El descubrimiento del universo en expansión.; Las observaciones de Slipher y Hubble.; El corrimiento al rojo y la espectroscopia.; La Ley de Hubble y el modelo del Big Bang.; La aceleración cósmica y la energía oscura.

Universo en Expansión

Física

Universo en Expansión

Slipher y Hubble revelan un cosmos dinámico en constante expansión.

Índice

• El descubrimiento del universo en expansión.

• Las observaciones de Slipher y Hubble.

• El corrimiento al rojo y la espectroscopia.

• La Ley de Hubble y el modelo del Big Bang.

• La aceleración cósmica y la energía oscura.

Un Universo en Expansión

Antes de 1929, la concepción predominante era un universo estático e inmutable. Sin embargo, el trabajo pionero de Edwin Hubble, apoyado por las observaciones de Vesto Slipher, reveló un cosmos dinámico. Este descubrimiento fundamental demostró que las galaxias se alejan de nosotros, indicando una expansión continua del universo.

Universo en expansión: galaxias se alejan, como muestra Hubble.

Las Observaciones de Slipher

Vesto Slipher, a principios del siglo XX, utilizó la espectroscopia para analizar la luz de las "nebulosas espirales". Sus observaciones, iniciadas en 1912 en el Observatorio Lowell, revelaron que la mayoría de estas se alejaban de nosotros. Este corrimiento al rojo fue una evidencia crucial del movimiento galáctico.

Slipher: corrimiento al rojo, evidencia del movimiento galáctico.

Hubble y las Galaxias

Basándose en las observaciones de Vesto Slipher y sus propias mediciones de distancia con estrellas Cefeidas, Edwin Hubble demostró en 1929 que las galaxias se alejan de nosotros. Descubrió que la velocidad de recesión es proporcional a su distancia. Este hallazgo crucial proporcionó la primera evidencia empírica de un universo en expansión.

Hubble: las galaxias se alejan, universo en expansión.

Movimiento y Distancia Galáctica

• Hubble: galaxias lejanas se alejan más rápido.

• Observación inesperada desafió modelo estático.

• Velocidad de recesión es proporcional a distancia.

• Fundamento clave de la Ley de Hubble.

El Corrimiento al Rojo

El corrimiento al rojo es el aumento de la longitud de onda de la luz emitida por objetos que se alejan de nosotros. Este efecto Doppler en la luz de galaxias distantes, como las observadas por Vesto Slipher, se interpreta como evidencia clave de un universo en expansión. La luz de estas galaxias se desplaza hacia el extremo rojo del espectro.

Densidad de materia oscura en halo a z=2.5, evidencia de expansión.

La Luz Estelar y su Espectro

La luz estelar es fundamental para la astrofísica. Al descomponerse en su espectro, como lo hizo Annie Jump Cannon, revela la composición química de estrellas y galaxias, identificando elementos como el hidrógeno y el helio. Este análisis espectral también permite determinar su movimiento.

Espectro de luz estelar: composición y movimiento estelar.

Energía Cuantizada en Átomos

• Planck (1900): energía radiante es cuantizada.

• Átomos poseen estados de energía discretos, fijos.

• Absorben/emiten luz con energías (fotones) específicas.

• Espectros atómicos: "huella dactilar" de cada elemento.

Absorción y Emisión de Fotones

Un átomo absorbe un fotón de energía específica, excitando un electrón a un nivel superior. Este estado inestable provoca que el electrón regrese a un nivel inferior, emitiendo un fotón de energía y longitud de onda características. Estas transiciones energéticas generan las líneas espectrales únicas de cada elemento, como el hidrógeno, clave para identificar la composición de estrellas y galaxias.

Átomo absorbe fotón, electrón salta, emite luz, define elemento.

Universo en Expansión

El descubrimiento del universo en expansión.; Las observaciones de Slipher y Hubble.; El corrimiento al rojo y la espectroscopia.; La Ley de Hubble y el modelo del Big Bang.; La aceleración cósmica y la energía oscura.

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