La ley de hubble de la expansión cósmica

La ley de hubble de la expansión cósmica

valor de la constante de hubble 2020

La ley de Hubble es la afirmación en cosmología física de que el desplazamiento al rojo de la luz procedente de galaxias lejanas es proporcional a su distancia. La ley fue formulada por primera vez por Edwin Hubble y Milton Humason en 1929 tras casi una década de observaciones. Se considera la primera base observacional del paradigma del espacio en expansión y hoy en día es una de las pruebas más citadas en apoyo del Big Bang. El cálculo más reciente de la constante, realizado con el satélite WMAP, se inició en 2003 y arrojó un valor de 71 ± 4 (km/s)/ Mpc. A partir de los datos de 2006, esa cifra se ha refinado a 70 +2,4-3,2 (km/s)/Mpc.

Dos puntos cualesquiera que se alejen del origen, cada uno de ellos a lo largo de líneas rectas y con una velocidad proporcional a la distancia del origen, se alejarán el uno del otro con una velocidad proporcional a su distancia.

Tanto el destino final del universo como la edad del mismo pueden determinarse midiendo la constante de Hubble en la actualidad y extrapolando con el valor observado del parámetro de desaceleración, caracterizado únicamente por los valores de los parámetros de densidad (Ω). Un llamado «universo cerrado» (Ω>1) llega a su fin en un Big Crunch y es considerablemente más joven que su edad de Hubble. Un «universo abierto» (Ω≤1) se expande eternamente y tiene una edad más cercana a su edad de Hubble. Para el universo acelerado que habitamos, la edad del universo es casualmente muy cercana a la edad de Hubble.

pruebas de que el universo se expande

La ley de Hubble se considera la primera base observacional de la expansión del universo, y hoy en día es una de las pruebas más citadas en apoyo del modelo del Big Bang[2][3].

El movimiento de los objetos astronómicos debido únicamente a esta expansión se conoce como flujo de Hubble[4] y se describe mediante la ecuación v = H0D, siendo H0 la constante de proporcionalidad -la constante de Hubble- entre la «distancia propia» D a una galaxia, que puede cambiar con el tiempo, a diferencia de la distancia en movimiento, y su velocidad de separación v, es decir, la derivada de la distancia propia con respecto a la coordenada temporal cosmológica. (Véase «Usos de la distancia propia» para una discusión de las sutilezas de esta definición de «velocidad»).

La constante de Hubble se cita con mayor frecuencia en (km/s)/Mpc, dando así la velocidad en km/s de una galaxia a 1 megaparsec (3,09×1019 km), y su valor es de unos 70 (km/s)/Mpc. Sin embargo, la unidad SI de H0 es simplemente s-1, y la unidad SI para el recíproco de H0 es simplemente el segundo. El recíproco de H0 se conoce como el tiempo de Hubble. La constante de Hubble también puede interpretarse como la tasa de expansión relativa. En esta forma H0 = 7%/Gyr, lo que significa que al ritmo actual de expansión una estructura no ligada tarda mil millones de años en crecer un 7%.

cuándo se descubrió la ley de hubble

Al igual que las leyes de Kepler, la ley de Hubble es una ley empírica. Hubble descubrió una relación entre dos propiedades medibles de las galaxias: sus velocidades y sus distancias. Sin embargo, esta relación conduce naturalmente a varias preguntas. Estas preguntas son:

En la página anterior, atribuimos las velocidades de las galaxias y la relación entre sus velocidades y distancias a una explosión. Como todos los restos de una explosión se originan en el mismo lugar, los más lejanos deben moverse más rápido para haber viajado más lejos en el mismo tiempo. Esta es una analogía aceptable, pero no es perfecta. Sin embargo, nos ayuda a entender que el universo debe estar en expansión. Nuestra mejor interpretación de la relación descubierta por Hubble es que implica que el espacio entre las galaxias se está expandiendo.

Analogía de la banda elástica/punto del universo en expansión.    En un ejemplo de estado inicial, las galaxias aparecen como puntos a lo largo de una banda elástica.    Los puntos azul y amarillo son equidistantes del punto de origen, al igual que los puntos blanco y rosa, aunque en direcciones opuestas.    El punto naranja está entre el blanco y el azul, y más cerca del punto de origen.    El punto verde está entre el punto amarillo y el rosa, y más alejado del punto de origen.

el corrimiento al rojo de la ley de hubble

Llegamos ahora a uno de los descubrimientos más importantes de la astronomía: el hecho de que el universo está en expansión. Antes de describir cómo se produjo el descubrimiento, debemos señalar que los primeros pasos en el estudio de las galaxias se produjeron en una época en la que las técnicas de espectroscopia también estaban haciendo grandes avances. Los astrónomos que utilizaban grandes telescopios podían registrar el espectro de una estrella o galaxia débil en placas fotográficas, guiando sus telescopios para que permanecieran apuntando al mismo objeto durante muchas horas y recogiendo más luz. Los espectros resultantes de las galaxias contenían una gran cantidad de información sobre la composición de la galaxia y las velocidades de estos grandes sistemas estelares.

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