Circa 1945: El astrónomo Dr. Edwin Powell Hubble sentado en una silla ante un escritorio leyendo un diario. Miembro del personal del Observatorio del Monte Wilson, fue el primer científico que aportó pruebas observacionales en apoyo de la teoría de la expansión del universo, conocida actualmente como la Ley de Hubble. (Crédito de la imagen: New York Times Co./Getty Images)
Si pudiéramos retroceder 101 años, nos encontraríamos con una época en la que los científicos seguían pensando que la Vía Láctea era la totalidad de nuestro universo. Pero, si en cambio retrocediéramos 100 años, nos encontraríamos con que la mayoría de los científicos están de acuerdo en que eso no es cierto. En algún punto intermedio, los humanos se dieron cuenta de que el universo es mucho mayor que nuestra Vía Láctea: que las nebulosas espirales visibles a través de los telescopios eran, de hecho, otras galaxias por derecho propio. La escala del cosmos se había ampliado espectacularmente prácticamente de la noche a la mañana.
De acuerdo con los registros históricos, tenemos que agradecer a un hombre por esto: Edwin Hubble. Sin duda, en parte es cierto, pero él no podría haberlo hecho sin el genio de otros a su alrededor que allanaron el camino para su descubrimiento.
Es fácil idealizar a Hubble y su descubrimiento del universo más allá de la Vía Láctea, pero en realidad su trabajo se apoyó en los hombros de muchas personas», afirmó Jeff Rich, astrónomo de los Observatorios Científicos Carnegie, en una conferencia de prensa con motivo de la 245ª reunión de la Sociedad Astronómica Americana, celebrada en Maryland.
Que Rich presentara la historia de Edwin Hubble en la reunión de la AAS de enero de 2025 era simbólico, pues fue en la 33ª reunión de la AAS, hace un siglo, el 1 de enero de 1925 en Washington D.C., cuando se presentó oficialmente por primera vez el trabajo de Hubble.
Rich describe el descubrimiento del universo más allá de la Vía Láctea como una revelación de siglos de duración, y explica cómo nuestra comprensión del lugar que ocupamos en el cosmos se fue uniendo gradualmente a los nuevos descubrimientos. Sin embargo, las dos personas sobre cuyos hombros más se apoyó Hubble fueron Henrietta Swan Leavitt y Harlow Shapley.
Las estrellas más importantes del universo
Leavitt trabajó en el Observatorio del Harvard College como «ordenador» que analizaba las placas fotográficas tomadas por los telescopios de Harvard. En concreto, Leavitt escudriñaba imágenes de las Pequeñas y Grandes Nubes de Magallanes, y había identificado 1.800 estrellas variables en su interior. En dos artículos escritos por Leavitt en 1908 y 1912, pudo determinar que muchas de estas estrellas variables tenían una relación periodo-luminosidad característica. En otras palabras, se dio cuenta de que la cantidad de tiempo que tardaban las estrellas en pulsar con regularidad y aparecer más brillantes y más débiles a medida que se contraían y expandían dependía de su luminosidad.
Este fue un descubrimiento vital. Supongamos que encontramos una de estas variables, posteriormente llamadas variables Cefeidas. Puede que no sepas a qué distancia se encuentra, pero basándote en el periodo de variación de la Cefeida, puedes calcular su luminosidad intrínseca. Para saber a qué distancia se encontraba la estrella, bastaba con comparar su luminosidad real con la tenue que aparecía en el cielo nocturno. Aún hoy, la relación periodo-luminosidad de Leavitt es un concepto clave que los científicos utilizan para medir distancias en el cosmos…
Mientras tanto, dado su papel fundacional en la historia de Hubble, es irónico que Harlow Shapley no creyera que hubiera nada más allá de la Vía Láctea. A principios del siglo XX, los telescopios no eran lo bastante potentes para distinguir las estrellas individuales de otras galaxias, por lo que las galaxias espirales parecían más bien manchas espirales y se las denominaba nebulosas espirales. Shapley sospechaba que las nebulosas espirales eran simplemente estrellas formándose en el borde de la Vía Láctea.
