Cómo Alexander Graham Bell inventó un dispositivo para transmitir el sonido por medio de la luz del sol

Bell, el 18 de octubre de 1892, durante la inauguración de la línea telefónica Nueva York-Chicago | foto dominio público en Wikimedia Commons

El mayor invento de Alexander Graham Bell fue el teléfono (aunque hoy en día no esté muy claro si fue solo invento suyo). Pero si se le dijera eso al Sr. Bell, no estaría de acuerdo.

El 3 de junio de 1880, Alexander Graham Bell transmitió el primer mensaje telefónico inalámbrico en su recién inventado “fotófono”, un dispositivo que permitía la transmisión de sonido en un haz de luz. Este hecho tuvo lugar 19 años antes de la primera transmisión inalámbrica de radio.

Bell describió la invención del fotófono como el mayor logro de su vida, pero la importancia del trabajo de Bell no se reconoció del todo en aquella época. Tendría que pasar otro siglo antes de que su trabajo se apreciara plenamente.

Ilustración del transmisor del fotófono | foto dominio público en Wikimedia Commons

El fotófono era un dispositivo similar al teléfono contemporáneo, salvo que utilizaba luz modulada como medio de transmisión inalámbrica en lugar de electricidad modulada que se transportaba por cables. En su forma más sencilla, el aparato consistía en un espejo plano de material flexible, contra cuya parte posterior se dirigía la voz del orador. La presión del aire generada por la voz hacía que el espejo flexible vibrara volviéndose alternativamente convexo y cóncavo, dispersando y condensando así la luz.

Un fuerte haz de luz se reflejaba en este espejo vibrante. Cuando se observaba desde el lugar del receptor, el haz de luz parecía pulsar en correspondencia con la frecuencia de audio de las ondas sonoras que actuaban sobre el espejo.

Convertir el haz de luz pulsante en sonido resultó ser más difícil. En un experimento, Bell construyó un receptor utilizando un depósito de negro de humo (polvo de carbón). Producía un tono que Bell describió como “dolorosamente fuerte” para un oído muy cerca del dispositivo.

Ilustración del receptor del fotófono | foto dominio público en Wikimedia Commons

En 1878, mientras estaba de luna de miel en Europa con su novia, Bell leyó un artículo de Robert Sabine, publicado en Nature, en el que hablaba de la propiedad recién descubierta de que el selenio tenía una resistencia variable cuando actuaba sobre él la luz. En sus experimentos, Sabine utilizó un medidor para ver los efectos de la luz que actuaba sobre una barra de selenio conectada en un circuito a una batería. Sabine escribió: “la más mínima sombra u otra variación en la intensidad de la luz provocaba una variación considerable en la fuerza electromotriz del par y la consiguiente indicación”.

Sabine sugirió que el selenio podría utilizarse como uno de los elementos de una pila galvánica húmeda, pero Bell encontró una aplicación más práctica para el descubrimiento. Bell razonó que añadiendo un receptor telefónico al mismo circuito podría oír lo que Sabine sólo podía ver.

Bell contrató a Charles Sumner Tainter, un fabricante de instrumentos, y juntos consiguieron fabricar un fotófono funcional en su laboratorio fijando un conjunto de rejillas metálicas a un diafragma, con un haz de luz interrumpido por el movimiento de las rejillas en respuesta a los sonidos hablados. Cuando el haz de luz modulado caía sobre su receptor de selenio, Bell, con sus auriculares, podía escuchar claramente a Tainter cantando Auld Lang Syne.

El 1 de abril de 1880, Bell y Tainter se comunicaron con éxito a una distancia de unos 79 metros. Unos meses más tarde, el 21 de junio, lograron comunicarse claramente a una distancia de unos 213 metros utilizando la luz solar como fuente. Tainter se situó en el tejado de la Escuela Franklin y habló con Bell, que estaba en su laboratorio escuchando. Bell le devolvió la señal a Tainter agitando enérgicamente su sombrero desde la ventana.

