Resumen

Edwin Powell Hubble (20 de noviembre de 1889 - 28 de septiembre de 1953) fue un astrónomo estadounidense. Desempeñó un papel crucial en el establecimiento de los campos de la astronomía extragaláctica y la cosmología observacional.

Hubble demostró que muchos objetos anteriormente considerados nubes de polvo y gas y clasificados como "nebulosas" eran en realidad galaxias más allá de la Vía Láctea. Utilizó la estrecha relación directa entre la luminosidad de una variable cefeida clásica y el periodo de pulsación (descubierto en 1908 por Henrietta Swan Leavitt) para escalar distancias galácticas y extragalácticas.

Hubble aportó pruebas de que la velocidad de recesión de una galaxia aumenta con su distancia a la Tierra, una propiedad que ahora se conoce como ley de Hubble, aunque había sido propuesta dos años antes por Georges Lemaître. La ley de Hubble implica que el universo está en expansión. Una década antes, el astrónomo estadounidense Vesto Slipher había aportado las primeras pruebas de que la luz de muchas de estas nebulosas estaba fuertemente desplazada hacia el rojo, lo que indicaba altas velocidades de recesión.

El nombre de Hubble es más conocido por el Telescopio Espacial Hubble, que fue bautizado en su honor y cuyo modelo se exhibe en Marshfield, Missouri, su ciudad natal.

Edwin Hubble nació en Marshfield (Misuri), hijo de Virginia Lee Hubble (de soltera James) (1864-1934) y John Powell Hubble, ejecutivo de seguros, y se trasladó a Wheaton (Illinois) en 1900. En su juventud destacaba más por sus proezas atléticas que por sus habilidades intelectuales, aunque sacaba buenas notas en todas las asignaturas excepto en ortografía. Edwin era un atleta superdotado, jugaba al béisbol, al fútbol americano y corría en atletismo tanto en el instituto como en la universidad. Ganó siete primeros puestos y un tercero en una sola competición de atletismo en 1906 y jugó en varias posiciones en la cancha de baloncesto, desde pívot hasta escolta. Hubble condujo al equipo de baloncesto de la Universidad de Chicago a su primer título de la Big Ten Conference en 1907.

Estudios universitarios

Los estudios de Hubble en la Universidad de Chicago se centraron en las matemáticas, la astronomía y la filosofía, lo que le permitió obtener la licenciatura en ciencias en 1910. Hubble también se hizo miembro de la fraternidad Kappa Sigma. Becario de Rhodes, pasó tres años en el Queen's College de Oxford estudiando jurisprudencia en lugar de ciencias (como promesa a su padre moribundo), y más tarde añadió estudios de literatura y español, obteniendo finalmente el título de máster.

En 1909, el padre de Hubble trasladó a su familia de Chicago a Shelbyville, Kentucky, para que pudieran vivir en una ciudad pequeña, y finalmente se establecieron en la cercana Louisville. Su padre murió en el invierno de 1913, cuando Edwin aún estaba en Inglaterra. En el verano siguiente, Edwin regresó a casa para cuidar de su madre, sus dos hermanas y su hermano menor, junto con su hermano William. La familia se trasladó una vez más a Everett Avenue, en el barrio Highlands de Louisville, para alojar a Edwin y William.

Hubble fue también un hijo obediente, que a pesar de su intenso interés por la astronomía desde la infancia, accedió a la petición de su padre de estudiar Derecho, primero en la Universidad de Chicago y más tarde en Oxford. Durante este tiempo, también siguió algunos cursos de matemáticas y ciencias. Tras la muerte de su padre en 1913, Edwin regresó de Oxford al Medio Oeste, pero no tenía motivación para ejercer la abogacía. En su lugar, se dedicó a enseñar español, física y matemáticas en la New Albany High School de New Albany, Indiana, donde también entrenó al equipo masculino de baloncesto. Tras un año de enseñanza secundaria, con la ayuda de su antiguo profesor de la Universidad de Chicago, ingresó en la escuela de posgrado para estudiar astronomía en el Observatorio Yerkes de la universidad, donde se doctoró en 1917. Su tesis se titulaba "Investigaciones fotográficas de nebulosas débiles". En Yerkes tuvo acceso a uno de los telescopios más potentes del mundo en aquella época, que contaba con un innovador reflector de 61 cm (24 pulgadas).

