Se’n van oblidar d’en Shapley i en Hubble?

Una dels punts més controvertits de la Història de la Ciència està relacionada amb l’afer Galileo. Si us dic que l’Església li va obligar a abjurar en el seu moment, no crec que us digui res de nou i pot sorprendre més o menys. Però si amb Galileo es van posar d’aquesta manera, que fins i tot encara avui no han reconegut total i obertament que el que van fer va estar malament, el que no entenc és per què no diuen res d’en Harlow Shapley i molt menys d’Edwin Powell Hubble. I és que, si el que va dir en Galileo era tan greu, el que van dir aquests dos era per a posar el crit en el cel. Però vegem quina jugada ens van fer en Shapley i en Hubble i així aprofitaré per a parlar-vos de l’estructura de la Via Làctea i una mica de la seva de les galàxies al Univers.
[@more@]
Harlow Shapley treballava en els anys 20 del segle passat amb el telescopi de 1,5 metres de diàmetre del Mount Wilson i es va proposar esbrinar els secrets dels cúmuls globulars. Aquests objectes astronòmics posseïxen una simetria esfèrica i contenen uns quants centenars de milers d’estrelles. Hi ha uns cent entorn de la Via Làctea. Doncs bé, servint-se de les Cefeides (unes estrelles lluentor de les quals varia i en funció d’aquesta variació podem saber la distància a la que es troben) trobades en aquests cúmuls es va proposar saber la seva distribució per l’espai.

Efectivament, es disposaven en un volum esfèric, però ai!, aquest centre no es corresponia, en absolut, amb la posició del Sol; el que significava que el Sol tampoc estava al centre de l’Univers.

Si Galileo ens havia tret definitivament del centre de l’Univers posant el Sol al seu lloc i li havien format tot allò, que m’heu de dir d’en Shapley? I és que, si Galileo ens havia desplaçat 8 minuts llum del centre (el Sol), Shapley ens havia situat a uns 50.000 anys llum del mateix (el de la Via Làctea). No sap bé de la qual es va lliurar.

Resultava que la Via Làctea tenia uns 300.000 anys llum de diàmetre i el Sol estava en un lloc absolutament ordinari. Avui sabem que les seves dades eren exagerats, doncs no contava amb l’absorció de la llum per la pols interestel·lar.

 

Via Làctea

 

La nostra imatge actual de la Via Làctea és de dos ous fregits enganxats per l’esquena. Té uns 90.000 anys llum de diàmetre amb el Sol situat a 30.000 anys llum del centre. El gruix del disc és 3.000 anys llum. El Sistema Solar avança respecte de la Via Làctea a una velocitat de 230 quilòmetres per segon, pel que dona una volt al seu centre cada 250 milions d’anys. Aquest període de temps sol ser conegut com any còsmic. Des del seu naixement, el Sol ha donat 18 voltes, així que el Sol té 18 anys còsmics. Viatgem no lluny del plànol de la Galàxia, en el braç de Orió, en una regió relativament "clara".

El diàmetre del bulbo central, o sigui, els rovells dels ous fregits, tenen un diàmetre d’uns 20.000 anys llum. Fora del plànol galàctic hi ha uns condensats d’estrelles extraviades anomenats cúmuls globulars (els mateixos que havia estudiat Shapley), encara que també hi ha moltes altres estrelles esgarriades formant el que diem "halo galàctic".

El centre no el podem veure directament amb els nostres ulls perquè hi ha massa material pel camí que l’oculta. Aquest material, però, és transparent als rajox X; així doncs, amb aparells apropiats sí podem fer-lo. Aquest centre es troba en la constel·lació de Sagitari. En aquesta regió hi ha núvols, pols arremolinada, més cúmuls d’estrelles i un forat negre amb una massa d’uns 2,6 milions de vegades la del Sol. Això ho sabem gràcies a una estrella anomenada S21 que està allí i que té prop 15 vegades la massa del Sol. Aquesta estrella ha estat observada de forma continuada i s’ha descobert que orbita al voltant d’un cos central cada 15,2 anys. La seva velocitat orbital és de 5.000 km/s i està a 17 hores llum del centre vorejant l’horitzó de successos del forat negre. Sembla mentida que estudiant la forma que es mou aquesta estrella podem conèixer tants detalls.

Sabem que la velocitat orbital d’un planeta disminuïx a mesura que s’allunya del Sol perquè la gravetat es fa més feble. Lògicament, els mateixos principis i les mateixes fórmules haurien d’aplicar-se a nivell galàctic, doncs les galàxies també estan en rotació: les estrelles interiors haurien de moure’s molt més ràpidament que les exteriors que estan més lluny. Però no succeïx així. Resulta que les estrelles més allunyades es mouen més depressa de l’esperat i per això els braços espirals no s’enrotllen tan ràpidament al voltant del centre com esperaríem. Una de les explicacions que s’ha donat avui dia a aquest fenomen és que hi ha una matèria fosca distribuïda al llarg de l’halo galàctic, totalment invisible, però que manifesta la seva presència per la seva atracció gravitatòria.

