La revolución de un tal Edwin Hubble

Durante el primer cuarto del siglo XX, la principal cuestión que quitaba el sueño a los astrónomos de la época era si las llamadas nebulosas espirales eran o no sistemas lejanos, comparables en tamaño a la Vía Láctea (la otra opción era que se tratara de lugares donde se forman estrellas, pero en tal caso deberían ser regiones pequeñas, dentro de nuestro perímetro galáctico).

Dibujo de la “nebulosa del remolino”, 1850 (William Parsons)

El problema no era menor, ¿es nuestra galaxia todo el universo visible o simplemente una más entre millones? Para intentar responder, durante esos años se organizaron conferencias, se programaron debates entre astrónomos y los grandes observatorios ofrecieron tiempo en abundancia para investigar al respecto. Muy pocos sabían que para el verano de 1924 podría llegar la respuesta.

Edwin Hubble

Uno de ellos era Edwin Powell Hubble, por entonces un joven astrónomo, atleta, abogado, alpinista y boxeador, originario Missouri, Estados Unidos. Durante la preparatoria logró prácticamente todo: buenas calificaciones, récords en atletismo y ¡hasta premios de canto! Obtuvo su doctorado en astronomía en 1919, después de estudiar en Oxford y servir para el ejército de los Estados Unidos durante la Primera Guerra Mundial. Ese mismo año comenzó a trabajar para George Hale, director del Observatorio Monte Wilson, donde se ubicaba el telescopio más grande del mundo, 2.5 metros de diámetro.

Galaxia de Andromeda (Wikipedia)

Desde su llegada a Monte Wilson, Hubble se enfocó en el problema de las nebulosas espirales y descubrió que la nebulosa espiral de Andrómeda contenía algunas estrellas variables, entre ellas de un tipo llamado cefeida (en realidad, Hubble confundió el tipo de estrellas variables, pero sus conclusiones fueron igualmente válidas).

Ejemplo de una estrella variable cefeida en la Galaxia de Andrómeda (HST, NASA)

Con los datos del brillo y duración en el ciclo de luz de las estrellas, fue capaz de medir su distancia y descubrió que se ubicaban hasta puntos nunca antes imaginados, mucho más allá de la Vía Láctea. A esa distancia, un objeto como la nebulosa de Andromeda, que en apariencia mide unas dos veces el diámetro de la Luna, debería ser descomunal en tamaño. Las observaciones de Hubble, por fin, aclararon todo: las nebulosas espirales como Andromeda, Messier 33 o la llamada Remolino, son galaxias como la Vía Láctea, ubicadas a millones de años luz, formadas por cientos de miles de millones de estrellas y en muchos casos repletas de gas y polvo para formar más estrellas. En conclusión, eran de la misma naturaleza que nuestra galaxia. Éste fue, uno de los descubrimientos más grandes de la astronomía moderna.

Hubble dedicó el resto de su vida a estudiar las recién redefinidas galaxias y a buscar correlaciones y patrones entre ellas. Notó que la mayoría tenían forma espiral, como la figura sobre el café con leche después de agitarlo en círculos; otras parecían un ovoide, algo como un balón de futbol americano; algunas eran casi esféricas; y otras no mostraban una forma bien definida, las llamó irregulares.

Clasificación de galaxias de Hubble, según su morfología (HST, NASA)

Después de recopilar decenas de imágenes, Hubble publicó un artículo en 1926 donde proponía agrupar las galaxias por su forma, en elípticas, espirales e irregulares. Las espirales además fueron subdivididas en “normales” (las que aparentemente formaban una espiral desde el centro) y barradas (con una barra central de estrellas y gas). Las que tenían una forma intermedia entre espirales y elípticas las llamó lenticulares, son como una lenteja vista de costado.

Hubble sugirió que aquellas formas galácticas no podían ser producto del azar, sino que deberían mostrar algo, probablemente como su evolución. Esas fotos podrían ser una instantánea en su vida, de manera que fueron diferentes en el pasado y lo serán en el futuro, pensó. En esencia, Hubble tenía razón: las galaxias interactúan con ellas mimas, con el gas intergaláctico y con lo que ahora llamamos materia oscura, de manera que a lo largo de su vida cambian. Por supuesto que estos procesos evolutivos son mucho mas complejos de lo que él imaginaba, pero en el fondo, estaba en lo correcto.