Estudios de doctorado

Después de que Estados Unidos declarara la guerra a Alemania en 1917, Hubble se apresuró a terminar su tesis doctoral para poder alistarse en el ejército. Hubble se alistó voluntario en el Ejército de los Estados Unidos y fue destinado a la recién creada 86ª División, donde sirvió en el 2º Batallón del Regimiento de Infantería 343. Alcanzó el rango de comandante y fue declarado apto para el servicio en el extranjero. Ascendió al rango de comandante y el 9 de julio de 1918 fue declarado apto para el servicio en el extranjero, pero la 86ª División nunca entró en combate. Tras el final de la Primera Guerra Mundial, Hubble pasó un año en la Universidad de Cambridge, donde reanudó sus estudios de astronomía.

En 1919, George Ellery Hale, fundador y director del Observatorio del Monte Wilson de la Carnegie Institution for Science, cerca de Pasadena (California), le ofreció un puesto en su plantilla. Hubble permaneció en Mount Wilson hasta su muerte en 1953. Poco antes de su muerte, Hubble se convirtió en el primer astrónomo en utilizar el telescopio reflector gigante de 200 pulgadas (5,1 m) del Observatorio Palomar, cerca de San Diego, California.

Hubble también trabajó como civil para el Ejército de Estados Unidos en Aberdeen Proving Ground (Maryland) durante la Segunda Guerra Mundial como Jefe de la Rama de Balística Exterior del Laboratorio de Investigación Balística, durante la cual dirigió un gran volumen de investigación en balística exterior que aumentó la potencia de fuego efectiva de bombas y proyectiles. Su trabajo se vio facilitado por el desarrollo personal de varios equipos para la instrumentación utilizada en balística exterior, siendo el desarrollo más destacado la cámara de reloj de alta velocidad, que hizo posible el estudio de las características de las bombas y proyectiles de baja velocidad en vuelo. Los resultados de sus estudios contribuyeron a mejorar considerablemente el diseño, el rendimiento y la eficacia militar de bombas y cohetes. Por su trabajo recibió la Legión del Mérito.

El Universo va más allá de la Vía Láctea

La llegada de Edwin Hubble al Observatorio de Mount Wilson, California, en 1919, coincidió aproximadamente con la finalización del telescopio Hooker de 100 pulgadas (2,5 m), entonces el más grande del mundo. En aquella época, la visión predominante del cosmos era que el universo estaba formado en su totalidad por la Vía Láctea.

Utilizando el telescopio Hooker del Monte Wilson, Hubble identificó las variables cefeidas, una vela estándar descubierta por Henrietta Leavitt. Comparando su luminosidad aparente con su luminosidad intrínseca se obtiene su distancia a la Tierra. Hubble encontró Cefeidas en varias nebulosas, entre ellas la nebulosa de Andrómeda y la nebulosa del Triángulo. Sus observaciones, realizadas en 1924, demostraron de forma concluyente que estas nebulosas estaban demasiado lejos para formar parte de la Vía Láctea y que, de hecho, eran galaxias enteras fuera de la nuestra, por lo que hoy en día ya no se consideran nebulosas.

Ya en 1755, cuando apareció la Historia General de la Naturaleza y la Teoría de los Cielos de Immanuel Kant, se formuló esta hipótesis. Muchos astrónomos de la época se opusieron a esta hipótesis, en particular Harlow Shapley, de la Universidad de Harvard. A pesar de la oposición, Hubble, entonces un científico de treinta y cinco años, publicó sus hallazgos por primera vez en The New York Times el 23 de noviembre de 1924, y luego los presentó a otros astrónomos en la reunión del 1 de enero de 1925 de la Sociedad Astronómica Americana. Los resultados de Hubble sobre Andrómeda no se publicaron oficialmente en una revista científica hasta 1929.

Los descubrimientos de Hubble cambiaron radicalmente la visión científica del universo. Sus defensores afirman que el descubrimiento por Hubble de nebulosas fuera de nuestra galaxia ayudó a allanar el camino a futuros astrónomos. Aunque algunos de sus colegas más renombrados simplemente se burlaron de sus resultados, Hubble acabó publicando sus hallazgos sobre las nebulosas. Este trabajo publicado le valió un galardón titulado Premio de la Asociación Americana y quinientos dólares de Burton E. Livingston, del Comité de Premios.

Hubble también ideó el sistema más utilizado para clasificar las galaxias, agrupándolas según su aspecto en las imágenes fotográficas. Organizó los distintos grupos de galaxias en lo que se conoció como la secuencia de Hubble.

