Cómo se mide la distancia a las estrellas IV: Constante cosmológica

Cómo se mide la distancia a las estrellas IV: Constante cosmológica

Aunque existen multitud de métodos para medir la distancia a las estrellas, hasta ahora hemos visto tres de ellos: gracias al paralaje, a las estrellas Cefeidas o a las supernovas Ia. Sin embargo, seguía existiendo un problema ya que los objetos lejanos solo se podían medir con precisión si justo en ese momento ocurría una supernova. Hoy vamos a ver otra forma de calcular la distancia de cualquier estrella lejana y en cualquier momento a partir de un descubrimiento de Edwin Hubble.

La Ley de Hubble

La Ley de Hubble hace referencia a la expansión del universo. Este concepto del universo en expansión aparece en las ecuaciones de la relatividad general de Einstein. A partir de ellas, se deduce que el espacio entre las galaxias se dilata, alejándolas unas de otras de manera constante y proporcional.

La expansion del universo - constante de hubble
Representación de la expansión del universo

Años después de que Einstein propusiera su teoría de la relatividad, Edwin Hubble fue capaz de demostrar con sus observaciones que el universo se expande. En 1929, analizando las líneas espectrales de varias galaxias, Hubble descubrió que sus espectros aparecían sistemáticamente desplazados hacia el rojo. Este desplazamiento espectral, interpretado a través del efecto Doppler, era proporcional a la distancia de las galaxias. Por tanto, cuanto más lejos estaba una galaxia, mayor era el desplazamiento al rojo de su espectro y, por tanto, mayor era la velocidad a la que se alejaba.

Método de la constante cosmológica

A partir de estos datos, Hubble fue capaz de demostrar que existe una relación entre la velocidad a la que se alejan las galaxias y la distancia a la que están. Esta relación viene determinada por una constante universal: la constante de Hubble.

De esta forma, se creó una nueva manera de saber la distancia de galaxias muy lejanas. Esto supuso un gran avance ya que, hasta ahora, era imposible medir su distancia a través del paralaje, las cefeidas o las supernovas Ia (este método sí que podría servir pero solo si se observa en ese momento una supernova). Así pues, a partir de la Ley de Hubble, podemos determinar la distancia a una galaxia si hallamos la velocidad a la que se aleja de nosotros a través de su desplazamiento hacia el rojo.

ley-de-hubble
Relación entre la distancia y la velocidad de expansión de las galaxias

El valor de la constante de Hubble

Hubble fue capaz de calcular el valor de la constante a partir de la observación de 46 galaxias y obtuvo un valor de 500 km/s/Mpc. Sin embargo, pese a que su teoría era correcta, el valor hallado para la constante dista mucho de los valores aceptados actualmente, que sitúan la velocidad de expansión del universo en alrededor de 70 km/s/Mpc.

La importancia de la medición precisa de esta constante no es trivial, ya que nos permite calcular con precisión la edad del universo. Si sabemos a qué velocidad se expande y, esta expansión es proporcional a la distancia y se mantiene constante en el tiempo, podemos medir cuándo comenzó esta expansión y, por tanto, hallar la edad actual del universo. A partir del dato de Hubble el universo debería tener “solo” 2.000 millones de años, algo que no encajaba con las mediciones isotópicas que afirmaban que la Tierra tenía 4.500 millones de años.

Hallar el valor de la constante de Hubble fue precisamente una de las prioridades de la física durante el siglo XX. Durante años se han realizado diferentes cálculos de y parece, que en las últimas décadas se va perfeccionando su medida, que varía entre los 64 y 77 km/s/Mpc.

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