Univers en expansió!

L’any 1929, Edwin Hubble, utilitzant el telescopi de 100 polsades en l’observatori del monte Palomar, Califòrnia, va descobrir que un par de dotzenes de galàxies que va poder detectar s’estaven allunyant. De fet, va arribar a la conclusió de que; quan més llunyana era la posició entre una galàxia i una altra a més velocitat es separaven.

De fet, galàxies que estan a 100 milions d’anys llum de nosaltres s’estan allunyant aproximadament a uns 9 milions de kilòmetres per hora, galàxies a 200 milions d’anys llum s’allunyen de nosaltres a uns 18 milions de kilòmetres per hora, galàxies a 300 milions d’any llum es separen a uns 27 milions de kilòmetres per hora, i així successivament.

Anteriorment a aquest descobriment es creia que l’univers era fix, és a dir, que tenia unes longituds invariables, però, després dels sorprenent descobriment de Hubble, aquesta antiga teoria es va fer nyics.

Aquest descobriment ens va informar de que l’univers està en constant creixement, és a dir, que s’expandeix.

Per refermar l’èxit contundent d’aquesta teoria Einstein va ser capaç d’oferir-nos una bella explicació del concepte de Hubble partint de la seva teoria de la relativitat general.1 :

En articles anteriors vam tocar el tema d’un univers constituït per un mateix teixit, un teixit que es podia contraure i estirar, doblegar i moldejar,etc, és a dir, que no era fix. Doncs, Einstein va utilitzar aquest concepte per explicar l’experiment de Hubble dient que, amb constància, el teixit espai temps s’expandeix. Per tant, això significa que durant els 14.000.000 milions d’any que deu tenir aproximadament l’univers, aquest no ha parat de créixer.

Però, què volia dir Hubble quan va esmentar que quan més llunyana era la posició entre una galàxia i una altra a més velocitat es separen??

Per explicar aquesta idea Hubbleliana aplicarem un experiment que pot estar a les teves mans:

1. Agafa un globus gran ( d’aquells que són capaços d’eixamplar-se assolint grans mides ) i enganxa-li per sobre de la seva superfície una sèrie de monedes de 5 cèntims ( perquè són de les petites ) amb una separació d’entre elles d’1cm.

2. Una vegada ja ho tinguis tot preparat, ves inflant el globus durant 10 segons amb una força constant. Observaràs com les monedes es separen amb una constància d’1cm/segon entre cadascuna d’elles, és a dir, en el primer segon la moneda A i la moneda B estaran separades per 2 cm, en el segon segon per 3cm, en el tercer segon per 4cm, i així successivament.

Aquest és l’experiment per comprendre com s’expandeix el nostre univers, però ben segur que encara no t’ha resolt el problema de què significa que quan més llunyana és una galàxia d’una altra a més velocitats es mouen. Per entendre-ho, partirem amb el mateix experiment anterior però amb una variable:

1. Torna a agafar el globus i ara separa les monedes en diferents longituds ( una que estigui a 3 cm de l’altre, una altre que estigui a 5cm d’una altra, com tu vulguis ).

2. Una vegada ja ho tinguis col•locat així, infla el globus durant 10 segons amb la mateixa força constant d’abans. Observaràs com cada segon que passa la moneda A que estava separada de la moneda B per X centímetres s’haurà separat ara per 2X centímetres2, en el segon segon per 3X centímetres, mentre que la moneda C i la moneda D que estaven separades inicialment per Y centímetres en el primer segon ho estaran per 2Y centímetres, en el segon segon per 3Y centímetres, i així successivament.

Com ara ja deus entendre si una galàxia està a 100 milions d’anys llum d’una altre la velocitat amb la que es separaran una de l’altre serà major que si estiguessin separades per 50 milions d’anys llum ( ja que es va duplicant el valor inicial ).

Però si l’univers està en constant creixement, com és que nosaltres no en notem els canvis??

Probablement et preguntis què per què si l’univers s’expandeix i les galàxies es separen com és que el sol no es separa de la terra, o la terra de la lluna, o perquè nosaltres no creixem si els àtoms també s’expandeixen - en aquest extrem segur que els àtoms interiors del nostre cos es separarien de les estructures gegants moleculars i ens desintegraríem -.

És probable això?? Per la experiència pròpia ja sabem que NO, però per què no??

És molt senzill, tan senzill com saber que la força nuclear que manté les unions entre els nostres àtoms és superior a l’expansió de l’univers, així com les monedes no creixien ja que molecularment estan forçament unides sinó que simplement es separen.

Així també com la força gravitatòria entre el sol i la terra, o la terra i la lluna és superior a l’expansió de l’univers fa que aquestes no es separin l’una de l’altre. I per tant, aquestes separacions només es poden dur a terme en grans escales com la separació entre dues galàxies ( ja que a distàncies tan grans l’expansió guanya la partida a la seva dèbil força gravitatòria ).

Si quan més llunyana és la posició entre una galàxia i una altra a més velocitat es separen, dues galàxies que estiguin separades per mil milions d’anys llum ( 9460800000000000 km ), poden superar la velocitat de la llum en separar-se?

La resposta: sí. Einstein va demostrar que res pot viatjar en l’espai a velocitats superiors a la de la llum. Però dues galàxies a penes es mouen a través de l’espai, sinó que el seu complet moviment es deu a l’estirament del propi espai. I la teoria d’Einstein no prohibeix que l’espai s’expandeixi d’una manera que arrossegui dos punts allunyant-los a velocitats superiors a la de la llum.

1 Tant per Hubble com per Einstein hauria estat un problema que el recent experiment destruís la teoria de la relativitat general, així que duria ser per a ells un alleujament saber que aquestes dues no es contradeien sinó que a més s’apollaven.
2 Per interpretar ‘2X’ cal tenir coneixements previs d’àlgebra elemental sabent que ‘2’ significa el doble de ‘X’ i que ‘X’ és la variable que representa el nombre de centímetres de separació entre les dues monedes. Per tant, si ‘X’ fossin 5 centímetres, significaria ‘2X’ el doble de 5 centímetres, és a dir, 10 centímetres.