Otra ilustración de un receptor de fotófono | foto dominio público en Wikimedia Commons

Bell y Tainter acabaron ideando más de cincuenta medios para modular la voz de una onda luminosa antes de pasar a desarrollar métodos mejorados de grabación de sonido y otros proyectos. La prensa popular de la época no estaba muy impresionada. El New York Times era abiertamente hostil a la idea. En agosto de 1880, el periódico escribió:

El hombre ordinario… encontrará una pequeña dificultad para comprender cómo se van a utilizar los rayos solares. ¿Tiene el profesor Bell la intención de conectar Boston y Cambridge … con una línea de rayos de sol colgados en postes de telégrafo, y, en caso afirmativo, de qué diámetro serán los rayos de sol ….[y] será necesario aislarlos contra la intemperie … hasta que (el público) vea a un hombre yendo por las calles con una bobina de rayos de sol del nº 12 sobre su hombro, y suspendiéndolos de poste a poste, habrá una sensación general de que hay algo en el fotófono del profesor Bell que pone una tremenda tensión en la credulidad humana.

Sin embargo, Bell estaba muy entusiasmado con su nuevo invento. Se apresuró a escribir una carta a su padre en la que anunciaba:

¡He oído hablar articuladamente a la luz del sol! ¡He oído a un rayo de sol reír y toser y cantar! …he podido oír una sombra e incluso he percibido de oído el paso de una nube por el disco del sol. Eres el abuelo del fotófono y quiero compartir mi alegría por mi éxito.

Bell esperaba que su nuevo fotófono pudiera ser utilizado por los barcos en el mar. También veía la comunicación inalámbrica desplazando la maraña de cables de líneas telefónicas que florecían a lo largo de los bulevares de las ciudades. “¿Puede la imaginación pensar cuál será el futuro de este invento?”, preguntó Bell. “Podremos hablar por luz a cualquier distancia visible sin ningún cable de conducción…. En la ciencia en general, el fotófono hará descubrimientos inimaginables hasta ahora”.

La Escuela Franklin de Washington donde tuvieron lugar las pruebas del fotófono | foto Difference Engine en Wikimedia Commons

Desgraciadamente, Bell no protegió sus transmisiones de las interferencias exteriores, como las nubes, la niebla, la lluvia, la nieve y otras, que podían interrumpir fácilmente la transmisión de la luz. En poco tiempo, las transmisiones de radio de Marconi empezaron a superar con creces el alcance máximo del fotófono.

El fotófono tuvo un breve resurgimiento y adopción en la marina alemana a principios del siglo XX, gracias a los experimentos germano-austriacos. El físico alemán Ernst Ruhmer creó un receptor superior con el que consiguió distancias de envío de hasta 15 kilómetros utilizando reflectores de alta potencia proporcionados por la Marina. La empresa alemana Siemens & Halske produjo unidades comerciales para la Armada alemana, que ofrecían comunicaciones de hasta 11 kilómetros utilizando reflectores de barco modulados por voz. Los gobiernos británico y estadounidense también trabajaron en la mejora técnica del sistema de Bell durante la Primera Guerra Mundial.

Hoy en día, los haces de luz son el principal portador de información a nivel mundial, aunque no en la forma que Bell había previsto. En lugar de transmitir señales luminosas de forma inalámbrica, éstas se transportan ahora por fibra óptica de un continente a otro.


Este artículo se publicó en Amusing Planet. Traducido y republicado con permiso.

Fuentes

Alexander Graham Bell, On the production and reproduction of sound by light, American Journal of Science October 1880, s3–20 (118) 305–324; DOI:doi.org/10.2475/ajs.s3–20.118.305 | Arturo Gallardo, Forrest M. Mims III, Fiber-optic communication began 130 years ago | José Antonio Martín Pereda, Historia de las telecomunicaciones | Wikipedia