Antecedentes históricos del
descubrimiento de los
rayos X
Lenin Fisher
El
hombre conocía que el ámbar atraía o repelía objetos ligeros y lo usaba como
objeto de comercio por lo menos veinte siglos antes de conocer las causas
científicas de sus propiedades, fenómeno que está relacionado con el
descubrimiento del hierro. En el Mediterráneo, se conocía la magnetita (un
mineral de hierro, con propiedades magnéticas naturales). Una piedra de 2.5 Kg ., de peso, capaz de
levantar 10 Kg .,
fue presentada por el físico, matemático y astrónomo italiano Galileo Galilei (1564-1642)
al príncipe de Toscana. (1)
William
Gilbert (1544-1603); médico y físico
inglés, en su libro “De Magnete”
concibió la idea de que La Tierra y otros cuerpos celestes son grandes magnetos
mantenidos en sus órbitas por la misma atracción que tenía la magnetita. Está
registrado un experimento eléctrico de Gilbert ante la reyna Isabel I –de quien
era su médico personal-, en el año 1600. El ingeniero militar francés, cruzado,
Peregrinus (Pierre Pèlerin de
Maricourt) escribió el primer tratado sobre imanes, propiedades de la
magnetita, invenciones propias; propuso un motor magnético, en el sitio de
Lucera, en el siglo XIII, a través del manuscrito latino, “La carta del peregrino” (1269); e hizo la
primera discusión detallada de una brújula. (1,2)
Otto
von Guericke (1602-1686) físico alemán, cuyos trabajos principales fueron
publicados en el libro “De vacuo spatio”
(1672), conocido como el burgomaestre de Magdeburgo, alumno del astrónomo
polaco Nicolás Copérnico, inventó la primera bomba de aire de vacío (máquina
neumática) y la primera máquina electrostática. Experimentó con las llamadas
hemiesferas de Magdeburgo. Reconoció que
el aire pesaba y predijo el tiempo sin conocer el barómetro de Torricelli.
Demostró que los animales no pueden vivir en el vacío y que todos los cuerpos,
piedras y plumas, caen con igual velocidad en él. Además, descubrió la primera máquina
eléctrica. Fabricó una bola grande de sulfuro,
colocada en un eje con un mango para girarla velozmente; al acercar la mano, se
producían chispas. Así, había inventado un vacío y podía producir chispas con
su máquina eléctrica, pero nunca pensó en producir esas chispas dentro del propio
vacío. (1)
La
senda investigadora de la tríada magnetismo, electricidad y vacío
continuó. Robert Boyle, Francis Hauskbee
y Robert Hooke siguieron los trabajos sobre los efectos del vacío. Robert Hooke (1635-1703) físico y astrónomo
inglés, en 1655 colaboró con Boyle (1627-1691) en la construcción de una bomba
de aire, de vacío, llamada “machinae boyleana” y cinco años más tarde formuló
la ley de la elasticidad. (1,2)
Las
descargas eléctricas a través de gases
habían sido observadas en el laboratorio por Hauskbee quien, en 1709, reportó
la aparición de una luz extraña
cuando electrificaba un recipiente de vidrio
que contenía aire
a baja presión
(2). Hauskbee tiene el mérito de haber
unido por primera vez la electricidad y el vacío, como paso indispensable, del
camino que nos llevó al descubrimiento de los rayos X. (1)
En Florencia, Galileo Galilei, ya anciano, cumpliendo
sus últimos años de amordazamiento por la Santa Inquisición –y quizá
arrepentido de haber expresado, en 1633, aquella frase “Eppur, si muove!”(¡Y sin embargo se mueve!) más por miedo que por
convicción-, invitó a su discípulo, Evangelista Torricelli (1608-1647), físico
y geómetra italiano, a trabajar con él como secretario. Ahí, Torricelli inventó
el barómetro, es decir, el primer vacío permanente. Jean Picard (1620-1682),
astrónomo y sacerdote francés, quien midió el arco del meridiano terrestre, descubrió
35 años después, que su barómetro emitía luminosidad en la oscuridad, lo cual
ocurría con sólo agitar la columna de mercurio. (1)
Hauskbee
usó una bomba extractora de aire diseñada por él mismo y demostró que el
“fósforo mercurial” de Picard era luminosidad producida por la fricción del
mercurio en el vidrio, lo que originaba electricidad. En el prefacio de un
libro publicado en Filadelfia, Estados Unidos, en 1809, se dice que Hauskbee,
quien murió en 1713, logró que cuerpos opacos se observaran transparentes: con
un guante de cristal cubierto de cera a la mitad y sometido al vacío, parece
que era capaz de demostrar la forma de todas las partes de su mano en las
superficies cóncavas de la cara. Los
trabajos de Hauskbee pasaron inadvertidos en su tiempo y también posteriormente.