Shapley, igual que molts d’altres, pensava que l’Univers es reduïa a la Via Làctea. El problema és que hi havia unes taques nebuloses en forma d’espiral que no se sabia si estaven dintre o fora de la Via Làctea. És el cas d’Andròmeda. Un astrònom anomenat Edwin Hubble, utilitzant un telescopi nou a Mount Wilson, va poder veure Andròmeda com un munt d’estrelles, algunes de les quals eren Cefeides.

Ara calia calcular el seu període i si aquest era igual, però la seva lluminositat menor, volia dir que estava més lluny. Va calcular que Andrómeda havia d’estar a uns 900.000 anys-llum, el que volia dir que estava molt més allà del Sistema Solar i de la Via Làctea (avui sabem que està a uns 2,3 milions d’anys llum). I si havia altres galàxies, on, llavors, quedava ara el centre de l’Univers?

Comparem ara la distribució de les estrelles versus la de les galàxies. Resulta que les galàxies es troben molt més pròximes entre si que les estrelles en funció de les seves mides.

Si reduíssim el Sol a la grandària d’una aspirina, l’estrella més pròxima estaria a uns 140 km. O sigui, la distància d’una estrella a una altra és desenes de milions de vegades el diàmetre d’una estrella individual. La nostra Via Làctea està feta de centenars de milions d’estrelles separades per aquestes enormes distàncies.

Però si fos la Via Làctea la que reduíssim al tamany d’una aspirina, la galàxia més propera, Andrómeda, estaria a només 13 cm de distància. Això no s’ha de pendre al peu de la lletra, perquè tant la Via Làctea com Andròmeda formen part d’un grup de galàxies conegut pel nom de Grup Local. En aquesta escala, o sigui, que una galàxia fos una aspirina, la distància al grup de galàxies més propera seria de 60 cm. I a només 3 metres donaríem amb un eixam de més de 2.500 galàxies en un volum d’una pilota de bàsquet: el grup de Galàxies Verge. Amb aquesta escala, l’Univers sencer estaria confinat en una esfera d’un km.

Ara bé, si fora al revés, és a dir, si les galàxies estiguessin tan lluny en termes relatius com les estrelles estan en funció de les seves mides, Andròmeda estaria tan lluny que no hauríem vist ni un 1% de la distància fins a ella i, per tant, ni tan sols sabríem que existeix. Certament, l’Univers és un lloc molt concorregut, ple de galàxies; el que em fa pensar que podríem parlar de l’estructura a gran escala de l’Univers, encara que deixarem els detalls per una altra història.

En fi, que tenim la trilogia més interessant de l’astronomia. Tenim a Galileo, per a treure la Terra del centre de l’Univers i posar al Sol; a Shapley, per a treure al Sol del centre de l’Univers i posar el centre de la Via Làctea; i finalment a Hubble, per a donar-nos la puntada definitiva i llançar-nos a saber on.

No deixa de sorprendre que, encara avui, hi ha qui segueix pensant que som el centre de l’Univers.

Fonts:
“El pequeño libro de la ciencia”, John Gribbin
“La melodía secreta”, Trunh Xuan Thuan
“¡Bang!”, Brian May, Patrick Moore y Chris Lintott

 

Quant a omalaled

Me llamo Fernando y soy un apasionado de la ciencia y admirador de los científicos y ténicos de todas las épocas. Espero disfrutéis sabiendo un poquito más de ellos.
Aquesta entrada ha esta publicada en General. Afegeix a les adreces d'interès l'enllaç permanent.

2 respostes a Se’n van oblidar d’en Shapley i en Hubble?

  1. Joan diu:

    Caraí! Aquests tres són la tríada dels descentralitzadors.

    Amb Galileu l’Església va fer el que va fer perquè en aquell moment tenia molta més influència i suposava el primer trencament seriós entre la teologia i la ciència. Aquestes altres dues accions han estat significatives, i tant. I ja pots veure que l’església d’aquella època era capaç d’anar a judici; sí, però dubto que les amenaces de foguera fossin tan convincents.

    I ara parlat de l’escrit. M’ha sorpès molt la comparació. La veritat és que mai m’havia passat pel cap fer aquestes comparacions de distàncies. El tema de la matèria fosca també és interessant.

    Que vagi bé l’estiu.

  2. omalaled diu:

    De la matèria fosca es parla a cosmologia, però no en donen massa detalls; però tampoc he fect una assignatura que es diu “Astronomia galàctica” on sí deuen parlar.

    I sempre, quan es tracta amb grans números, ens hem de fer comparacions amb coses quotidianes, perquè si no ho fem ens perdem.

    Passa tú també bones vacances. Jo només faré una setmana. Coses d’haver de treballar i tenir fills.

    Salut!

Els comentaris estan tancats.