Ley de Hubble-Lemaitre
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La ley de Hubble-Lemaitre se llama así por el apellido del prestigioso astrónomo belga Georges Lemaitre (1894-1966), responsable de su formulación.
Ella conduce al modelo del universo en expansión y, retrocediendo en el tiempo, a la teoría del Big Bang.
Fue formulada por primera vez en 1927 por Lemaitre, quien se la comentó al astrónomo estadounidense Edwin Hubble (1889-1953), quien se apropió de la idea y la publicó dos años después, designándola como «ley de Hubble». En octubre de 2018 se cambió su nombre por «ley de Hubble-Lamaitre».[1]
Sumario
Reseña histórica
Varios físicos y matemáticos habían establecido décadas anteriores una consistente teoría de la relación entre el espacio y el tiempo utilizando las ecuaciones de campo de Albert Einstein de la relatividad general. En 1922, Aleksandr Fridman (1888-1925) halló sus ecuaciones a partir de las de Einstein, demostrando que el universo se puede expandir a una velocidad calculable por las ecuaciones.
El parámetro utilizado por Fridman es conocido actualmente como el factor de escala con el que puede ser considerada como una forma invariante en escala de la constante de proporcionalidad de la ley de Lemaitre-Hubble. Georges Lemaitre encontró independientemente una solución similar en 1927. Las ecuaciones de Fridman se obtienen insertando la métrica de un universo homogéneo e isótropo en las ecuaciones de campo de Einstein para un fluido con una densidad y una presión dada. Esta idea de un espacio-tiempo expandiéndose eventualmente conduciría a las teorías cosmológicas del big bang y del estado estacionario.
Ante la discusión sobre el tamaño y la forma del universo. En 1920, tuvo lugar el famoso debate entre Harlow Shapley y Heber D. Curtis sobre el tema. Shapley apoyaba la idea de un pequeño universo del tamaño de la Vía Láctea y Curtis argumentaba que el universo era mucho mayor. El objeto del debate sería resuelto en la década siguiente con las observaciones mejoradas de Hubble.
En 1929, Hubble comparó las distancias que había calculado para diferentes galaxias con los desplazamientos hacia el rojo fijados por Slipher para las mismas galaxias. Descubrió que cuanto más lejos estaba la galaxia, más alta era su velocidad de recesión. A esta relación se la conoce como la ley de los desplazamientos hacia el rojo o ley de Lemaitre-Hubble; determina que la velocidad de una galaxia es proporcional a su distancia.
Einstein ―basado en su errónea «constante cosmológica»― suponía que el universo era constante y que no cambiaba, lo cual contradecía varios de sus enunciados teóricos, por lo que se sintió aliviado cuando Hubble demostró que el universo se expandía y de qué manera lo hacía.
Fórmula
Se trata de una ecuación que afirma que:
Velocidad = Ho × distancia
- La velocidad es la rapidez de la recesión de la galaxia
- Ho es una constante (la constante de Hubble) que da cuenta del ritmo de expansión del universo y la distancia
- La distancia de nuestra Vía Láctea con respecto a aquella galaxia con la que se está realizando la comparación.
- Ho = 70 km/s por megaparsec (3,26 millones de años luz).
Establece que el universo está compuesto por muchas galaxias, cuyos movimientos provienen de un solo punto y provee de un método conciso para medir la velocidad de una galaxia con respecto a la nuestra propia. Ha demostrado que a medida que las galaxias se encuentran más distantes entre sí se alejan entre ellas a cada vez mayor velocidad.
Y aunque todas las galaxias se alejen de nosotros, no significa que estamos en el centro del universo. Imaginemos un globo con puntos uniformemente separados. Al inflar el globo, un observador en un punto de su superficie vería cómo todos los demás puntos se alejan de él, igual que los observadores ven a todas las galaxias retroceder desde la Vía Láctea. El Universo se expande como un globo.
Constante de Lamaitre-Hubble
Es la constante de proporcionalidad que aparece en la forma matemática de la ley de Lemaitre-Hubble. Si bien en la formulación original, dicho parámetro aparecía como un número de valor fijo, los modelos cosmológicos relativistas en los que se basa el Big Bang sugerían que el parámetro de Hubble no era realmente una constante sino un parámetro que variaba lentamente con el tiempo, por eso modernamente muchos autores se refieren a la «constante de Hubble» más propiamente como el parámetro de Hubble.
Mediante las ecuaciones de la teoría de la relatividad general especializadas a los modelos de expansión métrica del espacio con métrica de métrica FLRW se puede probar que la edad del universo está relacionada con la constante de Hubble y también el radio del universo observable (si se conoce la edad del universo).
