¿De dónde viene el color de los objetos?

¿Te imaginas un mundo sin colores? La existencia del color en los objetos es algo tan evidente que, seguramente, no valoramos. Pero lo cierto es que el fenómeno del color ya no solo es que convierta el mundo en algo maravilloso o que nos haga entender la vida como la entendemos, sino que es debido a sucesos físicos apasionantes.

Un ojo humano sano es capaz de percibir la luz y, una vez estas señales lumínicas se convierten en impulsos nerviosos, viajan hasta el cerebro, quien se encarga de procesar la información y permitir que percibamos más de 10 millones de colores diferentes.

Pero, ¿qué es lo que hace que los objetos emitan luz? ¿Realmente la emiten? ¿De dónde viene el color? ¿Por qué cada objeto tiene un color particular? ¿El color existe o es solo una ilusión? Para responder a estas preguntas, debemos hacer un viaje tanto por nuestra anatomía, viendo cómo funciona el sentido de la vista, como por la física, viendo las propiedades lumínicas que explican la existencia del color.

En el artículo de hoy, pues, emprenderemos un apasionante recorrido por la física y la biología humana para entender, de forma sencilla, de dónde viene y por qué existe el color de los objetos.

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Ondas y espectro visible: ¿quién es quién?

Antes de profundizar en la naturaleza del color, es muy importante (ya veremos luego por qué) introducir estos dos términos. Y, aunque no lo parezca, nuestro viaje para entender de dónde viene el color, empieza con la temperatura.

Como bien sabemos, toda la materia del Universo (desde una estrella hasta una planta) está compuesta de átomos y partículas subatómicas, las cuales siempre están en movimiento (excepto en el cero absoluto de temperatura, de -273,15 °C), que será mayor o menor dependiendo de la energía interna que alberguen.

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En este sentido, cuanto mayor sea el movimiento (y la energía interna), mayor será la temperatura. Hasta aquí, todo es muy lógico. Ahora bien, hay que ir un paso más allá y explicar cuál es la consecuencia de que exista temperatura.

Todos los cuerpos con materia y temperatura (y todos los cuerpos con masa, tienen temperatura absolutamente siempre), emiten alguna forma de radiación electromagnética. Sí, nuestro cuerpo (¿verdad que tiene masa y temperatura?) emite radiación.

Pero que esto no asuste, pues no quiere decir que seamos cancerígenos como los rayos gamma. Ni mucho menos. Toda la materia del Universo emite alguna forma de radiación, la cual es básicamente (no debemos complicarlo demasiado), ondas que viajan por el espacio.

En otras palabras, todos los objetos emitimos al espacio unas ondas como si de una piedra cayendo sobre el agua de un lago se tratara. Y lo que de verdad importa es que, dependiendo de la temperatura del cuerpo (y de la energía interna), estas ondas serán más o menos estrechas.

Un cuerpo con mucha energía (y mucha temperatura, claro) emite ondas con una frecuencia muy alta, es decir, las “crestas” de cada una de las “olas” están muy poco separadas entre ellas y la longitud de cada onda es menor. Y, por ende, los que tienen poca energía, sus “crestas” están más separadas y su longitud de onda es alta.

Pero, ¿qué tiene que ver esto con el color? Poco a poco. Ya casi estamos. Y es que desde la temperatura más baja posible (-273,15 °C) hasta la más alta posible (141 millones de billones de billones de °C), se extiende lo que se conoce como espectro de radiación electromagnética.

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En él, están ordenadas las distintas ondas en función de su frecuencia. A la izquierda tenemos las ondas de frecuencia baja (y longitudes de onda altas), como las ondas de radio, las microondas y la luz infrarroja. Como dato curioso, la energía de los cuerpos humanos hace que emitamos radiación infrarroja y por ello podemos detectar nuestra temperatura corporal mediante un sensor de infrarrojos.

A la derecha tenemos las ondas de frecuencia altas (y longitudes de onda bajas), como los rayos gamma, los rayos X y la luz ultravioleta. Por su alta frecuencia (y energía) son las radiaciones cancerígenas, pues pueden dañar el material genético de las células. Sea como sea, tanto las ondas de frecuencia baja como las de frecuencia alta, tienen una característica común: no pueden verse.

Ahora bien (y llegamos por fin a lo que nos atañe hoy), justo en el centro del espectro, tenemos lo que se conoce como espectro visible. Estas radiaciones son emitidas solo por los cuerpos que brillan con luz propia (se necesitan temperaturas y energías altas, como en las estrellas), los cuales liberan unas ondas que, para nuestros ojos, sí que son perceptibles. Y eso es el color: luz.

Por lo tanto, es la existencia de las ondas del espectro visible las que permiten no solo que veamos los objetos, sino que captemos distintos colores. Pero, ¿por qué vemos, por ejemplo, una hormiga, si esta no genera luz propia ni emite estas ondas? Ahora lo veremos.

¿Por qué los objetos tienen color?

