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El arte en la ciencia: la física en la música

Lourdes G. Ambrosio
21/nov/2013

La música es una representación de sonidos ordenados que al conjuntarse generan un mensaje tanto informativo como armonioso y al interactuar con el aire, estos se propagan. Así lo demostró Gerardo García Naumis, investigador del IFUNAM, que el pasado miércoles 16 de octubre presentó la ponencia “La física de la música: un viaje desde Pitágoras hasta los sintetizadores pasando por la mecánica cuántica”, presentada en el festejo “Celebrando a Barajas: Ciencia y Arte en el centenario del nacimiento del Dr. Alberto Barajas Celis", en el Auditorio del mismo nombre del homenajeado en la Facultad de Ciencias.

A manera de taller, Naumis demostró, utilizando instrumentos musicales, sonidos previamente grabados y algunos materiales visuales, cómo es que las ondas se propagan y se van generando.

Al reproducir el sonido de una flauta y observar el amplificador de la imagen se revisaron las ondas y se expuso que “el tono está relacionado con la frecuencia de la onda, los humanos podemos escuchar 20 vibraciones por segundo en sonidos graves, en tanto que, en sonidos agudos, escuchamos 20 mil vibraciones por segundo. Al sonido agradable para nuestros oídos y que causan esa sensación de reposo lo llamamos intervalo consonante”, dijo el investigador.

El sonido es una sensación percibida por el oído al recibir variaciones de presión, las cuales son generadas por movimientos vibratorios. Los sonidos se transmiten generalmente por el aire de la atmósfera los cuales se propagan con mayor éxito en la Tierra debido a los componentes de ésta como el oxígeno. Se sabe de igual manera, dijo, que en el aire se propagan los sonidos graves y en la tierra o el suelo, los agudos.

En la música hay historia, arte, poesía, armonía y un sinfín de disciplinas, sin embargo la Física y las Matemáticas son fundamentales para poder entender mejor porqué los instrumentos musicales se escuchan diferentes entre sí.

“Los sonidos armoniosos los descubrieron los griegos al estudiar las longitudes de las cuerdas musicales y con ello, la relación numérica que hacía agradable el sonido a los oídos”, explicó Naumis.

Desde entonces, la Física y la música se han unido en diferentes experimentos, por ejemplo el realizado por el físico alemán Ernst Chladni, el cual consistió en fijar placas metálicas mediante un eje céntrico, y ponerle un poco de arena esparcida para producir el efecto estacionario y hacer vibrar la placa con un arco de violín. Al vibrar la placa, el polvo fino se desplaza por efecto gravitatorio desde las zonas de máxima vibración hasta las zonas de vibración nula.


"El sonido puede verse” placas de Chladni.

Siglos más tarde, “Bohr notó que los átomos parecen instrumentos musicales, en el sentido que cuentan con frecuencias naturales de vibración, y que la energía está cuantizada y corresponde a los armónicos de las cuerdas”. Gracias a este estudio fue posible explicar por qué cada átomo emite luz de cierto color, por ejemplo, en el espectro del Sol. Al hacer que la luz pase por un cristal se reflejan todos los colores y se puede identificar la composición química no sólo del Sol sino de los otros tipos de estrellas.

Las ondas están en todos lados, algunas se propagan, otras se miden con instrumentos de gran alcance como las ondas del Sol, por ejemplo, con radiotelescopios, las de agua, o gravitación, pero sin duda alguna “la acústica nos permite entender frecuencias ondulatorias en muy diversos contextos desde la mecánica cuántica hasta los sismos”, finalizó el investigador del IFUNAM.