Español
Mirando el Pasado
Algo que en nuestra vida diaria pasamos por alto, es que somos incapaces de ver lo que nos rodea tal como realmente es en el presente, y no solo por nuestra incapacidad de percibir un amplio rango del espectro radioeléctrico que conforma la luz, que es emitida o reflejada por todo lo que nos rodea, sino por el hecho de que la luz en si misma no tiene una velocidad infinita, por lo que mientras más lejos se encuentra el objeto, que por alguna razón se encuentra en nuestra atención visual, más al pasado de éste estamos viendo.
La luz tiene una velocidad en el vacío de aproxmadamente 300.000 km/s, lo que para las distancias de nuestra vida cotidiana representa más que suficiente para darnos la falsa impresión de que vivimos el mismo presente de lo que observamos a nuestro alrededor, y si lo razonamos bien, los tiempos que tarda la luz en alcanzar y estimular las estructuras de nuestra retina, encargadas de percibirla, sumado al tiempo que estos impulsos tardan en llegar a nuestro cerebro y este en procesarlos, es tan pequeño, que podríamos decir que resulta insignificante y que lo que vemos a nuestro alrededor, personas, mobiliario, paredes, árboles, etc., en realidad está viviendo el mismo presente que nosotros, sin embargo, no es así, aunque de diminutas fracciones de segundo se trate, lo que vemos, siempre se encuentra en el pasado.
Este fenómeno, que para nuestra vida diaria resulta inadvertido y en realidad irrelevante, pasa a tener importancia cuando las distancias que nos separan de lo que vemos aumentan a escala cosmológica. Si en este preciso momento, por algún extraño e inesperado fenómeno, nuestro Sol fuese sustituido por un agujero negro, de igual masa y ocupando su mismo lugar, no nos daríamos cuenta de ello, hasta pasados ocho minutos, cuando repentinamente el cielo se tornara completamente negro, como si una repentina noche cayera sobre nosotros, al alguien apagar un imaginario interruptor de luz, más aun, la luna y los otros planetas que nos acompañan en el sistema solar también desaparecerían de nuestra vista.
Así veríamos como unos pocos segundos después del Sol se apagaría la Luna, unos minutos más tarde pasaría lo mismo con Marte, luego seguiría Júpiter, y así, con cada uno, según se encuentren más alejados. Solo prevalecerían en el cielo las estrellas y otros objetos que se encuentran en el espacio profundo y cuya luz es propia y no un reflejo de la luz solar.
Esta es la razón por la que se dice que al observar el espacio, mientras más lejos veamos, estamos profundizando más en el pasado, Próxima Centauri, la estrella más cercana a nosotros, después del Sol, se encuentra a 4,22 años luz, es decir el equivalente a la distancia que recorre la luz en 4,22 años, esta curiosa forma de medir las distancias no solo nos indica que tan lejos estamos viendo, sino también que tan atrás en el tiempo lo estamos haciendo, así, esos 4,22 años luz se pueden traducir en 3.9924 * 1013 km de distancia, lo que ya resulta en una cifra impresionante, para ser la siguiente estrella más próxima, pero lo que podría resultar menos intuitivo es el hecho de que cuando vemos a Próxima Centauri, que en realidad solo es visible con instrumentos ópticos, en realidad estamos viendo a como era esta estrella hace 4,22 años, no como es actualmente. [1]
Para las distancias cosmológicas y los tiempos de vida que tienen la mayoría de los objetos que conforman nuestro cielo nocturno, los 4,22 años que nos separan en el tiempo de lo que vemos al mirar en dirección de Próxima Centauri, tal vez no significan mucho, pero si nos fijamos en una estrella como Betelgeuse que se encuentra a poco más de 640 años luz, y pensamos que se encuentra al borde de su muerte, la cual ocurrirá en medio de un estallido que iluminará la galaxia, y además nos percatamos que, según las últimas observaciones, este estallido podría ocurrir en algún momento de los próximos 100.000 años, eso nos deja entender que existe una poca, pero factible probabilidad, de que esto ya haya ocurrido, y tardemos hasta unos 640 años, en presenciar su estallido en nuestro cielo, en forma de un desmedido incremento en su magnitud. [2]
Este mirar al pasado se hace notablemente mayor cuando empezamos a fijar nuestra atención en los objetos fuera de nuestra galaxia, llegando incluso a encontrarnos con objetos que se encuentran tan distantes que al verlos estamos observando apenas a cientos de millones de años del inicio del universo, del big-bang. [4]
Una de las miradas al universo primitivo que nos permite obtener imágenes de cuál era su apariencia, es la que proporciona el telescopio espacial Jame Webb, y desde el inicio de sus operaciones han sido varios los momentos en los que un nuevo descubrimiento se ha ganado el título de la galaxia más lejana observada, pero estos descubrimientos nos han abierto una nueva perspectiva que en algunos momentos parecen contradecir lo que los modelos de la evolución del universo predicen. [4]