Al final de su vida, en el otoño de 1953, Edwin Hubble dejó varios legados en la ciencia (y también algunas controversias), la clasificación de las galaxias fue sólo una de sus aportaciones, pero aún más importante y más trascendental para el pensamiento humano fue descubrir que nuestra galaxia es solo una entre miles de millones que pueblan en el Universo. Su trabajo inició una revolución equivalente en muchos sentidos a la de Copérnico cuatro siglos antes. La revolución de Hubble literalmente nos dio un nuevo lugar en el Universo.

Este artículo se publicó original en la revista Hoja de Arena.

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Mi primer telescopio, primeros pasos

A todos, en algún momento de nuestras vidas, nos pica el bichito de observar el cielo nocturno y los astros. Quizás fuimos impulsados por algún amigo o por nuestra propia sed de conocimiento, después de leer un libro, ver algún documental o simplemente al darnos cuenta de que el universo guarda cosas increíbles.

Y por supuesto, llegado ese momento, también decidimos comprar nuestro primer telescopio. A casi todos nos ha pasado: llegamos a la tienda, el vendedor nos habla en términos desconocidos, frustrados terminamos comprando algo que no estábamos buscando, a los pocos días el equipo termina arrumbado en el armario y jamás logramos comprender cómo diablos funciona. Una clásica y triste historia.

¿Cómo elegir un telescopio? (Foto: S&T)

El objetivo de este artículo es ayudar, y en cierto modo acompañar, a todos quienes se han planteado adquirir un equipo astronómico. Desde luego que hay una gran cantidad de temas por tocar, pero comenzaremos por tres de los más importantes: cómo ubicamos objetos en el cielo, el instrumento óptico, es decir el telescopio, y el soporte o montura que mueve el telescopio de determinada manera.

Posiciones y coordenadas

Antes de hablar de los telescopios y las monturas, vale la pena recordar que para ubicar cualquier objeto en el cielo, podemos usar varios tipos de coordenadas. Dos de las más comunes son, las ecuatoriales, que van acorde con el movimiento aparente de la mayoría de los objetos celestes y por otro lado, las altazimutales, que consideran la posición con respecto al horizonte y al punto más alto en el cielo.

Dejaremos aquí las siguientes descripciones e imágenes, que serán de utilidad más adelante.

Coordenadas ecuatoriales: dividen el cielo en una malla con 24 hrs (ascensión recta o AR) y con 90° (declinación o dec). La AR corre de forma similar a los meridianos terrestres (longitud) y la dec a los paralelos (latitud). Pensando en la divición de las coordenadas, en AR tenemos aproximadamente 12 hrs que dividen el cielo que vemos en el día y 12 hrs de la noche. En el caso de la dec, la división es de +90° y -90° desde los polos norte y sur, respectivamente, hasta el Ecuador, donde dec es 0°.

Coordenadas altazimutales: en estas, el cielo se divide en aros concéntricos medidos en altitud desde el horizonte hasta el punto más alto en el cielo (zenith) y en acimut desde el norte, continuando 360° hacia el este.

Monturas

Conocer las posiciones y coordenadas en el cielo, nos da pie para describir los dos tipos de monturas mas usadas: monturas ecuatoriales y monturas altazimutales.

En las primeras, los ejes móviles se alinean con las coordenadas ecuatoriales, es decir, tienen un movimiento “natural” de los objetos celestes. En el segundo tipo, como su nombre lo indica, los ejes de movimiento responden a las coordenadas altazimutales.

En cuanto a su estructura, son fáciles de identificar: las ecuatoriales tienen una barra con contrapeso del lado contrario donde se coloca el telescopio y en las altazimutales el telescopio va montado en una especie de “U” o media “U” y no tiene ningún contrapeso.

Ambas monturas normalmente van sobre un trípode o tripie que permite moverlas hacia los polos celestes (por ejemplo, hacia la estrella Polaris en el hemisferio norte), esto en el caso de las ecuatoriales y por otro lado, hacia el punto cardinal norte cuando se trata de las altazimutales.

De izquierda a derecha: telescopio refractor en montura altazimutal, telescopio refractor Newtoniano en montura Dobsoniana, telescopio refractor Newtoniano en montura ecuatorial y telescopio catadióptrico en montura ecuatorial.

Tipos de telescopios

Ahora sí, podemos avanzar y hablar un poco de los tipos más comunes de telescopios, para hacer la mejor elección.

Algunos ejemplos de telescopios comerciales. De izquierda a derecha: refractor (negro), reflector Newtoniano (rojo), refractor (azul), reflector Newtoniano (negro), refractor (blanco), catadióptrico (amarillo) y refractor Newtoniano (negro).

