lunes 6 de julio de 2020
Ciencia | Astronomía |

La primera luz y un largo viaje interestelar hasta la Tierra que deja ver el pasado

Desde el 2017, se celebra el Día Internacional de la Luz establecido por la Unesco. La manipulación del espectro electromagnético por la humanidad cambió la historia. La luz, se liberó del lastre de la materia hace más de 13 mil millones de años y dio lugar a todo lo que conocemos sobre el origen del mundo.

Las primeras civilizaciones buscaban las respuestas a todo lo que sucedía mirando el cielo. Los eclipses, las estrellas, el comportamiento del sol, eran los aliados de los científicos primitivos. Esta relación de los humanos con la naturaleza se mantuvo hasta un determinado momento, cuando la luz que llegaba desde el Universo dejó de dar respuestas convincentes, la ciencia evolucionó y el espectro electromagnético pudo ser dominado por el hombre. El crecimiento de los pueblos, la evolución de la humanidad y las revoluciones tecnológicas, alejaron a los humanos de la naturaleza y hoy no buscan todas las respuestas en el cosmos. Pero siguen ahí.

La luz es la protagonista de todo lo que se conoce sobre el origen del mundo. Viaja a través del espacio-tiempo y llega desde los confines del Universo a los telescopios de la Tierra en diferentes frecuencias. Aire Digital conversó con Daniela Fernández, astrónoma residente en el Observatorio Docente de la Pontificia Universidad Católica de Chile, ubicado en la comuna de Lo Barnechea, en Santiago, a unos 1.450 metros sobre nivel del mar. La especialista explicó qué es la luz y cómo la astronomía pudo dominarla para extraer información sobre el pasado del cosmos.

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Un haz de luz es el conjunto de partículas o rayos luminosos de un mismo origen, que se propagan sin dispersión.

Un haz de luz es el conjunto de partículas o rayos luminosos de un mismo origen, que se propagan sin dispersión.

“La luz o 'luz visible' es un pequeño segmento dentro de lo que llamamos espectro electromagnético ('arcoíris'), la cual podemos observar con nuestros ojos”, aclaró. “Está conformada por unas pequeñas partículas que se llaman fotones, que conforman este haz de luz que llega hasta nosotros. Al principio se pensaba solamente que era una partícula y años después se descubrió que tenía esta dualidad, que se comportaba tanto como partícula y como onda”, reveló la científica.

La luz es la protagonista de todo lo que se conoce sobre el origen del mundo. Viaja a través del espacio-tiempo y llega desde los confines del Universo a los telescopios de la Tierra en diferentes frecuencias.

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Existe un límite entre lo que los humanos pueden ver y lo que jamás serán capaces de ver usando sus propios ojos. Al principio de todo, la luz estaba atrapada por la materia y la energía y tras la gran explosión, según la teoría del Big Bang, fue liberada y comenzó a viajar por el espacio-tiempo millones de años, a una velocidad de unos 300 mil kilómetros por segundo, estirando su longitud de onda. Desde entonces, el Universo se hizo visible de diversas formas. “Cuando decimos en astronomía que estamos mirando al pasado cuando miramos al cielo es porque la luz de todos los objetos que estamos observando se demora mucho tiempo en llegar a nosotros, viaja por el vacío hasta llegar a nuestros ojos. Por ejemplo, la luz del sol que nosotros vemos se demora 8 minutos en viajar desde el Sol a la Tierra. Entonces, todo lo que nos nosotros vemos instantáneamente del sol ¡ocurrió hace 8 minutos!”, contó la experta.

Muchas luces

El espectro se divide en distintas frecuencias o longitudes de onda. La luz visible es un rango pequeño que el ojo humano puede ver, pero no es el único rango. “Hay otras ondas que nosotros estamos recibiendo, otras frecuencias como por ejemplo las ondas de radio o las microondas que no las podemos observar con nuestros ojos, pero están ahí y tenemos que tener instrumentos especiales en esas longitudes de onda para poder observarlas”, dijo Fernández.

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El espectro electromagnético, la luz.

El espectro electromagnético, la luz.

“Hay otras ondas que nosotros estamos recibiendo, otras frecuencias como por ejemplo las ondas de radio o las microondas que no las podemos observar con nuestros ojos, pero están ahí y tenemos que tener instrumentos para poder detectarlas”, dijo Fernández. “Hay otras ondas que nosotros estamos recibiendo, otras frecuencias como por ejemplo las ondas de radio o las microondas que no las podemos observar con nuestros ojos, pero están ahí y tenemos que tener instrumentos para poder detectarlas”, dijo Fernández.

“Tenemos distintos objetos en el Universo y distintos instrumentos para poder observarlos. Por ejemplo, tenemos radiotelescopios que apuntan hacia el cielo y capturan ondas de radio. En cambio, un telescopio en el que ponemos nuestro ojo o el de una cámara, lo que hace es capturar luz y a veces utilizamos filtros para observar más allá del visible”, contó.