En fecha reciente el James Webb ha permitido observar seis nuevas galaxias que se encuentran a una distancia tal que las ubica entre los 500 y 700 millones de años después del big-bang, lo que las convierte en una muestra de como debieron ser las primeras galaxias en formarse después de acabada la llamada edad oscura, periodo posterior a los 380.000 años después del big-bang, durante los cuales la densidad y temperatura del universo era tan grande que ni siquiera los fotones tenían libertad de movimiento, trascurridos estos primeros años de vida del universo, la temperatura y densidad se redujeron lo suficiente como para que los electrones pudieran unirse a los protones para formar los primeros átomos de hidrógeno, lo que dio libertad a los fotones para moverse por el espacio, dando origen al fondo cósmico de microondas, después de este momento, cuando el universo estuvo formado fundamentalmente por nubes de gas que se expandían junto con el espacio a velocidades que superaban a la de la luz, en medio de un proceso de inflación, se crearon las condiciones para la formación de las primeras estrellas y con ellas los primeros cúmulos y galaxias, esto ocurrió transcurridos unos 500 millones de años, después del big-bang. [3][5][7]
Estas primeras agrupaciones estelares, debería tener la apariencia de galaxias jóvenes, con poca densidad estelar y pequeñas dimensiones, y con una tasa de formación estelar acorde a su tamaño y masa; sin embargo, este nuevo descubrimiento del James Webb contradice esta teoría, pues estas seis nuevas galaxias tienen una densidad estelar y tamaño que se asemeja a la de las galaxias actuales y una desproporcionada tasa de formación estelar, lo que no es acorde con las galaxias de ese periodo, lo que se expresa en la magnitud de su brillo. [7]
Lo contradictorio del descubrimiento de estas seis galaxias ha llevado a algunos cosmólogos a suponer la posibilidad de que se trate de algún tipo de estructura que existía en el universo primitivo, diferente a las galaxias y a la presencia de agujeros negros supermasivos activos, que serían el origen de la masa y la cantidad de luz emitida por estos objetos. [5][7]
Sin embargo, estas galaxias no son lo más lejano y antiguo de lo que tenemos conocimiento, más allá del periodo oscuro y sus primeras estrellas y galaxias, se encuentra la impresión que dejaron, los primeros fotones que pudieron escapar del plasma original que fue el universo en sus primeros 380.000 años, se trata de Fondo Cósmico de Microondas (del inglés, CMB). Se trata de una luz en forma de radiación de microondas que llena el universo y parece provenir de todas partes; fue el producto del desacoplamiento de la materia y la radiación que se dio antes del inicio de la edad oscura, momento en el cual la temperatura del universo había descendido lo suficiente como para que los protones y electrones se combinaran para forma los primeros átomos de hidrógeno, que al tener carga neutra, difícilmente interactuaban con los fotones, haciendo así al universo trasparente a los rayos de luz, esos primeros rayos de luz quedaron impresos en el universo como el fondo cósmico de microondas, el cual ha podido ser percibido y mapeado usando radiotelescopios. [8]
Fuera de los modelos teóricos y más allá del CMB, es imposible saber que apariencia tenía el universo, pues no existía la luz tal como hoy la percibimos, en toda la amplitud de su espectro, pues los fotones estaban casi imposibilitados de desplazarse, debido a que colisionaban con las demás partículas cargadas que se encontraba libres en el plasma primitivo que formaba el universo. [8]
English
Looking the past
Something that in our daily life we overlook, is that we are unable to see what surrounds us as it really is in the present, and not only because of our inability to perceive a wide range of the radio electric spectrum that makes up light, which is emitted or reflected by everything around us, but because of the fact that light itself does not have an infinite speed, so the farther away the object is, which for some reason is in our visual attention, the farther in the past of it we are seeing.
Light has a vacuum velocity of 300.000 km/s, which for the distances of our daily life represents more than enough to give us the false impression that we live the same present of what we observe around us, and if we reason well the time it takes light to reach and stimulate the structures of our retina, responsible for perceiving it, added to the time that these impulses take to reach our brain and this to process them, is so small that we could say that it is insignificant and that what we see around us, people, furniture, walls, trees, etc., is actually living the same present as us, in reality it is living the same present that we do, however, it is not like that, even if we are talking about tiny fractions of a second, what we see, is always in the past.
This phenomenon, which for our daily life is unnoticed and actually irrelevant, becomes important when the distances that separate us from what we see increase on a cosmological scale. If at this precise moment, by some strange and unexpected phenomenon, our Sun were to be replaced by a black hole, of equal mass and occupying the same place, we would not realize it until after eight minutes, when suddenly the sky would become completely black, as if a sudden night were falling on us, as someone would turn off an imaginary light switch, moreover, the moon and the other planets that accompany us in the solar system would also disappear from our sight.
Thus we would see how a few seconds after the Sun the Moon would be extinguished, a few minutes later the same would happen with Mars, then Jupiter would follow, and so on, with each one, as they are farther away. Only the stars and other objects in deep space, whose light is their own and not a reflection of sunlight, would prevail in the sky.
