Nuestro universo. Jo Dunkley
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moderna comprende no solo una vasta porción del espacio, sino también del tiempo. Dependemos de la luz para conocer el espacio: esperamos a que la luz llegue de lugares lejanos y vemos objetos en el espacio ya sea porque crean luz o porque reflejan la que les llega de otro lado. Los vemos con el aspecto que tenían cuando la luz salió de ellos por primera vez. Este fenómeno agrega una nueva dimensión a nuestras observaciones del cielo: el tiempo. La luz viaja a una velocidad extraordinaria: 10 millones de veces más rápido que un auto en una autopista.
Eso significa que, si miramos la lámpara que tenemos más cerca, probablemente a un par de metros de distancia, vemos su luz una fracción de segundo en el pasado: en este caso, la velocidad de la luz es casi irrelevante. En cambio, si miramos la Luna, que está a unos 380 000 kilómetros de distancia, la luz que percibimos es un segundo más vieja cuando llega a la Tierra. La luz que nos llega desde el Sol tiene ocho minutos de edad. La luz de las estrellas es mucho más vieja: la de nuestras vecinas estelares más cercanas tarda cuatro años en alcanzarnos. Cuando miramos las estrellas, lo que hacemos es mirar el pasado.
Esa capacidad es un don increíble: nos permite ver partes del espacio, de nuestro universo, tal como eran muchos años atrás. Cuanto más lejano es el lugar desde donde nos llega la luz, más atrás en el tiempo podemos ver. Cuando miramos la brillante estrella Betelgeuse, situada en la constelación de Orión, retrocedemos más de seis siglos. Su brillo rojizo comenzó a viajar hacia la Tierra durante la Edad Media. Las estrellas del cinturón de Orión están más lejos todavía, y su luz, conocida por generaciones de seres humanos, viajó por lo menos 1000 años hasta alcanzarnos. Eso significa que tenemos la oportunidad de entender la historia del universo porque podemos ver sus partes más distantes tal como eran en el pasado, hace miles, millones o miles de millones de años. La posibilidad de observar el pasado existe desde que la humanidad miró las estrellas por primera vez, pero solo se convirtió en una característica distintiva de la astronomía durante el último siglo, desde que logramos ver más allá de la Vía Láctea.
La enorme extensión del universo, tanto en espacio como en tiempo, puede hacer que la astronomía moderna nos resulte abrumadora. El espacio es tan inmenso que los números que indican distancia parecen perder sentido, porque los números con demasiados ceros son difíciles de procesar. Para resolver el problema, inventamos maneras de explicar las escalas del espacio, simplificamos lo complejo y dejamos de lado algunos detalles. Nos concentramos en conocer muy bien una parte del espacio, sobre todo nuestro Sistema Solar, y en aplicar lo que aprendemos a otras áreas cuando nos parece relevante. Nos conformamos con no conocer tan bien la mayor parte del espacio. Sin embargo, algunas de sus regiones más lejanas son particularmente interesantes y vale la pena conocerlas a fondo; por ejemplo, las estrellas rodeadas de planetas que podrían parecerse a la Tierra y las galaxias donde colisionan agujeros negros o estallan antiguas estrellas.
Este libro trata sobre nuestro universo, que es el nombre que le damos a la totalidad del espacio conocido, tanto el que vemos con telescopios como el que pensamos que está relacionado físicamente con las partes que podemos ver. El libro explica qué pensamos que es el universo y qué significa pensar en la totalidad del espacio y todo lo que contiene. Intenta dar una idea del lugar de la Tierra en ese lugar tanto más grande. También cuenta a grandes rasgos la historia de cómo llegó hasta aquí la Tierra y qué le podría deparar el futuro en el contexto de un universo tan grande.
Figura 0.1 Estrellas de la constelación de Orión: su luz viaja cientos de años hasta alcanzarnos.