La luz más lejana

La primera luz está constantemente llegando a la Tierra desde el espacio profundo y se conoce como radiación de fondo microondas. Cuando se observa un planeta con un telescopio, lo que se recibe es luz del Universo. Dependiendo de la distancia de los objetos que se observen, la luz tardará más tiempo en realizar su viaje y será más hacia el pasado lo que se estará observando. Incluso, puede que alguno de los objetos que hoy se observan ya no existan.

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“La luz viaja millones de años para llegar a nuestros ojos, para que podamos verla. La radiación de fondo microondas es una de las dos evidencias (junto con la expansión del Universo) de la teoría del Big Bang. Esta radiación nos permitió medir el tiempo que se demoró en viajar y calcular la distancia a la cual se encuentra”, detalló la chilena.

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La radiación de fondo de microondas es una forma de radiación electromagnética descubierta en 1965 que llena el universo por completo.

La radiación de fondo de microondas es una forma de radiación electromagnética descubierta en 1965 que llena el universo por completo.

Al alcanzar la distancia de 13.500 millones de años luz de la Tierra, casi todas las luces desaparecen. ¿Es el fin del Universo? No. Hay un lugar por el que la luz ya no puede viajar, un muro en el espacio y el tiempo. Más allá de él, hay una energía tan densa que la luz no puede viajar. Es como contener una linterna en el interior de una pared. Existe la luz tras esa superficie, pero no goza de ninguna libertad de movimiento. Es el punto más lejano que pueden ver nuestros telescopios, el punto del espacio y la luz situado donde y cuando nuestro Universo se volvió transparente. Ninguna luz más lejana ni de antes de ese momento llegará jamás a la Tierra en línea recta. Nuestros telescopios no captarán nunca luz emitida antes de ese punto. Es la superficie de última dispersión.

“La luz viaja millones de años para llegar a nuestros ojos, para que podamos verla. Después del Big Bang, la primera radiación que tuvimos en el Universo fue la radiación de fondo de microondas y podemos medirla actualmente. Sigue llegando y permite que podamos medir el tiempo que se demoró en viajar y calcular la distancia a la cual está su objeto”, detalló la chilena. “La luz viaja millones de años para llegar a nuestros ojos, para que podamos verla. Después del Big Bang, la primera radiación que tuvimos en el Universo fue la radiación de fondo de microondas y podemos medirla actualmente. Sigue llegando y permite que podamos medir el tiempo que se demoró en viajar y calcular la distancia a la cual está su objeto”, detalló la chilena.

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Entonces, ¿cuál es el objeto más lejano que los humanos pueden observar en el cosmos? Fernández reveló: “Somos un planeta dentro de un sistema llamado Sistema Solar, en el cual hay 8 planetas y otros objetos girando alrededor de una estrella, el Sol. Si nos alejamos de la Vía Láctea (nuestra galaxia) comenzamos a ver más galaxias que nos rodean. Y si miramos aun más afuera podemos ver que esas galaxias se agrupan en cúmulos y súper cúmulos de galaxias. Estas grandes agrupaciones de galaxias se parecen mucho a las conexiones de las neuronas de nuestro cerebro. Estas agrupaciones están muy lejos y se formaron hace muchísimo tiempo. Son miles y miles de galaxias. Islas de estrellas gigantes que están dando vueltas por el Universo”.

Para poder tener una mejor vista de estos objetos, hay que lidiar con la atmósfera de la Tierra y todo lo que la rodea. Por eso, en 1990, el transbordador espacial Discovery, puso en órbita a unos 500 kilómetros del planeta, el Telescopio Espacial Hubble, que logró registrar impresionantes imágenes de las galaxias en cúmulos. En el 2004 logró tomar la imagen mas profunda del Universo en el espectro visible, la llamada Campo Ultra Profundo del Hubble (HUDF, por sus siglas en inglés).

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Campo Ultra Profundo del Hubble.

Campo Ultra Profundo del Hubble.

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“Este es uno de los telescopios más espectaculares que tenemos, ya que al estar en órbita alrededor de la Tierra no tiene el problema de la dispersión de la luz debido a nuestra atmósfera, lo que nos permite ver estos objetos de forma mas clara. Incluso ha logrado ver regiones del espacio donde la luz fue emitida hace aproximadamente 13.000 millones de años, donde nuestro Universo era muy joven, como es el caso de la imagen HUDF”, contó Fernández.

Como algunas de estas galaxias es la Vía Láctea. Quizá nunca se obtenga una vista de ella lo suficientemente lejos para ver su estructura general, pero se puede seguir conociéndola si las condiciones en el planeta permiten continuar estudiando la distribución de las estrellas que lo rodean.

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