(1)
Isaac
Newton (1643-1727), en 1675, construyó un generador electrostático con una
esfera de cristal rotatoria (11). El abad
Jean-Antoine Nollet (1700–1770), inventó
los llamados “huevos eléctricos” -combinación de tubos de vacío con máquinas de
electricidad estáticas-, pero nunca llegó a producir rayos X; fue contemporáneo y tuvo encendidos debates
con el célebre Benjamín Franklin (1706-1790) físico, publicista, filósofo y
político independentista de los Estados Unidos, famoso por inventar el
pararrayos, sus teorías de la electricidad, el empleo, en 1950, de los términos
“positivo” y “negativo” y su descripción de la electricidad como “partículas
infinitamente sutiles”. (1)
En
1729, Gray (1696-1763), distinguió los conductores de electricidad de los no
conductores. En 1747, Watson (1715-1787), transmitió electricidad a través de un
largo conductor. Michael Faraday (1791-1867), físico y químico inglés, padre de
la teoría de la influencia electroestática e inducción electromagnética, formuló
las leyes de la electrólisis que llevan su nombre y logró la licuación de todos
los gases conocidos en su tiempo. Por su
inteligencia brillante y mente privilegiada, para muchos, con sus trabajos
realizados en el corto tiempo de tres meses, alteró con sus experimentos, la
civilización conocida más que ningún otro hecho de su época. Sus investigaciones originaron las leyes que
gobiernan prácticamente a la industria eléctrica moderna: iluminación,
tracción, telegrafía y fuerza eléctrica. Inventó la dínamo y el transformador. Faraday demostró
que la electricidad existía en “quantum” o “cuantos” o múltiplos de una unidad
de energía o materia, al medir la cantidad de electricidad necesaria para
depositar una determinada cantidad de plata en el proceso de niquelado. (1)
Faraday
describió que la luminosidad de los gases rarificados en un tubo de vacío,
cuando eran excitados por electricidad, era una propiedad de la materia en un
cuarto estado, diferente del sólido, líquido o gaseoso. Esta hipótesis le fascinó a Sir William
Crookes (17-6-1832/4-4-1919), físico y químico inglés, que descubrió los rayos
catódicos y aisló el talio (Tl); y quien usó tubos de vacío en diferentes
formas y diseños para demostrar las propiedades de la materia radiante. Los tubos de alto vacío con una corriente
controlable fueron llamados tubos de Crookes y él pudo demostrar que cuando la
materia entraba en este cuarto estado o estado ultra-gaseoso, se desencadenaban
nuevos fenómenos, producción y estratificación de colores, espacios oscuros,
etc. Sin saberlo, al elevar el vacío hasta un millón de atmósferas, Crookes
prácticamente descubrió un tubo de rayos X en acción. Sin embargo, no fue capaz
de sugerir la producción de rayos hasta entonces desconocidos; fue incapaz de
inferir la producción de los rayos X; a pesar que en sus experimentos encontró
placas fotográficas veladas, a menudo oscuras, sin que pudiera explicarse el
motivo. Crookes presentó sus resultados a la Asociación Británica para el
Avance de las Ciencias en 1879, como un homenaje a Faraday. (1)
Aunque,
Crookes no fue el primero en producir rayos X, ya que en 1785, en Londres, William
Morgan (1750-1833), también produjo rayos X, podría decirse sin querer, queriendo
(110 años antes que Roentgen), al formar un vacío hirviendo el mercurio dentro
de un barómetro de Torricelli para expeler todos los gases, lo que demostraba
que la electricidad no se podía forzar a través de ese vacío; pero en una
ocasión, el tubo de vidrio se rajó, admitiendo el aire lentamente (1,2).