Pero no vamos a empezar esta historia en el momento en que comenzó el universo, porque ese punto es bastante extraño. Lo que haremos es empezar en el aquí y ahora, desde nuestra perspectiva terrestre. En el capítulo 1, vamos a ordenar el espacio. Al observar en profundidad el cielo nocturno, nos damos cuenta de que los objetos espaciales no están diseminados al azar, sino que siguen un patrón definido, una distribución que combina desde los objetos más pequeños hasta los más grandes. Podemos pasar de las lunas que giran alrededor de planetas a los planetas y asteroides que giran alrededor de las estrellas; de allí, a conjuntos de estrellas reunidas en galaxias, y luego a cúmulos de galaxias, que quizá sean los objetos más grandes del universo. Descubriremos dónde encaja la Tierra dentro de ese patrón cósmico e intentaremos dar una idea general sobre la escala del espacio.
El segundo capítulo cuenta la historia de las estrellas y cómo transcurre su vida. Algunas son como nuestro Sol, pero muchas otras tienen historias de vida distintas. Descubriremos cómo producen luz y hallaremos las guarderías estelares donde nacen. Exploraremos la vida y el destino de nuestro Sol y la intensa vida de las estrellas más grandes, que llegan a su fin con violentas explosiones. Muchas de ellas terminan en forma de densos agujeros negros que jamás dejarán escapar la luz. También aprenderemos sobre la extraordinaria diversidad de los nuevos mundos que se están descubriendo alrededor de estrellas que no pertenecen a nuestro sistema solar.
En el capítulo 3, descubriremos la abundante materia invisible de nuestro universo que no podemos ver ni a simple vista ni con telescopios, ni siquiera con los que miden distintos tipos de luz. Este hallazgo tiene menos de un siglo, pero ya cambió por completo lo que entendemos por universo y lo que creemos que lo compone. Hoy nos empeñamos por entender en qué consiste, porque eso influye enormemente en todos los objetos que sí tienen luz y porque, al parecer, es una de las piezas fundamentales de la naturaleza.
En el cuarto capítulo, averiguaremos cómo cambió el espacio a través de los años. Existen numerosas galaxias más allá de la Vía Láctea y casi todas parecen estar alejándose de nosotros. Eso nos lleva a la inevitable conclusión de que el espacio crece y de que, en algún momento del pasado, probablemente haya tenido algún tipo de comienzo, al que llamamos Big Bang. Hoy podemos seguir la evolución del universo, remontarnos casi hasta aquel momento y deducir cuándo tuvo lugar. También nos encontraremos con la idea de que el espacio tiene forma propia y con la posibilidad de averiguar si el universo es infinito.
El último capítulo es una historia abreviadísima del universo, un recorrido por toda su vida, desde los primeros instantes hasta donde estamos hoy. Tras el paso de miles de millones de años, minúsculos elementos formados cuando comenzó el universo se convierten en galaxias repletas de estrellas, entre ellas la Vía Láctea, hogar de nuestro Sistema Solar. Gran parte de nuestra comprensión sobre lo que sucedió viene de combinar la observación con simulaciones por computadora que buscan recrear la posible evolución del universo. Nuestro Sol y nuestra Tierra se formaron cuando el universo tenía unos dos tercios de su edad actual, y antes que nosotros, se formó la Vía Láctea. Luego echaremos un vistazo a lo que podría pasar en el futuro en nuestra región del universo y en todo el espacio.
Vivimos en una era repleta de posibilidades tecnológicas sin precedentes, tanto en el desarrollo de telescopios como de computadoras, por eso tenemos la esperanza de que, en el transcurso de nuestra vida, avanzaremos a pasos agigantados hacia la solución de muchos de los misterios de la astronomía que siguen sin resolverse. Quizá podamos encontrar nuevos planetas que den señales de albergar vida, descubrir de qué está hecha la parte invisible del universo y echar luz sobre cómo empezó a desarrollarse. Quizá también nos encontremos con algo totalmente inesperado que vuelva a cambiar el curso de la astronomía una vez más.
1 Jo Dunkley es mujer. En inglés, astronomer no indica género, pero en castellano el genérico masculino puede inducir a error [N. de la T.].
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