Mirando al pasado
La Mirada de Jorge Ruiz Morales

Mirando al pasado

Medir, medir, medir siempre las distancias
2 enero, 2019
Jorge Ruiz Morales
  • Ciencia

La Mirada deJorge Ruiz Morales

Mirando al pasado

Jorge Ruiz Morales
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Este pasado año 2018, hemos conocido dos hechos relevantes dentro del campo de la Astronomía. Han sido la existencia del objeto celeste más grande y lejano del Universo y el objeto planetario más pequeño y mas alejado de nuestro Sistema Solar.

Un equipo internacional de científicos anunció hace unas semanas el descubrimiento de la mayor y más antigua estructura hallada hasta la fecha en el espacio: un supercúmulo ancestral de galaxias con una masa miles de millones de veces superior a la del Sol. Se le ha llamado Hyperion, en honor al dios griego. Surgió 2.000 millones de años después del Big Bang, la gran explosión que dio inicio al Universo. Ha sido descubierto utilizando el VLT (Very Large Telescope) del ESO, en Chile, y está situado en la Constelación del Sextante.

Para comprender su importancia, hay que recordar que existe un consenso en el campo astronómico de que la explosión que dio origen al Universo ocurrió entre 13.300 millones y 13.900 millones de años atrás. Y estamos observando objetos cada vez mas lejanos.

Mas recientemente, se ha ha descubierto el objeto más lejano en el Sistema Solar. Es un planeta enano, bautizado como 2018 VG18, que se encuentra a una distancia de 120 unidades astronómicas, lo que le ha valido el apodo de Farout, por su gran lejanía.

Cuando los astrónomos (o cualquiera de nosotros), escrutan con sus telescopios los confines del espacio, siempre están observando el pasado. No hay que olvidar que la luz viaja a una velocidad de 300.000 kilómetros por segundo y, al mirar hacia el cielo, lo que se ve es la luz emitida por los objetos celestes con algún grado de retraso. Por ejemplo, la luz de nuestro Sol (que está «cerca»; en términos astronómicos) llega a nosotros con un retraso de ocho minutos, que es el tiempo que la luz tarda en recorrer la distancia.

El ser humano siempre ha estado obsesionado con las distancias. Todavía nos duele la espalda desde cuando nuestros ancestros se irguieron para otear el horizonte y calcular la distancia al bosque o a una montaña.

Las dimensiones del Universo son tan grandes, que superan la comprensión normal de la mente humana. Hoy día, cualquier persona sabe que el tamaño del Sistema Solar resulta ya enorme, comparado con el tamaño del ser humano. La Luna, el Sol y los planetas están muy lejos de nosotros, a distancias que alcanzan los cientos de miles, millones y miles de millones de kilómetros. Mucho más lejos están las estrellas, a billones de kilómetros, y todavía más lejos están las galaxias a trillones de kilómetros, y según se acepta generalmente, los cuásares, a miles de trillones y hasta cuatrillones de kilómetros.

El conocimiento de las dimensiones reales del Universo es una conquista muy reciente de la ciencia, quizá el descubrimiento más espectacular de la Astronomía del siglo XX. En realidad, hace muy poco tiempo que hemos empezado a saber cuál es el tamaño verdadero del Cosmos. Durante miles y miles de años la humanidad lo ha ignorado. No sólo los habitantes de las cavernas del Paleolítico, según podemos suponer ahora, sino también todos los seres humanos de nuestro planeta en épocas posteriores, desde los babilonios, egipcios, chinos y antiguos griegos hasta la primera mitad del siglo XX, pasando por las edades históricas Media, Moderna y Contemporánea, han ignorado las enormes distancias a que se encuentran los astros del firmamento que iluminan la bóveda celeste, pensando que estaban bastante cercanos. La Humanidad ha creído siempre en un Universo hecho a nuestra medida. Y sin embargo, desde la noche de los tiempos hasta prácticamente nuestros días, el ser humano estaba equivocado.

En el texto de una tablilla de barro, anterior al 1300 a. C, descubierta en Nippur (Irak), aparecen caracteres cuneiformes con la cita «19 de la Luna a las Pléyades; 17 de las Pléyades a Orion; 14 de Orion a Sirio…», calculando distancias. (archivo ES)
En el texto de una tablilla de barro, anterior al 1300 a. C, descubierta en Nippur (Irak), aparecen caracteres cuneiformes con la cita «19 de la Luna a las Pléyades; 17 de las Pléyades a Orion; 14 de Orion a Sirio…», calculando distancias. (archivo ES)

Pero, si está fuera de toda duda que nuestros más lejanos antepasados llegaron a conocer bastante bien los movimientos aparentes de los astros, nada sabemos de sus conocimientos sobre la profundidad del espacio. Sospechaban al menos las gigantescas distancias al Sol, a la Luna o a las estrellas? Podemos afirmar con seguridad que no. Simplemente carecían de los medios técnicos, aún de los más rudimentarios, para estimar las dimensiones reales del mundo en que vivían. Y eso que Eratóstenes, en el año 240 a.C. calculó la circunferencia de la Tierra midiendo la sombra de dos varas.

