Expedición hacia el universo en expansión

Desde nuestra perspectiva moderna, la física y la astronomía han estado siempre conectadas. Los modelos matemáticos más tempranos de los movimientos físicos fueron desarrollados en el contexto del movimiento de planetas y estrellas por astrónomos como Copérnico o Kepler. Las leyes de Newton de gravitación se usaron más tarde para explicar la física fundamental detrás de las leyes de Kepler de movimiento planetario. Se encontraron evidencias que apoyaban la teoría de la Relatividad de Einstein en el hecho de poder explicar las variaciones a largo plazo del movimiento de Mercurio. De esta forma, observación y teoría trabajan juntos para mejorar nuestro entendimiento del universo.
Le damos crédito a la Teoría General de la Relatividad de establecer la lógica matemática detrás de un universo en expansión. A pesar de una larga historia de conexiones, cuando la Teoría General de la Relatividad fue publicada en 1916, los astrónomos observacionales estaban todavía comprendiendo cosas acerca de la Vía Láctea. Incluso la idea de que hubieran galaxias más allá de la nuestra era debatida duramente en la época. Debido a que la astronomía observacional estaba enfocada a medir distancias dentro de nuestra propia galaxia, los cosmólogos aplicaron herramientas de matemáticas y geometría para explorar las implicaciones de la nueva teoría de Einstein.
Para 1922, el mejor trabajo en cosmología apuntaba hacia un universo dinámico. Que el universo se estuviera expandiendo, contrayendo, u oscilando no era posible de determinar con las pruebas observacionales existentes. Este es el marco de referencia desde el que exploramos el viaje observacional de Hubble. Desde la Tierra y desde una sola galaxia conocida, Hubble y otros recolectaron información acerca del universo conocido. Lo que observaron y reportaron daría lugar a que teoría y observación volvieran a juntarse rápidamente debido a que las evidencias encontradas eran tan inesperadas que casi diez años después Hubble todavía se referiría a ellas como “bastante alarmantes.”

Paso 1: Hay otras galaxias2 stars

Antes de que los científicos pudieran concebir cuestiones sobre grandes distancias en el espacio tenían que ser capaces de medirlas, tenían que reconocer que nuestra Vía Láctea no ocupaba todo el espacio conocido – que había algo más allá. Para 1926 existían pruebas de que algunas manchas borrosas, o nebulosas, observables en el cielo, eran en realidad grandes conjuntos de estrellas – galaxias fuera de nuestra propia Vía Láctea. Una de las líneas de evidencia era que la distribución espacial de las nebulosas en el cielo sugería que estas mismas nebulosas no estaban alineadas con el plano de la Vía Láctea como en el caso de otras estrellas y nubes cercanas. Veremos esto en la siguiente sección
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Paso 2: Las galaxias están muy lejos 3 stars

Incluso con la confirmación de que existían galaxias fuera de la Vía Láctea, probar la teoría de un universo en expansión no era lo que guiaba a la astronomía. Los astrónomos estaban muy interesados en comprender la estructura de nuestra propia galaxias y explorar nuestro lugar en ella. Tal y como los pasajeros en un tren usan objetos distantes para juzgar la velocidad a la que se desplazan, Hubble reconoció que podríamos usar galaxias como marcadores del movimiento de nuestro Sistema Solar dentro de la Vía Láctea. Saber la distancia a las galaxias era una parte importante para comprender nuestro lugar en la Vía Láctea (la Expedición, Abandonando la galaxia, explora la distancia en profundidad). Para esta expedición, miramos el esfuerzo de Hubble en calcular distancias galácticas relativas. Al final, esto llevó a respuestas intrigantes.
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Paso 3: 1936 redshift y distancia 3 stars

Esfuerzos continuos para medir distancias en el espacio extra-galáctico combinado con medidas precisas de redshift culminaron en el artículo de 1936, La relación distancia-velocidad de nebulosas extra-galácticas por Hubble y Humason. En este último paso revisamos este artículo examinando los datos disponibles en los años 30 y los comparamos con los datos disponibles hoy.
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