Entonces, Morgan, un matemático de Gales (4,5) pudo ver una sucesión de
colores, empezando por el verde-amarillo y pasando a través del azul, púrpura y
rojo.
Hasta
después del descubrimiento de Roentgen, se pudieron identificar esas luces
amarillo-verdosas como los rayos X y la repetición del experimentó demostró que
Morgan fue el primero en producirlos. (1,2)
Según J. G. Anderson,
en su ensayo “William Morgan and X-Rays” (2), escrito en enero de 1945, Sir
William Elderton pronunció un discurso sobre Morgan, en diciembre de 1931, en
la Escuela de Agentes de Seguros y también se refirió al primer artículo de
Morgan dirigido a la Sociedad Real en 1785, titulado “Electrical experiments
made to ascertain the non-conducting power of a perfect vacuum.” Elderton dijo entre otras cosas, lo siguiente:
“... So far back as 1785, William Morgan, a Fellow of
the Royal Society of London, communicated to the
society a paper in which he described experiments
made by him on phenomena produced by the
passage of electric discharges inside a glass tube.
He found that, when there was no air in the tube and
the vacuum was as perfect as he could make it,
no electric discharge could pass but, upon admitting
a very minute quantity of air, the glass glowed with
a green colour. Morgan did not know it, but he had
produced X-rays and his simple apparatus represented
the first X-ray tube.”
A fuller account was given in 1927 by V. E. Pullin and
W. J.
Wiltshire in their book on " X-rays, past and
present," in which,
after recounting the experiments of Francis Hauksbee,
F.R.S., in
1705, and of the Abbé Nollet in Paris in 1753, they
proceeded thus:
“The next experiments on this question are of great
historical
interest. They are the work of Mr.
William Morgan, to whom
must be given the credit of being
probably the first experi-
menter
to produce X-rays.”
Two years earlier, on January 19, 1925, Mr. Pullin
(then the
director of the Radiological Research Department at
Woolwich)
gave the first of his Cantor lectures, entitled “Radiological
research
a history,” to the Royal Society of Arts. In dealing
with Morgan
he said, inter alia:
“Morgan's advance consisted in the
fact that on decreasing the
gas pressure in his bulb he obtains
what he describes as a
beautiful green colour, which altered from green to
blue and
so on to violet and purple as he allowed gas to enter the bulb.” (2)
Por
un camino diferente, pero muy importante, llegan otras investigaciones a la
senda común de los rayos X. James Clerk
Maxwell (1831-1879), profesor de física, de origen escocés, de la Universidad
de Cambridge, que definió la teoría electromagnética de la luz, una de las
teorías más profundas de la humanidad. Teoría que fue recogida por Hermann von
Helmholtz (1821-1894), fisiólogo y físico alemán, quien la agregó a su propia
teoría de la dispersión del espectro donde había espacio para los rayos X,
ondas de radio, etc., especificando sus propiedades y capacidad de atravesar
materiales opacos muchos años antes de que esto se conociera. (1)
En
1827, George Ohm (1787-1854), formuló las leyes de la corriente eléctrica que
llevan su apellido y estableció la relación entre corriente eléctrica, fuerza
electromotora y resistencia. En 1850, Plucker (1801-1868), observó
fluorescencia verde en una botella opuesta a un electrodo negativo dentro de un
tubo al vacío. J. Gassiot, en 1859, produjo indudablemente rayos catódicos y
deflexión magnética y debió producir rayos X. En 1879, Crookes (1832-1919),
encontró que los rayos catódicos podían ser desviados por un magneto y
consideró a ese fenómeno como “un cuarto estado de la materia” (3).
