Edwin Hubble y la expansión acelerada del universo

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por Julio García. 

Uno de los astrofísicos que han dejado una de las huellas más profundas en nuestra comprensión del Universo tal vez sea  el estadounidense Edwin Hubble (1889-1953), a quien se le considera el padre de la astrofísica observacional.

Recordemos que la astrofísica es una rama de la ciencia que se puede dividir en teórica y empírica. En lo que respecta a la parte teórica, los científicos tienden a hacer especulaciones sobre el universo. Por ejemplo, pueden afirmar que este tiende a expandirse aunque no tengan elementos concretos para poder comprobar eso que afirman (hoy está más que comprobado que el universo se expande).

Edwin Hubble se planteó la idea del universo en expansión pero, en su momento, no tenía pruebas de que esto realmente sucedía.

De hecho, comenzó estudiando leyes en la Universidad de Oxford y posteriormente abandonó la carrera con tal de dedicarse de lleno a la astronomía. Así, al volver de sus servicios después de la primera Guerra Mundial, en 1919, comenzó a trabajar en el observatorio del Monte Wilson, donde tenía acceso a un telescopio de 254 metros. En aquel entonces, este era el telescopio más potente del mundo.

Su trabajo consistía en observar nebulosas que son objetos que son nubes de gas y polvo formadas mayormente por helio e hidrógeno y que, al juntarse lo suficiente, llegan a formar estrellas.

Uno de los primeros científicos en darse cuenta de que las estrellas tenían un corrimiento hacia el rojo fue William Huggins, quien registró el corrimiento hacia el rojo de la estrella Sirio. ¿En qué consiste exactamente este corrimiento?

 

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El astrofísico Edwin Hubble.

Recordemos que la luz tiende a comportarse en forma de ondas. Cuando un objeto se acerca a otro, a la velocidad que sea, se dice que se produce un corrimiento hacia el azul. Y, cuando un objeto se aleja de otro, se dice que tiende a un corrimiento hacia el rojo. Esto es fácil de imaginar porque el mismo fenómeno se observa con el sonido. Si nos paramos en una carretera y vemos que a lo lejos se acerca un vehículo a gran velocidad, pronto nos daremos cuenta que el sonido se tornará cada vez más agudo conforme el vehículo se acerca hacia nosotros. Cuando el vehículo pasa por el punto en donde nos encontramos y luego se aleja, inmediatamente seremos conscientes de que el sonido será cada vez más grave debido a que las ondas se hacen más largas. Esto mismo sucede con la luz: cuando se acerca a nosotros, las longitudes de onda son más cortas y el color se tornará en azul, mientras que cuando la fuente de luz se aleja de nosotros, las ondas se harán más largas y se tornarán cada vez más rojas.

En 1929 Edwin Hubble publicó un análisis de la velocidad radial de las nebulosas que observaba.  Aunque algunas de estas nebulosas extragalácticas se acercaban a la Tierra, la mayoría se alejaban y encontró algo verdaderamente interesante: conforme estas nebulosas se alejaban más rápido se movían. Concluyo entonces que las galaxias se alejan unas de otras y que el espacio que hay entre ellas también se expande. La velocidad de expansión es cada vez más rápida conforme las galaxias se van alejando unas de otras.

El descubrimiento de Hubble de que el universo se expande es considerado uno de los momentos más importantes de la historia de la ciencia. Hay que señalar, sin embargo, que ya desde 1915 Albert Einstein se había planteado el tema de la expansión del universo aunque siempre llegara a negarlo porque creía en un universo inalterable y que no cambiaba. De hecho propuso una constante cosmológica con la que intentaba zanjar el problema de la expansión. Años más tarde, el gran físico alemán reconocería que la negación de la expansión del universo habría sido el mayor error de su vida.

Hoy por hoy ya no cabe la menor duda de que el universo se expande y que lo hace a velocidades cada vez más aceleradas. Lo que los científicos aún no se explican del todo es qué es aquello que produce la expansión. Hablan de que entre los planetas, las estrellas y las galaxias existe una sustancia desconocida llamada energía oscura que es la responsable de producir la expansión. Ahora bien: ¿será esta expansión eterna? ¿llegará un punto en el que se detenga? Una de las teorías más aceptadas, y tal vez de las más acertadas, es que el universo se seguirá expandiendo eternamente hasta que exista una muerte térmica. Esta muerte térmica llegará cuando las estrellas dejen de producir el suficiente combustible para seguir brillando y produciendo energía.

