COMPRENDIENDO (MÁS O MENOS) DISTANCIAS CÓSMICAS

Si hay un concepto contraintuitivo y complicado de comprender es el de las distancias cósmicas.

Cuando decimos que algo "está a x años luz" (a.l) ¿hablamos de distancia o de tiempo pasado?

¿Está o "estuvo" a esa distancia?

Pero ¿qué es un año luz?

Un año luz es una medida de longitud usada para objetos en el universo, donde las distancias son muy grandes.

Es la distancia que recorre un fotón de luz en un año.

La luz viaja a 300.000 km/s. En un año recorre 9,46 × 10^12 km (~9.460.730.472.581 km).

Pero a los astrónomos les gusta más usar el "parsec" para longitudes astronómicas.

Un parsec son ~3,26 años-luz 206.265 unidades astronómicas (UA). 30,9 billones de km.

Pero nosotros, para no complicarnos demasiado, nos quedaremos con nuestro viejo conocido: el año luz.

Cuando decimos que la galaxia Andrómeda está a 2.500.000 años luz de nosotros, decimos que para llegar a ella viajando a la velocidad de la luz tomaría 2.500.000 años.

PERO TAMBIÉN SIGNIFICA que la luz que vemos ahora de Andrómeda le tomó 2.500.000 años en llegarnos.

Lo que implica que cuando vemos justo ahora a Andrómeda, la vemos tal como era hace 2,5 millones de años.

Igualmente, si vemos objetos a 10.000 a.l o a 13.000 millones de a.l, los vemos tal como eran hace 10.000 años y 13.000 millones años, respectivamente.

¿Eso es todo? ¡Qué fácil!
¿O no?

Las cosas no son tan sencillas, porque debemos considerar un hecho que muy pocos artículos en internet se molestan en tomar en cuenta: EL UNIVERSO SE EXPANDE.

Es decir, mientras la luz de un objeto está viajando para alcanzarnos, dicho objeto se está alejando de nosotros.

Tal que, cuando su luz nos alcanza, el objeto ya no está en el lugar donde estaba cuando su luz partió hacia nosotros.

Ejemplo, los Pilares de la Creación están a ~7.000 a.l. Los vemos como eran hace 7.000 años y en ese tiempo se han alejado de nosotros por expansión del Universo.

En 7.000 años es tan poco lo que se han podido alejar, que podemos incluirlo en el margen de error de los 7.000 a.l.

Pero en distancias grandes es importante la brecha entre lo que la luz recorre y la distancia real del objeto.

A Eärendel, la estrella más lejana y antigua detectada, la vemos como era hace 12.900 millones de años, pero está realmente a 28.000 millones de años luz de distancia.

Cuando la luz de Eärendel se emitió por primera vez, el Universo era mucho más pequeño y ella no estaba ni siquiera a 1.000 millones de años luz de nosotros.

A medida que su luz viajó hasta nosotros, el Universo se expandió.

Inicialmente, nosotros nos alejamos de su luz, pero finalmente nos alcanzó.

Tras un viaje de 12.900 millones de años, nos llega la luz de Eärendel.

Pero la estrella en sí (si existiera hoy) estaría ahora aún más lejos: 28.000 millones de años luz.

Esto es muy importante tenerlo claro. Para objetos de nuestra galaxia o en galaxias cercanas, podemos tomar su distancia real como la que publican cuando nos dicen que están a "x años luz".

Pero para objetos más lejanos, a partir de mil millones de a.l, su distancia será mayor.

- La luz que llega desde hace 100 millones de años corresponde a un objeto que actualmente está a 101 millones de años luz de distancia.

- La luz que llega desde hace 1.000 millones de años corresponde a un objeto que actualmente está a 1.036 millones de años luz de distancia.

- La luz que llega desde hace 5.000 millones de años corresponde a un objeto que ahora está a 6.087 millones de años luz de distancia.

- La luz que llega desde hace 10.000 millones de años corresponde a un objeto que actualmente está a 16.030 millones de años luz de distancia.

- Finalmente, la luz que llega desde hace 13.780 millones de años (edad del Universo), corresponde a un objeto que ahora está a 41.600 millones de años luz de distancia.

El Universo Observable tiene, por tanto, un diámetro de unos 93.000 millones de años luz.

Una última cosa: ocurre que mientras más lejanos los objetos, más rápido nos parece que se alejan de nosotros.

Llega un momento en que *aparentemente* se alejan más rápido que la velocidad de la luz en los bordes del universo observable.

¿Es eso posible? ¿No se trata de un límite inquebrantable?

Si infláramos un globo (al que hemos pintado algunos puntos en su superficie) a una tasa constante, veremos cómo a medida que se expande, los puntos se alejan cada vez más y más rápido.

Este "aumento" de velocidad en la que se alejan entre sí los puntos (realmente, aumenta el espacio entre ellos) es más aparente a medida que el globo es más grande.

El valor moderno asignado a la tasa de expansión del Universo es ~68 km/s por megaparsec.

Un megaparsec son 1 millón de parsecs. Como dijimos, un parsec son 3,26 años-luz. O sea, un megaparsec (mpc) son 3,26 millones de años-luz.

Si vemos una galaxia a 1 mpc de distancia, parecerá que se aleja de nosotros a 68 km/s.

Si está a 2 mpc, se aleja a 136 km/s.

A 3 mpc serían 204 km/s. Y así sucesivamente: por cada mpc, se agregan 68 km/s a la velocidad aparente de la galaxia que se aleja.