Primero, los hay en tres tipos: refractores, reflectores y una combinación de ambos, llamados catadióptricos.

Los telescopios refractores constan de un tubo donde van montadas las lentes que concentran la luz en un punto focal.

Los telescopios reflectores constan de un tubo donde van montados los espejos, cuya geometría puede ser circular, parabólica o hiperbólica. La combinación de los espejos llevan la imagen hasta el punto focal.

El tercer tipo de telescopios cuya arquitectura combina lentes y espejos, son los catadióptricos y se muestran en la figura siguiente.

Algo que se debe tomar en cuenta antes de adquirir un telescopio es la calidad óptica de las lentes y los espejos.

Dibujo y diagrama de un telescopio refractor apocromático de 4 elementos ópticos. (Wikipedia)

En el caso de los telescopios refractores, la luz atraviesa las lentes y los distintos colores que la componen podrían enfocarse en lugares diferentes, provocando un problema llamado aberración cromática. El resultado será un imagen con bordes coloridos y no enfocada. Los telescopios que intentan minimizar este problema, pero no logran eliminarlo del todo, se llaman acromáticos y están formados de una o dos lentes de mediana calidad. Otro tipo de refractores, algo más sofisticados, son los apocromáticos, que al tener tres o más lentes producen imágenes muy nítidas, tanto para observar directamente como para tomar fotografías. La diferencia entre ambos tipos de refractores se ve reflejado en su precio y los apocromáticos son mucho más caros que los acromáticos.

Diagrama de un telescopio reflector Newtoniano. (Wikipedia)

En el caso de los reflectores, hay una mayor variedad: los hay del tipo Newtoniano, Cassegrain, Maksutov, etc. Los más sencillos, económicos y de una calidad óptica nada despreciable son los Newtonianos. Los de este tipo no presentan aberración cromática y básicamente están formados por tubo con una boca abierta y en el fondo el espejo que concentra la luz hacia un pequeño espejo plano, desde donde sale perpendicular al tubo, hasta el ocular. Los del tipo Cassegrain también cuentan con un tubo con una boca para que entre la luz y sea reflejada por el espejo principal. De ahí va a un espejo secundario convexo que refleja la imagen, ya no lateral del tubo, sino al centro del espejo principal, que consta de un orificio por donde pasa la luz al punto focal. Hablando de precios, otra vez, los Newtonianos son mucho más económicos que los Cassegrain.

Entonces, ¿qué compramos?

Conociendo ya los aspectos generales de los telescopios, podemos entender mejor las diferencias entre los productos que una tienda nos ofrece. Sin embargo, debemos atender a una consideración final.

Normalmente, todos pensamos que un telescopio sólo sirve para observar directamente con nuestros ojos. Y resulta que tiempo después descubrimos que algunas personas también pueden tomar fotos con su telescopio. Cuando eso pasa, ¡también nosotros queremos tomar fotos! De manera que la elección del instrumento adecuado se complica más.

Siempre habrá más posibilidades de elección que recursos para comprar. (Foto: scopereviews.com)

Sin entrar en detalles (que en un futuro podremos resolver), yo les recomiendo que si sólo quieren hacer observaciones, les bastará un reflector Newtoniano de 4 a 6 pulgadas de diámetro (10 a 15 cm), sobre una montura ecuatorial o altazimutal. Con esto, podremos disfrutar de muchas noches descubriendo el cielo.

Si lo que quieren es también incursionar en la fotografía astronómica o astrofotografía, les recomiendo un muy buen refractor apocromático, un Newtoniano o un Cassegrain, sobre una montura ecuatorial. Además, es indispensable que la montura tenga algún tipo de mecanismo electrónico para su desplazamiento mientras se toman las imágenes.

Probablemente la moraleja de este primer post es: comprar un telescopio no es cosa fácil y hay que pensarlo dos veces antes de adquirir lo que sea. Aún más, el mundo de la astronomía requiere avanzar poco a poco, leer e informarse mucho, preguntar a los más avanzados, etc., pero sobre todo, debemos disfrutar los que hacemos y lo que aprendemos.

Espero haber contribuido en los primeros pasos en la elección de su futuro primer telescopio y nos seguiremos encontrando por estas latitudes.

Saludos y noches despejadas para ustedes.

9 lugares cósmicos con vientos huracanados

En diversos lugares de nuestro planeta, los huracanes azotan cada temporada. La mayoría de ellos producen lluvias importantes, incluso graves inundaciones en zonas como Centroamérica, México, EU y algunos países del sureste asiático. Sin embargo, sólo pocos casos alcanzan categoría 5 en la escala Saffir-Simpson, con vientos sostenidos de unos ¡350 km/s!

