El universo se expande más rápido de lo que pensábamos
Hasta ahora hemos hablado del origen y la edad del Universo, pero no de su destino final. Esta cuestión ha sido objeto de debate durante muchos años, y varios teóricos se plantearon posibles ideas sobre el destino del Universo al mismo tiempo que se desarrollaba el modelo del Big Bang. Sin embargo, si se comparan los libros de texto universitarios de astronomía actuales con los publicados hace unos 20 años o más, se verá que esta parte del debate sobre cosmología ha cambiado sustancialmente desde 1998 aproximadamente. La razón es que las pruebas recientemente descubiertas de la existencia de energía oscura complican el asunto. La materia oscura también desempeña un papel en la determinación del destino del Universo.
Ya nos hemos encontrado con la materia oscura durante nuestra discusión sobre la curva de rotación de la Vía Láctea, pero entraré en más detalles aquí. Recordemos que en la Vía Láctea observamos que las partes exteriores de la galaxia giran mucho más rápido de lo esperado si toda la materia de la galaxia fuera materia visible. Basándonos en la curva de rotación de la Vía Láctea, parece que la Galaxia contiene más materia oscura que materia luminosa. Sin embargo, más allá de las galaxias individuales, también hay pruebas de la existencia de materia oscura en cúmulos de galaxias. Al igual que las curvas de rotación de las Galaxias, también se pueden estudiar las velocidades de las galaxias dentro de cúmulos masivos de galaxias. La velocidad de escape de un objeto (en este caso un cúmulo) depende de la masa de ese objeto. En muchos cúmulos, las velocidades de las galaxias que lo componen sugieren que el cúmulo no podría permanecer unido si todo lo que contiene es materia normal. Debe haber materia oscura adicional en el cúmulo, o de lo contrario muchas de las galaxias escaparían.
Velocidad de expansión del universo
Llegamos ahora a uno de los descubrimientos más importantes de la astronomía: la expansión del universo. Antes de describir cómo se hizo el descubrimiento, debemos señalar que los primeros pasos en el estudio de las galaxias se produjeron en un momento en que las técnicas de espectroscopia también estaban haciendo grandes avances. Los astrónomos que utilizaban grandes telescopios podían registrar el espectro de una estrella o galaxia débil en placas fotográficas, guiando sus telescopios para que permanecieran apuntando al mismo objeto durante muchas horas y recogieran más luz. Los espectros resultantes de las galaxias contenían una gran cantidad de información sobre la composición de la galaxia y las velocidades de estos grandes sistemas estelares.
Curiosamente, el descubrimiento de la expansión del universo comenzó con la búsqueda de marcianos y otros sistemas solares. En 1894, el controvertido (y acaudalado) astrónomo Percival Lowell estableció un observatorio en Flagstaff (Arizona) para estudiar los planetas y buscar vida en el universo. Lowell pensó que las nebulosas espirales podrían ser sistemas solares en proceso de formación. Por ello, pidió a uno de los jóvenes astrónomos del observatorio, Vesto M. Slipher (figura 26.13), que fotografiara los espectros de algunas de las nebulosas espirales para ver si sus líneas espectrales podían mostrar composiciones químicas como las esperadas para los planetas recién formados.
Aceleración de la expansión del universo
Skip to main content¡Rebajas navideñas!Compra ahora¡Rebajas navideñas!Compra ahoraEl CÚSCULO DE LA GALaxia es representativo del aspecto que tenía el universo cuando tenía el 60 por ciento de su edad actual. El telescopio espacial Hubble captó la imagen enfocando el cúmulo mientras completaba 10 órbitas. Esta imagen es una de las exposiciones más largas y nítidas jamás producidas. Varias parejas de galaxias parecen estar atrapadas en el campo gravitatorio de la otra. Este tipo de interacciones rara vez se dan en cúmulos cercanos y son una prueba de que el universo está evolucionando. Anuncio
Nota del Editor (10/8/19): El cosmólogo James Peebles ganó el Premio Nobel de Física 2019 por sus contribuciones a las teorías sobre cómo comenzó y evolucionó nuestro universo. Describe estas ideas en este artículo, que coescribió para Scientific American en 1994.
En un instante determinado, hace aproximadamente 15.000 millones de años, toda la materia y la energía que podemos observar, concentradas en una región más pequeña que una moneda de diez centavos, comenzaron a expandirse y enfriarse a un ritmo increíblemente rápido. Cuando la temperatura descendió a 100 millones de veces la del núcleo del Sol, las fuerzas de la naturaleza adquirieron sus propiedades actuales y las partículas elementales conocidas como quarks vagaban libremente en un mar de energía. Cuando el universo se había expandido 1.000 veces más, toda la materia que podemos medir llenaba una región del tamaño del sistema solar.
El tamaño del universo
Este libro clásico, agotado hace tiempo, investiga la determinación experimental de una de las constantes fundamentales de la astrofísica y su importancia para la astronomía. Las ecuaciones de la relatividad general incluyen una constante lambda en su solución. Si lambda es distinta de cero y positiva, esto representa la existencia de un fenómeno de repulsión cósmica. En este libro, Eddington discute las implicaciones de este fenómeno para los modelos del universo. El libro ofrece una visión única de la historia de las ideas y del arte de Eddington. Los astrofísicos y los historiadores de la ciencia descubrirán que esta reedición arroja una luz fascinante sobre uno de los más grandes científicos británicos.