Serie “Cómo funciona el cosmos”. Capitulo segundo: Cómo sabemos que el universo se expande

Cómo sabemos que el universo se expande es una pregunta recurrente para las personas que están empezando a entrar en contacto con este mundillo. Para empezar, recordemos que todo esto empieza con la observación de cuerpos lejanos. Edwin Hubble realiza una publicación en 1929 sobre el movimiento de las nebulosas, concluyendo que la mayoría de ellas presentaban corrimientos al rojo. ¿Qué significa esto?

Antes de explicar que es el corrimiento al rojo debemos recordar el efecto Doppler. Todos hemos oído, y nos lo han explicado en el cole, que las sirenas de las ambulancias se oyen de forma distinta cuando se acercan y cuando se alejan. Este efecto se produce porque el sonido es una onda. Si la onda es amplia el sonido es grave, si es estrecha, el sonido es agudo. Piensa en la moto que viene lejos en una noche de verano con la ventana abierta. El sonido se acerca, es agudo, cuando se aleja se torna grave de repente. El ruido del motor siempre es el mismo pero el primer sonido tiene ondas de mucha frecuencia (si las pintamos son estrechas) y al alejarse son ondas de poca frecuencia (anchas).

¿Cómo es posible? Es sencillo, el sonido tiene una velocidad determinada de propagación (vamos a llamarla pequeña en comparación con otras cosas). Un coche, una moto, puede fácilmente ir al 10 o 15% de esta velocidad (si el conductor es algo más irresponsable, incluso al 20%). La onda se propaga más rápido, pero empieza a propagarse cuando el cuerpo se está moviendo. Si la onda y el cuerpo se acercan a nosotros, el emisor está “empujando la onda” al emitirla, por lo que la comprime (se hace estrecha), por lo tanto, se agudiza y pasa lo contrario si se aleja, la estira y se agrava.

Con la luz pasa lo mismo, salvo que la luz sí que se expande en el espacio vacío. La luz es una onda electromagnética y como onda “padece” igual el efecto Doppler. Por supuesto, en el caso de la velocidad de la luz, debemos observar cuerpos muy rápidos para notar este efecto. En el Cosmos todo es muy, muy (todos los muis que quieras decir serán pocos) grande y todo ocurre a escalas que cuesta imaginar. El movimiento de por ejemplo entre dos galaxias, como la Vía Láctea y Andrómeda es de 300 km/s referida al Sol, esto es que depende del punto en el que está el sol, pero es en cualquier caso enorme. Aun así, su corrimiento al rojo es de -0,001001 que parece un valor pequeño.

Al mirar a objetos lejanos, muy lejanos, observamos que, en general, este corrimiento al rojo es mayor. El valor del corrimiento al rojo de la galaxia EGS8p7, la más lejana encontrada hasta ahora, dada a conocer en la revista Astrophysical Journal Letter, es de 8,68.

Cuando Georges Lemaître publicó en 1927 la teoría, su estudio se basaba en las leyes de Einstein y en observaciones de varios astrónomos. Su trabajo pasó desapercibido. Poco después, en 1929, Edwin Hubble publicó su teoría apoyada en las observaciones que había realizado desde el observatorio de Monte Wilson. Aquí fue donde, con un estudio de objetos lejanos (en aquella época objetos de fuera de la Vía Láctea), Hubble establece la relación entre la distancia de un objeto y el corrimiento al rojo.

Las observaciones decían que cuanto más lejos estaba un objeto, mayor corrimiento al rojo tiene. Esto demuestra, no que los objetos se alejan entre si, ya que ese caso todos tendrían corrimientos al rojo similares o dependientes de su dirección de movimiento a cualquier distancia. Sin embargo, que esté estrechamente relacionada la distancia con el valor de corrimiento al rojo, demuestra que es el universo el que se expande, no las galaxias las que se mueven alejándose. Es la conocida como ley de Hubble–Lemaître.

Ahora podemos distinguir dos valores de movimiento de los objetos, el movimiento propio de estrellas y galaxias entre sí, y el de la expansión del universo. Hay que destacar que la expansión del universo no significa que las galaxias se muevan hacia afuera para llenar un espacio vacío, no. Esto significa que es el propio espacio vacío el que crece y en su expansión arrastra su contenido haciendo que se alejen unos objetos de otros.

De forma similar podríamos pensar en una camiseta que se va estirando con el uso, el dibujo de la misma crece en igual proporción, pero visto desde dentro, dos dibujos de la misma camiseta parecerían alejarse uno del otro, cuando lo que pasa es que el espacio en el que están contenidos está creciendo, dándose de sí. Si estos dibujos están más separados, parece que se alejan más, pues hay más estiramiento (no más tela) entre ambos, la tela se está estirando. El espacio-tiempo se está estirando.

Esta teoría, ya demostrada, es el principal aval para la teoría del Big Bang como origen del universo.

Por otro lado, se ha trabajado mucho en calcular esa expansión. Lo que se denomina H0 o constante de Hubble, es el valor de proporcionalidad que determina cuanto se alejan unos objetos de otros en función de su distancia. Este valor se ha medido mediante observaciones y, más recientemente, mediante satélites como el Planck. El valor más reciente publicado es de 64 (km/s)/Mpc. Léase, que el universo se expande a una velocidad de 64 kilómetros por segundo de velocidad por cada Mega Parsec de distancia. Un parsec es la “abreviatura” de paralaje de un segundo de arco.

Si te aclaras mejor en años luz, es el equivalente a decir que el universo se expande a una velocidad de 19,62 km/s por cada millón de años luz de distancia. Es decir, que a una distancia de 2.5 millones de años luz, donde está la galaxia Andrómeda, el universo, se expande a 49.05 km/s.

Mi consejo, mira las galaxias cercanas al telescopio, son producto del momento en que vivimos. No vamos a notarlo en lo que duren nuestras vidas, pero estás mirando algo vivo y cambiante.

2 thoughts on “Serie “Cómo funciona el cosmos”. Capitulo segundo: Cómo sabemos que el universo se expande

  1. Gran explicacion! Nunca me habia parado a pensar en la diferencia entre el movimiento entre galaxias y el movimiento de la propia expansion de universo. Y sobre todo ejemplos que, los q no tenemos ni idea del cosmos, nos lo haga mas sencillo.

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