Edwin Hubble

Los estudios de Hubble en la Universidad de Chicago se centraron en matemáticas , astronomía y filosofía , lo que le permitió obtener una licenciatura en ciencias en 1910. Durante un año, también fue asistente de laboratorio del físico Robert Millikan , futuro ganador del Premio Nobel . ^{[ 16 ]} Hubble también se convirtió en miembro de la fraternidad Kappa Sigma . Como becario Rhodes , pasó tres años en el Queen's College de Oxford estudiando jurisprudencia en lugar de ciencias (como promesa a su padre moribundo), ^{[ 17 ]} y posteriormente añadió estudios de literatura y español, ^{[ 17 ]} obteniendo finalmente una maestría. ^{[ 18 ]}

En 1909, el padre de Hubble trasladó a su familia de Chicago a Shelbyville, Kentucky , para que pudieran vivir en un pueblo pequeño, estableciéndose finalmente en la cercana Louisville . Su padre falleció en el invierno de  1913, mientras Edwin aún se encontraba en Inglaterra. Al 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 mudó una vez más a Everett Avenue, en el barrio Highlands de Louisville, para dar cabida a Edwin y William. ^{[ 19 ]}

Hubble fue un hijo obediente que, a pesar de su profundo interés por la astronomía desde niño, accedió a la petición de su padre de estudiar derecho, primero en la Universidad de Chicago y luego en la Universidad de Oxford. Durante este tiempo, también cursó algunas asignaturas de matemáticas y ciencias. Tras la muerte de su padre en 1913, Edwin regresó al Medio Oeste desde Oxford, pero no tenía la motivación para ejercer la abogacía. En cambio, se dedicó a enseñar español, física y matemáticas en la escuela secundaria de New Albany , Indiana, donde también entrenó al equipo de baloncesto masculino. Después de un año como profesor de secundaria, ingresó en la universidad con la ayuda de su antiguo profesor de la Universidad de Chicago para estudiar astronomía en el Observatorio Yerkes de la universidad , donde obtuvo su doctorado en 1921. Su tesis se tituló "Investigaciones fotográficas de nebulosas débiles". ^{[ 20 ]} En Yerkes, tuvo acceso a su telescopio refractor de 40 pulgadas construido por George Ellery Hale en 1897, así como a un innovador  telescopio reflector de 26 pulgadas (61 cm). ^{[ 16 ]}

Después de que Estados Unidos declarara la guerra a Alemania en 1917, Hubble se apresuró a terminar su tesis doctoral para poder unirse al ejército. Hubble se alistó como voluntario en el Ejército de los Estados Unidos y fue asignado a la recién creada 86.ª División , donde sirvió en el 2.º Batallón del 343.er Regimiento de Infantería. Ascendió al rango de mayor; ^{[ 21 ]} la 86.ª División fue desplegada en el extranjero, pero nunca entró en combate, ya que fue disuelta y su personal fue utilizado como reemplazo en otras unidades. Tras el fin de la Primera Guerra Mundial, Hubble pasó un año en la Universidad de Cambridge , donde retomó sus estudios de astronomía. ^{[ 22 ]}

La llegada del Hubble al Monte Wilson coincidió aproximadamente con la finalización del Telescopio Hooker de 2,5 metros (100 pulgadas) , que por aquel entonces era el más grande del mundo. En ese momento, la visión predominante del cosmos era que el universo consistía enteramente en la galaxia Vía Láctea . 

Utilizando el Telescopio Hooker, Hubble identificó variables cefeidas , una candela estándar descubierta por Henrietta Swan Leavitt . ^{[ 7 ]} Comparando su luminosidad aparente con su luminosidad intrínseca se obtiene su distancia a la Tierra. ^{[ 24 ] [ 25 ]} Hubble encontró cefeidas en varias nebulosas , incluyendo la Nebulosa de Andrómeda y la Nebulosa del Triángulo . Sus observaciones, realizadas en 1924, demostraron de manera concluyente que estas nebulosas estaban demasiado distantes para ser parte de la Vía Láctea y eran, de hecho, galaxias enteras fuera de la galaxia de la Vía Láctea; por lo tanto, hoy ya no se consideran nebulosas .

Esta hipótesis se planteó por primera vez en 1755, cuando apareció la Historia general de la naturaleza y la Teoría de los cielos de Immanuel Kant . La hipótesis de Hubble fue rechazada por muchos en la comunidad astronómica de la época, en particular por Harlow Shapley , de la Universidad de Harvard . A pesar de la oposición, Hubble publicó sus hallazgos en The New York Times el 23 de noviembre de 1924, ^{[ 26 ] [ 27 ]} y luego los presentó a otros astrónomos en la reunión de la Sociedad Astronómica Estadounidense del 1 de enero de 1925. ^{[ 28 ]} Los resultados de Hubble sobre la galaxia de Andrómeda se publicaron formalmente en una revista científica revisada por pares en 1929. ^{[ 29 ]}

