¿El Universo se expande?

02.11.2017

La expansión del Universo

Jorge Colmenarejo Quintana-Colmenar Viejo, Madrid.

¿Por qué?

Desde siempre, el ser humano tiene el impulso de querer saber el origen y funcionamiento de todo aquello que nos rodea. La típica frase que tantas veces hemos escuchado sobre "¿De dónde venimos y hacia dónde vamos?". Entre tantas dudas, yo me pregunto qué es lo que pasa con todo lo que nos rodea. Más allá de la Tierra, de nuestro Sistema Solar... ¿Qué pasa con nuestro Universo? Hay tanto escondido detrás de nuestro Universo, tantas dudas aún por resolver. Sin embargo, aunque prácticamente a diario se descubran cosas nuevas, hay muchas cosas que, mediante las leyes de la física actuales podemos explicar. Es este el caso de cómo sabemos que nuestro universo se está expandiendo.

En 1929, el astrónomo E. Hubble dijo que el universo se expandía de tal forma que cada galaxia se aleja de nosotros a una velocidad proporcional a su distancia. Este fenómeno se comprobó en todas las direcciones ya que aún se desconoce dónde podría estar ubicado el centro y los bordes de ese gigantesco sistema de galaxias. La expansión del Universo es comparable a un globo que se está inflando. Dentro de este globo hay partículas de polvo. A medida que aumenta de tamaño, estas partículas de polvo se alejan unas de las otras. Algo similar ocurriría en el espacio: cada partícula de polvo equivaldría a una galaxia del Universo. Pero, ¿cómo se llegó a esa conclusión?

Para explicar está expansión continua, aunque no podemos afirmar que indefinida, acudimos al efecto Doopler. Para saber si un cuerpo se acerca o se aleja, se descompone el espectro de su luz. El efecto Doopler es fenómeno físico que analiza el corrimiento al rojo y el azul, respectivamente de dicho espectro. De esta manera, el efecto Doopler puede ser considerado como el cambio de frecuencia de una onda producida por un objeto en movimiento respecto al observador. Este fenómeno puede analizarse tanto en ondas del sonido como de la luz. Es por ello por lo que, para explicar en qué consiste el efecto Doopler, tomaremos el caso de las ondas del sonido.

Con las ondas sonoras es sencillo comprender en que consiste este fenómeno. Cuando tenemos un cuerpo que emite un sonido a una distancia determinada de nosotros mismo, escuchamos el sonido producido por este con una determinada intensidad. Cuando este cuerpo se acerca hacia nosotros, sentimos que la intensidad de ese mismo sonido producido por el cuerpo es mayor. Esto se debe a que la frecuencia aumenta a la vez que el cuerpo se acerca hacia nosotros, por lo que aumenta la velocidad de propagación de la onda respecto del mismo. De esta misma manera, al alejarse el cuerpo de nosotros, la frecuencia sónica disminuye, reduciendo la velocidad de propagación de la onda respecto del observador, nosotros.

Lo mismo ocurre con las ondas de la luz. Para saber si por ejemplo una galaxia se expande, o la velocidad con la que esta lo hace, analizamos el espectro de luz que esta emite. En los espectros de los astros aparecen líneas relacionadas con los elementos químicos presentes. Si el astro se aleja o se acerca, las líneas de sus espectros se mueven de su posición natural. (Esta posición neutral la consideramos nosotros como la posición de las líneas en un espectro medido en un laboratorio terrestre.)

Imagen1: Espectro. 02/Oct/2017. https://perso.wanadoo.es/antoni.salva/v_radial_archivos/espectre.gif

Si el cuerpo o galaxia se aleja, las líneas se desplazarán hacia la zona de longitudes de onda largas (color rojo). Es por esto por lo que cuando hablamos del desplazamiento al rojo de las galaxias, nos referimos al alejamiento de las mismas.

Al analizar el espectro de las ondas emitidas por un cuerpo celeste o una galaxia que se aleja vemos que los máximos y mínimos de dicha onda se alejan entre sí respectivamente aumentando su longitud de onda. Por lo que se reduce su frecuencia y su energía, y por lo tanto el color rojo se vuelve más intenso y el azul más débil. Esto significa que, al ser la velocidad de la luz constante para todos los observadores, nos llegan menos ondas por segundo. Los fotones recorren más distancia y como resultado pierden más energía al alcanzar al observador sobre el cual se alejan (en este caso, este punto de referencia le tomamos como nosotros mismos).

Imagen 2: Ondas. 02/Oct/2017. https://static.batanga.com/sites/default/files/styles/full/public/curiosidades.batanga.com/files/Efecto-Doppler-desplazamiento-hacia-el-rojo-y-el-azul-2.png?itok=tgxGXHst

Por lo tanto, queda demostrado que sí que es posible que nuestro Universo se esté expandiendo. Podemos explicarlo gracias a nuestras leyes de la física actuales. Pero, ¿qué pasaría si estas cambiasen? Cada día se descubren nuevas cosas, y las leyes de la física, tal y como las conocemos nosotros, cambian a medida que nuevos descubrimientos se hallan. Por ello, es posible que dentro de "x" años, décadas...estas sean completamente distintas junto con todos nuestros descubrimientos.

Bibliografía

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Feinstein, A., H. Tignanelli, and C. Feinstein. "Corrimiento Al Rojo."Corrimiento Al Rojo. N.p., n.d. Web. 02/Oct/2017. <https://feinstein.com.ar/Corrimientoalrojo.html>.

Nunez, Otto. "Efecto Doppler: Desplazamiento Hacia El Rojo Y El Azul."Batanga. N.p., n.d. Web. 02/Oct/2017. <https://www.batanga.com/curiosidades/4424/efecto-doppler-desplazamiento-hacia-el-rojo-y-el-azul>.

Imagen1: Espectro. 02/Oct/2017. https://perso.wanadoo.es/antoni.salva/v_radial_archivos/espectre.gif