La llei de Hubble ye una llei de la física qu'establez que'l fana en candia d'una galaxa ye proporcional a la distancia a la que ta.Una Rellación ente la Distancia y la Velocidá Radial ente Nebuloses Extra-Galáctiques" (1929) Proceedings de l'Academia Nacional de Ciencies d'EEXX, Volume 15, Númberu 3, páxs. 168-173 (Artículu completu, PDF) Considérase la primer evidencia observacional del paradigma de la espansión del universu y anguaño sirve como una de les pieces más citaes como prueba de soporte de la Gran Esplosión (Big Bang).
Según esta llei, una midida de la inercia de la espansión del universu vien dada pola constante de Hubble. A partir d'esta rellación observacional puede inferise que les galaxes allóñense unes d'otres a una velocidá proporcional a la so distancia, rellación más xeneral que se conoz como rellación velocidá-alloña y que dacuando se confunde cola llei de Hubble. Tampoco hai que malinterpretar la rellación velocidá-alloña. Nun consiste en que cuanto más lloñe tea una galaxa más rápido allóñase de nós. Según esto, al alloñar la galaxa ésta diría aumentando de velocidá pos ta más lloñe qu'antes. Nun ye asina. La rellación velocidá-alloña, derivada de la llei de Hubble, diz que cuanto más lloñe ta agora una galaxa más rápido allóñase agora de nós. Anque toles galaxes fueren amenorgando pasu ente pasu la so velocidá d'alloñamientu (anguaño paez qu'asocede tou lo contrario) siguiría cumpliéndose que la velocidá d'una galaxa alloñada ye mayor que la d'una cercana, calteniendo siempres una proporcionalidad velocidá-alloña.
La llei de Hubble diz qu'en cada momentu de la hestoria del universu hai una proporcionalidad ente'l fana en candia y distancia (consecuentemente tamién ente velocidá y distancia) pero nun diz, en sí mesma, cómo evoluciona l'universu. Nun diz si la espansión acelérase, frénase o si permanez constante. Los cálculos más recién de la constante, utilizando los datos del satélite WMAP, empezaron en 2003, dexaron dar el valor de 71 ± 4(km/s)/Mpc pa esta constante. En 2006 los nuevos datos apurríos por esti satélite dieron el valor de 70 (km/s)/Mpc, +2.4/-3.2. Según estos valores, l'universu tien una edá próxima a los 14.000 millones d'años. N'agostu de 2006, una midida menos precisa llograr de manera independiente utilizando datos del Observatoriu de rayos X Chandra orbital de la NASA: 77 ± 15%(km/s)/Mpc.
1 Mpc (1 Megaparsec) = 3,26 millones d'años lluz.
Anguaño, una galaxa asitiada a una distancia de 3,26 millones d'años lluz alloñar de nós a una velocidá d'unos 70 km/s (inorando los movimientos propios peculiares de les galaxes provocaos pola gravedá d'otres galaxes dientro del so cúmulu y el so supercúmulo).
Historia
Una década primero que Edwin Hubble fixera les sos observaciones, dellos físicos y matemáticos establecieren una consistente teoría de la rellación ente'l espaciu y el tiempu utilizando les ecuaciones de campu d'Einstein de la relatividá xeneral. Aplicando los principios xenerales a la naturaleza del universu producióse una solución dinámica que topetó cola entós prevaleciente noción d'un universu estáticu.
En 1922, Alexander Friedmann topó los sos ecuaciones de Friedmann a partir de les ecuaciones de campu d'Einstein, demostrando que l'universu puede espandise a una velocidá calculable poles ecuaciones.Friedman, A: Über die Krümmung des Raumes, Z. Phys. 10 (1922), 377-386 (traducción al inglés en: Xen. Rel. Grav. 31 (1999), 1991-2000.) El parámetru utilizáu por Friedman ye conocíu anguaño como'l factor d'escala col que puede ser considerada como una forma invariante n'escala de la constante de proporcionalidad de la llei de Hubble. Georges Lemaître independientemente atopó una solución similar en 1927. Les ecuaciones de Friedmann llógrense inxertando la métrica d'un universu homoxéneu y isótropo nes ecuaciones de campu d'Einstein pa un fluyíu con una densidá y una presión dada. Esta idea d'un espaciu-tiempu espandiéndose eventualmente conduciría a les teoríes cosmolóxiques del Big Bang y del Estáu Estacionariu.
