Los cambios, sólo en apariencia, de tamaño y de forma que sufren los dos grandes astros –el sol y la luna– que surcan los cielos, desvelan cosas interesantes acerca del comportamiento de la luz al atravesar el medio atmosférico. Centrando nuestra atención en el disco solar, cuando éste se sitúa en las cercanías del horizonte, aparte de la ilusión óptica que nos hace verlo más grande que cuando está a mayor altura, es claramente perceptible un achatamiento en él.
Dicha circunstancia es debida a la refracción atmosférica, encargada de curvar los rayos de luz de procedencia extraterrestre (del sol, luna, estrellas, planetas…) según van atravesando la atmósfera. Las trayectorias de esos rayos durante su largo periplo por el espacio interplanetario son rectilíneas, pero al llegar al tope de la atmósfera terrestre y penetrar en ella, van atravesando capas de aire sucesivamente más densas, cada una de ella con un índice de refracción algo mayor que la capa inmediatamente superior, lo que da como resultado una desviación progresiva, curvándose los rayos.
La luz procedente del sol se curva tanto más cuanto más cerca esté el disco solar del horizonte, de manera tal que cuando justo lo roza, con su limbo inferior apoyado en él, la curvatura de los rayos es máxima y equivale a 30 minutos de arco (o medio grado si prefiere), lo que casualmente coincide con el diámetro angular del sol. Dicha circunstancia provoca un hecho sin duda extraordinario y singular, y es que la puesta de sol que vemos en realidad es ficticia, ya que la real se produjo instantes antes, pues la posición verdadera que ocupa el disco solar es por debajo del horizonte y no por encima. Con el amanecer ocurre justamente lo contrario, que vemos al sol salir antes de su salida real.
Las diferencias entre los ángulos de refracción de la luz procedente del limbo superior e inferior da como resultado el achatamiento del sol que comentábamos. El disco solar pierde su forma circular en las cercanías del horizonte, convirtiéndose en una elipse con una relación aproximada entre sus semiejes mayor y menor de 6:5. El efecto es evidente cuando observamos una fotografía de una puesta de sol, ya que la luz cegadora procedente del astro suele impedirnos ver con nitidez la forma del disco, aparte del riesgo de ceguera que siempre conlleva la visión directa del sol. Si el formato de la fotografía es apaisado, bastará con girar 90º la imagen, a derechas o a izquierdas, y colocarla en posición vertical para apreciar claramente cómo el disco no es circular, sino que está algo aplastado.
Como curiosidad final, indicar que el primer científico que estudió en profundidad la refracción atmosférica, cuantificando su efecto, fue el astrónomo Johannes Kepler (1571-1630), quien en su afán de calcular con la mayor precisión posible la posición de las distintas estrellas en la bóveda celeste, atribuyó a la refracción las infinitésimas desviaciones en la posición teórica que debían de ocupar los distintos astros en el cielo.
© José Miguel Viñas
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