Hubble y la expansión del Universo

Tal vez nos suene el nombre de HUBBLE por el famoso telescopio espacial llamado así en honor al científico norteamericano responsable de la teoría de la expansión del universo:Edwin Hubble (1889-1953)

Introducción: el Big Bang

Una de las más importantes teorías del siglo XX en el campo de la física ha sido la del "Big Bang", según la cual el Universo, es decir, todo lo que existe (materia, espacio y tiempo) se originó a partir de un momento determinado, antes del cual no existía nada, o todo estaba concentrado en un punto, que podríamos decir que explosionó. Todo lo que existe hoy día sería fruto de esa explosión, que aún continúa, como si estuviera ocurriendo a cámara lenta (algo así como si la explosión de una bomba se pudiera ver tan lentamente que se tardaran 14000 millones de años en lugar de en un instante.

(Esta idea es sólo aproximativa y su intención es que el lector no experto pueda hacerse una idea de lo que propone esta teoría).

Lo que sí describe el big bang es lo ocurrido a partir de ese primer momento, en el que podríamos decir que toda la materia, el espacio y el tiempo estaban concentrados en un único punto y éste explosionó, esparciendo todo lo existente a lo largo y ancho de lo que hoy conocemos como Universo.

La expansión del Universo

El primer gran paso para llegar a esta teoría fue otra previa, que fue atribuida a Edwin Hubble, aunque ya había sido descrita de forma sencilla por Georges Lemaître, en 1927, la teoría de la expansión del Universo.

En todo caso, Hubble, sin conocer los datos de Lemaître, realizó observaciones muy precisas que le llevaron a concluir que el universo estaba en constante expansión.

Hubble trabajó durante años como astrónomo en el observatorio del Monte Wilson, California, en su momento el más grande del mundo y situado en una zona privilegiada, a más de 1700 m. de altitud.

En sus investigaciones observando el espectro luminoso de las galaxias logró descubrir una relación entre la velocidad con que se desplazan las galaxias en sentido radial y la distancia a que se encuentran.

La velocidad radial de las galaxias se determina estudiando su espectro y viendo si él se encuentra desplazado hacia el azul o hacia el rojo y en cuánto, de manera que las que tienen un espectro desplazado hacia el rojo se alejan más rápido, mientras que si lo está hacia el azul, lo hacen más lentamente.

En física este fenómeno se llama efecto Doppler y consiste en que un observador que recibe luz de una fuente que se acerca, verá las líneas de su espectro desplazadas hacia el azul. En cambio, si la fuente luminosa se aleja de este, su espectro se verá corrido hacia el rojo.

Valiéndose de esta propiedad, Hubble estableció que el espectro de la mayoría de las galaxias está desplazado hacia el rojo, y que la magnitud del desplazamiento es proporcional a la distancia: las galaxias más lejanas tienen un espectro más corrido hacia el rojo, es decir, se alejan a mayor velocidad.

Para intentar comprender esto podemos poner un ejemplo muy sencillo: si dibujamos una serie de punto en la superficie de un globo y comenzamos a hincharlo, a medida que éste se infla y expande, los puntos se van alejando entre sí. Y si pudiéramos haber dibujado puntos en su interior, veríamos que estos se alejan menos y a menor velocidad.

Otro ejemplo: supongamos que el radio de la Tierra comenzara a aumentar. En este caso, la superficie empezaría a crecer y todas las distancias aumentarían, de modo que si nos situáramos en cualquier punto de la Tierra, veríamos que todos los otros puntos se alejan de nosotros y que lo hacen a mayor velocidad cuanto más alejados se encuentran. Así, los puntos del interior del planeta se alejarían menos entre sí, pero si nos encontráramos en un o de estos puntos, comprobaríamos que los que están más lejos, en la superficie, por ejemplo, se estarían alejando a mucha mayor velocidad que los que se encuentran más cercanos.

Toda la información anterior coincide con la teoría del Universo en expansión. El espacio entre las galaxias se dilata, por lo que todas se alejan de todas. Incluso nuestra galaxia, la Vía Láctea.

El que el Universo esté expandiéndose implica que en el pasado las distancias eran menores. Al calcular el ritmo de expansión actual y proyectarlo al pasado, se llega a la conclusión que hace 14000 millones de años todo el Universo estaba concentrado en un punto; todas las galaxias reunidas; toda la materia confinada a un pequeño volumen de gran densidad y mucha temperatura.

Es preciso reiterar que este cálculo se hace suponiendo que el ritmo actual de expansión es el mismo que existió en el pasado. Sin embargo, los astrónomos saben que esto no es real, pues el viaje de las galaxias es paulatinamente frenado por la fuerza de gravedad que ejerce la materia.