Antes de l'apaición de la cosmoloxía moderna, había una gran discutiniu sobre'l tamañu y la forma del universu. En 1920, tuvo llugar el famosu alderique Shapley-Curtis ente Harlow Shapley y Heber D. Curtis sobre la tema. Shapley sofitaba la idea d'un pequeñu universu del tamañu de la Vía Láctea y Curtis argumentaba que l'universu yera enforma mayor. L'oxetu del alderique sería resueltu na década siguiente coles observaciones ameyoraes de Hubble.
Edwin Hubble pasó gran parte del so trabayu profesional na astronomía observacional nel Observatoriu Monte Wilson, el telescopiu más potente del mundu del momentu. Les sos observaciones de les estrelles variables cefeidas en nebuloses espirales dexáben-y calcular les distancies a estos oxetos. Sorprendentemente, estos oxetos afayóse que taben a distancies que-yos allugaben fuera de la Vía Láctea. Les nebuloses fueron descrites per primer vegada como "islles d'universos" y foi namái dempués del descubrimientu de la "galaxa" moniker que s'aplicaría a elles.
Na década de 1920, Hubble combinó estes midíes de distancies de galaxes coles midíes de Vesto Slipher a partir del fana en candia por cuenta de la recesión o alloñamientu relativu ente elles según el Efeutu Doppler, Hubble afayó ente dambes magnitúes una rellación llinial, esto ye, cuanto más lloñe tópase una galaxa, mayor ye la so fana en candia. Al coeficiente de proporcionalidad denominar Constante de Hubble, H0 Anque había una dispersión considerable (agora sábese que ye causada pola velocidá peculiar), Hubble pudo dibuxar un enclín llinial de 46 galaxes qu'él había estudiáu y llogró un valor pa la constante de Hubble de 500 km/s/Mpc (enforma mayor que'l valor aceptáu anguaño por cuenta de los errores nes sos calibraciones de la distancia). En 1958, llogróse la primera gran estimación de H0, 75 km/s/Mpc, foi publicada por Allan Sandage.
Esta rellación interpretóse como una prueba de que l'universu taba n'espansión, anque Hubble personalmente duldó de dicha interpretación. Darréu, los modelos teóricos cosmolóxicos basaos na teoría de la relatividá xeneral d'Albert Einstein dexaron esplicar esta espansión, yá que surde de forma natural a partir de les ecuaciones de campu de la teoría. El mesmu Einstein, quien creía nun principiu nun universu estáticu, introdució de forma artificial un términu extra a estes ecuaciones, denomináu constante cosmolóxica, pa evitar el fenómenu de la espansión. Tres los resultaos publicaes por Hubble, Einstein retratóse y retiró esti términu, al que denominó "el mayor error de la mio carrera". Einstein fadría un famosu viaxe a Monte Wilson en 1931 pa estimar a Hubble qu'apurriera les bases observacionales de la cosmoloxía moderna.
El valor de la constante de Hubble y la edá del Universu Mientres el sieglu XX, una de les prioridaes de la cosmoloxía foi'l cálculu de la constante de Hubble. Los primeros cálculos realizaos por Hubble basar nos datos de fana en candia de 46 galaxes, y daben un valor d'unos 500 km/s/Mpc, según los cualos l'universu tendría namái 2.000 millones d'años, un valor insuficiente yá nesa dómina, pos polos isótopos de les roques sabíase que la edá de la Tierra yera d'unos 4500 millones d'años. En 1956, Allan Sandage determinó'l valor en 180 km/s/Mpc. Dos años dempués, el mesmu Sandage publicó un artículu col valor de 75 (km/s)/Mpc, bien cercanu al valor actual. Sicasí, a principios de los 70 el valor envaloráu de H0 variaba dende los 50 km/s/Mpc hasta los 100 km/s/Mpc, según el métodu emplegáu. Según estos datos, la edá envalorada del Universu diba dende los 10.000 millones d'años hasta los 20.000 millones d'años, aproximadamente.
