La expansión del universo

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En 1923, Edwin Hubble utilizó el potente telescopio Hooker del Observatorio del Monte Wilson, en California y logró identificar estrellas variables individuales, de las conocidas como cefeidas (gigantescos soles pulsantes que se expanden y contraen regularmente, variando su brillo en períodos fijos, lo que las convierte en faros estándar fundamentales para medir distancias cósmicas) en la “nebulosa” de Andrómeda (M31). Al medir el brillo y el período de estas estrellas (utilizando el trabajo previo de Henrietta Leavitt sobre la relación período-luminosidad), pudo calcular la distancia a Andrómeda.

Nacido el 20 de noviembre de 1889, Edwin Powell Hubble es considerado el padre de la cosmología observacional. A pesar de sus variados intereses y profesiones, que incluyeron la licenciatura en leyes (para cumplir el deseo de su padre), la pasión de Hubble fue la astronomía, obteniendo un grado en ciencias en 1910. Posteriormente, en 1921 obtuvo un doctorado en astronomía por la Universidad de Chicago, consiguiendo acceso al observatorio Yerkes que contaba con un telescopio de 61 cm (de los más grandes del mundo en ese momento).

Casi 50 años después de que William Huggins (astrónomo británico) identificara que la longitud de onda de la luz proveniente de la estrella Sirio (la más brillante en el cielo) se “alargara”, es decir, tendía al rojo en el espectro de luz, Hubble publicó un análisis de la velocidad radial de varias nebulosas extragalácticas (1929) que, aunque en algunos casos, el corrimiento era hacia el azul (se acercaban a la Tierra), en la mayoría de los casos el corrimiento era hacia el rojo, lo que nos hacía suponer que se alejaban. De hecho, calculó una relación directa entre la distancia de la nebulosa y la velocidad de retroceso. Con esto llegó a la conclusión de que fuera de un grupo “local” de galaxias, todos los objetos más allá, se alejaban de nosotros. Esto sólo tenía sentido si todo el universo, incluido el espacio entre galaxias, se estuviera expandiendo.

De acuerdo a las observaciones y mediaciones con las que contamos hasta el día de hoy, para que esa hipótesis de la expansión tuviera sentido, se necesita una energía de tipo “antigravitatorio” que en lugar de provocar que las masas se atrajeran, se alejaran; y que permeara todo el universo. Esta hipotética forma de energía se ha denominado “energía oscura” (Michael Turner, 1998) y conformaría un 68% del universo (la materia oscura es un 27% y la materia bariónica, que es todo aquello que podemos observar y medir, es el 5% restante, dividiéndose en Hidrógeno libre y Helio, un 4%, Estrellas un 0.5%, Neutrinos 0.3% y elementos pesados un 0.2%). No tenemos ni idea de qué es, pero percibimos sus efectos. Esta energía no provoca que las galaxias se muevan alejándose unas de otras en el espacio, provoca un cambio en la escala del espacio mismo.

Hubble identificó que entre más lejos está una galaxia, más rápido se sigue alejando de nosotros (Ley de Hubble). Si hacemos las matemáticas correspondientes con las galaxias más lejanas, nos damos cuenta que éstas se moverían más rápido que la luz; sin embargo, esto no viola la teoría de la relatividad especial de Einstein, ya que realmente no son las galaxias las que se mueven, sino el universo mismo que se expande, como lo mencionamos anteriormente.

En conclusión, la relación entre la expansión del universo y la energía oscura se encuentra en un punto de inflexión histórico para la cosmología en 2026. Tras casi tres décadas de consenso sobre una expansión acelerada, investigaciones recientes basadas en datos de instrumentos como el espectrógrafo DESI y el Dark Energy Survey (el Observatorio de Energía Oscura) sugieren que la energía oscura podría no ser una constante inmutable.