jueves, 3 de noviembre de 2011

Científicos importantes y la historia de la expansión del Universo.


Alexander Friedmann, Georges Henri Lemaitre, George Gamow


Se dice que 1932 fue el año de maravilla de la física nuclear y el comienzo de la física de partículas y que el año 1917 podría celebrarse como el nacimiento de la cosmología racional. El estudio científico de toda la amplitud del universo se apoyó en una nueva estructura cuando Einstein sugirió sus ecuaciones de campo cosmológicas basadas en su teoría general de la relatividad, recientemente propuesta en ese momento. El título del trabajo pionero de Einstein, fue, “Consideraciones cosmológicas concernientes a la teoría general de la relatividad”. Ocho años más tarde, este trabajo, todavía se consideraba como la base de la cosmología científica. Kragh. (2007).

Cuando Einstein publicó su teoría, el conocimiento nacido de las observaciones de las estadísticas y el movimiento de las galaxias era pobre, y la separación entre la cosmología teórica y observacional enorme. Aunque las primeras medidas de recesión galáctica se remontan a 1912, y algunos astrónomos en los años veinte intuyeron una relación entre la distancia y la velocidad recesional (La velocidad recesional de una galaxia es aquella que no se debe a su movimiento a través del espacio; en su lugar, la galaxia está siendo arrastrada junto con el espacio circundante a medida que se expande el universo, Astro.ugto(nd)), en general las observaciones, no desempeñaron un gran papel en la primera fase de la cosmología relativista. 

Según Kragh. (2007), describe que en esta primera fase, entre 1917 y 1930, se aceptaba que el universo era estático, y el principal problema que ocupaba a los cosmólogos teóricos, tenía que ver con la comparación entre los dos modelos estáticos que satisfacían las ecuaciones de campo. Según Einstein el universo era cerrado. Según Willem de Sitter, científico de los países bajos, abierto e infinito pero sin masa, de acuerdo a un modelo sugerido en 1917.
Toda esta verdad a medias se rompió y se dieron cuenta que el universo se expande, hasta que en 1930, Edwin Hubble estableció que las galaxias se separan con una velocidad proporcional a su distancia, pero a este importante punto de vista ya había llegado el científico belga George Lemaitre en 1927, y la teoría fue reforzada con buenos argumentos por el ruso Alexander Friedmann ya en 1922. Sin embargo estos trabajos fueron ignorados hasta volverse a redescubrir en 1930

Friedmann predecía lo que Hubble observaría esos siete años después. Sus ecuaciones sugerían los dos conocidos modelos de Friedmann: el universo abierto y el universo cerrado. Ambos modelos parten de un estado de densidad infinita, que se expande formando estados de densidad menor. Si la materia no llega a una cantidad crítica, la expansión va a continuar eternamente: es “el universo abierto”. Pero si la materia supera una cantidad crítica, entonces la gravedad es suficientemente fuerte como para parar la expansión y volver a un estado superdenso: es “el universo cerrado”.

En los siguientes años hasta 1950 aproximadamente, los científicos aceptaban que el universo estaba en expansión, de acuerdo con los datos de Hubble y las soluciones de Friedmann y Lemaitre de las ecuaciones relativistas de campo. 

Para esta historia, se resume Lo que hizo hubble como eje central, según Sánchez. (1992), con la ayuda de Milton Humanson, fue lo siguiente: conocía la distancia de cinco galaxias a partir de cefeidas. Con estas nebulosas calibró la magnitud media de las estrellas más brillantes en una galaxia, dato que utilizo para determinar la distancia de otras 14 galaxias. Empleó entonces estas 20 para calibrar la magnitud media de una nebulosa, utilizando, el resultado para estimar la distancia de otras cuatro. Con las distancias de 24 de las 46 nebulosas extra galácticas para las que se había determinado sus velocidades radiales, Hubble pudo demostrar, la existencia de una relación lineal entre distancias y velocidades radiales, o sea cuanto más alejadas se encontraban las galaxias, más rápido se alejaban. Lo que se llamó “desplazamiento hacia el rojo, no hacia el azul”. 

La interpretación más inmediata era  que el universo se encontraba en expansión, conclusión apoyada por los modelos de Friedmann - Lemaitre - Eddington  que ahora eran redescubiertos,  según la cual el universo comenzó su expansión a partir de un estado estático hace un tiempo infinito como lo propuesto por Einstein. Y si el universo se expandía, esto también quería decir que debió existir en el pasado, un momento en el que toda la materia hubiera estado concentrada en una pequeña extensión conocida como el: “átomo primitivo” de Lemaitre y Gamow en 1931, o, una idea que tuvo más éxito, el Big Bang o Gran Estallido.
En 1948 el físico ruso nacionalizado estadounidense George Gamow modificó la teoría de Lemaitre del “átomo primitivo”. Gamow planteó que el Universo se creó en una explosión gigantesca y que los diversos elementos que hoy se observan se produjeron durante los primeros minutos después de la Gran Explosión o Big Bang, cuando la temperatura extremadamente alta y la densidad del Universo fusionaron partículas subatómicas en los elementos químicos. Astronomía Educativa. (nd).

Nació así una visión del Universo que nos ha acompañado desde entonces, cada vez con más evidencias como: la radiación de fondo en su favor.

Con el Big Bang comienza el espacio y el tiempo, y la teoría ha sido comprobada lo suficiente como para que, en la actualidad, la gran mayoría de la comunidad científica la apoye, de Javier de Lucas. (1999). Sin embargo, este primer modelo del Big Bang o Gran Explosión, fue recibido con frialdad al principio y la idea dada por la teoría de la relatividad general, de un universo en evolución de edad finita era más respetada, pero no por toda la comunidad científica.


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