Evidentemente, tratar d'una incertidume escesiva que yera precisu correxir. Los errores na estimación de H0 debíense principalmente a llimitaciones instrumentales, polo que cuando se llanzó'l Telescopiu Espacial Hubble, una de les sos prioridaes foi la determinación de H0, nel marcu del denomináu Hubble Space Telescope Key Project, aprovechando les escepcionales capacidaes d'esti preséu. En 2001 publicáronse los resultaos d'esti proyeutu tres dellos años d'estudiu, que refundiaron un valor pa H0 de 72±8 km/s/Mpc, según el cual la edá del Universu tenía de ser d'unos 10.000 millones d'años, insuficiente pa dar cuenta de les estrelles más antigües de los cúmulos globulares, con una edá d'unos 14.000 millones d'años. Sicasí, coles mesmes, observaciones de supernoves alloñaes revelaron qu'esiste dalgún otru factor qu'impulsa la espansión del Universu que se denominó enerxía escura. En concretu, la espansión del Universu ta acelerándose por cuenta de la aición de la enerxía escura, polo que la edá del Universu tomando en cuenta esta aceleración averar a los 14.000 millones d'años, lo que ta acordies cola edá de les estrelles más antigües.
En 2001 llanzóse'l satélite WMAP, destináu al estudiu de la radiación de fondu de microondes. Esta radiación apurre datos sobre l'Universu primixeniu, incluyíu'l valor de H0, polo que al estudiala los cosmólogos disponen d'un segundu métodu alternativu a la fana en candia de galaxes pal cálculu de H0. En 2003 publicáronse les primeres resultaos del WMAP, que daben un valor de 71±4 (km/s)/Mpc para H0. En 2006, dellos analises más detallaos de los datos dexaron envalorar H0 en 70 (km/s)/Mpc, +2.4/-3.2, y ésta ye la midida de la constante de Hubble de mayor precisión llograda hasta la fecha. El doctor Adolfo Moren, de la World Physics Society, topó la cantidá de 96,8 km/s/Mpsec como valor más exactu de la constante de Hubble, lo que refundiaría una edá del Universu de pocu más de diez mil millones d'años.
Tamién en 2006 el telescopiu espacial de rayos X Chandra calculó H0 por aciu otru métodu independiente, y llogró el valor de 77 km/s/Mpc.
El 5 de mayu del 2009, un equipu lideráu por Adam Riess, utilizando'l Telescopiu Hubble, anunció una midida que refundiaba un valor pa la constante de 74.2 +/-3.6 km/s/megapársec. Esta midida tien un marxe d'error inferior al 5%.
El 25 de xunetu de 2011, Florian Beutler, estudiante de doctoráu del International Centre for Radio Astronomy Research (ICRAR) n'Australia, depués d'analizar más de 125.000 galaxes llogró una nueva midida, 67.0 ± 3.2 km/s/megapársec
Finalmente, en marzu de 2014 la misión espacial Planck atopó un valor de H0 de (67.3 ± 1.2) km/s/Mpc, gracies al estudiu de la radiación de fondu de microondes.
En 2017 cola detección de les Ondes gravitacionales y les correspondiente contrapartida óptica de la fonte de GW170817, por fusión de dos estrelles de neutrones, envaloróse un valor de 70,0+12,0−8,0 km/s/Mpc (al 68% CL), compatible col restu de midíes y de gran valor al nun utilizar nenguna otra fonte de distancies emplegada pal restu de midíes.
El valor de la constante de Hubble na teoría del universu onda
La teoría del Universu onda diz que'l nuesu Universu ye una onda 3D que se produció nuna brana 4D por cuenta de una perturbación, un choque ente branes. Al igual qu'una piedra al cayer na superficie d'un estanque (2D) xenera una onda (1D), nel Omniverso esistía una brana 4D y nella produció una perturbación de dalgún tipu que provocó una onda 3D.
El nuesu Universu ye esa onda. Non l'interior de la onda, lo que va quedando detrás, sinón el mesmu frente d'onda. Siendo asina, ye bien fácil calcular el valor de la constante de Hubble en cualquier momentu de la hestoria. El problema ye'l mesmu que calcular a qué velocidá crez la llargor d'una onda circular ente dos puntos cualesquier de la mesma.
Si la onda nació nuna perturbación que se produció fai 13'7 giga años y avanza a la velocidá de la lluz, el tamañu actual de la onda va ser de 13'7 * 2 * PI = 86 Giga Años Lluz.
El puntu más alloñáu de la nuesa posición na onda ta nes nueses antípodes, a 43 Gal.