El objetivo de Shapley era medir el tamaño de la Vía Láctea -y, por tanto, del universo tal y como él lo veía- creando la primera escalera oficial de distancias cósmicas. Las variables cefeidas que identificó en nuestra galaxia constituyeron el primer peldaño. A continuación se situaron las estrellas RR Lyrae, que son otro tipo de estrellas variables con una relación periodo-luminosidad similar a las Cefeidas y cuyas distancias podían calibrarse comparándolas con las variables Cefeidas. Por último, utilizó las variables RR Lyrae para calibrar la distancia a estrellas ordinarias masivas y luminosas cercanas al borde de la Vía Láctea.
Shapley determinó que la Vía Láctea tenía 300.000 años luz de diámetro y que nuestro sistema solar se encontraba a 50.000 años luz del centro. Aunque hoy sabemos que los valores más exactos son 100.000 años-luz y 26.000 años-luz, respectivamente, el resultado de Shapley representó el primer uso de una escala de distancias cósmicas. Shapley incluso participó en el «Gran Debate» con su colega astrónomo Heber Curtis en la Academia Nacional de Ciencias de Washington D.C. en abril de 1920, en el que se discutió la naturaleza de las nebulosas espirales. Curtis sostenía que las nebulosas espirales eran galaxias por derecho propio, pero afirmaba que la Vía Láctea sólo tenía 10.000 años luz de diámetro. Shapley sostenía lo contrario.
Hubble entra en la refriega
Edwin Hubble se incorporó al equipo del Observatorio del Monte Wilson, en California, en 1919, apenas dos años después de que viera la primera luz el telescopio Hooker del observatorio, que en aquella época era el mayor telescopio del mundo.
« El avance [de Hubble] fue posible gracias al telescopio Hooker de 100 pulgadas de Mount Wilson», afirma Rich. «Hubble pudo hacer su descubrimiento porque tenía acceso a esta tecnología punta».
El telescopio Hooker fue idea del director del observatorio, George Ellery Hale, y se diseñó, entre otras cosas, para resolver el enigma de las nebulosas espirales, gracias a una generosa donación de 45.000 dólares del filántropo californiano John Hooker.
Antes de continuar, debemos mencionar otro personaje importante en esta historia: Milton Humason. Contratado en un principio como «desollador de mulas», para subir en mula los materiales y equipos de construcción al monte Wilson cuando el observatorio aún estaba en construcción, se convirtió posteriormente en el conserje del observatorio y después en ayudante de los astrónomos que lo utilizaban. Humason y Hubble se hicieron casi inseparables en el telescopio, mientras que Humason hizo muchos descubrimientos astronómicos por derecho propio a pesar de no tener un doctorado, y merece compartir gran parte del crédito que recibe Hubble.
Así pues, con el escenario preparado, Hubble y Humason se pusieron manos a la obra para observar nebulosas espirales con el telescopio Hooker. En 1923, consiguieron tomar una imagen de la nebulosa espiral de Andrómeda, Messier 31, que reveló algo muy especial.
«Hubble estaba tan entusiasmado con esta imagen que escribió “¡VAR!” en la placa de cristal en blanco y negro, porque había visto pruebas de una variable cefeida», dijo Rich. Esa estrella variable cefeida pasó a conocerse simplemente como «V1». «Sabía, gracias al trabajo realizado por Henrietta Leavitt y Harlow Shapley, que esto significaba que podía medir la distancia a una nebulosa espiral por primera vez».
Y la midió. Calculó una distancia de 930.000 años-luz, que es menos de la mitad de la distancia real de 2,5 millones de años-luz, pero a pesar de las limitaciones del rudimentario cálculo de Hubble (la escala de distancias cósmicas sigue perfeccionándose incluso hoy en día), mostraba claramente que la espiral de Andrómeda existía más allá de los confines de los 300.000 años-luz que Shapley midió para la Vía Láctea. Messier 31 no era una nebulosa espiral. Era una galaxia espiral.