Después
que el físico y fisiólogo alemán Hermann Helmholtz inventara el oftalmoscopio, en
1851, que provocó que con otros aparatos dotados de lámparas y espejos, se
intentara observar los cambios patológicos dentro del organismo humano vivo p.
ej: uretra, vejiga, esófago y estómago,
el triunfo del diagnóstico fue el descubrimiento de los rayos X por
Wilhelm Röntgen en 1895 (7). H. von Helmholtz, logró que su alumno Heinrich Hertz
(1857-1894), produjera y descubriera en 1888, las primeras ondas electromagnéticas
o hertzianas; y que después descubriera, también, el efecto fotoeléctrico. Otro
de sus discípulos, Eugene Goldstein (5-9-1850/25-12-1930), físico alemán, denominó
rayos catódicos al espectro de colores que se producía en los tubos de vacío
cuando pasaba la corriente eléctrica y fue el primero en observar, en 1886, a los protones desde
los rayos catódicos –rayos que después serían reconocidos como electrones (1,2). En 1892, Hertz demostró el paso de los rayos
catódicos a través de hojas delgadas de metal. (3)
Philipp von Lenard produjo un tubo de vacío
con una placa de aluminio, demostrando que los rayos catódicos pueden pasar a
través de ella. También colocó placas fotográficas envueltas en sobres
resistentes a la luz, que también fueron atravesados, y obtuvo imágenes de los
cuerpos que se colocaban sobre ellos. Lenard no sabía que los rayos catódicos
después de pasar por una ventana de aluminio estaban mezclados con otra clase
de rayos, y de manera inconsciente, sin quererlo, estaba obteniendo imágenes
radiográficas (1).
La primera imagen de
rayos X fue producida por Arthur Goodspeed y W. N. Jennings, en Pennsylvania,
Estados Unidos, el 22 de febrero de 1890. Al no saber su significado, ellos
nunca se preocuparon por publicarla. Roentgen publicó su artículo original cinco
años después (5,6).
Lenard continuaba
experimentando cuando W. C. Roentgen presentó en la Sociedad Físico-Médica de Würzburg
su artículo “Una nueva clase de rayos” (On a new kind of rays) el 28 de
diciembre de 1895. (1)
Referencias
bibliográficas:
1. Pedrosa, C. S. Pedrosa Moral, I.
S. Diagnóstico por imagen: evolución histórica. En: Pedrosa, C. S., Casanova,
R. Pedrosa. Diagnóstico
por imagen. Vol. I: Generalidades. Aparatos respiratorio y cardiovascular.
McGraw-Hill Interamericana. Madrid. 2002:1-20
2. Wikipedia. La enciclopedia libre. Internet.
2010
3. Bolsa Médica. Antecedentes y
acontecimientos históricos del descubrimiento de los rayos X y sus
consecuencias. No. 9; May. 1994; 24-25
- Amerasekera, D. History of
radiology. The North Herts Radiology Group. 2000. Internet. Abr. 2012
5. Fisher, L. Historia de los rayos X y la
radiología en Estados Unidos de América. leninfisher.blogspot.com.
Internet. Abr. 2012
- Historical
timelife. Penn Medicine. Department of Radiology. University of
Pennsylvania Hospital. Internet. Abr. 2012
7. Sigerist, H.E. Los grandes médicos:
historia biográfica de la medicina. Ave. Barcelona, España. 1949: 310
En:
*Fisher, L. Historia de la radiología en Nicaragua: la senda de la
luz invisible. Universitaria. Managua, Nicaragua. 2010: 316
**Fisher, L. Historia de la radiología en Nicaragua: la senda de la
luz invisible. 2da. ed. Universitaria. Managua, Nicaragua. 2011: 428
Managua, Nicaragua,
19 de mayo de 2012.
leninfisherblogspot.com