Sinceramente creo que los seres humanos ya no estaremos aquí para ver esto, pero el hecho de saber qué pasará con nuestro universo es una de las cuestiones que siempre nos dejarán intrigados. Tal vez sea una pregunta tan profunda como ¿por qué el universo existe? ¿por qué estamos nosotros en la existencia?, etc.

 

 

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3 thoughts on “Edwin Hubble y la expansión acelerada del universo

  1. …fueron observados por primera vez con el telescopio orbital Hubble…los chorros HH…con nudos (¿nudos tal vez debidos a ondas de choque magnéticas?) más luminosos cada cierto trecho, que surgen de las protoestrellas (estrellas en formación) y de los agujeros negros centrales de las galaxias, no tienen el mismo lugar de origen aunque lo parezca en la distancia con los telescopios orbitales. En los agujeros negros sí salen de la zona del disco de acreción más próxima donde en ese radio hay ya más fuerza centrífuga que gravitatoria (el disco de acreción de un agujero negro central galáctico es toda la espiral de la galáxia) porque en ese radio todavía hay masa y densidad de sobra. Pero en las protoestrellas solo pueden salir directamente del núcleo central porque sus discos de acreción, a diferencia de los de los agujeros negros, no tienen esa masa y densidad necesaria para formar los “tubos” rellenos cilíndricos HH con gran masa y energía. Así que, cuando la protoestrella todavía no es una esfera sino casi un disco por la fuerza centrífuga, en la contracción gravitatoria con gran velocidad de rotación (velocidad creciente conforme disminuye su radio, debido a la conservación del momento angular: menos radio produce más velocidad angular, como ocurre en el patinador que gira y encoge brazos/piernas), NO se produce el estado de equilibrio contracción gravitatoria/expansión centrífuga por igual en toda la masa de la protoestrella en ese “muro de rotación” que haría que la densidad y temperatura necesarias para comenzar la fusión no se alcancen nunca. En realidad lo que ocurre en el casi disco que es aún la protoestrella es que en los polos (y a lo largo de todo el eje de rotación,desde cada punto del eje y hasta un determinado radio) la fuerza de contracción gravitatoria es siempre mayor que la fuerza centrífuga, y viceversa en el ecuador por lo que el diámetro ecuatorial es siempre mayor que el polar, y por tanto es mayor la fuerza centrifuga ecuatorial de expansión produciéndose el escape de materia que forma diametralmente opuestos en ambos extremos de un diámetro ecuatorial los chorros HH, de sección circular por las peculiares relaciones entre las fuerzas electromagnéticas con sus plasmas y viceversa. Mientras en ese cilindro interior, de un determinado radio, que va de polo a polo con poca fuerza centrífuga, sigue aumentando la contracción gravitatoria…y se incrementa la presión, la densidad y la temperatura en el núcleo del disco hasta el punto de inicio de la fusión. Cuando inicia la fusión…se producen violentas eyecciones de materia que producen fuerzas de acción/reacción que casi detienen el giro de la ya estrella…al detenerse el giro de gran velocidad, cesa casi la fuerza centrífuga, desaparecen los tubos HH, y de una parte del disco de acreción se formarán planetas…y el resto cae gravitacionalmente hacia el centro, aumentando por ello de nuevo algo la velocidad angular, y distribuyéndose su masa por toda la esfera ya formada…al quedar solo la fuerza de contracción gravitatoria sin casi su oponente la centrífuga…la estrella implosiona y hay rápido aumento de presión, densidad y temperatura en el núcleo aumentando la fusión…configurándose el diámetro definitivo de la esfera por el nuevo equilibrio contracción gravitatoria/expansión térmica…la nueva estrella ya está en marcha…

    • obviamente los objetos Herbig-Haro, los chorros HH, como puede verse en fotografías y dibujos, no se forman en la prolongación de un diámetro ecuatorial por la fuerza centrífuga, sino en la prolongación del diámetro polar, el eje de giro, en agujeros negros y protoestrellas. Son debidos a los poderosos campos magnéticos producidos por esos “solenoides” que se forman a lo largo del eje de rotación, por el vertiginoso giro del plasma en el núcleo de las protoestrellas.

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