Invisibilidad

La invisibilidad es la cualidad de lo invisible (que no puede ser visto). Aplicados a cuerpos físicos, se dice comunmente que son invisibles cuando no pueden ser visto por un observador dado en condiciones de luz normales.

Invisibilidad, camuflaje y tecnología furtiva:

Sin embargo, se pueden hacer muchas matizaciones. Un objeto puede ser invisible al ojo humano, lo que quiere decir que es invisible a ciertas amplitudes de onda. La luz visible sólo es una parte del espectro electromagnético y un objeto podría ser visible o invisible a la luz ultravioleta, los infrarrojos, microondas, etc.

Tampoco se debe confundir la verdadera invisibilidad con el camuflaje o las tecnologías furtivas.

El camuflaje es disimular algo dandole el aspecto de otra cosa, como la adopción de la coloración del entorno para confundirse con el fondo. Así, una persona vestida de negro en una noche oscura podría parecer invisible al ojo humano cuando en realidad sólo está camuflada.

La tecnología furtiva no es ninguna de las opciones anteriores. Los aviones “invisibles” al radar tampoco son invisibles en realidad, sino que se valen de una serie de materiales y configuraciones geométricas para dispersar las ondas de radar y que la mayoría no vuelvan al punto de origen, lo que les hace parecer objetos mucho más pequeños. El avión no se ha camuflado, se le sigue detectando, y si parece invisible es simplemente por la imperfección del detector.

La luz y la visión:

Para comprender cómo podría funcionar la invisibilidad hay que comprender cómo funciona la luz.

James Clerk Maxwell (1831-1879) definió las ecuaciones de onda de la radiación electromagnética, demostrando que electricidad, magnetismo e incluso la luz, eran manifestaciones del mismo fenómeno. Sus ecuaciones describen perfectamente el comportamiento de la luz, una onda caracterizada por su amplitud, frecuencia e intensidad.

El proceso según el cual vemos requiere de un foco de luz, un objeto a ver y un receptor (el ojo). La luz que incide en el objeto, básicamente, puede ser absorbida, reflejada o refractada. Un objeto que vemos como verde, por ejemplo, en realidad es de todos los colores menos el verde, ya que esa es la longitud de onda que refleja (rebota) y eventualmente incide en nuestro ojo, permitiendo que percibamos el objeto verde.

Si el objeto es opaco, eso quiere decir que absorbe el resto de longitudes de onda. Pero si es traslúcido, entonces eso nos indica que los rayos de luz de alguna longitud de onda han sido refractados, han atravesado el objeto sin ser ni absorbidos ni reflejados.

Esto ya nos muestra una primera aproximación a la invisibilidad, que sería la transparencia. Pero conseguir que un objeto dado se vuelva transparente requeriría cambiar sus propiedades físico-químicas, algo que puede no ser deseable.

Pero la refracción ofrece otra interesante posibilidad: modificar la trayectoria del haz luminoso. La refracción, es el cambio de dirección que experimenta una onda al pasar de un medio a otro, debido al cambio de velocidad.

Esta podría ser una importante propiedad de los materiales, clave para conseguir un efecto de invisibilidad. Un material que rodeara al objeto que pretendemos hacer invisible podría estar diseñado de tal forma que variara su índice de refracción paulatinamente hasta conseguir que el rayo de luz rodeara al objeto y saliera detrás del mismo como si en realidad lo hubiese atravesado.

En realidad resulta en un efecto similar a utilizar un conjunto de espejos.

La invisibilidad en la realidad:

Metamateriales:

Curiosamente, los avances en informática han acercado la posibilidad de construir materiales que hagan invisible, especialmente la investigación orientada a la construcción de chips que funcionen con fotones en vez de con electrones,

Los metamateriales son materiales artificiales, con una estructura diseñada (diferentes capas y perforaciones) que les confiere propiedades especiales para la longitud de onda a la que deben trabajar. Por ello, requieren del uso de nanotecnología para ser construidos. Como resultado, se puede diseñar metamateriales con índices de refracción negativos para determinada longitud de onda.

En laboratorio ya ha habido varios logros en este sentido, construyendo materiales “invisibles” para microondas o para luz roja, por ejemplo.

El objetivo final es hacer que la luz "rodee" lo que queremos hacer invisible y supone un reto enorme diseñar un material que funcione con todas las longitudes de onda requeridas.

Cristales de calcita:

Recientemente, en 2011, dos equipos de investigadores independientes han realizado un experimento sumamente interesante en el que han conseguido hacer invisible pequeños objetos utilizando cristales de calcita, un mineral natural y barato.

La calcita tiene la propiedad de la doble refracción: divide la luz en dos haces perpendiculares y distintas velocidades, lo que produce que los objetos vistos a través del cristal de calcita parezcan dobles. Utilizando esta propiedad, han diseñado un dispositivo que usa dos prismas de calcita enfrentados. Al colocar un objeto entre ellos, éste desaparece de la vista.

El problema es que no parece factible hacer un mecanismo de invisibilidad portátil. Por ejemplo, para ocultar a una persona, se requeriría que ésta se colocara entre dos prismas más grandes que ella misma.

No obstante, la calcita bajo el agua es muy difícil de ver, por lo que podría permitir construir dispositivos fijos de ocultación, por ejemplo, para esconder una base submarina.

Reflectores:

También está muy avanzado el uso de camuflaje mediante cámaras que recogen lo que hay detrás y lo proyectan delante. El profesor Susumo Tachi mostró una famosa capa de invisibilidad que consistía en realidad en un tejido formado por microscópicos reflectores que actuaban como una pantalla de cine.

