Esta estrella está a X años luz de distancia, esa galaxia está a X millones de años luz de distancia. Pero, ¿cómo lo saben los astrónomos?
Estoy perpetuamente en un estado en el que estoy hablando de objetos que están inimaginablemente lejos. Nuestros cerebros pueden comprender las distancias a nuestro alrededor, más o menos, especialmente cuando tenemos un montón de herramientas para ayudar. Podemos medir nuestra altura con una cinta métrica, o la distancia a lo largo del suelo usando un odómetro. Podemos tener una idea de cuán lejos están los 100 kilómetros porque podemos conducirlo en un período de tiempo bastante corto.
Pero el espacio es realmente grande, y para la mayoría de nosotros, nuestros cerebros no pueden comprender la maravilla total del cosmos, y mucho menos medirlo. Entonces, ¿cómo calculan los astrónomos qué tan lejos está todo? ¿Cómo saben a qué distancia están los planetas, las estrellas, las galaxias e incluso el borde del Universo observable? ¿Asumiendo que todo es un truco? Estás golpeando.
Los astrónomos tienen una bolsa de trucos y técnicas notablemente inteligentes para medir la distancia en el Universo. Para ellos, diferentes distancias requieren diferentes metodologías. De cerca, usan trigonometría, usando diferencias en ángulos para descifrar distancias. También usan una variedad de velas estándar, que son objetos brillantes que generan una cantidad constante de luz, por lo que puede saber qué tan lejos están. En las distancias más lejanas, los astrónomos usan la expansión del espacio para detectar distancias.
Afortunadamente, cada uno de estos métodos se superponen. Por lo tanto, puede usar la trigonometría para probar las velas estándar más cercanas. Y puede usar las velas estándar más distantes para verificar las herramientas más grandes. Alrededor de nuestro Sistema Solar, y en nuestro vecindario de la galaxia, los astrónomos usan trigonometría para descubrir la distancia a los objetos.
Miden la ubicación de una estrella en el cielo en un punto del año, y luego miden nuevamente 6 meses después cuando la Tierra está en el lado opuesto del Sistema Solar. La estrella se habrá movido una pequeña cantidad en el cielo, conocida como paralaje. Como conocemos la distancia desde un lado de la órbita de la Tierra al otro, podemos calcular los ángulos y calcular la distancia a la estrella.
Estoy seguro de que puedes detectar la falla, este método se desmorona cuando la distancia es tan grande que la estrella no parece moverse en absoluto. Afortunadamente, los astrónomos cambian a un método diferente, observando una vela estándar conocida como variable cefeida. Estas cefeidas son estrellas especiales que se atenúan y se iluminan en un patrón conocido. Si puede medir la rapidez con que pulsa una Cefeida, puede calcular su verdadera luminosidad y, por lo tanto, su distancia.
Las cefeidas te permiten medir distancias a galaxias cercanas. Más allá de unas pocas docenas de megaparsecs, necesita otra herramienta: supernovas. En un tipo muy especial de sistema estelar binario, una estrella muere y se convierte en una enana blanca, mientras que la otra estrella sigue viva. La enana blanca comienza a alimentar material de la estrella compañera hasta que alcanza exactamente 1,4 veces la masa del Sol. En este punto, detona como una supernova de Tipo 1A, generando una explosión que se puede ver en la mitad del Universo. Debido a que estas estrellas siempre explotan con exactamente la misma cantidad de material, podemos detectar qué tan lejos están y, por lo tanto, su brillo absoluto.
A las mayores escalas, los astrónomos usan la constante de Hubble. Este es el descubrimiento de Edwin Hubble de que el Universo se está expandiendo en todas las direcciones. Mientras más miras, las galaxias más rápidas se alejan de nosotros. Al medir el desplazamiento al rojo de la luz de una galaxia, puede saber qué tan rápido se aleja de nosotros y, por lo tanto, su distancia aproximada. Al final de esta escala se encuentra la radiación de fondo cósmico de microondas, el borde del universo observable y el límite de cuán lejos podemos ver.
Los astrónomos siempre están buscando nuevos tipos de velas estándar y han descubierto todo tipo de formas inteligentes de medir la distancia. Miden el cúmulo de galaxias, los rayos de radiación de microondas de las estrellas y la superficie de las estrellas gigantes rojas, todo con la esperanza de verificar la escala de distancia cósmica. La medición de la distancia ha sido uno de los problemas más difíciles para los astrónomos y sus soluciones han sido absolutamente ingeniosas. Gracias a ellos, podemos tener un sentido de escala para el cosmos que nos rodea.
¿Qué concepto en astronomía le cuesta más tener en su cerebro? Cuéntanos, en los comentarios a continuación.
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