Si te parece mucho, te invitamos a conocer nueve lugares en el Cosmos con vientos realmente violentos y extraordinarios.

1.- La gran mancha roja en Júpiter

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La enorme tormenta lleva ahí más de 300 años y nada parece afectarle. Desde que Robert Hook y Giovanni Cassini la reportaron entre 1664 y 1665, el remolino ha sido muy estudiado, pues representa un extraordinario caso de fenómenos meteorológicos planetarios. Sus vientos llegan a los 620 km/hr y la Tierra cabría 2 veces en ella.

2.- El dócil viento de los agujeros negros

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Los agujeros negros son los objetos más densos del Universo: nada, ni siquiera la luz, puede escapar de sus límites cercanos. Sin embargo, cuando hay estrellas y gas interestelar a su alrededor, pueden generar vientos que empujan enormes cantidades de material cósmico. Algunos agujeros negros supermasivos, en el centro de las galaxias, repelen gas a velocidades de unos ¡320 millones km/hora!, un millón de veces más rápido que los peores huracanes en la Tierra o casi 1/3 de la velocidad de la luz.

3.- Las nubes altas de Urano y Neptuno

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Las capas altas de gas en los dos gigantes azules muestran movimientos de entre 900 y 2,400 km/hr, lo más rápido encontrado hasta ahora en el Sistema Solar. Las nubes de hidrógeno, helio y metano se desplazan en delgadas capas de unos 1,000 km de ancho. Sólo por comparación, el diámetro de Urano es de 50,700 km, de Neptuno de 49,250 km y el de la Tierra de 12,740 km.

4.- Erupciones solares

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Las erupciones en la atmósfera solar son de los eventos más poderosos de nuestro sistema planetario. Cada una puede generar la energía equivalente a miles de millones de megatones de TNT y son producidas por la liberación repentina de energía magnética. Algunas veces, estas erupciones producen Eyecciones de Masa Coronal (o CME en idioma Inglés) que lanzan plasma desde la corona solar con velocidades de unos 7,000,000 km/hr (¡7 millones de kilómetros por hora!). Las partículas atómicas que forman el plasma y entran en la Tierra por los polos generan las auroras boreales.

5.- Vientos marcianos

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Los vientos en Marte no cantan mal las rancheras. Y es que, la débil gravedad del planeta rojo permite movimientos rápidos en la atmósfera baja. Por ejemplo, la sonda Viking I midió velocidades de hasta 110 km/hr durante una tormenta de arena en los años 70s. Sin embargo, el viento en algunos tornados marcianos alcanza los 160 km/s, con lo que pueden clasificarse como huracanados de categoría 1 en la escala Saffir-Simpson.

6.- El viento de las estrellas

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Todas las estrellas, incluyendo nuestro Sol, lanzan enormes cantidades de material desde sus atmósferas, pero no todas lo hacen con la misma rapidez. El viento del Sol, por ejemplo, tiene entre 720,000 y 2,500,000 km/hr. Antares, una estrella gigante roja en la constelación de Escorpión, arroja vientos de apenas 61,000 km/hr —aunque tiene 880 veces el radio solar. Por otro lado, las estrellas más luminosas y más calientes lanzan gas hasta de ¡7,200,000 km/hr!

7.- Chorros cósmicos

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En el Universo habitan unas galaxias lejanas llamadas Blazares, que tienen chorros de plasma y que muchas veces forman columnas bipolares cuyo origen es un agujero negro supermasivo.  Estos violentos chorros son generados a partir del gas galáctico que intenta caer en el agujero negro, pero no lo logra. El plasma es lanzado a tal velocidad que genera una gran cantidad de energía y algunas veces alcanzan 99.9% de la velocidad de la luz, esto es, cerca de 1,000,000,000 km/hrmil millones de km por hora!)

8.- La onda de choque de una supernova

Cuando una estrella con más de 10 veces la masa del Sol llega a su fin, la escena es realmente violenta —pero hermosa e impresionante. Incapaces de seguir generando reacciones nucleares en su centro, las estrellas “masivas” colapsan de golpe al final de su vida, en una especie de implosión. Cuando gran parte de las capas estelares se han comprimido, se genera una onda de choque hacia afuera, lanzando una gran cantidad de material reprocesado y rico en elementos químicos a velocidades de ¡108 millones de km por hora! (108,000,000 km/hr) . Esta explosión, conocida como supernova, también produce una cantidad descomunal de energía, equivalente al brillo de todas las estrellas de una galaxia juntas.