Imágenes del telescopio espacial Hubble de V1 (recuadro), que fue la estrella variable cefeida de la espiral de Andrómeda que permitió a Edwin Hubble medir la distancia de la espiral y demostrar que ésta y otras espirales eran «universos isla »por derecho propio. (Crédito de la imagen: NASA/ESA/Hubble Heritage Project (STScI/AURA)/Robert Gendler)
Hubble escribió a Shapley, informándole de su descubrimiento. Cuando Shapley leyó su carta, comentó: «He aquí la carta que destruyó mi universo».
Hubble «filtró» la noticia de su descubrimiento al New York Times en noviembre de 1924, por lo que la presentación en la AAS en enero siguiente, en realidad dada por el astrónomo Henry Norris Russell y no por el propio Hubble, fue sólo la revelación oficial – extraoficialmente, sin embargo, la gente ya lo sabía.
Hoy damos por sentado que el universo está lleno de galaxias, algunas espirales como la Vía Láctea y Andrómeda, otras elípticas gigantes y otras enanas diminutas. Según el último recuento, se calcula que existen hasta 2 billones de galaxias en el universo visible. Sin embargo, Rich comenta cómo el descubrimiento trascendental de Hubble fue en realidad relativamente reciente.
«Cien años no está tan lejos», afirma. De hecho, hay unas cuantas personas en el mundo incluso más viejas que eso, nacidas en una época anterior a que supiéramos que existían otras galaxias. «Esto es realmente una lección de lo mucho que han cambiado las cosas y de cómo los descubrimientos pueden llegarnos rápidamente».
Hoy en día, la placa fotográfica que capta la variable cefeida V1, con el garabateado «¡VAR!» del Hubble en la esquina, es una preciosa reliquia de descubrimiento, el tipo de cosa que un Indiana Jones científico podría ir a buscar dentro de mil años. Afortunadamente, no es necesario emprender un viaje tan arduo para encontrarla. Guardada bajo llave, la placa ha salido a la luz y se expone desde hace unos meses en la exposición Mapping the Infinite: Cosmologías entre culturas, en el Museo del Condado de Los Ángeles.
Hubble no se detuvo ahí. Su posterior diagrama en forma de diapasón de las formas de las galaxias sigue siendo una herramienta didáctica clásica para los astrónomos, y aunque la evolución de las galaxias que representa el diapasón es de atrás hacia delante, los astrónomos profesionales siguen utilizando la nomenclatura del diapasón de galaxias «tempranas» y «tardías».
Luego, en 1929, Hubble reveló que casi todas las demás galaxias del universo se alejaban de nosotros, basándose en parte en las mediciones de corrimiento al rojo realizadas por su colega astrónomo Vesto Slipher, y en consonancia con los trabajos teóricos del físico y sacerdote belga Georges Lemaître, quien derivó lo que se conoce como la ley de Hubble-Lemaître que describe la expansión del universo.
En cinco años pasamos de pensar que la Vía Láctea lo era todo a descubrir un universo infinito en expansión. Fue todo un cambio de paradigma y, al mismo tiempo que la Teoría General de la Relatividad de Albert Einstein, publicada en 1915, y los mejores físicos del mundo, con Niels Bohr a la cabeza, descubrían el reino de la física cuántica, fue la piedra angular de una era de transformación de la ciencia que ha dado forma a nuestra comprensión actual del cosmos. Con nuevos misterios como la materia oscura, la energía oscura, la búsqueda de una teoría cuántica de la gravedad, la tensión de Hubble y la causa del Big Bang, que dejan perplejos a los físicos, ahora sería un gran momento para otra transformación de la ciencia similar a la de hace un siglo.
