Un relámpago ilumina el cielo y, unos segundos después, llega el trueno. La tormenta produjo ambos fenómenos casi al mismo tiempo, pero nuestros ojos reciben primero la luz y luego nuestros oídos perciben el sonido.
La explicación está en la naturaleza de cada uno. La luz viaja en el vacío a exactamente 299.792.458 metros por segundo, mientras que el sonido se mueve en el aire a una velocidad muchísimo menor y depende de las condiciones del medio.
¿Por qué la luz puede viajar tan rápido?
La luz es una forma de radiación electromagnética. Puede propagarse por el vacío porque no necesita que haya moléculas que transmitan su energía de un punto a otro. En el vacío alcanza casi 300.000 kilómetros por segundo.
Ese valor no es una simple aproximación: en el Sistema Internacional, la velocidad de la luz en el vacío está fijada exactamente en 299.792.458 m/s. En medios materiales, como el agua o el vidrio, disminuye y puede cambiar de dirección por fenómenos como la refracción.
En un medio homogéneo, la luz puede describirse como una propagación en línea recta. Sin embargo, también puede reflejarse, refractarse, difractarse o dispersarse cuando interactúa con objetos y materiales.
¿Por qué el sonido es mucho más lento?
El sonido funciona de otra manera. Es una onda mecánica producida por una vibración y, para desplazarse, necesita un medio material: puede ser un gas, un líquido o un sólido. Por eso no puede escucharse una explosión en el vacío del espacio.
Su velocidad depende de la rapidez con la que esa perturbación puede transmitirse a través del material y de propiedades como su elasticidad y densidad. La velocidad de la luz en el vacío, en cambio, es una constante fundamental de la naturaleza.
En el aire a 0 °C, el sonido viaja a unos 331,5 metros por segundo. A 20 °C, su velocidad ronda los 343 m/s. Su rapidez cambia, entre otros factores, con la temperatura y las características físicas del medio.
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Sonido y ruido: ¿cuál es la diferencia?
Cuando una fuente vibra, hace que las partículas cercanas también vibren. Esa perturbación se transmite de partícula en partícula hasta llegar, por ejemplo, a nuestro oído. El sonido puede viajar más rápido en otros materiales, pero sigue siendo muy inferior a la velocidad de la luz.
Tres situaciones donde se nota la diferencia
La enorme diferencia entre ambas velocidades puede observarse en escenas cotidianas en las que vemos primero lo que ocurrió y escuchamos después sus consecuencias:
- Una tormenta: el destello del relámpago llega casi de inmediato, mientras que el trueno tarda más cuanto más lejos cayó el rayo.
- Los fuegos artificiales: se ve la explosión luminosa antes de escuchar el estallido cuando estamos a cierta distancia.
- Un estadio grande: una persona alejada del campo puede ver un golpe a la pelota antes de que el sonido correspondiente llegue hasta su ubicación.
A un kilómetro de distancia, por ejemplo, la luz tarda apenas unas pocas millonésimas de segundo en llegar. El sonido, en cambio, necesita cerca de tres segundos para recorrer esa misma distancia a temperatura ambiente.
