El tamaño del problema

La Vía Láctea brilla sobre el observatorio La Silla, en el norte de Chile. Crédito: ESO

Hace cien años se llevó a cabo “El Gran Debate”, en donde los astrónomos Harlow Shapley y Heber Curtis enfrentaron públicamente sus ideas antagónicas sobre las dimensiones del universo y nuestro lugar en este. Tanto el origen de la discusión como su solución se la debemos, sin embargo, a una silenciosa astrónoma: Henrietta Swan Leavitt.



“El Gran Debate” tuvo lugar el 26 de abril de 1920 en Washington, en la reunión anual de la Academia de Ciencias de los Estados Unidos. La idea había surgido a raíz de las controversias que se estaban dando entre astrónomos y físicos en relación con las características del universo a gran escala. ¿Cuáles son sus dimensiones? ¿Qué leyes lo gobiernan? ¿Cuál es nuestro lugar en él?

Eran tiempos del “Temor Rojo”, cuando Estados Unidos se polarizaba entre el nacionalismo racista, por un lado, y la simpatía por la reciente revolución bolchevique y el anarquismo, por el otro. Tiempos protagonizados por personajes carismáticos y radicales, como la legendaria anarquista Emma Goldman. Personajes temidos o admirados, sin posibles medias tintas. Huelgas, disturbios, atentados con bombas eran cuestiones cotidianas. Podría entonces parecer extraño que la historia se haya encargado de bautizar como “El Gran Debate” a ese modesto intercambio cuyo título original era simplemente “La escala del universo” y que protagonizaron dos circunspectos astrónomos: Harlow Shapley y Heber Curtis. Pero quizás no sea tan extraño. Las controversias en torno a nuestra cosmovisión no deben ser menospreciadas.

El año anterior el astrofísico inglés Arthur Eddington había arrojado evidencia demoledora a favor de la Relatividad General, la teoría de gravitación de Einstein, midiendo en un eclipse la deflexión que experimenta la luz de las estrellas al pasar cerca del Sol. La gravitación es la fuerza más importante a escalas cósmicas, por lo que una nueva teoría modificaba nuestra comprensión de la dinámica de estrellas, las galaxias, y el universo. La nueva teoría fue muy debatida, principalmente por lo matemáticamente compleja que resultaba. El precio de aprenderla parecía muy elevado en relación con las pocas predicciones que inicialmente la distinguían de la vieja teoría de Newton. Es por lo que fue uno de los primeros temas que se propusieron para el debate que la Academia de Ciencias quería llevar a cabo.

En una carta, el secretario de la Academia, Charles Abbot, escribía “Respecto de la relatividad, confieso que preferiría un tema en que hubiese al menos media docena de miembros capaces de entender […] Rezo a Dios que el progreso de la ciencia envíe la relatividad a alguna región del espacio más allá de la cuarta dimensión, de donde no pueda jamás volver a atormentarnos”. Se decidió entonces que el debate giraría en torno a otro tema controvertido: las distancias y la estructura del universo, cuestión en la que había dos ideas en disputa. Una aseguraba que el cosmos era un vacío infinito que contenía un solo gran enjambre de estrellas: nuestra galaxia, la Vía Láctea. La otra, formulada primero por Kant, afirmaba que la nuestra era solo una entre muchos “universos isla” que poblaban el espacio.

Henrietta Swan Leavitt en su oficina en el observatorio de Harvard. Crédito: Creative Commons.

La cuestión se había avivado con el descubrimiento de nuevos métodos para medir las grandes distancias que nos separan de los astros. Hasta allí el único método fidedigno era el paralaje. Este se basa en un efecto cotidiano: cuando nos movemos, digamos, a lo largo de una carretera, percibimos que los objetos se mueven en dirección contraria a nosotros. Sin embargo, los más cercanos se mueven más rápido; las líneas de la carretera pasan veloces, árboles lejanos se desplazan más lento, mientras las montañas apenas se mueven. Conociendo cuánto nos movimos entre dos puntos, podemos evaluar la distancia a un objeto observando su desplazamiento. Así fue, por ejemplo, como Giovanni Cassini pudo determinar en 1672 la distancia a Marte. Para eso, observó simultáneamente con su colega Jean Richer la posición del planeta en el cielo. Estaban a unos 7.000 kilómetros de distancia, él en París; Richer, en la Guayana Francesa. La pequeña diferencia observada con respecto al fondo de estrellas le permitió la hazaña. Así se puede también determinar la distancia a estrellas cercanas, hasta algunos cientos de años luz. Para esto, se observa el desplazamiento aparente de un astro entre dos momentos del año separados por seis meses, de modo que la Tierra haya estado en extremos opuestos de su órbita.

Para distancias mayores el desplazamiento resulta insignificante, y se utiliza, en cambio, el hecho de que mientras más alejada está una estrella, más débil la percibimos. El problema es que es difícil saber si esta falta de luminosidad se debe a su lejanía o es intrínseca a la estrella. Allí es cuando Henrietta Swan Leavitt entra en escena. Ella era parte de las “computadoras de Harvard”, un grupo de mujeres contratadas por bajos salarios para hacer cálculos en el observatorio de esta universidad. Leavitt descubrió un método para determinar el brillo intrínseco de un tipo de estrellas conocidas como “cefeidas”. Su idea dio a Harlow Shapley la regla que necesitaba para medir nuestra galaxia: unos 200 mil años luz. También le permitió desestimar la idea de que el sistema solar ocupa el centro de esta. Todo esto defendió, con razón, en “El Gran Debate”. Shapley también se equivocó.

Fue Curtis quien acertó cuando afirmó que ciertas nebulosas como Andrómeda eran galaxias similares a la nuestra. Claro, entonces la evidencia no era conclusiva. Algunos años después Edwin Hubble encontraría una cefeida en Andrómeda, pudiendo así evaluar su desmesurada lejanía de 2,5 millones de años luz. Una reservada Henrietta Swan Leavitt revolucionó nuestra mirada del cosmos en silencio, sin siquiera ver las estrellas, estudiando cientos de placas fotográficas en una habitación sin ventanas. Los telescopios eran entonces asunto de hombres. La política también. Un año antes de su prematura muerte en 1921, pudo votar por primera vez en su vida. Si bien jamás fue famosa, ni admirada, ni temida, ni fuente de debates como su contemporánea Emma Goldman, fue sin duda la mayor protagonista de “El Gran Debate”. Gracias a ella dejamos el centro de la galaxia, y nuestra galaxia dejó el centro del universo.

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