El universo en expansión
Durante miles de años, los astrónomos lucharon con preguntas básicas sobre el tamaño y la edad del universo. ¿El universo continúa para siempre, o tiene una ventaja en alguna parte? ¿Ha existido siempre, o llegó a ser algún tiempo en el pasado? En 1929, Edwin Hubble, un astrónomo de Caltech, hizo un descubrimiento crítico que pronto condujo a respuestas científicas para estas preguntas: descubrió que el universo se está expandiendo.
Los antiguos griegos reconocieron que era difícil imaginar cómo sería un universo infinito. Pero también se preguntaron que si el universo fuera finito, y ustedes estiraran su mano en el borde, ¿a dónde iría su mano? Los dos problemas de los griegos con el universo representaban una paradoja: el universo tenía que ser finito o infinito, y ambas alternativas presentaban problemas.
Después del auge de la astronomía moderna, otra paradoja comenzó a desconcertar a los astrónomos. A principios del siglo XIX, el astrónomo alemán Heinrich Olbers argumentó que el universo debe ser finito. Si el Universo fuera infinito y contuviera estrellas a lo largo, dijo Olbers, entonces si miras en una dirección particular, tu línea de visión eventualmente caerá sobre la superficie de una estrella. Aunque el tamaño aparente de una estrella en el cielo se vuelve más pequeño a medida que aumenta la distancia a la estrella, el brillo de esta superficie más pequeña permanece constante. Por lo tanto, si el Universo fuera infinito, toda la superficie del cielo nocturno debería ser tan brillante como una estrella. Obviamente, hay áreas oscuras en el cielo, por lo que el universo debe ser finito.
Pero, cuando Isaac Newton descubrió la ley de la gravedad, se dio cuenta de que la gravedad siempre es atractiva. Cada objeto en el universo atrae a cualquier otro objeto. Si el universo realmente fuera finito, las fuerzas atractivas de todos los objetos en el universo deberían haber causado que el universo entero colapsara sobre sí mismo. Esto claramente no había sucedido, por lo que a los astrónomos se les presentó una paradoja.
Cuando Einstein desarrolló su teoría de la gravedad en la Teoría general de la relatividad, pensó que se había topado con el mismo problema que Newton: sus ecuaciones decían que el universo debería expandirse o colapsarse, aunque asumió que el universo era estático. Su solución original contenía un término constante, llamado constante cosmológica, que cancelaba los efectos de la gravedad en escalas muy grandes y conducía a un universo estático. Después de que Hubble descubrió que el universo se estaba expandiendo, Einstein llamó a la constante cosmológica su “mayor error”.
Aproximadamente al mismo tiempo, se estaban construyendo telescopios más grandes que podían medir con precisión los espectros, o la intensidad de la luz en función de la longitud de onda, de objetos débiles. Usando estos nuevos datos, los astrónomos intentaron comprender la gran cantidad de objetos débiles y nebulosos que estaban observando. Entre 1912 y 1922, el astrónomo Vesto Slipher en el Lowell Observatory en Arizona descubrió que los espectros de luz de muchos de estos objetos se desplazaron sistemáticamente a longitudes de onda más largas, o se desplazaron al rojo. Poco tiempo después, otros astrónomos demostraron que estos objetos nebulosos eran galaxias distantes.
El descubrimiento del universo en expansión
Mientras tanto, otros físicos y matemáticos que trabajan en la teoría de la gravedad de Einstein descubrieron que las ecuaciones tenían algunas soluciones que describían un universo en expansión. En estas soluciones, la luz que proviene de objetos distantes se desplazaría hacia el rojo a medida que viajaba a través del universo en expansión. El desplazamiento al rojo aumentaría al aumentar la distancia al objeto.
Edwin hubble
En 1929, Edwin Hubble, trabajando en los Observatorios Carnegie en Pasadena, California, midió los desplazamientos al rojo de varias galaxias distantes. También midió sus distancias relativas midiendo el brillo aparente de una clase de estrellas variables llamadas Cefeidas en cada galaxia. Cuando trazó el desplazamiento al rojo contra la distancia relativa, descubrió que el desplazamiento al rojo de galaxias distantes aumentaba como una función lineal de su distancia. La única explicación para esta observación es que el universo se estaba expandiendo.
Una vez que los científicos entendieron que el universo se estaba expandiendo, inmediatamente se dieron cuenta de que habría sido más pequeño en el pasado. En algún momento en el pasado, el universo entero habría sido un solo punto. Este punto, más tarde llamado el Big Bang, fue el comienzo del universo como lo entendemos hoy.
El universo en expansión es finito tanto en el tiempo como en el espacio. La razón por la que el universo no se derrumbó, como decían las ecuaciones de Newton y Einstein, es que se había expandido desde el momento de su creación. El universo está en un estado constante de cambio. El universo en expansión, una nueva idea basada en la física moderna, puso fin a las paradojas que preocupaban a los astrónomos desde la antigüedad hasta principios del siglo XX.
Para obtener más información, consulte http://skyserver.sdss.org/dr1/en …