This is the reason why it is said that when observing space, the farther we see, we are going deeper into the past, Proxima Centauri, the closest star to us, after the Sun, is 4.22 light years away, that is the equivalent to the distance that light travels in 4.22 years, this curious way of measuring distances not only tells us how far we are seeing, but also how far back in time we are doing it, thus, those 4.22 light years can be translated into 3.9924 * 1013 km distance, which already results in an impressive figure, to be the next closest star, but what might be less intuitive is the fact that when we see Proxima Centauri, although it is really only visible with optical instruments, we are actually looking at how this star was 4.22 years ago, not how it is today. [1]
For the cosmological distances and lifetimes of most of the objects that make up our night sky, the 4.22 years that separate us from what we see as we look in the direction of Proxima Centauri may not mean much, But if we look at a star like Betelgeuse, which is just over 640 light-years away, and we think that it is on the verge of its death, which will occur in the middle of an outburst that will illuminate the galaxy, and we also realize that, according to the latest observations, this outburst could occur sometime in the next 100,000 years, that leaves us to understand that the star is on the verge of its death, which will occur in the middle of an outburst that will illuminate the galaxy.000 years, that leaves us to understand that there is a small but possible probability that this has already happened, and that it will take us up to 640 years to witness its outburst in our sky, in the form of an excessive increase in its magnitude. [2]
This looking into the past becomes noticeably greater when we begin to fix our attention on objects outside our galaxy, even encountering objects that are so distant that when we see them we are looking just hundreds of millions of years from the beginning of the universe, from the big-bang [4].
One of the glimpses into the early universe that allows us to obtain images of what it looked like is provided by the Jame Webb space telescope, and since the start of its operations there have been several moments when a new discovery has earned the title of the most distant galaxy observed, but these discoveries have opened up a new perspective that at times seem to contradict what models of the evolution of the universe predict. [4]
Recently, the James Webb has made it possible to observe six new galaxies that are at a distance that places them between 500 and 700 million years after the big-bang, which makes them a sample of how the first galaxies must have formed after the end of the so-called dark age, a period after 380,000 years after the big-bang, during which the density and temperature of the universe was so great that even the photons were not free to move.After these first years of life of the universe, the temperature and density were reduced enough so that the electrons could join the protons to form the first atoms of hydrogen, which gave freedom to the photons to move through space, giving origin to the cosmic microwave background, after this moment, when the universe was formed fundamentally by gas clouds that expanded together with space at speeds that exceeded the speed of light, in the middle of an inflation process, the conditions were created for the formation of the first stars and with them the first clusters and galaxies, this happened after 500 million years, after the big-bang. [3][5][7]
These first stellar groupings should have the appearance of young galaxies, with low stellar density and small dimensions, and with a star formation rate according to their size and mass, however this new James Webb discovery contradicts this theory, because these six new galaxies have a stellar density and size that resembles that of current galaxies and a disproportionate star formation rate, which is not in accordance with the galaxies of that period, which is expressed in the magnitude of its brightness. [7]
The contradictory nature of the discovery of these six galaxies has led some cosmologists to suppose the possibility that they are some kind of structure that existed in the early universe, different from galaxies and the presence of active supermassive black holes, which would be the origin of the mass and the amount of light emitted by these objects. [5][7]
However, these galaxies are not the most distant and ancient of what we know, beyond the dark period and its first stars and galaxies, there is the impression they left, the first photons that could escape from the original plasma that was the universe in its first 380,000 years, it is the Cosmic Microwave Background (CMB). It is a light in the form of microwave radiation that fills the universe and seems to come from everywhere, and was the product of the decoupling of matter and radiation that occurred before the onset of the dark ages, at which time the temperature of the universe had dropped enough for protons and electrons to combine to form the first hydrogen atoms, which, having a neutral charge, hardly interacted with photons, thus making the universe transparent to light rays, those first light rays were imprinted in the universe as the cosmic microwave background, which has been perceived and mapped using radio telescopes. [8]
Outside of the theoretical models and beyond the CMB, it is impossible to know what the universe looked like, since there was no light as we perceive it today, in the full breadth of its spectrum, since photons were almost unable to move, because they collided with the other charged particles that were free in the primitive plasma that formed the universe. [8]
Referencias / Sources
- Wikipedia, Próxima Centauri, Wikipedia.
- Wikipedia, Betelgeuse, Wikipedia.
- Sabadell, M., ¿Qué fue la Edad Oscura del universo?, Muy Interesante.
- La Nación, El extraordinario descubrimiento que hizo el telescopio espacial James Webb, La Nación
- Martinez-Juarez, P., El universo primitivo que nos muestra el James Webb no es como nos esperábamos. Comienza a ser un problema, Xataka.
- Bachiller, R., Una pequeña y remota galaxia desvela cómo era el universo primitivo gracias al James Webb, El Mundo.
- Sandoval, A., Seis galaxias tempranas detectadas con el James Webb tienen consternados a los científicos, Fayer Wayer
- Oltra, J., ¿Qué es realmente el Fondo Cósmico de Microondas?, Muy Interesante