Esto tiene el defecto que si movemos los ojos percibimos que se trata de una imagen plana. Por un lado, carece de profundidad y, además, sólo produce el efecto deseado para los observadores situados en la alineación del objeto real del fondo y su imagen en pantalla y a la distancia adecuada.

Podría funcionar, de manera un tanto rústica, cuando la persona u objeto a esconder se encuentra pegado al fondo sobre el que pretende camuflarse -un árbol, un seto, una pared- con los cuales se confundiría.

En cualquier caso, es evidente que éste no es un verdadero método par alcanzar la invisibilidad, sino que se trata de un simple camuflaje.

La cuarta dimensión:

Un método más drástico de invisibilidad sería el uso de una cuarta dimensión. Parece ser que esto es lo que propone Wells para su hombre invisible.

Para comprender cómo podría funcionar, recordemos la obra de Edwin Abbott, Planilandia (1884). Planilandia es un mundo de dos dimensiones en el que existen puntos, rectas y figuras planas. Nada exterior al plano de este mundo es visible en el mismo. Por eso, todas las figuras planas son como segmentos de recta; para captar su verdadera forma habría que observarlas desde el exterior del plano. Así, un objeto de tres dimensiones que penetrara en Planilandia parecería una figura de dos dimensiones, y sería percibido por los habitantes del plano como un segmento de características exóticas. Creerían que es una figura plana que no terminan de comprender.

Ahora, si suponemos que un habitante de Planilandia se traslada a esa tercera dimensión (rotando 90 grados respecto a las dos dimensiones que habita), el resto de los habitantes del plano lo dejarían de percibir como un ser de dos dimensiones y ya sólo poseería una: el segmento resultante de la intersección de su propio cuerpo con el plano. Desde una posición concreta, este segmento (que cambiaría de longitud dependiendo del movimiento de nuestro habitante a lo largo de la tercera dimensión) podría ser percibido como un simple punto, invisible a todos los efectos para sus congéneres.

El salto al mundo tridimensional que habitamos, una vez comprendido esto, resulta fácil. Si como seres de tres dimensiones que somos, nos salimos de nuestro mundo girando 90 grados respecto a nuestras tres dimensiones espaciales (entrando en esa cuarta dimensión espacial que se postula), nuestro cuerpo sería percibido en este mundo como una figura plana de dos dimensiones. Pareceríamos algo cambiante y posiblemente monstruoso, ya que no se vería de nosotros nuestra proyección en este plano, sino nuestra intersección (¿se vería nuestro interior, intestinos y demás?). Y desde cierta posición, de nosotros sólo se percibiría una línea sin grosor, invisible.

Obviamente, no parece especialmente práctico cuando nuestra presencia sería descubierta, con gran alarma, en cuanto alguien moviera ligeramente la cabeza.

Se podría solventar esto girando nuevamente en una quinta dimensión, hasta resultar que nuestro cuerpo fuera visible en este mundo apenas como un segmento.

Aún así, quedaría la duda de cómo percibiríamos nosotros este mundo tridimensional encontrándonos en la cuarta dimensión. Probablemente, seriamos incapaces de interactuar con nada de lo que permanece aquí.

La invisibilidad en la literatura y la ciencia ficción:

El motivo de la invisibilidad ha estado presente en la literatura desde sus inicios, e incluso antes, en las historias orales. De tal forma, no existe una mitología en todo el mundo que no tenga una leyenda acerca de un manto o un anillo que concede invisibilidad a su portador.

De manera muy significativa, y a modo de ejemplo, Platón en el segundo libro de La República (395-370 a.C,) menciona el mito del pastor Giges de Lidia, quien encontró un anillo que lo hacía invisible gracias al cual sedujo a la reina, asesinó al rey y se hizo con el reino. Platón quería, con este mito, ilustrar su teoría de que la moral era un constructo social: no robamos ni matamos no porque creamos que está bien o mal, sino porque tenemos miedo de las consecuencias si se llega a saber lo que hemos hecho. De poseer la impunidad que nos concedería un anillo como el de Giges, todos nos corromperíamos y actuaríamos en beneficio propio, argumenta Platón.

El propio relato de H.G. Wells, El hombre invisible (1897), que se ha convertido en un referente universal sobre el tema, no tiene una argumentación muy distinta. Un científico descubre accidentalmente cómo hacerse invisible y el poder que esto le proporciona le corrompe. Inicia una oleada de pequeños robos y termina asesinando. Pero, a diferencia del texto de Platón, la sociedad termina atrapando y castigando al criminal, una salución mḉas acorde al pensar del autor inglés, firme defensor del progreso tecnológico.

Sin embargo, lo más habitual es que la posibilidad de hacerse invisible haya sido tratada como una mera ventaja estratégica, como objetos mágicos que ayudan al héroe a cumplir sus objetivos pero que no centran la atención de las acciones narradas.

En ciencia ficción, los ejemplos son también numerosos. Las naves klingon de la saga de Star Trek poseen un dispositivo de ocultación que les permite tender emboscadas a las naves de la Federación. Naves invisibles, son, de hecho, habituales en la ciencia ficción, como la mostrada enEl vuelo del navegante (1986).

Como dispositivos individuales, también son muy utilizados, sobre todo en cuerpos de élite como la sección 9 de la saga de Ghost in the Shell, o como parte del equipo de esos cazadores extraterrestres que son los Predator (Depredador, 1987).