La constante inconstante

Georges Lemaître

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En un artículo anterior, La ley de Hubble-Lemaître, expliqué cómo Georges Lemaître descubrió la expansión del universo en 1927, pero al publicarlo en una revista en lengua francesa no obtuvo mucha difusión, y durante casi un siglo se le atribuyó el descubrimiento a Edwin Hubble, que lo publicó en 1929 en una revista en lengua inglesa de mucha mayor difusión. La injusticia fue corregida el 29 de octubre de 2018 por la Unión Astronómica Internacional, y yo me hice eco del cambio de nombre de la ley en mi artículo publicado tres días después en este blog.

La ley de Hubble-Lemaître dice esto: Cuanto más lejos está una galaxia, más aprisa se aleja de nosotros. Su velocidad de alejamiento es proporcional a su distancia. La constante de proporcionalidad se llama constante de Hubble, que tiene dimensión de 1/tiempo. En el Sistema Internacional de unidades, esa dimensión se expresaría como segundos^-1, pero en la práctica se utiliza su definición (velocidad/distancia) con las siguientes unidades: km/seg/Mpc, que significa lo que aumenta la velocidad de alejamiento de una galaxia (en km/seg) a medida que aumenta su distancia a nosotros (medida en Megaparsecs). Un Megaparsec (Mpc) es un millón de parsecs, y un parsec es igual a 3,2616 años-luz.

El problema de la constante de Hubble

Radiación cósmica de fondo de microondas
NASA-WMAP

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La constante de Hubble, que mide la velocidad de expansión del espacio en el universo, tiene propiedades muy curiosas. Por ejemplo, aunque la llamamos constante,  resulta que no lo es, sino que varía con el tiempo. Por eso su valor actual se representa con el símbolo H₀, pero como su valor en otros momentos era diferente, se representa con otros símbolos, como H_CMBR, que se refiere a su valor en el momento en que se produjo la radiación cósmica de fondo de microondas, hace unos 13.700 millones de años.

La ley de Hubble-Lemaître

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Georges Lemaître

Hagamos un poco de historia.

En diversos lugares del cielo, pero especialmente en la constelación de Cefeo, donde se descubrió la primera, existen estrellas cuya intensidad luminosa varía regularmente y que por ello se llaman cefeidas variables. En 1908, la astrónoma estadounidense Henrietta Swan Leavitt descubrió que el período de variación de estas estrellas está ligado con su luminosidad real. Cuanto mayor es ésta, más largo es el período. Por lo tanto, midiendo el periodo, se puede deducir su luminosidad real.

En 1913, el astrónomo estadounidense Vesto Melvin Slipher obtuvo el espectro de la entonces llamada nebulosa de Andrómeda (la galaxia gigante más próxima a la nuestra) y descubrió un corrimiento hacia el azul que indicaba (según el efecto Doppler) que la nebulosa se mueve hacia nosotros con una velocidad de unos 300 kilómetros por segundo, mucho mayor de lo que se esperaba. Slipher estudió entonces la luz de otras nebulosas espirales e hizo el inesperado descubrimiento de que la mayor parte de ellas, al revés que la de Andrómeda, presentan corrimientos hacia el rojo, es decir, se alejan del sistema solar con enorme rapidez, pues encontró velocidades de más de 1000 kilómetros por segundo.

En 1919, el astrónomo estadounidense Edwin Powell Hubble utilizó el telescopio de Monte Wilson para fotografiar varias nebulosas espirales, entre ellas la de Andrómeda, y demostró que, en realidad, no eran nebulosas, como se creía, sino gigantescas agrupaciones de estrellas. A partir de entonces ya no se les llamó nebulosas, sino galaxias, en honor de nuestra Vía Láctea, que también pertenece a la clase de las galaxias espirales. Galactos, en griego, significa leche.