L'evolució de l'univers des del Big Bang fins al moment present. / NASA

L’univers està en expansió. Aquest descobriment s’atribueix fonamentalment a Edwin Hubble, a partir d’un article publicat el 1929, encara que l’astrònom belga Georges Lemaître havia arribat a la mateixa conclusió dos anys abans. A més, les dades dels desplaçaments cap al vermell de les galàxies mesurats per Vesto Slipher i pel mateix col·laborador de Hubble, Milton Humason, així com el procediment per determinar distàncies a partir de la relació període-lluminositat de Henrietta Leavitt, van ser determinants per a arribar a aquesta conclusió.

Quan imaginem l’univers en expansió, visualitzem les galàxies allunyant-se les unes de les altres. Qualsevol observador situat en un planeta com el nostre observaria que les galàxies distants se n’allunyen a una velocitat proporcional a la distància que les separa de l’observador. Però l’observador no mesura directament la velocitat d’allunyament de les galàxies, sinó el desplaçament cap al vermell de l’espectre de la llum que prové de cadascuna. L’espectre ens dóna la quantitat d’energia rebuda en funció de la longitud d’ona. Que estiga desplaçat cap al vermell implica que la corba de l’espectre d’una galàxia distant s’ha mogut cap a longituds d’ona més llargues. Hubble ho va interpretar com un desplaçament Doppler a causa de la velocitat radial d’allunyament de les galàxies i, per això, la llei de Hubble se sol representar com v = Hd. La velocitat (v) és proporcional a la distància (d).

Convé aclarir que el desplaçament al vermell Doppler i el desplaçament al vermell cosmològic són semblants però no idèntics. En el primer, si una font lluminosa s’allunya a gran velocitat, l’observador la detecta enrogida, de la mateixa manera que quan s’allunya una ambulància percebem el so de la sirena més greu que quan s’acosta. Les equacions de l’efecte Doppler, per a velocitats relatives altes, són les de la relativitat especial. El desplaçament cap al roig cosmològic, al contrari, és conseqüència de l’expansió de l’espai i les seues equacions són les de la relativitat general.

Visualitzar les galàxies allunyant-se les unes de les altres amb el pas del temps ens permet rebobinar la pel·lícula còsmica i imaginar que en el passat estaven més juntes. A partir d’aquesta imatge no és difícil arribar a la idea del Big Bang, la gran explosió que va iniciar l’expansió còsmica. Desafortunadament, ací la nostra ment recorre quasi inevitablement a l’imaginari del cine bèl·lic. L’error comú és pensar en el Big Bang com a l’explosió d’una bomba que s’esdevé en un lloc i envia matèria en totes les direccions. En realitat, el Big Bang és una «explosió» del mateix espai que ocorre simultàniament pertot arreu (en un espai que ben bé podria ser infinit des de l’inici). Per tant, l’expansió de les galàxies és una expansió del mateix espai que les arrossega amb elles i fa que la seua llum ens arribe desplaçada cap al vermell.

Llig l’article sencer a la web de Mètode.

Vicent J. Martínez. Catedràtic d’Astronomia i Astrofísica. Observatori Astronòmic de la Universitat de València.

Què és Mètode?

[VilaWeb no és com els altres. Fer un diari compromès i de qualitat té un cost alt i només amb el vostre suport econòmic podrem continuar creixent. Cliqueu aquí.]