/ viernes 13 de diciembre de 2019

UG: Tu conecte con la ciencia

La edad del universo

Dr. Luis Ureña, Departamendo de Física, División de Ingenierías, Campus León.


La cosmología moderna tuvo su nacimiento a principios del siglo XX gracias a la formulación, por Einstein, de lo que ahora consideramos nuestra teoría moderna de la gravitación: la Teoría de la Relatividad General. En la última centuria, la cosmología ha sido impulsada por rápidos avances en tecnología que han permitido la observación del cosmos hasta sus partes más lejanas posibles. Y es gracias a ello que la ciencia ha podido encontrar una respuesta a una preguntas tan fundamental como antigua: ¿qué edad tiene el Universo?.

Una primera respuesta llegó cuando en un artículo de 1929 Edwin Hubble reportó que otras galaxias se alejan de la nuestra, la Vía Láctea, en una proporción directa a su distancia de nosotros. Para ello Hubble escribió una relación matemática muy sencilla: v=H0 d, donde v=velocidad, d=distancia, y H0 es una constante de proporcionalidad que desde entonces se conoce como la constante de Hubble. Utilizando sus propias mediciones de distancias y velocidades obtuvo el valor H0=500 km/s/Mpc. En lo anterior las siglas Mpc significan un megaparsec, una distancia enorme equivalente a 31 trillones de kilómetros. Es decir, Hubble encontró que las galaxias se mueven a una velocidad de 500 km/s (equivalente a 1.8 millones de km/h) por cada megaparsec de distancia con respecto a la Vía Láctea. ¡Este fue el gran descubrimiento de la expansión del Universo!

Los científicos de la época ya sabían que la teoría de Einstein predecía la velocidad de las galaxias tal y como la había encontrado Hubble, y más importante aún, que la edad del Universo estaba determinada por la cantidad inversa de H0. El resultado fue Edad=1/H0= 2 mil millones de años. Desafortunadamente, ¡el Universo parecía tener una edad menor que el Sol y que la Tierra misma! A pesar de este pequeño detalle, la comunidad científica sabía que estaba en la pista correcta y sólo tenía que realizar más mediciones con ayuda de mejor tecnología. En 1986 se puso en operación el telescopio espacial Hubble, que tenía entre sus objetivos medir H0 con mayor precisión. El resultado reportado en 2001 fue H0=72 km/s/Mpc, y entonces la nueva edad del Universo resultó ser 13.6 mil millones de años. Ahora sí el Universo resultaba efectivamente más longevo que cualquiera de sus partes. Y sin embargo, la historia no termina aquí: les cuento que en pleno 2019 la constante de Hubble se encuentra en medio de un intenso debate científico. Pero esa es una historia para otra ocasión.

Cualquier comentario sobre este artículo, favor de dirigirlo a eugreka@ugto.mx. Para consulta de más artículos www.ugto.mx/eugreka


La edad del universo

Dr. Luis Ureña, Departamendo de Física, División de Ingenierías, Campus León.


La cosmología moderna tuvo su nacimiento a principios del siglo XX gracias a la formulación, por Einstein, de lo que ahora consideramos nuestra teoría moderna de la gravitación: la Teoría de la Relatividad General. En la última centuria, la cosmología ha sido impulsada por rápidos avances en tecnología que han permitido la observación del cosmos hasta sus partes más lejanas posibles. Y es gracias a ello que la ciencia ha podido encontrar una respuesta a una preguntas tan fundamental como antigua: ¿qué edad tiene el Universo?.

Una primera respuesta llegó cuando en un artículo de 1929 Edwin Hubble reportó que otras galaxias se alejan de la nuestra, la Vía Láctea, en una proporción directa a su distancia de nosotros. Para ello Hubble escribió una relación matemática muy sencilla: v=H0 d, donde v=velocidad, d=distancia, y H0 es una constante de proporcionalidad que desde entonces se conoce como la constante de Hubble. Utilizando sus propias mediciones de distancias y velocidades obtuvo el valor H0=500 km/s/Mpc. En lo anterior las siglas Mpc significan un megaparsec, una distancia enorme equivalente a 31 trillones de kilómetros. Es decir, Hubble encontró que las galaxias se mueven a una velocidad de 500 km/s (equivalente a 1.8 millones de km/h) por cada megaparsec de distancia con respecto a la Vía Láctea. ¡Este fue el gran descubrimiento de la expansión del Universo!

Los científicos de la época ya sabían que la teoría de Einstein predecía la velocidad de las galaxias tal y como la había encontrado Hubble, y más importante aún, que la edad del Universo estaba determinada por la cantidad inversa de H0. El resultado fue Edad=1/H0= 2 mil millones de años. Desafortunadamente, ¡el Universo parecía tener una edad menor que el Sol y que la Tierra misma! A pesar de este pequeño detalle, la comunidad científica sabía que estaba en la pista correcta y sólo tenía que realizar más mediciones con ayuda de mejor tecnología. En 1986 se puso en operación el telescopio espacial Hubble, que tenía entre sus objetivos medir H0 con mayor precisión. El resultado reportado en 2001 fue H0=72 km/s/Mpc, y entonces la nueva edad del Universo resultó ser 13.6 mil millones de años. Ahora sí el Universo resultaba efectivamente más longevo que cualquiera de sus partes. Y sin embargo, la historia no termina aquí: les cuento que en pleno 2019 la constante de Hubble se encuentra en medio de un intenso debate científico. Pero esa es una historia para otra ocasión.

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