¡EL UNIVERSO SE EXPANDE!

Por: David Alejandro Segura Sabogal*

Desde el auge de la ciencia clásica hasta la ciencia moderna, desde Newton hasta Einstein, desde Coulomb hasta Feynman, por mucho, la pregunta más importante de todas ha sido ¿Como se originó el Universo?... Y bueno, aunque el avance ha sido exponencial desde el oscurantismo, el hombre aún no logra responder esa pregunta con certeza absoluta. Pero aún así nos acercamos poco a poco, revisando pistas y objetos formados por la evolución del universo que dan indicios a la teoría del Big Bang.

Aún así, en este post no hablaremos mucho de ello, más bien, se hablará de como a partir de esa importante pregunta citada, surgen muchas otras, un par de ellas son ¿Como es la estructura del universo? Y ¿Como evoluciona el universo?. La ciencia ha llegado al punto en que desde hace ya un buen tiempo se puede responder a esto.

La galaxia de la marsopa se encuentra a unos 300 millones de años luz de distancia. Es probable que en unos mil millones de años las dos galaxias se fusionen y den lugar a una mayor.

Los niveles de organización de la materia son estudiados por diferentes áreas de la ciencia, se parte desde lo más minúsculo a lo más gigante, partículas elementales, partículas subatómicas, átomos, moléculas, macromoléculas, células, cristales, tejidos, minerales, organismos, rocas, planetas, sistemas solares, estrellas, cúmulos de estrellas, GALAXIAS, cúmulos de galaxias y súper cúmulos. Pero ¿Que hay después de esto ultimo? Eso es algo que la ciencia no puede observar. ¿Podemos conocer el tamaño del Universo? La respuesta a esto es no, pero podemos saber el tamaño del universo observable.

Quizás te hallas confundido un poco, ¿Como así que “Universo Observable”?. Resulta que lo que podemos observar, está limitado a la cantidad de luz que halla, sabemos que la velocidad de la luz es aproximadamente 300.000 Km/s y se sabe gracias a estudios realizados por muchos físicos del siglo XIX y XX y se calcula a partir de un juego con las ecuaciones de Maxwell. La relatividad nos dice que hay un limite inalcanzable para la velocidad de una partícula o un cuerpo, es la velocidad de la luz, ¿Por qué? Porque así lo dicta la matemática, cuando un cuerpo con masa llega a la velocidad de la luz, se produce una indefinición matemática. La ecuación que aparece acá dice que la masa depende de la velocidad. Mientras más veloz se mueva un cuerpo mas pesado será.

El espectro electromagnético, notese que las longitudes onda largas son rojas, mientras que las cortas son azules o moradas

Toda esta pesada introducción para decirles, que la velocidad de expansión del universo es mayor a la de la luz. Imaginemos que el universo empezó en un punto y asumiendo esto, la expansión del mismo será de forma esférica, el radio de la esfera (del universo) se mueve más rápido que el radio del universo observable (esfera de luz) , debido a que el radio del universo observable se mueve a la velocidad de la luz. Esto significa que el universo es más grande que lo que podemos ver. Pero ¿Como sabemos que el universo se expande? A través de observaciones astronómicas.

Existe algo llamado el Efecto Doppler. ¿Recuerdan haber escuchado el sonido de la sirena de una ambulancia y cuando la ambulancia pasa después de donde están parados, la sirena suena un poco más grave?. Esto es el efecto Doppler. Ahora bien, sucede algo similar con las ondas sonoras: un cuerpo produce ondas sonoras hacia todas las direcciones, ahora pensemos en que el cuerpo se mueve hacia la derecha con una velocidad definida, como el cuerpo produce ondas hacia todas las direcciones, podríamos decir, que en la dirección del movimiento las ondas se vuelven de menor longitud (más agudas) mientras que hacia la izquierda tienen mayor longitud (más graves), observemos el diagrama.

Pasa lo mismo con las ondas electromagnéticas (luz), pero en vez de sonidos graves o sonidos agudos, tendremos, el análogo luz roja o luz azul, respectivamente. Quiere decir que un objeto astronómico produce luz hacia todas las direcciones, si el objeto se mueve hacia la derecha, si pudiéramos verlo desde muy lejos desde un punto más alejado hacia la derecha lo veríamos de color azul violaceo, pero en nuestro caso ocurre lo contrario, siempre lo vemos desde el lado posterior, quiere decir que vemos longitudes de onda más largas, es decir que lo vemos rojo. Así sucede con las Galaxias, es decir que podemos saber la distancia a la cual se encuentran las galaxias, dependiendo de la intensidad del rojo, inclusive del infrarrojo, este fenómeno se le llama corrimiento al rojo, así mismo podemos saber la velocidad a la que se mueven las galaxias, y se sabe que mientras más alejada esté una galaxia, más rápido se está moviendo (mas roja la vemos).

Fotografía de alta definición tomada por el Hubble, en los zooms de la izquierda se pueden ver galaxias azules y rojas, las rojas son galaxias lejanas y que se mueven a una velocidad mayor a las galaxias azules que están más cercanas.

Al observar todas las galaxias que podemos ver, nos damos cuenta que todas y cada una de ellas se están alejando de la tierra, es más, se están alejando una de la otra a una velocidad cada vez mayor, se están acelerando (esto refuta la teoría del Bing Crush), es como si el universo fuera un globo inflable, donde están dibujadas todas las galaxias, y el globo estuviera creciendo, así se expande el universo.

* Estudiante de Geología.

Universidad Nacional de Colombia

Miembro activo Grupo de Ciencias Planetarias - TiTáN. 

FUENTES:

-Un Universo en Expansión, Luis F Rodriguez, 1995.

-5 ecuaciones que cambiaron al mundo, Michael Guillén, 1999
-El universo en una cascara de nuéz, Stephen Hawking, 2001