9.- Viento solar

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El viento solar son torrentes de partículas atómicas cargadas —plasma, en otra palabra— que salen al espacio interplanetarios desde la atmósfera solar. Consiste en mayor medida de electrones, protones y núcleos de helio. Aunque la rapidez promedio del viento solar es de 140 km/s  o 500,000 km/hr, algunas partículas alcanzan 1,400,000 km/hr y logran escapar de la gravedad solar.

Divulgación de la ciencia y cultura

Cuando uno escucha la palabra “cultura” lo primero que podría venir a la cabeza es ese conjunto de objetos y disciplinas clásicas que incrementan nuestro conocimiento general, nos dan cierto placer y en muchos casos nos hacen parecer personas interesantes –o por lo menos nos dan tema de conversación con amigos y familiares: literatura, música, teatro, cine, artes de todo tipo, exposiciones y cosas por el estilo.

De entrada, definir qué es cultura es difícil, pero podríamos quedarnos con algo sencillo, enmarcado por “todo aquello que el ser humano ha creado, ha sido transmitido y es conservado en beneficio de la actual y las futuras generaciones”. Así, la poesía, la pintura, la gastronomía, la danza, el idioma, la arquitectura, las tradiciones, incluso la religión, podrían caer en esta amplia (y probablemente burda) definición.

Si estamos más o menos de acuerdo con lo anterior, no existe una persona a la que podamos llamar inculto o falto de cultura puesto que todos hemos recibido, conservado y transmitido algún tipo de conocimiento favorable para nosotros y los demás.

Basándonos  en esto, podemos preguntarnos si la ciencia es cultura o no. Si sí, ¿porqué no ha penetrado e influido en el gran público de la misma manera que otras actividades también placenteras, benéficas y dignas de ser transmitidas? ¿Porqué la mayoría de la gente percibe la ciencia como algo fuera del ámbito de su incumbencia y también de la cultura? Desde luego no hay una respuesta única y factores como la educación, la economía y los medios de comunicación definitivamente influyen.

Sin embargo, el papel que jugamos quienes hacemos divulgación (científicos y divulgadores) es importantísimo, tanto por los temas como por las formas y métodos para poner la ciencia al alcance de la mayoría.

En mi opinión, la divulgación de la ciencia tendría que ser, en primer lugar, una actividad placentera, desenfadada e interesante; debe basarse en contar con veracidad los hechos, hablar de las personas, de sus métodos, sus éxitos y fracasos, las implicaciones, lo benéfico y lo perjudicial. Desgraciadamente, la caricatura y los estereotipos hacia la ciencia han creado una imagen muy poco realista tanto de los científicos como de su trabajo. La ciencia esta llena de historias, anécdotas y métodos mucho más interesantes y reveladores que la clásica postal del científico loco, el falso cuento de su inteligencia sobre-humana o la mala narrativa que dice sólo el final del hallazgo y sus números extraordinarios sin hablar de la historia y el proceso detrás.

¿Debería la divulgación científica tener entre sus objetivos formar ciudadanos educados, críticos, escépticos, al tanto de los problemas locales y globales, capaces de tomar mejores decisiones al momento de votar o cuando se pida su opinión? Desde mi punto de vista, estos son resultados que se logran mediante una gran cantidad de factores adicionales y es ingenuo creer que sólo la “transmisión de la ciencia” puede lograr esto. Aún más, antes que intentar formar mejores ciudadanos, antes que intentar aumentar la vocación científica, que inducir en niños y jóvenes la memorización, científicos y divulgadores deberíamos comenzar por generar asombro, generar placer y gusto a través de una historia escrita o una charla: hacer pasar un buen rato a la gente que nos favorece con unos minutos de su atención. Ya bastante pesada -y muchas veces difícil- es la vida cotidiana como para recetar actividades sosas, indescifrables e inalcanzables.

En definitiva, científicos y divulgadores tenemos que hacer un gran esfuerzo por poner a la ciencia dentro del marco de la cultura, de la misma manera que las artes han logrado penetrar e influir masivamente. Debemos transmitir el entusiasmo y el placer por la actividad científica. Mientras eso no pase, la ciencia mantendrá el estereotipo -a veces ganado a pulso- de una actividad elitista, oscura y hasta pedante, de la que pocos tienen ganas de enterarse.