Ya hemos entendido que el color es luz y que la luz es, en esencia, una onda (no está tan claro, pues parece ser también una partícula) electromagnética. En esa pequeña porción del espectro visible están todos los colores. Dependiendo de la longitud de onda de la que estemos hablando, nuestros ojos percibirán un color u otro.

Es decir, los objetos tienen color porque emiten o absorben (ahora entraremos en esto) radiaciones electromagnéticas del espectro visible y, dependiendo de la longitud de onda de cada radiación, detectarán el amarillo, el verde, el rojo, el azul, el violeta, el blanco y, en definitiva, todos los colores imaginables; hasta 10 millones de matices diferentes.

Pero, ¿qué es lo que hace que un objeto tenga un color determinado? Esa es la pregunta de verdad. Porque, como ya se habrá intuido, la mayoría de cuerpos que vemos no emiten luz propia. De hecho, solo el Sol, las luces y los aparatos electrónicos lo hacen, en cuyo caso la explicación es muy clara: tienen ese color porque emiten una radiación electromagnética con una longitud de onda que corresponde a ese color concreto.

¿Y qué pasa con los objetos que no emiten luz propia? ¿Por qué los vemos? ¿Y por qué tienen color si no emiten radiación del espectro visible? Muy “sencillo”: porque en su superficie se refleja la luz visible emitida por un cuerpo que sí que brilla.

Nosotros vemos los objetos porque la luz, ya sea del Sol o la de una bombilla, incide sobre ellos y sale rebotada hasta nuestros ojos, permitiendo así que veamos un cuerpo que no emite luz propia. Y es en este “rebote” que está la clave del color.

Nosotros vemos un objeto de un determinado color porque la longitud de onda generada tras impactar sobre su superficie hace que se corresponda con una franja concreta del espectro visible. En otras palabras, vemos el color que no es capaz de absorber y que, por lo tanto, sale reflejado en dirección a nuestros ojos.

En este sentido, una lata de refresco roja es roja porque es capaz de absorber todo el espectro de luz excepto las radiaciones de longitud de onda vinculadas al color rojo. Y las plantas son verdes porque lo absorben todo menos las longitudes de onda del verde. Y, como dato, los cuerpos que son negros lo son porque pueden absorber todas las longitudes de onda y, por lo tanto, no dejan escapar ninguna onda.

Y lo que determina que un cuerpo absorba o haga rebotar una longitud de onda determinada es, básicamente, su estructura química. Dependiendo de su composición a nivel químico, hará que unas ondas concretas salgan rebotadas y que otras se absorban.

En resumen, el color de los objetos viene de que todos (excepto aquellos que se perciben de color negro) asborben unas longitudes de onda procedentes de la luz de un cuerpo que emite luz propia y reflejan las restantes. Estas ondas “del rebote” son las que llegan a nuestros ojos. Por lo tanto, cuando la luz llega a un objeto, esta se filtra, y solo deja escapar unas radiaciones de una longitud de onda determinada. Dependiendo de cuál sea, percibiremos un color u otro.

La luz, la vista y el cerebro: ¿los colores existen?

¿Realmente los colores existen? ¿O son solo una especie de ilusión de nuestros sentidos? Bueno, lo cierto es que, como hemos visto, los colores sí que existen, en el sentido que su naturaleza se explica por las propiedades físicas de la luz, la cual se puede emitir (o hacer rebotar) a unas longitudes de onda determinadas, cada una de ellas responsable de un color.

Ahora bien, hay que tener en cuenta que todo lo que investigamos está limitado por nuestros sentidos, por lo que preguntarnos si el color es una propiedad intrínseca de la naturaleza o solo una reacción química de nuestros sentidos, es, seguramente, una cuestión más filosófica.

Lo único que debe importarnos es que nuestros ojos son capaces de percibir variaciones muy finas en la longitud de onda de la luz que nos llega de los objetos, ya sea de uno que emite luz propia o de aquellos que simplemente la reflejan.

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Sea como sea, es a través de nuestros ojos que percibimos esta luz reflejada, la cual viaja a través de las distintas estructuras oculares hasta finalmente llegar a la retina. Siendo la parte más posterior (detrás del todo) del ojo, esta retina es una especie de “pantalla de proyección”.

Sobre ella incide la luz, la cual tendrá una longitud de onda concreta. En este sentido, los fotorreceptores, que son unas neuronas (células del sistema nervioso) sensibles a la luz, captan las propiedades físicas de la onda y, dependiendo de su frecuencia, generarán un impulso nervioso con unas propiedades químicas concretas.

Es decir, los fotorreceptores crean un impulso nervioso “a la medida” de la frecuencia captada. Estas señales eléctricas viajan hasta el cerebro, el órgano que interpreta la información nerviosa y, dependiendo de cómo sea, nos hará visualizar un color u otro.

En resumen, los colores tienen un objeto determinado en función de la longitud de onda de la luz que reflejan, la cual llega a nuestros ojos y es transformada en una señal nerviosa específica para esa longitud para que, posteriormente, el cerebro perciba un color concreto.