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En cuanto a la ley de Hubble, se utiliza un sistema gaseoso que se expande según esta ley: una burbuja emitida por un equipo de buceo. Cuando alcanza la superficie, la presión disminuye y esta burbuja se expande. Su tamaño es proporcional al inverso de la presión. Si un observador estuviera sentado en una molécula y observara a las otras, debería notar, con respecto a sí mismo, una velocidad de escape proporcional a la distancia. Las actividades submarinas tienen algo que ver con la cosmología.
El universo se asimila a un gas en expansión. Pero los movimientos "propios" aleatorios, correspondientes a turbulencias locales, introducen un "ruido" al intentar medir la velocidad radial, correspondiente a una distancia dada. Por ejemplo, cuando Hubble midió las velocidades radiales de galaxias cercanas, como Andrómeda, que se acerca a nosotros, concluyó que el universo estaba en contracción. Pero se trataba simplemente de un efecto local debido a velocidades aleatorias.
En el aire que respiras, las moléculas tienen una velocidad aleatoria (velocidad térmica) cercana a los 400 m/s (obsérvalo, está cerca de la velocidad del sonido).
De manera similar, las velocidades aleatorias de las galaxias, dentro de sus cúmulos, se sitúan entre 500 y 1000 km/s. Por lo tanto, para evaluar correctamente la velocidad de escape, es necesario elegir una muestra de galaxias suficientemente alejada para que su velocidad radial de escape supere esta velocidad térmica.
La medición de la velocidad radial es muy sencilla y precisa: se basa en el corrimiento al rojo. Pero la dificultad radica en evaluar las distancias. ¿A qué distancia se encuentran estas galaxias respecto a nosotros?
Históricamente, las galaxias se llamaban primero "nebulosas". Algunas personas pensaban que estaban ubicadas dentro de nuestra Vía Láctea. Pero Hubble mismo resolvió esta cuestión al identificar una cefeida en Andrómeda, ubicada a una distancia cósmica: más de dos millones de años luz de nosotros.
A grandes distancias, era muy difícil aislar una cefeida en esas zonas oscuras. Así que la evaluación de las distancias se convirtió en una cuestión de opinión. Durante años, la determinación de la constante de Hubble fue controvertida. Muchos investigadores tendían a valores compatibles con los 15 a 20 mil millones de años de las estrellas más antiguas de nuestra galaxia (provenientes de cúmulos globulares). En Estados Unidos, el astrónomo francés de Vaucouleurs defendió y argumentó a favor de valores diferentes.
Todos los ojos estaban puestos en el telescopio espacial Hubble. En 1993, este, con su único ojo agudo, descubrió cefeidas en galaxias muy alejadas, ubicadas a diez millones de años luz. A esa distancia, las velocidades aleatorias estaban esencialmente enmascaradas por la velocidad radial general.
—¡Genial! —dijeron los astrónomos. ¡Vamos a obtener una medición precisa de la constante de Hubble H₀!
Pero rápidamente, la aventura se convirtió en tragedia. Entre 1993 y 1994, las mediciones realizadas por Hubble en estas galaxias, a 48 y 55 millones de años luz, revelaron que en realidad estaban un 40% más cerca (respecto a las estimaciones anteriores)! Así que la edad del universo se volvió un 40% más corta: en 1994, Nature mencionaba una edad de 8 a 9 mil millones de años...
Era más joven que sus propias estrellas. Inmediatamente, los astrofísicos y cosmólogos intentaron salvar el viejo y bueno Modelo Estándar y se volvieron inmediatamente hacia la constante cosmológica, como bomberos frente a un incendio cósmico intelectual, buscando nerviosamente un extintor.
Esta constante fue rápidamente sacada de su caja de naftalina y reactivada. En la figura (108), puedes observar el impacto de esta constante en la expansión.
(108)
Algunos astrofísicos dijeron:
—Estas nuevas mediciones, realizadas por el telescopio espacial Hubble, no son otra cosa que un método de escala para la constante cosmológica. ¡Ahora conocemos su valor!...
¿Qué pasó con este problema unos años más tarde?
Dos nuevos hechos: el satélite Hipparcos realizó mediciones precisas de estrellas lejanas basadas en la paralaje. Luego, los astrónomos recalibraron las cefeidas.
—Los objetos están más lejos de lo que pensábamos anteriormente. Hemos recalibrado eso.
Andrómeda fue rechazada, de 2.5 mil millones a 3.5 mil millones de años luz.
—¡Uf!
La evaluación de la edad de las estrellas más antiguas de nuestra galaxia también fue revisada. Todos hicieron lo mejor que pudieron.
Por cierto, el modelo "universo interactuando con un universo fantasma" (ver Física geométrica A) ofrece otra interpretación de las mediciones de H₀, conduciendo a un universo más antiguo.