En el universo, los objetos mas cercanos a nosotros son aquellos que tienen un brillo fijo, es decir que no parpadean y apenas son ocho que se pueden ver a simple vista, los cuales constituyen los planetas de nuestro sistema solar. El resto están tan lejanos que se hace necesario usar instrumentos sofisticados para ello.

Entonces, ¿cómo saber si los cuerpos celestes se alejan o se nos acercan? Bien, para saberlo existe un método muy sencillo y es descomponiendo el espectro de su luz, para después usar el fenómeno físico que se conoce como efecto doppler y analizar el corrimiento al rojo y el azul, respectivamente. Si quieres saber más sobre estos conceptos, acompáñeme.


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El efecto doppler

El efecto Doppler puede ser considerado como el cambio de frecuencia de una onda producida por un objeto en movimiento respecto al observador. Puede analizarse tanto para ondas de sonido como de luz, y este considera la relación entre velocidad y frecuencia de las ondas sonoras y ondas electromagnéticas de una fuente emisora respecto al receptor.

Entender el efecto Doppler al analizar las ondas sonoras resulta sencillo. Cuando un cuerpo como un vehículo se mueve acercándose a un observador que está en reposo, este sentirá que el sonido aumenta su intensidad, haciéndose cada vez más agudo, a medida que se le acerque. Esto se debe a que la frecuencia aumenta al acercarse al observador, por lo que aumenta la velocidad de propagación de la onda respecto del mismo.

En cambio, si el móvil se aleja del observador en reposo, este notara el sonido más débil o grave. En este caso, al alejarse el móvil, la frecuencia sónica disminuye, reduciendo la velocidad de propagación de la onda respecto del observador. ¿Pero qué sucede en el caso de las ondas electromagnéticas? Veamos cómo se manifiesta el movimiento hacia el rojo y el azul.

Corrimiento hacia el azul del espectro


Ahora, imaginemos que un astrónomo quiere saber si un objeto celeste o una galaxia se acerca o aleja de nosotros. En el caso de la luz, que se compone de siete colores, cada color del espectro tiene un valor diferente de frecuencia, los colores extremos son azul y el rojo. Los objetos celestes emiten luz y cuando estos objetos se acercan, al analizar su espectro, los máximos y mínimos de su onda se acercan entre sí respectivamente reduciendo su longitud de onda, comprimiéndola, lo que aumenta su frecuencia y su energía, por lo que el color azul se vuelve más intenso y el rojo más débil, los colores intermedios se intensifican a medida que se acercan hacia el azul.

Como la velocidad de la luz es constante para todos los observadores que se mueven a distintas velocidades, los máximos y mínimos de la onda se acercan, haciendo que nos lleguen más ondas por segundo. Los fotones recorren menos distancia y como resultado pierden menos energía al alcanzar al observador al cual se acercan, en este caso el astrónomo en tierra. Esto se le conoce con el nombre de desplazamiento hacia el azul. Como resultado la estrella o galaxia se estaría acercando a nosotros.

Desplazamiento hacia el rojo


Si el azul se torna más bajo y los siguientes comienzan a intensificarse en dirección del rojo, los máximos y mínimos de la onda se alejan unos de otros respectivamente estirándola. Esto hace que nos llegue menos cantidad de ondas por segundo, al reducirse la frecuencia de la onda luminosa.

Nuevamente, como la velocidad de la luz es la misma para cualquier observador, no importa a qué velocidad se mueva y como onda-partícula es lo mismo, los fotones recorren mas distancia para alcanzar al observador, ya que su fuente emisora, se aleja, habrían perdido más energía, este resultado se conoce, con el nombre de desplazamiento o corrimiento hacia el rojo. Cuando esto ocurre, la estrella o galaxia se está alejando de nosotros.

Utilidad en el estudio del Universo

La forma de detectar estos desplazamientos es con la utilización de espectrómetro, que entre otras cosas, nos permite saber más sobre la expansión del universo, así como la existencia de la materia oscura que lo acelera en contra de la gravedad e incluso aventurarnos a conocer el fin del Universo.

Por ejemplo, la galaxia de Andrómeda, la más cercana a nosotros, se nos está acercando, pues su espectro, tiene un corrimiento hacia el azul. Dentro de millones de años, Andrómeda chocará con nuestra galaxia. Esto último está confirmado por los astrónomos, pero no hay razones para preocupación, ya no estaremos. Posiblemente, ya habremos, emigrado, como raza inteligente a otra galaxia que pueda ofrecernos vida, si la tecnología lo permite.

De todas maneras, el espectrómetro sólo funciona para averiguar qué está pasando más allá de donde el ojo humano alcanza a ver; el resto lo dejará claro el tiempo solo para aquellos que lleguen a estar presentes.


Ojocientífico.com 14/10/13