Los felices años 20, boxeadores, colores y globos de feria.

Edwin Hubble ya había sido boxeador y abogado antes de que en 1917 rechazara la invitación del observatorio astronómico del Monte Wilson, el mejor de la época, para formar parte de su equipo de investigación.

"Siento no poder aceptar su invitación. Me voy a la guerra" fue lo que escribió en un escueto telegrama el día después de defender su tesis doctoral y un día después de que EEUU entrara a formar parte de los aliados en la Iª Guerra Mundial.

Años más tarde, tras el fin de la Gran Guerra y después de su vuelta a Monte Wilson dos descubrimientos extraordinarios le convirtieron en el indiscutible padre de la Cosmología moderna.

Hasta ese momento todo lo que se sabía del Universo se podía resumir en que el cielo nocturno estaba poblado de dos tipos de objetos:

Estrellas, soles parecidos al nuestro, que se distribuían al azar por el cielo y que parecían concentrarse en una banda de color blanquecino que los griegos llamaban galaxia (ga-lacta, lechoso, de la leche que a la madre de los dioses, Hera, se le escapó mientras amamantaba a Hércules) y que la tradición latina había transformado en Vía Láctea. ¿Por qué más concentrado en una banda? Nadie lo sabía.

Nebulosas, objetos difusos, con aspecto como de nubecilla luminosa, algunos con forma de elipse o de espiral, de origen desconocido.

Hubble fue el primero que consiguió distinguir estrellas individuales en esas nubes de aspecto gaseoso, y recogiendo las ideas de los universos isla de Kant afirmó que aquellas estrellas que veía en las nebulosas, no pertenecían a la Vía Láctea, si no que eran estrellas de otras galaxias. De hecho casi todas las nebulosas eran galaxias, y había cientos, miles, cientos de miles...

El impacto de la noticia fue total. Si Copérnico rebatió a Aristóteles la teoría de la Tierra como centro del Universo y propuso que el centro era el Sol, si Galileo descubrió que el Sol no era el centro del Universo y no todo giraba en torno a él, si Newton descubrió que la gravedad era lo que ligaba todo en el cosmos y el centro del mismo no era más que el centro de masas de todas las estrellas y planetas de la galaxia, Hubble daba otro giro a la ruleta de la perspectiva cosmológica y decía que había miles de millones de galaxias, cada una con miles de millones de estrellas. Demasiado para el 1923 de Al Capone, las metralletas Thompson, Alfonso XIII y el Charleston.

Los siguientes dos años que dedicó a medir las velocidades de las galaxias que iba descubriendo dieron como resultado uno de los mayores hallazgos de la historia de la Física.

Y por eso toca antes un poco de Física.
¿Como se mide la velocidad de una galaxia?

Los coches, la velocidad y el efecto Doppler.

Cuando los niños pequeños juegan a los coches y hacen el ruido de un motor al pasar todos suenan igual : "ñiiiiiiiuuuuuunnn". Primero "iiiiiii" agudo y luego "uuuuu" grave. Eso es el efecto Doppler.

Cuando un motor que suena está quieto, las ondas sonoras se propagan a la velocidad del sonido en todas las direcciones y cualquiera que lo oiga oirá el mismo tono del motor, la misma frecuencia a la que se emite, no hay ninguna razón para que no sea así.

Sin embargo, si el motor se mueve las ondas tienden a comprimirse delante del coche y a dilatarse detrás del coche sonando como un aparente cambio de frecuencia. No es que el motor cambie de frecuencia, si no que si alguien se pode delante del coche a escuchar, al emitir el coche cada vez más cerca del observador, la onda tiene menos camino que recorrer y resulta un sonido más agudo (baja la longitud de onda y sube la frecuencia).

Con la luz ocurre exactamente lo mismo, solo que en vez de hacerse el sonido más grave al alejarse la fuente, la luz se vuelve rojiza (sube la longitud de onda, baja la frecuencia) y al acercarse se vuelve azulada (baja la longitud de onda, sube la frecuencia). Este fenómeno se conoce como "Corrimiento al Rojo" (Redshift en inglés) o al azul.

Podríamos pensar que viendo de qué color es la luz que nos llega de una estrella podríamos conocer su velocidad. Bueno, más o menos. Así funcionan los radares pero para la luz de las estrellas es un poco más complejo.

Las estrellas, al igual que todas las cosas que emiten luz por el hecho de estar calientes, radian luz en todas las frecuencias. Por eso, aunque la luz de una estrella se desplace hacia el rojo por efecto de su velocidad, no la vemos más rojiza. La luz que en reposo era ultravioleta (más allá que el violeta) también se desplaza al rojo, entrando por el otro lado del espectro y conviertiéndose en violeta, con lo que el color total de la luz queda igual que si la estrella no se moviera.

Pink Floyd, la tabla periódica y los huecos en el espectro de la luz

La luz blanca es la suma de luz de todos los colores. Cada color se desvía según un ángulo diferente al atravesar un cristal y por eso la luz blanca se descompone en todos sus colores al pasar por un prisma. Los Pink Floyd lo sabían y quisieron recordarnoslo a todos en la portada del "Dark Side of the Moon".

La luz también campa por el Universo a sus anchas, bueno campa a sus anchas hasta que se encuentra con algo que hace de pantalla. Si se encuentra una pantalla un poco transparente como una nube de gas, parte de la luz la atraviesa y parte se queda retenida. La luz que queda retenida es de unos colores determinados, y depende tan sólo de la composición química de la nube que atraviesa.

El resultado es que en el espectro de la luz que nos llega a nosotros aparecen unas franjas negras en los colores que corresponden al elemento atravesado; algo así como poner un peine con algunas puas delante del espectro.

La gracia del asunto es que a cada elemento le corresponde un cierto peine, pero siempre el mismo. Así si se estudian las franjas en el espectro se puede determinar que elemento ha atravesado la luz.

Y si volvemos al efecto Doppler en la luz y vemos cuanto se han desplazado esas franjas hacia el rojo o hacia el azul respecto a su posición original en reposo podremos saber a qué velocidad se mueve la nube de gas que bloquea la luz.

En resumen, analizando la luz de una estrella se puede determinar que elementos la componen y a qué velocidad se mueve.

¿No es alucinante?

La expansión del Universo y 99 globos rojos

Cuando Hubble terminó de medir la velocidad de un buen puñado de galaxias pudo ver que unas se alejaban de nosotros y otras se acercaban como puede parecer razonable. Pero al hacer la media descubrió que en promedio todas se alejaban, y que además se alejaban tanto más rápido cuanto más lejanas eran estas galaxias.

Menuda sorpresa, si todas se alejaban de nosotros, podríamos pensar que somos el centro del universo, Aristóteles al fin y al cabo podría no haberse equivocado tanto.

Otra opción que nos colocaba en una posicicón mucho menos privilegiada era pensar que no hay ningún centro, que las galaxias se alejan entre sí porque el Universo se expande por igual en todas las direcciones.

Si nos imaginamos que el Universo es bidimensional como un globo y tal que sólo podemos movernos por la superficie del globo. Las galaxias pueden asimilarse a puntos pintados sobre el globo y al inflarse se separan unas de otras todas por igual. Algo así como esto: