite precisamente las longitudes de onda que absorbe. Este es el principio que hace que las líneas oscuras del espectro solar sean legibles como firmas químicas. Había formulado, en 1853, una ley de absorción que sería algo modificada y posteriormente conocida con el nombre de otro hombre: la ley de radiación térmica de Kirchhoff.

Ignorado, luego no

Su contribución fue, en palabras llanas del registro, ignorada durante varios años. El reconocimiento llegó tarde y desde el extranjero. En 1870 fue elegido miembro extranjero de la Royal Society, y en 1872 dicha institución le otorgó la Medalla Rumford, con Edward Sabine señalando que el principio que había establecido "le da derecho a figurar como uno de los fundadores de la espectroscopia". En 1873 fue elegido para el Institut de France. Se había unido a la Real Academia Sueca de Ciencias mucho antes, en 1850.

En 1858 sucedió a Adolph Ferdinand Svanberg en la cátedra de física en Uppsala, y a partir de 1861 centró su atención casi por completo en el espectro solar.

El mapa del Sol

El resultado sobre el hidrógeno de 1862 dependió de casar el espectroscopio con la fotografía, lo que permitió registrar las líneas en lugar de simplemente vislumbrarlas y esbozarlas. Seis años después, en 1868, llegó su obra maestra: Recherches sur le spectre solaire, un mapa del espectro solar normal que contenía mediciones detalladas de más de mil líneas espectrales. Se convirtió en la referencia estándar para una generación de astrónomos.

También contenía un error que dice mucho sobre el escrúpulo del trabajo. Sus mediciones eran inexactas en aproximadamente una parte de cada siete u ocho mil, no porque su técnica fuera pobre, sino porque el estándar de metro que había utilizado era ligeramente demasiado corto. El error estaba en la regla, no en el ojo, y su tamaño es la medida de su precisión: un error de una parte en ocho mil es lo que cuenta como un defecto en el trabajo de Ångström.

En 1867 se convirtió en la primera persona en examinar el espectro de la aurora boreal, detectando y midiendo la característica línea brillante en su región verde-amarillenta. Se equivocó en una implicación, creyendo que la misma línea aparecía en la luz zodiacal, pero la observación en sí abrió el estudio espectroscópico de la atmósfera superior.

Magnetismo y calor

La espectroscopia no fue su única ocupación. Estudió la transferencia de calor y el magnetismo terrestre, registrando fluctuaciones magnéticas en toda Suecia en 1852 y 1853. La Academia de Ciencias de Estocolmo también le entregó los datos magnéticos recopilados durante el viaje alrededor del mundo del HSwMS Eugenie entre 1851 y 1853, una reducción que completó poco antes de su muerte: un servicio nacional laborioso y poco glamuroso del tipo que consume carreras.

Por qué Anders es llamado un genio

La cualidad es la precisión casada con la inferencia: la capacidad de realizar mediciones lo suficientemente finas como para sostener un argumento, y luego ver qué argumento sostienen. Dos movimientos lo definen. El primero, en 1853, fue teórico: razonar a partir de la teoría de la resonancia de Euler hasta la conclusión de que un gas brillante emite exactamente las longitudes de onda que absorbe, lo que convierte un espectro de una curiosidad en una huella dactilar química. El segundo, desde 1861 en adelante, fue ejecutivo: medir mil líneas solares con la suficiente precisión como para que el atlas resultante gobernara el campo, y utilizar el resultado para establecer que una estrella contiene hidrógeno. La brecha entre esas dos cosas —una idea sobre la resonancia y saber de qué está hecho el Sol— es la totalidad de la astrofísica, y él la cruzó.

El contraargumento honesto es que comparte el crédito y, en la cuestión más importante, perdió el nombre. La ley de Kirchhoff lleva el nombre de Kirchhoff; la versión de Ångström se formuló primero pero se modificó algo después, y su trabajo permaneció desapercibido durante años mientras otros construían sobre el mismo terreno. No fundó ninguna escuela de pensamiento ni dejó ninguna teoría general de la materia y la radiación. Su gran atlas contenía un error sistemático heredado de un metro estándar defectuoso, y su trabajo sobre la aurora incluía una afirmación errónea sobre la luz zodiacal. Lo que no es discutible es el veredicto de Sabine cuando la Royal Society finalmente le entregó la Medalla Rumford en 1872: el principio que estableció le da derecho a figurar como uno de los fundadores de la espectroscopia. Las ciencias completas no tienen muchos fundadores.

Legado

Se casó con Augusta Bedoire en 1845, hija de una familia de comerciantes de Estocolmo de origen hugonote; su hijo Knut, nacido en 1857, se convirtió a su vez en físico. Ångström murió de meningitis en Uppsala el 21 de junio de 1874, a los cincuenta y nueve años, con las reducciones magnéticas del Eugenie apenas terminadas.

Su nombre sobrevive en tres lugares. Un cráter en la Luna lo lleva. El Laboratorio Ångström de la Universidad de Uppsala, que alberga física, matemáticas, ingeniería, química y física espacial, lo lleva. Y de forma más duradera, el angstrom —una diezmilmillonésima parte de un metro, la unidad en la que se miden las longitudes de onda de la luz y el espaciado entre átomos en los sólidos— lo lleva a cada artículo de cristalografía y espectroscopia que todavía se escribe. Un hombre cuyo gran trabajo fue deshecho por un metro ligeramente corto terminó como una unidad de longitud.