Los hallazgos de Hubble cambiaron radicalmente la visión científica del universo. Sus defensores afirman que el descubrimiento de nebulosas fuera de nuestra galaxia allanó el camino para futuros astrónomos. ^{[ 30 ]} Aunque algunos de sus colegas más renombrados simplemente se burlaron de sus resultados, Hubble publicó sus hallazgos. Esta publicación le valió el Premio de la Asociación Americana y 500 dólares de Burton E. Livingston, del Comité de Premios. ^{[ 15 ]}

Hubble ideó el sistema más utilizado para clasificar galaxias , agrupándolas según su apariencia en imágenes fotográficas. Organizó los diferentes grupos de galaxias en lo que se conoció como la secuencia de Hubble. ^{[ 31 ]}

Hubble estimó las distancias a 24 nebulosas extragalácticas, utilizando diversos métodos. En 1929, examinó la relación entre estas distancias y sus velocidades radiales , determinadas a partir de sus desplazamientos al rojo . Ahora se sabe que todas sus distancias estimadas son demasiado pequeñas, hasta en un factor de aproximadamente 7. Esto se debió a factores como la existencia de dos tipos de variables cefeidas o la confusión entre nubes de gas brillantes y estrellas brillantes. ^{[ 32 ]} Sin embargo, sus distancias eran más o menos proporcionales a las distancias reales, y al combinarlas con las mediciones de los desplazamientos al rojo de las galaxias realizadas por Vesto Slipher y Milton L. Humason , encontró una relación aproximadamente lineal entre las distancias de las galaxias y sus velocidades radiales (corregidas por el movimiento solar), ^{[ 11 ]} 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. Interpretada de esa manera, las mediciones del Hubble en 46 galaxias conducen a un valor para la constante de Hubble de 500  km/s/Mpc, que es mucho mayor que los valores actualmente aceptados de 74  km/s/Mpc ^{[ 33 ] [ 34 ]} (método de la escalera de distancia cósmica) o 68  km/s/Mpc ^{[ 35 ] [ 36 ]} ( método CMB ) debido a errores en sus calibraciones de distancia.

Sin embargo, la razón del corrimiento al rojo seguía sin estar clara. Lemaître predijo, basándose en fundamentos teóricos a partir de las ecuaciones de Albert Einstein para la relatividad general, la relación corrimiento al rojo-distancia, y publicó evidencia observacional que la respaldaba, dos años antes del descubrimiento de la ley de Hubble. ^{[ 37 ]} Aunque utiliza el término «velocidades» en su artículo (y «velocidades radiales aparentes» en la introducción), posteriormente expresó dudas sobre la interpretación de estas como velocidades reales. En 1931, escribió una carta al cosmólogo neerlandés Willem de Sitter expresando su opinión sobre la interpretación teórica de la relación corrimiento al rojo-distancia: ^{[ 32 ]}

El Sr. Humason y yo agradecemos profundamente su amable aprecio por los artículos sobre velocidades y distancias de las nebulosas. Utilizamos el término «velocidades aparentes» para enfatizar las características empíricas de la correlación. Consideramos que la interpretación debe dejarse en manos de usted y de las pocas personas competentes para abordar el tema con autoridad.

Actualmente, 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 ambos mecanismos se convierten en descripciones equivalentes relacionadas por una transformación de coordenadas para galaxias cercanas.

En la década de 1930, Hubble participó en la determinación de la distribución de 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 conteo proporcionaban un resultado más razonable con respecto a la curvatura espacial si la corrección del corrimiento al rojo se realizaba asumiendo que no existía recesión. Hasta el final de sus escritos, mantuvo esta postura, favoreciendo (o al menos dejando abierta) el modelo en el que no existe una verdadera expansión y, por lo tanto, que el corrimiento al rojo "representa un principio de la naturaleza hasta ahora no reconocido". ^{[ 38 ]}

Hubo problemas metodológicos con la técnica de observación del Hubble que mostraron una desviación de la planitud a grandes desplazamientos al rojo. En particular, la técnica no tuvo en cuenta los cambios en la luminosidad de las galaxias debido a la evolución galáctica . En 1917, Einstein había descubierto que su teoría de la relatividad general, recientemente desarrollada, indicaba que el universo debía estar expandiéndose o contrayéndose. Incapaz de creer lo que le decían sus propias ecuaciones, Einstein introdujo una constante cosmológica (un  " factor de ajuste ") en las ecuaciones para evitar este "problema". Cuando Einstein se enteró de los desplazamientos al rojo del Hubble, se dio cuenta de que la expansión predicha por la relatividad general debía ser real, y más adelante, dijo que cambiar sus ecuaciones fue "el mayor error de [su] vida". ^{[ 39 ]} Einstein visitó el Observatorio Mount Wilson en 1931 y conoció al Hubble. Einstein anunció allí que "la visita le había hecho cambiar de opinión". ^{[ 40 ] [ 41 ]}

