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¿Dónde nace el arcoíris? La ciencia y las leyendas detrás de este fenómeno

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Cuenta la leyenda que en el nacimiento del arcoíris hay un duende, y que éste custodia un tesoro que será para aquel que sea capaz de encontrarlo, pero realmente ¿crees que podrías llegar alguna vez al lugar donde se origina del arcoíris?

Se trata de uno de los mitos más conocidos en el mundo y, cuando eres un niño que mira esa curva en el horizonte, crees que podría ser posible encontrar en dónde empieza y en dónde termina. La cuestión está en que la realidad suena menos emocionante que en los cuentos, pero eso no quiere decir que los hechos científicos sean menos interesantes. Veamos con exactitud qué son los arcoíris y cómo se forman. También te contaremos algunas leyendas sobre el origen que le dieron las civilizaciones antiguas.

¡Ah! Y si tienes dudas sobre la forma correcta de escribir esta palabra, es correcto hacerlo separado y sin acento (arco iris) al igual que junto y con acento (arcoíris). Pero ésta última versión es la más aceptada.

¿Qué es el arcoíris?

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El arco iris es un fenómeno óptico y meteorológico que produce la aparición de un espectro de luz continuo en el cielo cuando los rayos del sol atraviesan las pequeñas partículas de humedad contenidas en la atmósfera terrestre. Por ello es que para verlos se requiere de la presencia de agua en el aire, ya sea en forma de lluvia, rocío o incluso con las gotas provenientes de una manguera.

Así como la luz, un arco iris no es un objeto tangible al cual puedas acercarte. Por eso aunque puedas ver que comienza en un sitio y termina en otro diferente, jamás podrás acercarte a dicha ubicación. Es necesario que exista cierta distancia entre el arco y el observador para que éste último pueda apreciarlo, por lo que no importa qué tanto camines hacia uno de sus extremos: éste parecerá cambiar de posición o simplemente desaparecerá ante tus ojos.

¿Cómo se forma el arcoíris?

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Cuando la luz solar incide sobre las gotas de lluvia, éstas se encargan de dispersarla en todas direcciones, lo cual tiende a ocurrir más en algunas gotas que en otras. Los rayos de sol salen de ellas con un ángulo de aproximadamente 138 grados respecto a la dirección que llevaban antes de entrar en ellas, es decir, que no se refleja exactamente hacia su origen. Este es el "ángulo del arco iris" (descubierto por René Descartes en 1637) y gracias a él podemos verlo aunque no nos encontremos exactamente entre el arcoíris y la lluvia.

Al meterse en una gota, un rayo de luz solar cambia su dirección tres veces. Al entrar se refracta ligeramente, después en la cara interna de la misma, y finalmente al salir de la gota en forma de luz dispersa. La descomposición en colores es posible porque el índice de refracciónen la gota (que indica la velocidad a la que se mueve la luz) es ligeramente diferente para cada color.

La luz solar emerge de muchas gotas al mismo tiempo. El efecto combinado es un mosaico de pequeños destellos de luz distribuido como un arco en el cielo. Este mismo proceso ocurre en los diferentes tipos de arcoíris que existen, sólo que con algunas variaciones que les otorgan una apariencia distinta. Más adelante hablaremos de ellos.

Los colores del arco iris

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Mopic vía Shutterstock

Profundicemos un poco más en la física implicada dentro de los arcoíris. "Luz" es el nombre que recibe el tipo de radiación electromagnética que puede ser percibida por el ojo humano. La luz representa un amplio espectro de longitudes de onda y la sección que las personas podemos percibir con nuestros ojos es en realidad muy pequeña. Los colores que apreciamos en los arcoíris pertenecen a esta parte.

Existen algunos colores que los humanos podemos observar aunque no pertenezcan al espectro visible de la luz, esto porque se originan gracias a combinación de diferentes tipos de onda. Los colores que forman al espectro son: rojo, anaranjado, amarillo, verde, cian, azul y violeta.

Como mencionamos, dichos tonos son apenas un pedacito dentro de todo el rango de la radiación electromagnética. Las regiones de luz adyacentes al espectro visible reciben los nombres de infrarroja y ultravioleta. Sus nombres indican en qué posición se encuentran: la infrarroja abarca todo lo que se encuentra después del color rojo y la ultravioleta, lo que se extiende después del violeta. La combinación de estos siete colores crea lo que conocemos como luz blanca.

La rama de la Física encargada de estudiar las propiedades y el comportamiento de la luz es la óptica. Esta ciencia es la que explica cómo es que los colores que percibimos en los objetos que nos rodean dependen de cómo éstos reflejan las diferentes longitudes de onda. Por ejemplo, el cielo como tal no tiene color, pero las moléculas presentes en la atmósfera reflejan el color azul con mayor facilidad porque éste posee una longitud de onda menor. Es por ello que lo usual es que el cielo sea azul la mayor parte del tiempo.

Cuando la luz atraviesa una gota de agua, ésta se dispersa y se divide en los diferentes colores que la componen. Como cada uno de ellos cuenta con un ángulo de refracción y una frecuencia distintos, estos logran separarse cuando pasan a través de un material cuyas propiedades lo permiten. La densidad óptica es la medida que describe el comportamiento de la luz al atravesar un objeto determinado. Cada longitud de onda será absorbida y liberada de forma diferente por cada uno de los átomos del objeto, lo cual provoca que la luz "entre blanca" y salga "de colores" cuando pasa por un gota de agua o un cristal.

