La ley de hubble

El big bang: desplazamiento al rojo y ley de hubble

La luz viaja por el espacio a una velocidad constante como una onda. Cuando vemos un color, lo que distingue un color de otro es la longitud de onda y la frecuencia de su luz. Las longitudes de onda más cortas tienen frecuencias más altas y mayor energía, como la onda de luz azul de abajo. Las longitudes de onda más largas tienen frecuencias más bajas y menor energía, como la onda de luz roja de abajo.
La distribución total de todas estas frecuencias diferentes crea un espectro de luz. Podemos ver colores distribuidos desde el azul en el extremo de alta frecuencia de longitud de onda corta del espectro hasta el rojo en el extremo de baja frecuencia de longitud de onda larga del espectro, y todos los colores intermedios. Las frecuencias se extienden mucho más allá del espectro visible ilustrado, desde las ondas de radio de baja energía y las microondas hasta los rayos X de alta energía y los rayos gamma.
El desplazamiento Doppler es un efecto que observamos en las fuentes de ondas que están en movimiento. Las ondas se comprimen en la dirección del movimiento y se separan más en la dirección opuesta. Por ejemplo, el sonido de una sirena de bomberos que se acerca a ti es diferente al que hace alejándose de ti. Esto se debe a que cuando se mueve hacia ti, las ondas sonoras se comprimen y las oímos a una frecuencia (o tono) más alta. Cuando la sirena se aleja de ti, las ondas se separan más, lo que da lugar a un tono más bajo.

La ley de hubble

Durante su trabajo de estudio de las galaxias, Hubble utilizó las estrellas variables cefeidas para medir las distancias a una muestra de galaxias. Incluso antes del debate Shapley/Curtis y del descubrimiento de que las nebulosas espirales son galaxias externas, las observaciones habían demostrado que la gran mayoría de las galaxias tenían líneas espectrales desplazadas al rojo respecto a los valores de laboratorio. Si recuerdan nuestro trabajo sobre el efecto Doppler, un desplazamiento al rojo de una línea espectral indica que el objeto se está alejando de nosotros. En una publicación de Hubble de 1929, demostró que si se representa la distancia a una galaxia (medida a partir de las variables cefeidas) y la velocidad de la galaxia (medida por el desplazamiento de las líneas espectrales), ¡las dos cantidades están directamente correlacionadas! Vea la reproducción de su gráfico a continuación.
Lea los artículos originales de Hubble La comunidad astronómica mantiene un excelente recurso destinado principalmente a los astrónomos en activo. Se trata del SAO/NASA Astrophysics Data System, y puedes utilizarlo para buscar en la literatura astronómica. Por ejemplo, si quieres encontrar información sobre todos los artículos que he publicado, puedes ir allí y poner mi nombre en el campo de autor. Sin embargo, para una búsqueda mucho más interesante, puedes ir allí y poner “Hubble, E” en el campo de autor, y aparecerá el listado de los trabajos publicados por Hubble, incluyendo el artículo en el que publicó el gráfico de arriba.

La ley de hubble

En 1929, Edwin Hubble publicó su histórico descubrimiento de que las “nebulosas” espirales lejanas se alejan de nosotros a velocidades proporcionales a sus distancias, lo que implica que el Universo se expande a un ritmo constante. Las velocidades de recesión se calcularon a partir del desplazamiento Doppler de las líneas espectrales y las distancias estimadas a partir de las mediciones de luminosidad. A pesar de la considerable dispersión de los resultados, Hubble concluyó que el ritmo de expansión era constante, con un valor de casi 500 km por segundo por megaparsec. El diagrama original de Hubble se reproduce a continuación.
A partir de la relación to = 1/Ho, la edad del Universo (o el tiempo de Hubble, to) puede estimarse en 14.000 millones de años, lo que coincide con el valor actual más preciso de 13,7 +/- 0,2 Gyr determinado a partir de las mediciones combinadas de la anisotropía del CMB y la expansión acelerada del Universo.

La ley de hubble se utiliza para medir la distancia a otras galaxias

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%.

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