Constante de Hubble

Uno de los descubrimientos astrofísicos más interesantes del siglo 20 es el hecho de que el universo se está expandiendo. El resultado fue tan inesperado que incluso Einstein descartó su predicción dentro de la 

relatividad general. Einstein fue tan lejos como para introducir una constante extra en sus ecuaciones específicamente para prevenir un modelo de universo en expansión. Que más tarde llamaría su mayor error.

Pero ¿cómo sabemos que el universo se está expandiendo en realidad? Para ello tenemos que utilizar el efecto Doppler práctico-excelente. Puede que recuerde que el color de la luz observada se puede efectuar mediante el movimiento relativo de la fuente. Si una fuente de luz se está moviendo hacia nosotros, la luz que vemos es más azulada de lo que esperaríamos (azul cambió). Si una fuente de luz se está alejando de nosotros, la luz es más rojiza (desplazada hacia el rojo). Cuanto más rápido la fuente está en movimiento, mayor es el cambio.
Hemos medido este cambio de color para un montón de estrellas, galaxias y cúmulos. También hemos determinado sus distancias (exactamente cómo va a ser un puesto para otro día). Si dibujamos un gráfico de la distancia de las galaxias y cúmulos frente a su desplazamiento hacia el rojo nos encontramos con algo muy interesante. He trazado previamente un gráfico como abajo, y se puede ver que es casi una relación lineal entre la distancia y desplazamiento al rojo.

 

Distancia vs velocidad de las galaxias.
Esto significa que las galaxias no son simplemente moviendo al azar, como es de esperar en un universo estable y uniforme. En cambio, el más distante de la galaxia más rápido se está alejando de nosotros. Esta relación entre la distancia y la velocidad es la misma en todas las direcciones, lo que significa el universo parece estar expandiéndose en todas direcciones.
Dado que esta relación es lineal, se puede incorporar estos datos a una línea. La pendiente de la recta se conoce como la constante de Hubble, el nombre de Edwin Hubble, que fue uno de los primeros en observar esta relación. Cuando hice un ajuste lineal simple de los datos (la línea discontinua), me dieron una constante de Hubble de 68,79 kilometros / s por megaparsec. Esto es en el rango del valor aceptado.
Por supuesto, si el universo se expande, entonces debe haber sido menor en el pasado. Si suponemos que el universo se expande a una velocidad constante, entonces podemos rastrear su tamaño en el tiempo a un punto en el universo tendría volumen cero. En otras palabras, el universo tiene una edad finita, y comenzó muy pequeño, muy denso (y por lo tanto muy caliente). Llamamos a este punto de partida de la gran explosión. Si se hacen las cuentas, la edad del universo es simplemente la inversa de la constante de Hubble. Teniendo en cuenta nuestro valor, esto pone a la edad del universo en unos 14,5 millones de años. cálculos más precisos ponen la edad a 13.75 mil millones de años.