El desplazamiento al rojo aumenta con la distancia

Hubble estimó las distancias a 24 nebulosas extragalácticas utilizando diversos métodos. En 1929, Hubble examinó la relación entre estas distancias y sus velocidades radiales, determinadas a partir de sus corrimientos al rojo. Ahora se sabe que todas sus distancias estimadas eran demasiado pequeñas, de hasta un factor de 7. Esto se debió a factores como el hecho de que hay dos tipos de variables Cefeidas o confundir nubes de gas brillantes con estrellas brillantes. Sin embargo, sus distancias eran más o menos proporcionales a las distancias reales, y combinando sus distancias con las mediciones de los desplazamientos al rojo de las galaxias realizadas por Vesto Slipher y por su ayudante Milton L. Humason, descubrió una relación aproximadamente lineal entre las distancias de las galaxias y sus velocidades radiales (corregidas para tener en cuenta el movimiento solar), un descubrimiento que más tarde se conoció como la ley de Hubble.

Esto significaba que cuanto mayor era la distancia entre dos galaxias cualesquiera, mayor era su velocidad relativa de separación. Si se interpretan así, las mediciones de Hubble sobre 46 galaxias conducen a un valor de la constante de Hubble de 500 km

Sin embargo, la razón del corrimiento al rojo seguía sin estar clara. Georges Lemaître predijo teóricamente, basándose en las ecuaciones de Einstein para la relatividad general, la relación entre el corrimiento al rojo y la distancia, y publicó datos observacionales que la confirmaban, dos años antes del descubrimiento de la ley de Hubble. Aunque utilizó el término "velocidades" en su artículo (y "velocidades radiales aparentes" en la introducción), más tarde expresó sus dudas sobre la interpretación de éstas como velocidades reales. En 1931 escribió una carta al cosmólogo holandés Willem de Sitter en la que expresaba su opinión sobre la interpretación teórica de la relación entre desplazamiento al rojo y distancia:

"El Sr. Humason y yo somos profundamente sensibles a su amable apreciación de los artículos sobre velocidades y distancias de las nebulosas. Utilizamos el término velocidades 'aparentes' para enfatizar las características empíricas de la correlación. La interpretación, creemos, debe dejarse a usted y a los muy pocos que son competentes para discutir el asunto con autoridad."

Hoy en día, las "velocidades aparentes" en cuestión suelen considerarse como un aumento de la distancia propia que se produce debido a la expansión del universo. La luz que viaja a través de una métrica en expansión experimentará un corrimiento al rojo de tipo Hubble, un mecanismo algo diferente del efecto Doppler (aunque los dos mecanismos se convierten en descripciones equivalentes relacionadas por una transformación de coordenadas para galaxias cercanas).

En la década de 1930, Hubble se dedicó a determinar la distribución de las galaxias y la curvatura espacial. Estos datos parecían indicar que el universo era plano y homogéneo, pero había una desviación de la planitud a grandes desplazamientos al rojo. Según Allan Sandage,

"Hubble creía que sus datos de recuento daban un resultado más razonable respecto a la curvatura espacial si la corrección del corrimiento al rojo se hacía suponiendo que no había recesión. Hasta el final de sus escritos, mantuvo esta postura, favoreciendo (o al menos manteniendo abierto) el modelo en el que no existe una verdadera expansión y, por tanto, que el corrimiento al rojo "representa un principio de la naturaleza no reconocido hasta ahora"."

La técnica de sondeo de Hubble presentaba problemas metodológicos que mostraban una desviación de la planitud a grandes desplazamientos al rojo. En particular, la técnica no tenía en cuenta los cambios en la luminosidad de las galaxias debidos a su evolución. Anteriormente, en 1917, Albert Einstein había descubierto que su recién desarrollada teoría de la relatividad general indicaba que el universo debía estar expandiéndose o contrayéndose. Incapaz de creer lo que sus propias ecuaciones le decían, Einstein introdujo una constante cosmológica (un "factor de manipulación") en las ecuaciones para evitar este "problema". Cuando Einstein se enteró de los corrimientos al rojo de Hubble, se dio cuenta inmediatamente de que la expansión predicha por la relatividad general debía ser real y, más tarde, dijo que cambiar sus ecuaciones había sido "la mayor metedura de pata de su vida." De hecho, parece ser que Einstein visitó una vez a Hubble e intentó convencerle de que el universo se estaba expandiendo.

Hubble también descubrió el asteroide 1373 Cincinnati el 30 de agosto de 1935. En 1936 escribió The Observational Approach to Cosmology (El enfoque observacional de la cosmología) y The Realm of the Nebulae (El reino de las nebulosas), en los que explicaba sus planteamientos sobre la astronomía extragaláctica y su visión de la historia del tema.