Según hemos ido afinando nuestros cálculos gracias a nuevos instrumentos, el tamaño del Universo ha aumentado. Fue Walter Baade, con el telescopio de 5m de Monte Palomar, el que ajustó en 1952 la distancia a la galaxia de Andromeda, fijándola en 2.000.000 a.l (años luz). A pesar de esa tremenda distancia, les invito a que disfruten de su visión con un pequeño telescopio. Verán la galaxia de cuando los primeros primates comenzaban a pasearse por nuestro planeta.

Sin embargo, todavía hemos avanzado mas en fijar las distancias en el Universo. Como siempre, la vida diaria nos ilustra para comprender este problema. Quizás algunos no hayan oído hablar del efecto Doppler, pero lo sentimos a diario. Cualquiera que esté situado en una carretera y oiga venir un vehículo, observará que cuando se acerca el sonido es mas agudo que cuando se aleja. La explicación científica es sencilla. Las ondas sonoras son una sucesión de crestas y valles desplazándose en el aire, y cuando el vehículo se acerca, se contraen haciéndose el sonido mas agudo, y cuando se aleja las ondas se estiran siendo el sonido mas grave. Pues la luz, que se comporta como una onda que se transmite en el vacío, también se ve afectada por el efecto Doppler. Es decir, cambia la frecuencia y según se acerca su espectro se acerca al azul, y si se aleja la frecuencia se desplaza hacia el rojo.

En 1929, Edwin Hubble publicó un trabajo que arrojó luz sobre la comprensión de las distancias en el Universo: Una relación entre la distancia y la velocidad radial de la nebulosas extragalácticas.

Imagen compuesta que muestra el espectro de luz visible y el infrarrojo cercano, conseguida por el telescopio espacial Hubble durante un período de nueve años, del Universo profundo. (NASA-Hubble)
Imagen compuesta que muestra el espectro de luz visible y el infrarrojo cercano, conseguida por el telescopio espacial Hubble durante un período de nueve años, del Universo profundo. (NASA-Hubble)

Este trabajo no se hubiera llevado a cabo sin la inestimable ayuda de Milton L. Humason. Un hombre atípico para los cánones científicos de la época. Era el mulero que dirigía la recua de mulas que subían al observatorio las piezas y recambios para los telescopios. Pero tenía esa gran virtud de la curiosidad por todo lo que veía y, además, poseía una gran capacidad de aprendizaje, lo que le convirtió en un ayudante inestimable para Hubble. Este le encargó que hiciera los espectros de las galaxias para obtener la velocidad radial de cada una. Un trabajo basado en el estudio de placas fotográficas, algunas con exposiciones de 40 horas.

A partir de ahí se estableció lo que llamamos la ley de Hubble: que la velocidad de desplazamiento (recesión) de una galaxia respecto a nosotros es proporcional a su distancia. En otras palabras, si una galaxia está tres veces mas lejos que otra de nosotros, es que se aleja tres veces más rápido que la segunda. Un ejemplo, que se usa con frecuencia (aunque no es muy exacto) para explicar esto, es el siguiente. Si en un globo pintamos varios puntos y comenzamos a inflarlo, veremos que unos se alejan de los otros. Si escogemos uno de ellos, veremos que si seguimos inflando, los mas alejados se alejan más rápido. ¡Eureka! estamos viendo la expansión del Universo. Bueno, sin exagerar.

En cierto modo, Hubble terminó la revolución de Copérnico. La Tierra no es el  centro del Sistema Solar, ni el Sol de la Vía Láctea, ni esta del Universo. Somos una mota de polvo en el Cosmos. Pero polvo que piensa.

Sabiendo las distancias entre las galaxias podremos calcular el tamaño del Universo. Cada día que pasa, los científicos tienen instrumentos mas precisos, lo que les permite ajustar bien estas distancias. Dado que observacionalmente comprobamos que las galaxias se alejan unas de las otras, podemos concluir que, por ahora, el Universo está en expansión.


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