Cosmologia i Exploració Espacial: De Hubble al Big Bang i la Matèria Fosca
La Hipòtesi de l'Univers en Expansió (Edwin Hubble)
Proposta del nou paradigma
Va proposar la hipòtesi d'un univers en expansió (alternativa al paradigma newtonià d'univers estàtic).
Anàlisi de les Cefeides i la distància galàctica
Analitzant l'espectre de la llum emesa per una estrella variable cefeida (estrelles de potència lluminosa calculable) i correlacionant-lo amb la distància a la qual es trobava. Així va demostrar que Andròmeda es trobava fora de la Via Làctia i que, per tant, era una altra galàxia del mateix grup.
El contrast va ser possible gràcies al desenvolupament de l'espectroscopi, instrument que descomposa la llum blanca en l'espectre de color de l'arc de Sant Martí, mitjançant refracció (amb un prisma) o difracció (amb una xarxa especial).
L'Observació del Desplaçament al Vermell (Redshift)
Va observar un desplaçament cap al vermell en l'espectre lluminós procedent de les estrelles més llunyanes.
En moviment, les longituds d'ona de la llum quan se'ns apropen es comprimeixen (ona curta) i veiem blau. Quan s'allunyen, les ones s'estiren (ona llarga) i corresponen a l'espectre del vermell.
La Llei de Hubble: Correlació Velocitat-Distància
Va establir la correlació següent: Com més ràpid s'allunya una galàxia, més s'allarguen les seves ones i més vermella és la seva llum. Això és indicatiu de la velocitat a la qual s'expandeix l'univers.
Confirmació i Canvi de Paradigma
Els resultats experimentals d'espectroscòpia confirmaven la hipòtesi de Hubble sobre l'expansió de l'univers i van suposar un canvi de paradigma científic (l'efecte observat de desplaçament al vermell de la llum procedent de galàxies llunyanes no s'explicava amb el paradigma newtonià d'univers estàtic).
La Nova Qüestió: L'Origen de l'Expansió
La nova qüestió que sorgeix és: D'on parteix l'expansió? La resposta és la Teoria del Big Bang.
Evidències de la Teoria del Big Bang
La Radiació de Fons de Microones (CMB)
Confirmació amb la radiació de fons de microones, un senyal corresponent a l'emissió d'un cos negre a una temperatura d'uns 3 K.
Coherència amb la Hipòtesi Inicial
Aquestes dades confirmen la teoria, ja que són coherents amb la hipòtesi que l'univers s'hagués iniciat amb una gran explosió, a una temperatura molt elevada que hauria descendit amb l'expansió de l'espai. La radiació de fons seria la resta refredada (l'eco) de l'energia alliberada en l'origen de l'univers segons la teoria del Big Bang (la qual fins i tot havia predit que la temperatura residual havia de ser de 3 K).
El Telescopi Espacial Hubble (HST)
Per què és tan important el Telescopi Hubble?
Perquè va ser el primer telescopi reflector posat en òrbita en les vores exteriors de l'atmosfera, a 593 km sobre el nivell del mar, evitant així els efectes de distorsió que causa l'atmosfera en tots els telescopis terrestres.
Es va posar en òrbita el 24 d'abril de 1990 com un projecte conjunt de la NASA i de l'ESA (cooperació internacional).
- Detecta llum visible.
- El Hubble ha permès als científics veure l'Univers amb una claredat mai aconseguida abans.
Principals Aportacions Científiques del Hubble
Amb les seves observacions, els astrònoms van confirmar l'existència dels forats negres i van establir que el sistema solar és molt més jove que l'Univers. També ha proporcionat evidències de l'existència de planetes orbitant altres estrelles.
Algunes de les observacions que han conduït al model actual de l'univers en expansió i el principi que postula que l'estructura de l'Univers no depèn de la direcció en la qual es mira, es van obtenir amb aquest telescopi.
L'Expansió Accelerada de l'Univers
No, les velocitats trobades en les investigacions de 1998 van mostrar que l'expansió de l'univers és cada cop més ràpida.
Hipòtesi de l'Univers Obert i el Big Rip
Aquests resultats confirmen la hipòtesi d'un univers obert en expansió indefinida i, a més, accelerada (hipòtesi del Big Rip o Gran Esquinçament).
La Composició Desconeguda de l'Univers
Distribució de Matèria
L'univers es compon de: 96% matèria fosca i energia fosca i 4% matèria visible (cúmuls de galàxies, nebuloses, etc.).
Detecció de la Matèria Fosca
Es detecta a partir de les distorsions que provoca en la trajectòria de la llum que ens arriba de galàxies distants (la llum es desvia quan travessa matèria fosca).
L'Energia Fosca
L'energia fosca (de naturalesa desconeguda) és la responsable de l'acceleració de l'expansió.
Possibilitat de Crisi de Paradigma
Sí, perquè les noves dades sobre la naturalesa i el comportament de la matèria i l'energia fosques poden no ser explicades per les lleis i teories que formen el paradigma acceptat actualment i conduir a una CRISI.
Les noves observacions serien la base per al plantejament de noves hipòtesis que, un cop contrastades, poden millorar o completar el paradigma vigent o posar de manifest que no és vàlid i substituir-lo.
Història i Evolució de l'Exploració Espacial
La Cursa Espacial durant la Guerra Freda (1957-1975)
La carrera espacial entre els Estats Units i la Unió Soviètica va sorgir en un context de tensió política després de la Segona Guerra Mundial.
Va començar amb el llançament del satèl·lit artificial Sputnik per part de la URSS el 1957 i va durar fins al 1975 (després de l'arribada del primer home a la Lluna en la missió Apol·lo 11, dels EUA).
La carrera espacial va tenir lloc dins del període conegut com a Guerra Freda entre les dues superpotències del moment, anàloga a la carrera armamentística per les seves aplicacions militars.
Els satèl·lits que demostraven la capacitat científica d'un país també eren un indicatiu del seu potencial militar, ja que podien servir tant per posar en òrbita un home com per llançar una bomba atòmica o per a l'espionatge. El progrés en tecnologia espacial mostrava alhora la capacitat econòmica del país, amb els efectes psicològics sobre la moral que això implica.
Cooperació Internacional i Nous Actors
A partir dels anys 90, altres països van començar a ser també competitius en programes d'exploració espacial, com és el cas de la Unió Europea (amb l'Agència Espacial Europea - ESA), el Japó i la Xina.
Actualment, l'exploració espacial es desenvolupa dins d'un context de cooperació internacional (en aquest aspecte s'ha produït un canvi en les relacions polítiques, han passat, suposadament, de competitives a cooperatives).
L'Era del Turisme Espacial Privat
També han començat programes privats d'exploració espacial, com la SpaceShipOne (que va enviar astronautes en vols suborbitals) i que poden iniciar un nou tipus de "cursa espacial" entre empreses comercials espacials (privades) que es dediquen al turisme espacial.