La franja pálida que cruza un cielo nocturno despejado lejos de la ciudad, la Vía Láctea, es nuestra propia galaxia vista de canto desde dentro. Una galaxia es un enorme sistema de cientos de miles de millones de estrellas, gas y polvo unidos por la gravedad, y según su forma se clasifican en espirales, elípticas e irregulares.
Casi todas las galaxias lejanas se alejan de nosotros. No es que vuelen por el espacio, sino que el propio espacio entre galaxias se estira.
Al aumentar el tiempo en el segundo esquema, se ve que desde cualquier galaxia las demás se alejan, y que cuanto más lejos está una galaxia, más larga es su flecha y más deprisa se aleja.
La tercera gráfica muestra esa relación como una recta de distancia frente a velocidad, la ley de Hubble, y la prueba es el corrimiento al rojo, el estiramiento de la longitud de onda de la luz.
¿Qué es una galaxia?
🌌 Una enorme ciudad de estrellas
①Una galaxia es un sistema enorme de cientos de miles de millones de estrellas, gas y polvo unidos por la gravedad
②La Vía Láctea, donde está el sistema solar, es una espiral barrada con unos 200 000 millones de estrellas
③Por su forma, las galaxias se clasifican en espirales, elípticas e irregulares
④En el universo observable hay más de cientos de miles de millones de galaxias
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Formas de las galaxias espirales, elípticas e irregulares
Galaxia espiral
📝 Formas de galaxias
①Espiral: brazos que rodean un centro brillante; la Vía Láctea y Andrómeda
②Elíptica: forma de pelota o de balón de rugby, con estrellas viejas y casi sin formación de estrellas nuevas
③Irregular: sin forma definida; las Nubes de Magallanes Grande y Pequeña
El universo se expande
🎈 Puntos sobre un globo que se infla
①Si se dibujan puntos en un globo y se infla, todas las distancias entre los puntos crecen
②Desde cualquier punto, los demás se alejan: el universo no tiene un centro fijo
③En el universo, el propio espacio entre las galaxias se estira de la misma manera
④Las galaxias que estaban más lejos se alejan más en el mismo tiempo, así que parecen alejarse más deprisa
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Las distancias entre galaxias crecen con el tiempo, y las más lejanas se alejan más deprisa
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Ley de Hubble y corrimiento al rojo
🔴 Lo que nos dice el corrimiento al rojo
①La luz de un objeto que se aleja se estira hacia longitudes de onda más largas y rojas (corrimiento al rojo)
②Hubble descubrió que cuanto más lejos está una galaxia, mayor es su corrimiento al rojo
③Es decir, cuanto más lejos está, más deprisa se aleja
④Es una prueba de que el universo se expande
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Gráfica de la ley de Hubble: la velocidad de alejamiento de una galaxia es proporcional a su distancia
Resumen
Ley de Hubble
v = H₀ × d
Velocidad de alejamiento = constante de Hubble × distancia (H₀ ≈ 70 km/s/Mpc)
Prueba de la expansión
Corrimiento al rojo → la galaxia se aleja
Cuanto más se estira la luz, más deprisa se aleja la galaxia
Teoría del Big Bang
Hace unos 13 800 millones de años el universo empezó a expandirse desde un estado muy caliente y denso
Si se hace retroceder la expansión, el universo era antes mucho más pequeño y caliente
🎯 Lo que suele preguntarse en el examen
①Una galaxia es un enorme sistema de estrellas; puede ser espiral, elíptica o irregular
②La Vía Láctea es espiral, y el sistema solar está en un brazo a unos 26 000 años luz del centro
③El corrimiento al rojo prueba que las galaxias se alejan
④Ley de Hubble: v = H₀d; cuanto más lejos, más deprisa se aleja
⑤Big Bang: el universo empezó a expandirse hace unos 13 800 millones de años
Ejemplos y evaluación
Ejemplo 1
La luz de una galaxia lejana llega con una longitud de onda mayor de lo normal (corrimiento al rojo). ¿Qué indica sobre el movimiento de esa galaxia?
1
La luz de un objeto que se aleja se estira hacia longitudes de onda más largas y rojas.
2
Por tanto, una galaxia con corrimiento al rojo se está alejando de nosotros.
▸ La galaxia se aleja de nosotros
Un objeto que se acerca muestra lo contrario, un corrimiento al azul; la cercana galaxia de Andrómeda es un ejemplo.
Ejemplo 2
¿Qué relación encontró Hubble entre la distancia de una galaxia y su velocidad de alejamiento? ¿Cómo se alejan las galaxias más lejanas?
1
Según la ley de Hubble, la velocidad de alejamiento v es proporcional a la distancia d (v = H₀d).
2
Por tanto, cuanto más lejos está una galaxia, más deprisa se aleja.
▸ La velocidad de alejamiento es proporcional a la distancia, así que las galaxias más lejanas se alejan más deprisa
Una galaxia a 100 Mpc se aleja a unos 70 × 100 = 7000 km/s.
Evaluación de unidad
¿Cuál afirmación sobre las galaxias y la expansión del universo es correcta?
①El corrimiento al rojo es prueba de que una galaxia se acerca a nosotros
②Según la ley de Hubble, cuanto más lejana es una galaxia más despacio se aleja
③Cuanto más lejos está una galaxia, más rápido se aleja
④Nuestra galaxia es una galaxia elíptica
⑤El universo mantiene un tamaño constante y no cambia
▸ ③ Cuanto más lejos está una galaxia, más rápido se aleja
1
El corrimiento al rojo es prueba de que una galaxia se aleja (① falso), y según la ley de Hubble una galaxia más lejana se aleja más rápido (② falso).
2
Nuestra galaxia es una galaxia espiral (④ falso) y el universo se expande (⑤ falso); por la ley de Hubble v = H₀d, una galaxia más lejana se aleja más rápido (③ correcto).