mayo 28, 2023

Distancias del universo a escala

Distancia a través de nuestro sistema solar en años luz

Uno de los ejercicios más emocionantes que hice de niño fue hacer una maqueta del Sistema Solar. La mayoría de las imágenes de mis libros hacían que la distancia entre los planetas pareciera pequeña y fácil de recorrer. Los museos tampoco ayudaban. Las maquetas que exhibían solían tener los tamaños de los planetas a escala, pero las distancias entre ellos eran de una escala completamente diferente, lo que daba la impresión de una familia bastante unida.

Hice mi primera maqueta en un rollo de cinta de papel de teletipo (¿alguien se acuerda de ese material?) En esta cinta de 1 pulgada, mi Sol tenía el tamaño de la cinta: 1 pulgada de diámetro. Todo empezó bien. Mercurio estaba a sólo unos 3-1/2 pies del sol y la Tierra estaba a casi 9 pies del Sol. Lo que no esperaba era que Plutón estuviera a 354 pies de la cinta. Utilicé casi todo el rollo.

También calculé los tamaños que debía dar a los puntos que representaban a los planetas. Descubrí que incluso el planeta más grande, Júpiter, debería tener un tamaño de punto inferior a 1/8 de pulgada. Los demás planetas, especialmente los pequeños planetas rocosos interiores, serían puntos de polvo prácticamente invisibles.

Escala del universo 2

Universo observableVisualización de todo el universo observable. La escala es tal que los granos finos representan colecciones de un gran número de supercúmulos. El supercúmulo de Virgo, hogar de la Vía Láctea, está marcado en el centro, pero es demasiado pequeño para ser visto.Diámetro8,8×1026 m u 880 Ym (28,5 Gpc o 93 Gly)[1]Volumen3,566×1080 m3[2]Masa (materia ordinaria)1. 5×1053 kg[nota 1]Densidad (de energía total)9,9×10-27 kg/m3 (equivalente a 6 protones por metro cúbico de espacio)[3]Edad13,799±0,021 mil millones de años[4]Temperatura media2,72548 K[5]Contenido

El universo observable es una región del universo con forma de bola que comprende toda la materia que puede observarse desde la Tierra o sus telescopios espaciales y sondas de exploración en la actualidad, porque la radiación electromagnética de estos objetos ha tenido tiempo de llegar al Sistema Solar y a la Tierra desde el comienzo de la expansión cosmológica. Es posible que haya 2 billones de galaxias en el universo observable,[7][8] aunque ese número se redujo en 2021 a sólo varios cientos de miles de millones según los datos de New Horizons.[9][10] Suponiendo que el universo es isótropo, la distancia al borde del universo observable es aproximadamente la misma en todas las direcciones. Es decir, el universo observable es una región esférica centrada en el observador. Cada lugar del universo tiene su propio universo observable, que puede coincidir o no con el centrado en la Tierra.

Cuál es la escala del universo

Una de las mayores dificultades de la astronomía es la de conocer el tamaño relativo de los cuerpos celestes y las distancias entre ellos. El problema se debe a que los objetos son minúsculos, incluso comparados con las distancias que los separan. Esto es cierto incluso en un rincón tan acogedor como nuestro Sistema Solar. Por ejemplo, la Tierra está a 11.730 veces su propio diámetro del Sol, pero esta cifra no tiene ningún significado intuitivo para nosotros. Si se nos presentara una pelota de golf y se nos pidiera que señaláramos, no que calculáramos, un punto situado a 11.730 veces su diámetro, nos quedaríamos completamente desconcertados. Diez veces podríamos hacerlo con facilidad, cien veces quizás, pero con la multiplicación de tamaños mucho más allá de cien nuestras estimaciones no serían mejores que conjeturas.

Casi todas las introducciones generales a la astronomía ofrecen tablas de diámetros solares y planetarios, radios de órbitas, distancias a las estrellas más cercanas, etc. Estas medidas son grandes, normalmente expresadas en miles de kilómetros (km x 103) para los diámetros planetarios, millones de kilómetros (km x 106) para las distancias del sistema solar y años luz o parsecs para las distancias interestelares. Estas expresiones son bastante fáciles de comprender y manipular matemáticamente, pero para la mayoría de nosotros no tienen una realidad tangible.

Parsec

Hoy en Pulsar, obtendremos algunas respuestas más exactas, comenzando por las cosas más cercanas a nuestro planeta y abriéndonos camino hasta el borde del universo. Y por el camino, descubriremos: ¿cómo sabemos lo lejos que están estas cosas?

Todo lo que se pone en una misión para ir al espacio cuesta combustible, por lo que cuanto más combustible tienes, para ir más rápido, en realidad te haría pesar más, por lo que existe este equilibrio de potencia y eficiencia, y siempre estás tratando de hacerlo lo más ligero posible.

JANINE: Así que eso es en realidad mucho más cerca. Es sólo alrededor de 254 millas de distancia, y yo estaba tratando de averiguar lo que las ciudades de la Tierra son, al menos en los EE.UU. están cerca de esa distancia, y me di cuenta de que es aproximadamente la distancia si usted fuera a volar desde Los Ángeles a Las Vegas.

JANINE: Así que el sol es nuestra estrella más cercana, y está a 92 millones de millas de distancia, lo cual es una locura, y ahora estamos empezando a llegar a estas distancias en el espacio donde hablar de ellos en millas realmente no significa nada.

Así que en realidad, la distancia media de la Tierra al sol es una unidad que los astrónomos utilizan llamada unidad astronómica, por lo que hemos decidido que, para las matemáticas, es mucho más fácil de calcular, vamos a decir que la distancia de la Tierra al sol es 1, y entonces todas nuestras matemáticas pueden ser más fáciles.