Hubble también descubrió el asteroide 1373 Cincinnati el 30 de agosto de 1935. En 1936 escribió *El enfoque observacional de la cosmología* y *El reino de las nebulosas* , donde explica sus métodos para la astronomía extragaláctica y su visión de la historia de la materia. En diciembre de 1941, Hubble informó a la Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia que los resultados de un estudio de seis años con el telescopio del Monte Wilson no respaldaban la teoría del universo en expansión. Según un artículo del Los Angeles Times que recogía las declaraciones de Hubble: «Las nebulosas no podrían estar distribuidas uniformemente, como muestra el telescopio, y aun así encajar con la idea de la explosión. Las explicaciones que intentan eludir lo que ve el gran telescopio, dijo, no se sostienen. La explosión, por ejemplo, habría tenido que comenzar mucho después de la creación de la Tierra, y posiblemente incluso después de que apareciera la primera vida aquí». ^{[ 42 ] [ 43 ]} (La estimación de Hubble de lo que ahora llamamos la constante de Hubble situaría el Big Bang hace solo 2000 millones de años).

En 2011, la revista Nature publicó afirmaciones de que Hubble podría haber participado en la redacción de partes clave de la traducción al inglés de 1931 del artículo de Lemaître de 1927, que formuló lo que más tarde se conocería como la ley de Hubble y también aportó evidencia observacional. Los historiadores citados en el artículo se mostraron escépticos ante la posibilidad de que las redacciones formaran parte de una campaña para asegurar que Hubble mantuviera la prioridad. Sin embargo, el astrónomo Sidney van den Bergh publicó un artículo ^{[ 51 ]} que sugería que, si bien las omisiones podrían haber sido obra de un traductor, también podrían haber sido deliberadas.

En noviembre de 2011, el astrónomo Mario Livio informó en Nature que una carta que encontró en el archivo de Lemaître demostraba que la redacción había sido realizada por Lemaître, quien aparentemente no vio sentido en publicar contenido científico que ya había sido reportado en 1929 por Hubble. ^{[ 37 ]} El artículo de Lemaître se publicó en francés, dos años antes que el de Hubble. ^{[ 52 ]}

Durante la vida de Hubble, el Premio Nobel de Física no incluía la astronomía. Hubble dedicó gran parte de la última etapa de su carrera a intentar que la astronomía se considerara parte de la física, en lugar de una ciencia independiente. Lo hizo principalmente para que los astrónomos —incluido él mismo— pudieran ser reconocidos por el Comité Nobel por sus 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 el trabajo astronómico sería elegible para el premio de física. ^{[ 15 ]}

• Premio Newcomb Cleveland en 1924; ^{[ 53 ]}
• Medalla Bruce en 1938; ^{[ 54 ]}
• Medalla Franklin en 1939; ^{[ 55 ]}
• Medalla de Oro de la Real Sociedad Astronómica en 1940; ^{[ 56 ]}
• Legión al Mérito por su destacada contribución a la investigación balística en 1946. ^{[ 57 ]}

• Miembro electo de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos en 1927; ^{[ 58 ]}
• Elegido miembro de la Sociedad Filosófica Estadounidense en 1929. ^{[ 59 ]}

• Asteroide 2069 Hubble ;
• El cráter Hubble en la Luna ;
• Telescopio espacial Hubble en órbita ;
• Planetario Edwin P. Hubble, ubicado en la escuela secundaria Edward R. Murrow, Brooklyn , Nueva York; ^{[ 60 ]}
• La autopista Edwin Hubble, el tramo de la Interestatal 44 que pasa por su lugar de nacimiento, Marshfield , Missouri; ^{[ 61 ]}
• Hubble Middle School, una escuela pública en Wheaton , Illinois, donde vivió desde los 11 años en adelante. ^{[ 62 ]}

El 6 de marzo de 2008, el Servicio Postal de los Estados Unidos emitió un sello de 41 centavos en honor a Hubble en una hoja titulada "Científicos estadounidenses" diseñada por el artista Victor Stabin . ^{[ 48 ]} Su cita dice: ^{[ 63 ]}

A menudo llamado "pionero de las estrellas distantes", 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 a nuestra Vía Láctea. De no haber fallecido repentinamente en 1953, Hubble habría ganado el Premio Nobel de Física de ese año.

La afirmación de que habría ganado el Premio Nobel en 1953 es probablemente falsa, aunque fue nominado para el premio ese año. ^{[ 64 ]} Los otros científicos en la hoja "Científicos estadounidenses" incluyen a Gerty Cori , bioquímica; Linus Pauling , químico, y John Bardeen , físico.

• En 1934 pronunció la Conferencia Halley ^{[ 65 ]} en la Universidad de Oxford ;
• Salón de los Misurianos Famosos de 2003 ; ^{[ 66 ]}
• Salón de la Fama del Baloncesto de ^Indiana 2017. ^{[ 67} ]
• La obra de teatro El cumpleaños de la creación , escrita por el físico de Cornell Hasan Padamsee, cuenta la historia de la vida de Hubble. ^{[ 68 ]}