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Las evidencias que se han
acumulado desde el descubrimiento de Hubble
en los años veinte de un desplazamiento
al rojo de las líneas
espectrales de galaxias lejanas que aumenta con la distancia,
hacen que el hecho de que vivamos en un universo
en expansión esté fuera de toda duda razonable. Por
supuesto, la expansión es la interpretación
directa de este aumento sistemático de los desplazamientos al
rojo con la distancia. Podrían existir otras interpretaciones,
pero nadie ha sido capaz de encontrar otra al menos tan sencilla como
la de la expansión y que sea compatible con todas las
observaciones acumuladas hasta la fecha.
Es importante recordar que el hecho de que afirmemos con
tanto confianza que el universo está en expansión no
implica más que la distancia entre dos galaxias lejanas
aumenta con el tiempo, y no presupone que haya habido una fase
caliente y densa en el pasado que denominamos Big Bang (ver
interpretación de la expansión).
La constatación de la existencia de una fase caliente y densa
en el pasado requiere de otro tipo de observaciones que las que se
señalan aquí.
Las evidencias son las siguientes:
1. La oscuridad del cielo
nocturno: Paradoja de Olbers.
2. La verificación
observacional de la ley de Hubble.
3. La observación de la
homogeneidad de la distribución de materia necesaria para
una interpretación sencilla de la ley de
Hubble.
4. Efecto Tolman de la
variación del brillo superficial con el desplazamiento
al rojo en un factor (1+z)4 . Esta
variación puede ser entendida como una dilución del
número de fotones debida a la variación del volumen del
universo en un factor (1+z)3 desde que
la luz fue emitida más un factor (1+z) debido al cambio en la
longitud de onda de los fotones. El efecto es difícil de medir
directamente debido a efectos evolutivos, pero los datos actuales son
perfectamente consistentes con esta variación predicha (ver
Lubin &
Sandage 2001)
5. La dilatación
temporal en las curvas de luz
de supernovas lejanas con
respecto a supernovas más cercanas. Así una supernova
cercana que tarde en decaer unos 20 días, tardaría 40
días en hacerlo si se encontrara a desplazamiento
al rojo z = 1. En otras palabras, los tics de un reloj situado a
un desplazamiento al rojo z van más
despacio en un factor (1+z).
Leibundgut et al., 1996, ApJL, 466, L21-L24
Goldhaber et al 1996., in Thermonuclear Supernovae (NATO ASI), eds. R. Canal, P. Ruiz-LaPuente, and J. Isern.
Perlmutter et al., 1998, Nature, 391, 51.
Goldhaber et al. 2001 Para publicar en ApJ
6. Evidencias de un universo más caliente
en el pasado. Astrónomos franceses y alemanes (Srianand,
Petitjean & Ledoux 2000) han determinado la temperatura
del fondo cósmico de microondas a partir de las
observaciones del espectro de los
átomos de carbono pertenecientes a una nube molecular aislada
con un alto desplazamiento al rojo (z =
2.34). La luz de la nube nos llega desde una época
remota del universo, cuando este tenía sólo alrededor
de un quinto de su edad actual y muestra que la temperatura del fondo
cósmico de microndas rondaba los 10K (unos 263 grados
centígrados bajo cero).
El
modelo del Big Bang predice que esta temperatura debe ser (1+z) veces
más alta a desplazamiento al rojo z que en la actualidad, es
decir, unos 9.1 grados por encima del cero absoluto en el caso de la
nube objeto de este estudio. El trabajo de los astrónomos sólo
es capaz de precisar que la temperatura del fondo cósmico de
microndas en la época de la que procede la luz de la nube
debió estar en algún lugar entre 6 y 14 grados por
encima del cero absoluto, perfectamente compatible con la predicción
del Big Bang.
7. El fenómeno de lentes gravitatorias confirma la existencia de cuásares de elevado desplazamiento al rojo detrás de cúmulos de galaxias con un desplazamiento al rojo menor (Stockton 1978, ApJ, 223, 747 ), lo que significa una evidencia directa de que los desplazamiento al rojo están relacionados con la distancia.
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