En diciembre de 1941, Hubble informó a la Asociación Americana para el Avance de la Ciencia de que los resultados de un estudio de seis años con el telescopio del Monte Wilson no apoyaban la teoría del universo en expansión. Según un artículo de Los Angeles Times que informaba sobre las observaciones de Hubble, "las nebulosas no podían estar distribuidas uniformemente, como muestra el telescopio, y seguir encajando en la idea de la explosión. Las explicaciones que tratan de eludir lo que ve el gran telescopio, dijo, no se sostienen. La explosión, por ejemplo, tendría que haber comenzado mucho después de que se creara la Tierra, y posiblemente incluso después de que apareciera aquí la primera vida". (La estimación de Hubble de lo que ahora llamamos la constante de Hubble situaría el Big Bang hace sólo 2.000 millones de años).

Hubble se casó con Grace Lillian (Burke) Leib (1889-1980), hija de John Patrick y Luella (Kepford) Burke, el 26 de febrero de 1924.

Hubble fue educado como cristiano protestante, pero algunas de sus declaraciones posteriores sugieren incertidumbre.

Problemas de salud y muerte

Hubble sufrió un infarto en julio de 1949 mientras estaba de vacaciones en Colorado. Fue atendido por su esposa y continuó con una dieta y un horario de trabajo modificados. Murió de trombosis cerebral (un coágulo de sangre en el cerebro) el 28 de septiembre de 1953, en San Marino, California. No se celebró ningún funeral y su esposa nunca reveló el lugar de su entierro.

Acusaciones sobre la prioridad de Lemaître

En 2011, la revista Nature informó de que Hubble había desempeñado un papel en la redacción de partes clave de la traducción del artículo de Lemaître de 1927, que enunciaba lo que hoy se conoce como la Ley de Hubble y también aportaba pruebas observacionales de la misma. Los historiadores citados en el artículo se mostraron escépticos ante la posibilidad de que las redacciones formaran parte de una campaña para garantizar la prioridad de Hubble. Sin embargo, el astrónomo observacional Sidney van den Bergh publicó un artículo en el que sugería que, si bien las omisiones podían haber sido obra de un traductor, también podían haber sido deliberadas.

En noviembre de 2011, el astrónomo Mario Livio informó en Nature de que los documentos del archivo de Lemaître demostraban que la redacción había sido llevada a cabo por el propio Lemaître, quien aparentemente no veía sentido en incluir contenido científico que ya había sido reportado por Hubble. Esto, sin embargo, no quita que Lemaître publicara en francés, sin tales omisiones, dos años antes que Hubble.

Intento de obtener el Premio Nobel

En aquella época, el Premio Nobel de Física no reconocía los trabajos realizados en astronomía. Hubble pasó gran parte de los últimos años de su carrera intentando que la astronomía se considerara un área de la física, en lugar de una ciencia propia. Lo hizo en gran medida para que los astrónomos -incluido él mismo- pudieran ser reconocidos por el Comité del Premio Nobel por sus valiosas contribuciones a la astrofísica. Esta campaña no tuvo éxito en vida de Hubble, pero poco después de su muerte, el Comité del Premio Nobel decidió que los trabajos astronómicos podrían optar al premio de física. Sin embargo, el premio no puede concederse a título póstumo.

Premios

El 6 de marzo de 2008, el Servicio Postal de Estados Unidos puso a la venta un sello de 41 céntimos en honor a Hubble en una hoja titulada "Científicos americanos" diseñada por el artista Victor Stabin.

A menudo llamado "pionero de las estrellas lejanas", el astrónomo Edwin Hubble (1889-1953) desempeñó un papel fundamental en el desciframiento de la vasta y compleja naturaleza del universo. Sus meticulosos estudios de las nebulosas espirales demostraron la existencia de galaxias distintas de nuestra Vía Láctea. Si no hubiera muerto repentinamente en 1953, Hubble habría ganado el Premio Nobel de Física de ese año.

(Nótese que la afirmación de que habría ganado el Premio Nobel en 1953 es probablemente falsa, aunque fue nominado para el premio ese año).

Los otros científicos de la hoja "Científicos estadounidenses" son Gerty Cori, bioquímica; Linus Pauling, químico, y John Bardeen, físico.

Otras apariciones destacadas

En el documental de 1980 Cosmos: A Personal Voyage, del astrónomo Carl Sagan, la vida y obra de Hubble aparecen retratadas en pantalla en el episodio 10: "The Edge of Forever".

La obra Creation's Birthday, escrita por el físico de Cornell Hasan Padamsee, narra la vida de Hubble.

Fuentes

1. Edwin Hubble
2. Edwin Hubble
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