Durante milenios la humanidad observó en el cielo nocturno a las estrellas, los planetas, la Luna, las estrellas fugaces (meteoros) y los cometas.
Galileo Galilei descubrió el 7 de enero de 1610, con su recién estrenado telescopio, que había más estrellas de las que contemplamos a simple vista. Con nuevos telescopios aparecieron más estrellas, planetas, galaxias, nebulosas y cúmulos estelares.
Pero la humanidad tardó en descubrir que hay más de lo que nuestros ojos ven, incluso con telescopios.
En 1864 James Clerk Maxwell teorizó que los campos eléctricos y magnéticos acoplados, viajarían en el espacio como una onda electromagnética. Años después, en 1879, Rudolf Hertz demostró la existencia de las ondas electromagnéticas.
Entonces vino el descubrimiento de los Rayos X y las primeras emisiones de comunicación sin cables. Nacieron las estaciones de radio y años después de televisión. Se experimentó con la detección de objetos mediante ondas de radio (el radar), se descubrió de forma accidental que las microondas cocinan alimentos. Hoy utilizamos internet inalámbrico, telefonía celular, telefonía inalámbrica y comunicación vía satélite.
Todas estas radiaciones pueden ordenarse en
EL ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO
Al vibrar la cuerda de una guitarra o una liga observamos ondas. La onda tiene una parte alta y otra baja. A la parte alta se le llama cresta y a la baja, valle. A la distancia entre dos crestas contiguas se le llama longitud de onda. A mayor distancia, mayor longitud de onda, y a menor distancia, menor longitud de onda.
Al número de ondas en un lapso de tiempo se le llama frecuencia. A mayor número de ondas en un lapso de tiempo, mayor frecuencia, a menor número de ondas en el mismo lapso de tiempo, menor frecuencia.
Ya que todas las radiaciones varían por su longitud de onda, podemos ordenarlas en un Espectro, de mayor longitud de onda a menor o viceversa.
Vamos a ordenarlas de mayor longitud de onda a menor. Primero tenemos las ondas de radio. Le siguen las microondas y luego el infrarrojo, dividido en infrarrojo lejano, infrarrojo medio e infrarrojo cercano. Después viene la luz visible, la que captan nuestros ojos. Esta luz visible la dividimos en los siete colores del arco iris, iniciando con el rojo, el color de mayor longitud de onda, le sigue el anaranjado, el amarillo, el verde, azul, índigo y violeta, el color de menor longitud de onda. Y hasta ahí es lo que nuestros ojos ven. Después viene el ultravioleta, los rayos X y los rayos gamma.
Todo lo que nos rodea, la naturaleza y el Universo, lo hemos conocido a través de nuestra vista, pero solo observamos una pequeña rendija del Espectro Electromagnético, la luz visible, hay mucho más invisible a nuestros ojos.
Al avanzar la tecnología se pueden detectar otras radiaciones. Los telescopios observan en luz visible pero los radiotelescopios observan en otras longitudes de onda. Así, los astrónomos obtienen mucha información si observan en el infrarrojo, en rayos X o rayos gamma, por ejemplo.
Mediante el infrarrojo se detectan zonas calientes de galaxias o estrellas ocultas en las nebulosas. En rayos X se detecta lo muy caliente, supernovas, nebulosas ultracalientes, cúmulos galácticos o agujeros negros. En rayos gamma, la implosión de estrellas o las partículas subatómicas.
Pero hay más, el Universo no está quieto, está en movimiento, en expansión.
Imagine dibujar puntos en un globo, al inflar el globo los puntos se van separando unos de otros. Así, las galaxias se alejan unas de otras conforme el Universo se expande. Y las ondas se ven afectadas.
EL EFECTO DOPPLER
Cuando una ambulancia estacionada tiene la sirena encendida, el sonido es el mismo en cualquier lugar alrededor de la ambulancia.
Cuando la ambulancia se pone en movimiento, el sonido será diferente si se acerca a nosotros o si se aleja. Las ondas de sonido al frente de la ambulancia se comprimen, mientras que detrás de la ambulancia se separan.
A esto se le llama Efecto Doppler, es el cambio de frecuencia debido al movimiento de la fuente.
Y este efecto sucede también en la luz.
En 1929, Edwin Hubble observó que el espectro de varias galaxias se cargaban al rojo, el color de mayor longitud de onda. Las galaxias se están alejando. Lo que se explica por el Big Bang, la gran explosión que originó a nuestro Universo. Toda la energía y la materia está huyendo. Hubble demostró la expansión del Universo.
Por el contrario, si la fuente de luz se acerca a nosotros, las ondas se cargarán hacia un color de menor longitud de onda, el azul.
Cuando los astrónomos observan los espectros de las estrellas y notan que se cargan al rojo y luego al azul de forma periódica, significa que algo gira alrededor de la estrella y su gravedad perturba la posición de la estrella. Observando en infrarrojo se descartaría una estrella compañera y por lo tanto se habrá descubierto un nuevo exoplaneta. A esto se le llama Método de Velocidad Radial, para descubrir exoplanetas.
De igual forma, la luz del Big Bang continúa en el Universo, pero al irse alejando, su longitud de onda se ha estirado tanto que ahora anda por las microondas. Para estudiar el Universo temprano, se debe observar en microondas.
Las telescopios espaciales COBE y WMAP observaron en microondas el calor producido 380 mil años después del Big Bang.
El Telescopio Espacial Hubble observa en visible e infrarrojo cercano. El próximo Telescopio Espacial James Webb trabajará en infrarrojo cercano e infrarrojo medio, observará las primeras estrellas y galaxias del Universo o la formación de Sistemas Planetarios ocultos en nebulosas.
El Gran Telescopio Milimétrico, GTM en el Estado de Puebla, México, de 50 metros de diámetro, observa en el infrarrojo lejano y microondas, es el telescopio más grande del mundo en esta longitud de onda. Puede estudiar cometas, planetas, discos protoplanetarios, estrellas, nacimientos de estrellas, núcleos galácticos, galaxias lejanas, cúmulos de galaxias y el fondo cósmico de microondas.
El Universo es un crisol de información en diferentes radiaciones. Nuestra visión es limitada pero nuestra mente no. Hemos descubierto un Universo oculto en el Espectro Electromagnético. Todo depende de la radiación con que se mire. german@astropuebla.org
