Músicos, trenes y formulas matemáticas

Estamos en 1845 y un tren se desplaza entre Utrech y Amsterdam. No es un tren cualquiera. A bordo del mismo, unos músicos tocan incansables una nota cuidadosamente afinada. Colaboran con un meteorólogo local en un experimento para "afinar" una formula propuesta por un  matemático austriaco. El resultado de esta curiosa mezcla pasaría a la historia como la primera prueba experimental del efecto Doppler. 

Una parte importante de todas las ciencias es medir con precisión. Da igual que hablemos de química, física o economía. En ocasiones, los medios técnicos no están a la altura pero el ingenio humano es capaz de hacer maravillas. Un ejemplo era el cambio de frecuencia del sonido cuando la fuente se acerca o aleja de nosotros. Este fenómeno era conocido desde tiempos inmemorables pero no había sido cuantificado ni medido. En el siglo XIX, nuevas formas de transporte como el recién inventado ferrocarril hacían que los físicos fuesen cada vez mas conscientes del mismo. Estaba claro que era necesario hacer algo para explicarlo y cuantificarlo.

En 1842, el matemático austriaco Johann Christian Doppler desarrollo un modelo matemático que explicaba el fenómeno. Según su hipótesis,  el movimiento variaba la distancia entre los picos de una onda lo que, por definición, cambiaba su frecuencia. Era una formula muy elegante pero era necesario realizar experimentos para asegurarse de que el modelo explicaba correctamente lo que sucedía en la naturaleza. Y, sin embargo, la tecnología no estaba a la altura. Ni teléfonos ni fonógrafos se habían inventado todavía. De hecho, ni siquiera existían micrófonos.

Cambios de frecuencia cuando el medio se desplaza. Fuente y explicaciones: Doppler Fluvial 

Un importante científico holandés, Christophorus Henricus Diedericus Buys Ballot,  decidió poner fin a esta situación. El primer paso era conseguir un emisor de sonido potente y muy preciso que emitiese una señal en una frecuencia muy concreta. A falta de tecnología, el emisor mas adecuado resultó ser un grupo de trompetistas. Montados en un tren actuaban como un emisor que podía ajustarse a voluntad. Pero aún quedaba la segunda parte, ¿como captar el sonido y determinar su frecuencia exacta? Hubo que recurrir de nuevo al factor humano en forma de músicos con un oído perfecto.  Durante dos días el tren recorrió la línea en ambos sentidos mientras se estudiaba la variación del sonido a distintas velocidades. Los resultados confirmaron totalmente la teoría de Doppler que acabó dande nombre al efecto.

Hay muchos momentos memorables de la ciencia que me gustaría haber presenciado pero este me parece especialmente interesante. No solo porque es uno de los habría logrado entender sin problemas. Un experimento tan público seguro que tuvo numerosos espectadores. Y seguro que sus comentarios tuvieron que ser realmente divertidos.