Nota del editor: Discovery Institute Press se complace en anunciar la publicación de Los revolucionarios del Big Bang: la historia no contada de tres científicos que reencantaron la cosmología, de Jean-Pierre Luminet. El libro ha recibido excelentes críticas, incluidas las de tres premios Nobel. Lo siguiente es un extracto del Capítulo 12.
El trabajo de Georges Lemaître destaca por proporcionar la primera interpretación de los corrimientos al rojo cosmológicos como un efecto natural de la expansión del universo en el marco de la relatividad general, en lugar de atribuirlo al movimiento real de las galaxias. Como se indica en la ecuación 23: R′/R = v/cr — el espacio está en constante expansión y en consecuencia aumenta las separaciones aparentes entre galaxias. Esta idea resultaría ser uno de los descubrimientos más profundos de nuestro tiempo.
La relación proporcional entre la velocidad de la recesión v y la distancia r Se trata de una aproximación válida a distancias no demasiado grandes que puede utilizarse, escribe, “dentro de los límites del espectro visible”. Luego, utilizando los datos astronómicos disponibles, Lemaître calcula la relación en la ecuación 24, con un factor de 625 o 575 km/s/Mpc (lo que significa que las galaxias que están a 1 megaparsec de distancia tienen una velocidad de recesión de 625 o 575 km/seg). Dependiendo de la elección de las observaciones, esto presentaba una enorme dispersión:
Utilizando las 42 nebulosas extragalácticas de las listas de Hubble y Strömberg, y teniendo en cuenta la propia velocidad del Sol, encontramos una distancia media de 0,95 millones de pársecs y una velocidad radial de 600 km/s, o 625 km/s a 106 pársecs. Por tanto adoptaremos R’/R = v/rc = 0,68´ 10-27 cm-1 (ecuación 24).
Para ello, el científico belga utiliza una lista de cuarenta y dos velocidades radiales recopilada por Gustav Strömberg, astrónomo sueco del Observatorio del Monte Wilson, y deduce la distancia de las nebulosas extragalácticas correspondientes a partir de una fórmula empírica que relaciona la distancia y la magnitud absoluta. proporcionada por Hubble, quien tomó las magnitudes de Hopmann. Este fue el primer cálculo de la llamada ley de Hubble y de la constante de Hubble, que se reconoció mucho más tarde.
Mayormente desapercibido
La importancia del trabajo de Lemaître pasó desapercibida durante tres años. Una razón comúnmente dada es que no se publicó en una de las prestigiosas revistas astronómicas de la época, sino en francés y en una revista que ha sido caracterizada como oscura e inaccesible. Hay una pizca de verdad en esta explicación, pero como bien ha señalado D. Lambert, la revista en cuestión, Anales de la Sociedad Científica de Bruselas, publicó algunos artículos en inglés, era de excelente nivel científico, por lo que fue incluido en un gran número de bibliotecas académicas y observatorios de todo el mundo. Además, entonces una audiencia científica mucho mayor que la actual podía leer francés. Más bien, el principal obstáculo para una mayor difusión del artículo de Lemaître fue que la mayoría de los físicos de la época, como Einstein y Hubble, no podían aceptar la idea de un universo no estático. Este no fue el caso de Eddington. Desgraciadamente, su antiguo mentor, a quien Lemaître había enviado una copia, se olvidó de leerlo a tiempo o no comprendió su importancia.
La quinta conferencia de Solvay
Del 24 al 29 de octubre de 1927 tuvo lugar en Bruselas la Quinta Conferencia Solvay de Física, uno de los grandes encuentros de la ciencia mundial. La Conferencia Solvay estuvo dedicada a la nueva disciplina de la mecánica cuántica, cuyos problemas preocuparon a muchos físicos. Entre ellos estaba Einstein. Para Lemaître, fue la oportunidad de conocer y hablar con el padre de la relatividad general. Posteriormente informó sobre esta reunión:
Mientras paseaba por las callejuelas del parque Léopold, [Einstein] Me habló de un artículo, poco conocido, que había escrito el año anterior sobre la expansión del universo y que un amigo le había hecho leer. Después de algunos comentarios técnicos favorables, concluyó diciendo que desde el punto de vista físico eso le parecía completamente abominable. Mientras intentaba prolongar la conversación, Auguste Piccard, que lo acompañaba, me invitó a subir en taxi con Einstein, que iba a visitar su laboratorio en la Universidad de Bruselas. En el taxi hablé de las velocidades de las nebulosas y tuve la impresión de que Einstein apenas era consciente de los hechos astronómicos.
