Datos clave
- La NASA explica que la expansión del universo estira la luz y aumenta su longitud de onda, desplazándola hacia el rojo.
- El corrimiento puede medirse comparando características conocidas del espectro observado con sus posiciones de referencia; la ESA especifica el uso de líneas atómicas de emisión o absorción y espectros de laboratorio.
- La ESA distingue el corrimiento Doppler, asociado al movimiento relativo a través del espacio, del corrimiento cosmológico, causado por la expansión del espacio.
- La NASA señala que la luz de objetos más distantes tarda más en llegar y permite observar épocas anteriores del universo.
- La NASA sitúa hace aproximadamente cinco mil millones de años el inicio de la aceleración de la expansión y la atribuye a la energía oscura.
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La luz de una galaxia lejana puede llegar con una longitud de onda mayor que la que tenía cuando fue emitida. Como las longitudes de onda más largas se encuentran hacia el extremo rojo del espectro visible, el fenómeno se llama corrimiento al rojo. En el caso cosmológico, la luz se estira mientras atraviesa un universo en expansión.
Cómo se mide
Los astrónomos analizan el espectro de la luz recibida y buscan características cuya posición de referencia es conocida. La NASA cita, por ejemplo, líneas de absorción: al comparar su ubicación observada con su posición normal en el espectro, se determina el corrimiento cosmológico.
La Agencia Espacial Europea explica que las líneas de emisión y absorción de los átomos aparecen a longitudes de onda conocidas. Por eso, el espectro de una galaxia o un cuásar lejano puede compararse con un espectro de referencia obtenido en laboratorio para medir cuánto se han desplazado esas líneas.
Expansión del espacio y efecto Doppler
El corrimiento cosmológico está relacionado con el efecto Doppler, que también desplaza ondas cuando una fuente y un observador se mueven uno respecto del otro. Pero la ESA distingue ambos casos: el corrimiento Doppler ordinario se debe al movimiento relativo a través del espacio, mientras que el corrimiento cosmológico se produce por la expansión del propio espacio. Así, dos objetos que permanecen en reposo respecto de su entorno local pueden observar un desplazamiento al rojo si el espacio entre ellos se expande.
La ESA propone como analogía una masa de pan con pasas. Antes de hornearla, las pasas están en reposo dentro de la masa; cuando esta crece, aumenta la distancia entre ellas. La comparación ilustra cómo se amplían las separaciones durante la expansión y no describe todos los detalles del universo.
Qué revela sobre el universo
La página de la NASA sobre el telescopio espacial Hubble señala que, en general, cuanto más lejos está una galaxia, mayor es su corrimiento al rojo. La relación entre la distancia de una galaxia y la rapidez con que se aleja se conoce como ley de Hubble. La espectroscopia —el estudio de la luz descompuesta en sus componentes— permitió a Edwin Hubble confirmar que las galaxias se alejan; el telescopio espacial que lleva su nombre ha contribuido a mejorar la precisión de las mediciones de la tasa de expansión.
El corrimiento también ofrece una ventana a la historia cósmica. La luz de los objetos distantes tarda más en llegar, de modo que los observamos tal como eran cuando la emitieron. Al estirarse, la luz puede pasar del rango visible al infrarrojo. El Hubble cuenta con detectores sensibles a luz ultravioleta, visible e infrarroja; el telescopio espacial James Webb, con visión infrarroja, amplía el alcance de las observaciones hacia galaxias más antiguas y permite estudiar de nuevo algunas galaxias remotas.
La expansión a través del tiempo
Según la explicación de la NASA, la expansión inicial del universo empezó a desacelerarse casi de inmediato por efecto de la gravedad y comenzó a acelerarse de nuevo hace aproximadamente cinco mil millones de años. La NASA atribuye esa aceleración a la energía oscura. La misma página describe el corrimiento al rojo y las mediciones de expansión realizadas con Hubble como herramientas para estudiar cómo cambia el universo.
En conjunto, la medición de los espectros conecta una señal observable —el desplazamiento de características de la luz— con la expansión del espacio y con la época en que esa luz emprendió su viaje.