Diferentes tipos de arcoíris

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Wyco/istock

La forma más común y reconocida de los arcoíris es aquella en "U" invertida, en la cual cada uno de los extremos parece clavarse dentro del suelo. Pero ésta no es una única apariencia que pueden mostrar. ¿Alguna vez has visto uno que te pareció muy peculiar? Tal vez en esta lista identifiques de cuál se trató.

  • Arcoíris doble

Como imaginarás, estos se caracterizan por ser dos arco iris que se presentan a la vez, uno encima del otro. Uno de ellos presume colores más brillantes e intensos, mientras que el otro es más tenue.

  • Arcoíris de orden superior

Un arcoíris primario es aquel compuesto por un solo arco. Uno secundario está formado por el primario y otro más que lo acompaña. En cambio, un arcoíris de orden superior tiene aún más de ellos y ⁠— en teoría ⁠— estos pueden llegar a ser infinitos. Entre más de ellos contenga, menos visibles serán para nuestros ojos. Verlos es sumamente extraño, pero se ha registrado un caso de un arcoíris de quinto orden.

  • Arcoíris circular completo

Cada que aparece uno de éstos en el cielo de alguna ciudad, las fotos suelen volverse virales casi de inmediato. En realidad todos los arcoíris son un círculo completo, pero pocas veces la posición del sol en el cielo y las características del terreno permiten apreciar su mitad inferior. Pero cuando el observador se encuentra en un punto lo suficientemente alto, es posible ver un arcoíris circular completo. Éstos también pueden ser dobles, pero ese escenario es aún más raro.

  • Arcoíris lunar

En inglés, "arcoíris" se dice "rainbow", lo cual se traduciría como "arco de lluvia". Existe otro tipo de fenómeno conocido como "moonbow" o "arcoíris lunar". Así como los rayos de sol, la luz de la luna también puede hacer que se forme un arcoíris. Se trata de un suceso extraño, ya que su luz es menos intensa que la solar, por lo que la luna tendría que estar llena para que ocurriese. Además, el arcoíris resultante es mucho más tenue que los ocurridos durante el día. Incluso pueden llegar a parecer blancos, pero esto se debe a que las diferentes longitudes de onda no son distinguidas por el ojo humano.

  • Arcoíris monocromo

Aunque la característica principal de los arcoíris es su catálogo de colores, los que son monocromos sólo presentan uno. Estos ocurren sólo durante el amanecer o el atardecer, cuando las longitudes de onda azules y verdes se disipan con mayor rapidez. el resultado es un arcoíris sólo con tonos rojizos.

  • Arcoíris supernumerario

Un arcoíris supernumerario es aquel que se forma dentro del arco principal, ligeramente despegado de él, pero sigue su misma trayectoria. Sus colores son más tenues que los del arcoíris primario porque las gotas de agua que lo forman tienen un diámetro muy pequeño, más o menos de 1 milímetro.

  • Arcoíris gemelos

Esto es uno de los más raros y difíciles de encontrar en la naturaleza, ya que las condiciones necesarias para crearlos son demasiado específicas. A diferencia del arcoíris doble, un arcoíris gemelo posee dos arcos que nacen a partir de un mismo punto, pero se separan para terminar en lugares diferentes. Ambos arcos tendrán colores igual de intensos. Para que ocurran, la luz debe atravesar dos lluvias distintas, cuyas gotas tengas diámetros diferentes: uno con un aproximado de 0.40 milímetros y el otro de 0.45 milímetros. Esto provoca que el arcoíris comience en el mismo inicio, pero después se separe.

  • Arcoíris reflejado

Cuando la luz del sol llega primero a las gotas y después es reflejada por un cuerpo de agua (como un lago, por ejemplo), estás ante la presencia de un arcoíris reflejado. Este reflejo suele ser muy débil.

  • Arcoíris de reflexión

Los arcoíris de reflexión son muy difíciles de ver porque el proceso que los crea es de lo más complejo. Es como el que sigue un arcoíris reflejado pero a la inversa: la luz primero es reflejada por un cuerpo de agua y después por las gotas. Cuando esto ocurre incluso podrían llegar a distinguirse múltiples arcos diferentes.

  • Arcoíris de niebla

Es sobre un cuerpo de agua en donde suele observarse este fenómeno. Cuando la luz del sol viaja a través de niebla o una nube pequeña, se presenta el llamado arcoíris de niebla. Son casi blancos por completo, pero en sus bordes se ven toques de rojo y azul.

¿De dónde proviene la leyenda de la olla de oro?

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Los diversos tamaños y formas de las gotas afectan la intensidad de los colores del arcoíris. Gotas pequeñas hacen un arco iris pálido y de colores con tonalidades pastel, mientras que gotas grandes producen colores muy vivos. Además, las gotas grandes son aplastadas por la resistencia del aire mientras caen, y esta distorsión provoca que el "final" del arco iris tenga colores más intensos que la cresta. Quizás sea este el origen de la leyenda que sugiere la existencia de una olla de oro resplandeciente en el final del arcoíris.

Aunque esta narración es originaria de Irlanda, distintas culturas se han inspirado en este fenómeno óptico para dotarlo de explicaciones maravillosas. Por ejemplo, en varios países de Asia, Europa y América se creía que los arcoíris en realidad eran dragones. Mientras que en la mitología greco-romana eran considerados como caminos construidos por la diosa y mensajera Iris, los cuales conectaban la tierra con el cielo.

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