Controversia sobre el plagio de la ley de Hubble
En la edición del 9 de noviembre de 2011 de la revista Nature, el investigador Mario Livio ―astrónomo del Space Telescope Science Institute, en la ciudad de Baltimore (Maryland)―, afirmó que había localizado en los archivos de la Royal Society of London una carta de 1931, la cual deja claro que Hubble no fue el primero en descubrir, en 1929, la expansión del universo, sino el astrónomo y sacerdote belga Georges Lemaitre (1894-1966) en 1927, a quien debe por tanto desde ahora acreditarse el descubrimiento.
Por otro lado, Mario Livio declaró que creía que Hubble no fue responsable de una falta de ética, pues la traducción del artículo del astrónomo Lemaitre al inglés, aparecida a su vez en 1931, omitían los párrafos y cálculos fundamentales de 1927. Sin embargo esta omisión no se debió al editor, ni para favorecer a Hubble (como se ha creído siempre), sino por una decisión del propio Lemaitre, quizá debido a su modestia, a que sabía que su propio artículo no era conocido, por haberlo publicado en francés, o bien a que sus datos de 1927 estaban ya desfasados en 1931.[2][3]
De acuerdo con otros datos confiables de esa época, Hubble sí habría plagiado la idea, «al oírsela a dos o tres científicos» ―siendo uno de ellos Georges Lemaitre― al volver «en 1927 o 1928» de un congreso internacional, al parecer en Países Bajos, del que Hubble retornó «muy excitado» con la novedad.
Una observación muy definitiva, publicada por Christophe Verlinde al pie del editorial de la revista Nature,[4] remite a unas nítidas declaraciones de Milton Humason ―el asistente de Edwin Hubble―, contenidas al principio de una entrevista que le hicieron hacia 1965.[5] Humason afirma que apenas Hubble regresó del congreso internacional en Holanda, de inmediato le encargó a él (Humason) que comprobara si la expansión del universo era posible.
En agosto de 2018 comenzó un debate en la Unión Astronómica Internacional acerca de si cambiar el nombre de la ley de Hubble por «ley de Hubble-Lemaître».[1] Finalmente, con 4060 votos emitidos, el 30 de octubre de 2018 el 78 % de los astrónomos de la IAU se mostró a favor del cambio de nombre de la famosa ley, lo cual devolvió al belga Georges Lemaitre el honor del descubrimiento y demostración de la expansión del Universo.[6]
Quedó probado, ochenta años después, que tenían razón las acusaciones de plagio que en la época se levantaron contra Hubble. Es probable que sean revisadas más afirmaciones, paradigmas y descubrimientos de fenómenos relacionados por parte de Hubble, dejando intactos sus demás méritos.
Fuentes
- ↑ 1,0 1,1 «Astrónomos debaten renombrar la Ley de Hubble para reconocer a Lemaitre. La propuesta es que la ley pase a llamarse Hubble-Lemaitre, para rendir honor también al astrónomo belga», artículo publicado el 20 de agosto de 2018 en el sitio web de la revista Bohemia (Cuba).
- ↑ Livio, Mario (2011): «Lost in translation: mystery of the missing text solved» (‘perdido en la traducción: se resuelve el misterio del texto perdido’), artículo publicado el 9 de noviembre de 2011 en la revista Nature, 479, págs. 171-173.
- ↑ «¿El mayor descubrimiento astronómico del siglo XX fue atribuido al científico equivocado?», artículo publicado el 11 de noviembre de 2011 en el diario ABC (Madrid).
- ↑ «Hubble cleared», artículo publicado el 9 de noviembre de 2011 en la revista Nature, 479, pág. 150.
- ↑ Entrevista al astrónomo Milton Humason publicada el 2 de julio de 2012 en el sitio web del AIP (American Institute of Physics: Instituto Estadounidense de Física). Esta grabación se aloja, bajo protección de derechos, en el sitio web del American Institute of Physics (Instituto Estadounidense de Física).
- ↑ De Jorge, Judith (2018): «Los astrónomos hacen justicia a Lemaître, olvidado autor del mayor hallazgo astronómico del siglo XX. La ley de Hubble, que describe la expansión del Universo, deberá llevar también el nombre del sacerdote belga que descubrió el Big Bang», artículo publicado el 31 de octubre de 2018 en el sitio web del diario ABC (Madrid).
- «Las diez teorías de la ley de Hubble», artículo publicado en el sitio web Espacio Ciencia.
- «Hubble», artículo publicado en el sitio web INTA (España).
- «Ley de Hubble», artículo publicado en el sitio web Wikipedia.