André Deprit, antiguo alumno de Lemaître, dio una versión más pintoresca y ligeramente diferente de este encuentro:
Einstein había sido invitado a discutir su concepción determinista del mundo con los jóvenes pioneros de la mecánica cuántica; Lemaître caminaba de un lado a otro frente al Instituto, esperando engancharlo en el camino. Si bien es cierto que el profesor Piccard, que acompañaba a Einstein esa tarde, recogió a Lemaître en el taxi, lo cierto es que Lemaître se sintió despreciado. Sí, Einstein había leído la nota que acababa de aparecer en el Anales de la sociedad científica; las matemáticas eran correctas, pero la física del artículo, ¡qué abominación! ¿Necesita uno decir más? Para defenderse, Lemaître murmuró una discreta alusión en inglés a las observaciones de Hubble, que retiró inmediatamente para no avergonzar al profesor Piccard, al entender que Einstein no estaba al tanto de ellas. La conversación se detuvo un momento y Piccard la reanudó con Einstein, pero en alemán: Lemaître, que no sabía alemán, no tuvo más remedio que permanecer en silencio.
La respuesta de Einstein a Lemaître muestra la misma falta de voluntad para cambiar su posición que caracterizó su respuesta anterior a Friedmann: aceptó las matemáticas, pero no un universo en expansión física. Según D. Lambert, esta reacción se debió al hecho de que la filosofía implícita de Einstein estaba inspirada en Spinoza. Para el filósofo holandés, “Dios” (Dios) fue identificado con “Naturaleza” (Naturaleza): “Dios o la naturaleza.” En consecuencia, debido a la inmutabilidad de Dios, no se podría aceptar ningún movimiento o evolución de la Naturaleza misma. Einstein rechazó así la idea de un universo en evolución, es decir, un mundo con una historia real. Este prejuicio “teológico” lo llevó también a criticar fuertemente la idea de universos en expansión (y contracción) propuesta por Friedmann y Lemaître.
En julio de 1928, Lemaître fue a Leiden, donde De Sitter presidió la tercera asamblea de la Unión Astronómica Internacional, pero no se reunió con él. Evidentemente aún no había llegado la hora del Big Bang.
Se acerca la hora
El mismo año, H. P. Robertson publicó un artículo que buscaba reemplazar la métrica de De Sitter con una “matemáticamente equivalente”. [metric] en el que muchas de las aparentes paradojas inherentes a [de Sitter’s solution] fueron eliminados”. Consiguió la fórmula v = cd/R dónde d es la distancia de la nebulosa y R el radio de curvatura del universo, pero en el marco de una estático solución. Robertson utilizó el mismo conjunto de observaciones que utilizó Lemaître (aunque no conocía los artículos de Lemaître de 1925 y 1927) y que Hubble utilizaría más tarde. A partir de esto calculó R = 2´1027 cm y una constante de proporcionalidad de 464 km/s/Mpc. En un artículo pionero del año siguiente, Robertson relató su búsqueda detallada de todos los modelos matemáticos que satisfagan un universo espacialmente homogéneo e isotrópico y que también implican fuertes simetrías en las soluciones de las ecuaciones de Einstein.
En 1929, Hubble utilizó los datos experimentales sobre los desplazamientos al rojo Doppler, en su mayoría proporcionados por Slipher, y encontró una relación lineal velocidad-distancia. v = hora con h = 465 ± 50 km/s/Mpc para veinticuatro objetos y 513 ± 60 km/s/Mpc para nueve grupos. La ley era estrictamente idéntica a la ecuación 24 de Lemaître, con casi el mismo factor de proporcionalidad.
Sin embargo, Hubble no dio el paso crucial hacia los modelos de universos en expansión. Afirmó: “La característica sobresaliente, sin embargo, es la posibilidad de que la relación velocidad-distancia pueda representar el efecto de Sitter”. En la introducción a su libro de 1936, El reino de las nebulosas, Hubble analizó la interfaz entre observación y teoría y declaró honestamente: “El autor de este libro es principalmente un observador”. De hecho, de las 202 páginas del libro, analiza la interpretación teórica de sus observaciones sólo en la página 198, en un último párrafo titulado “Teorías de la cosmología”. No menciona el trabajo de Lemaître, pero cita a Friedmann, Robertson y Arthur Milne (quien intentó una explicación newtoniana con su teoría de la “relatividad cinemática”). Además, Hubble comete el error de considerar el desplazamiento espectral como un efecto Doppler puro (debido a la propia velocidad de recesión de las galaxias) y no como un efecto de expansión (aumento del radio de la escala espacial con el tiempo).
La vida como escéptico
Y durante toda su vida se mantuvo escéptico acerca de la interpretación relativista general de sus observaciones. Como ha señalado su biógrafo G. Christianson, Hubble desconfiaba de “todas las teorías de la expansión cósmica mucho después de que la mayoría de los astrónomos y físicos se hubieran convencido. Cuando en 1937 se le preguntó sobre el asunto, sonó como un colegial incrédulo: ‘Bueno, tal vez todas las nebulosas estén retrocediendo de esta manera peculiar. Pero la idea es bastante sorprendente’”.
De hecho, la idea de que Hubble descubrió la expansión del universo es un mito que fue propagado por primera vez por su colaborador Milton Humason ya en 1931 y por el propio Hubble. Ferozmente territorial, Hubble escribió en una carta a De Sitter, fechada el 21 de agosto de 1930: “Considero la relación velocidad-distancia, su formulación, prueba y confirmación, como una contribución del Monte Wilson y estoy profundamente preocupado por su reconocimiento como tal. “
