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miércoles, 3 de febrero de 2016

¿ COMO ES DE GRANDE NUESTRO UNIVERSO ?




La medición de distancias a escala cósmica puede conducir a una simplificación un poco extraña, basada en el entendimiento intuitivo, pero del que se obtiene un resultado incorrecto, ¿ por qué no considerar algunos de los fenómenos fundamentales en la evolución del universo ?. ¿Cómo es de grande el universo ?. Según los cálculos más recientes, el universo tiene 13.8 mil millones de años y un radio de 45.7 millones de años luz.



Pregunta que se hicieron los astronomos y la NASA:
Si se observa una galaxia distante, que nació 700 millones de años después del big bang, ¿ A qué distancia se encuentra ahora la galaxia en cuestión con respecto a la Tierra utilizando como unidad de medida el año luz ( la distancia recorrida en un año por la radiación electromagnética en el vacío ) ?.


Respuesta que dieron fue:
Bueno, sabemos que el universo tiene una antigüedad de 13.8 mil millones de años, sabemos que la galaxia nace sólo 700 millones de años después del nacimiento del universo y a continuación, sólo nos queda hacer una resta, es decir, el 13,8 menos es de 0,7 que es, a 13.1. Nuestra galaxia está a una distancia de 13,1 mil millones de años luz de nosotros.

Pues bien esa respuesta es incorrecta. Nuestra propia galaxia, ahora se encuentra muy, pero muy lejos. ¿ Cuánto ?. Unos 30 mil millones de años luz. ¿ Cómo es eso posible ?. ¿ Cómo puede la galaxia encontrarse a una mayor distancia que la que recorre la luz en el arco de tiempo que le llevó llegar a nosotros ?.



Vamos a dar un paso atrás. Nos ponemos en el lado contrario. Imagínese que está en una habitación, apoyado en una pared. En la pared de enfrente hay una lámpara. Podemos medir la distancia entre nosotros y la lámpara con un metro y a continuación, expresar la medida en centímetros, por ejemplo. Sólo tenemos que desenrollar el metro entre los dos puntos ( la lámpara y la pared de enfrente ) y el juego está hecho.

O podemos medir la distancia basándonos en el tiempo que tarda un fotón emitido por la lámpara en llegar a nosotros. En este segundo caso, que por cierto está en la base del medidor de distancia láser que se encuentra comúnmente en grandes almacenes, hacemos un argumento igual al que se utiliza para la galaxia, medimos una distancia a partir de la radiación electromagnética.

Pero entonces ¿ por qué en el caso de la galaxia el resultado de un razonamiento, muy intuitivo, está mal ?.

En el caso de la habitación, medimos el espacio entre nosotros y la lámpara en el aquí y ahora o mejor dicho, el tiempo que tarda el haz de láser para cubrir la distancia es mínima, debido a la velocidad de la luz en el aire, un poco más pequeña que la del vacío, viaja a casi 300.000 kilómetros por segundo.

Pero si tenemos en cuenta las escalas de tiempo, tales como la de la edad del cosmos, la cosa cambia radicalmente, porque una característica del universo mismo, que se convierte en crucial en el cálculo de las distancias de los objetos fuera de la Tierra, junto con otros parámetros, gracias a que tenemos una idea de cómo nació y cómo evoluciona el universo.

Al final de los años veinte, el astrónomo estadounidense Edwin Hubble descubrió que el universo se está expandiendo, por la observación de que otras galaxias se están alejando de la nuestra propia. Esta expansión se produce a una tasa de 67,3 kilómetros por segundo por megaparsecs, la llamada constante de Hubble, de acuerdo a los resultados más recientes obtenidos por el satélite Planck de la Agencia espacial europea.

Como se dice en un artículo publicado en Science por Adam G. rEiess y Michael S. Turner, los pioneros de la investigación sobre la historia de la expansión del universo:

" Hubble se dio cuenta de que las galaxias más distantes se alejan más rápido que las cercanas, de acuerdo con lo que ahora se conoce como la ley de Hubble ( la velocidad relativa es igual a la distancia multiplicada por la constante de Hubble ).
Considerada en el contexto de la teoría de la relatividad general de Einstein, Hubble de la ley es una expresión de la expansión de espacio uniforme, que es entonces una simple crecer hasta el tamaño del universo ".

En resumen, la expansión del universo es una expansión del espacio. Todo esto tiene una implicación enorme para los fotones que emite nuestra galaxia distante. Mientras viaja hacia nosotros, el espacio se expande, se extiende la distancia que debe cubrir para llegar a los detectores que nos permiten detectar de ellos aquí en la Tierra o los instrumentos en órbita.

Aunque puede parecer como un rompecabezas difícil o en el límite de la solución, en realidad no es posible operar el cálculo de este tramo y por lo tanto también la distancia efectiva en el aquí y ahora de la galaxia distante. En este cálculo se debe tener también en cuenta otros importantes parámetros cosmológicos y los pasos no son en absoluto fáciles.

Si usted está interesado en el tema puede leer este estudio, publicado en The Astrophysical Journal, en el que es posible seguir en detalle el cálculo del radio del actual universo observable.
El resultado es 45.7 mil millones de años luz. Aquí, entonces, nuestra galaxia distante en 30 millones de años luz, no contradice ninguna ley de la física. Sólo nuestra intuición.




La Llave Al Misterio.

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