De la luna al borde del universo observable
Generalmente, lo primero que la gente pregunta acerca de un automóvil usado que están considerando comprar es: «¿Cuántas millas tiene?». Es posible que escuchen la respuesta «Alrededor de cien mil», o algo similar. Cuando hablamos de distancias en astronomía, cien mil millas no nos alejan mucho de la Tierra. De hecho, ¡eso es solo 4/10 del camino a la luna!
Un humano en una misión a Marte tendría que viajar aproximadamente 34 millones de millas para llegar allí; pero esa distancia es pequeña en comparación con la distancia al sol. ¡La luz tarda un poco más de ocho minutos, en promedio, en llegar del Sol a la Tierra viajando a 300.000 kilómetros por segundo!
De hecho, esta distancia es tan grande que los científicos usan una unidad de medida diferente para ella; la unidad astronómica. Una unidad astronómica (AU) es aproximadamente 93,000,000 millas, que es la distancia promedio entre la Tierra y el sol. Esta es la unidad utilizada para describir distancias dentro de nuestro sistema solar.
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¿Cómo se mide la Distancia entre las Estrellas?
¿Qué pasa con la distancia a la estrella más cercana a nosotros después del sol, Alpha Centauri? Si sale por la noche y observa Alpha Centauri en el cielo del sur, ¡los rayos de luz que entran en su ojo en realidad salieron de Alpha Centauri hace poco más de 4 años! ¡Esto significa que está mirando hacia el pasado! A una distancia tan extrema, usamos otra unidad de medida: el año luz.
Un año luz es la distancia que recorre la luz en un año. (Tenga cuidado de no confundir el término ‘año luz’ con una medida de tiempo porque contiene la palabra » año »). Un año luz equivale a más de 63.000 unidades astronómicas, pero eso no es nada comparado con el parsec , que es el equivalente a unos 3,26 años luz.
Ahora, realmente voy a estirar su mente: el telescopio Hubble puede tomar fotografías de objetos en el espacio que están a miles de millones de años luz de distancia, ¡que está en el borde del universo observable! Probablemente haya más por ahí, pero no ha pasado suficiente tiempo para que esa luz nos alcance. ¿Te sientes pequeño?
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Teoría del Estado Estacionario: Orígenes, fundamentos y evidencia
¿Cómo medimos y observamos el universo?
Entonces, ¿cómo toma el telescopio Hubble fotografías de objetos a miles de millones de años luz de distancia? El Hubble está en órbita alrededor de la Tierra, fuera de nuestra atmósfera nebulosa, y tiene un espejo primario de 8 pies de diámetro para recolectar luz. Espejos adicionales con el espejo primario para enfocar la luz en varios instrumentos científicos dentro del telescopio que analizan las longitudes de onda de la luz que se recolecta. El Hubble también tiene cámaras infrarrojas que pueden «ver» a través de cualquier polvo o gas interestelar que se interponga en su camino.
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Luego, los datos se digitalizan y se envían a computadoras en la Tierra, que convierten la señal digital en una imagen del objeto o estrella. Además, la luz recolectada por el telescopio puede decirnos qué elementos componen la estrella, su densidad y las características de su movimiento.
Si los científicos detectan que el color de la estrella debería ser amarillo, pero parece más rojo anaranjado, concluyen que el objeto se está alejando de nosotros. Esto se denomina desplazamiento al rojo , porque cuando la luz se aleja de alguien o algo que la observa, su color se desplaza hacia el extremo rojo del espectro de colores. Un cambio de azul , por otro lado, significa que la luz observada del objeto se ha desplazado al extremo azul del espectro de color, lo que indica que se está moviendo hacia nosotros.
Cómo funciona un telescopio y qué se puede observar con él
Este concepto es el equivalente visual del efecto Doppler, el aparente cambio de tono de un sonido a medida que se mueve. Piense en un coche de policía que viene hacia usted con sus sirenas aullando. A medida que se acerca, el tono de la sirena aumenta al máximo cuando te alcanza, y luego disminuye a medida que se aleja cada vez más de ti. El sonido y la luz son ondas, y este cambio de tono con el sonido y el cambio de color con la luz son el resultado de un cambio de sus longitudes de onda.
Estos datos han permitido a los científicos determinar las distancias de los objetos a la Tierra y hacer una observación interesante: casi todos los objetos observados en el espacio profundo están desplazados al rojo. En otras palabras, las estrellas y las galaxias se están alejando de nosotros, lo que significa que el universo se está expandiendo. Esta es la base de la teoría del Big Bang, que conceptualiza cómo comenzó el universo.
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Resumen de la lección
La astronomía se ocupa de distancias enormes, y hay varias unidades que ayudan a mantener manejables estos valores gigantes. Las distancias dentro de nuestro sistema solar se miden en unidades astronómicas , que es la distancia promedio entre la tierra y el sol. El año luz es la unidad que se usa para medir distancias fuera de nuestro sistema solar y es la distancia que recorre la luz en un año. Si eso no es lo suficientemente grande, tenemos una unidad aún mayor para medir el universo: un parsec equivale aproximadamente a 3,26 años luz.
El telescopio Hubble orbita la Tierra donde puede girar sus espejos de visión hacia objetos en el espacio profundo. El espectro de luz recolectado puede decirnos qué elementos componen un objeto y en qué cantidades. La luz de un objeto también puede decirnos si se está moviendo hacia nosotros ( desplazado al azul ) o alejándose de nosotros ( desplazado hacia el rojo ). Los científicos han observado que casi todos los objetos están desplazados hacia el rojo, y la teoría del Big Bang utiliza estos datos para sugerir que el universo se está expandiendo.
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