Las distancias de los astros

Las distancias astronómicas son tan grandes que es necesario usar unidades de distancia que habitualmente no usaríamos (salvo los kilómetros!).

¿Cuáles son las unidades de distancia que se utilizan en Astronomía?

Kilómetro.


Unidad Astronómica, 
equivale a la distancia entre el Sol y la Tierra, unos 150 millones de km. Es muy usada en el Sistema Solar, o para distancias algo mayores al Sistema Solar.


año-luz (a.l.) : 10 billones de kilómetros.
El año-luz es equivalente a la distancia recorrida por la luz en un año a 300 mil km./seg.

    o sea 86400 seg (dia) x 365 x 300.000 km/seg. = casi 10 billones km.

Parsec ( pc) : 3,26 a.l. (3,26 años luz, algo más de 32 billones de kilómetros).
Equivale a la distancia de un objeto que tiene una paralaje de 1 segundo de arco.

También se usan  el Kiloparsec (kpc) = 1000 pc y el Megaparsec (Mpc) = 1.000.000 pc.

Hay otra unidad más que se llama Tiempo Luz. Es el equivalente a considerar la distancia recorrida por la luz en un tiempo determinado.

Por ejemplo, se utiliza para medir el mes luz (distancia recorrida por la luz en un mes) o el día luz (distancia recorrida por la luz en día) o el segundo luz. Todo esto da una idea de distancia. Cuanto mayor es el número en tiempo más lejos está el objeto que estoy considerando.

Distancias

Ahora vamos a ver cuáles son las distancias, como una expresión de cuánto tarda la luz en llegar a determinado lugar. Vamos a poner un ejemplo que se utiliza muchísimo porque es muy claro para entender las distancias y los tamaños de las cosas en el universo, que en verdad son muy grandes. El ejemplo es muy simple: vamos a pensar que tenemos una nave espacial que puede viajar a la velocidad de la luz (cosa que no puede suceder según la relatividad).

Vamos a pensar cuánto tiempo tarda esta nave en llegar a cada lugar para darnos una idea de las distancias y los tamaños de estos sitios.

Datos:

 La luz viaja a 300 mil kilómetros por segundo.

 La luna está a 380 mil kilómetros promedio de distancia de la Tierra.

 La luz podría dar casi ocho vueltas completas alrededor de la Tierra en un segundo.

Viendo estas cifras, podemos comprender lo difícil que es dimensionar estos tiempos para la mente humana.

Imaginémonos viajando en esta nave espacial:

En poco mas de un segundo llegamos a la Luna (con la tecnología actual toma al menos horas),

En 8 minutos 18 segundos y llegamos al Sol.

Esta cifra de 8 minutos no da la verdadera escala de la distancia al Sol. Mas claro es que si se pudiera viajar en avión (un Boing 747 por ejemplo a 1000 km por hora) tardaríamos en llegar a nuestra estrella 17 años!

De nuevo a la velocidad de la luz, llegaríamos hasta los confines del Sistema Solar en "solo"  cinco horas y media. Vemos que Neptuno y Plutón están considerablemente mas lejos de nosotros que el Sol.

En el Boing 747, tardaríamos nada mas que 680 años......

Después giro la nave hacia Alfa Centauro (la estrella mas cercana después que el Sol) y viajo dos días, tres, cuatro días, una semana, quince días; un mes, dos, tres; dos años, tres años. Recién a los cuatro años y cuatro meses llego a la estrella más cercana!

Esto nos da una idea de lo minúsculo que es nuestro Sistema Solar con respecto a la distancia que hay a las estrellas. Nuestro Sistema Solar es muy pequeño en relación a todo el sistema de estrellas que tenemos alrededor.

La Vía Láctea.

Nuestro Sistema Solar y alfa Centauro están dentro de un sistema mayor que se llama la Vía Láctea. La Vía Láctea es una galaxia. Una galaxia es un grupo de estrellas muy grande que viven y se mueven todas juntas. La Vía Láctea tiene al menos 100 mil millones de estrellas. Su forma es espiral.

Imagen muy realista sobre como se piensa hoy que es nuestra galaxia. De lado a lado tardaríamos en recorrerla cien mil años a la velocidad de la luz. 

Imaginémonos nuevamente en nuestra situación teórica: viajamos con nuestra nave espacial 27.000 años ¿hasta dónde llegamos? Sólo hasta el centro de nuestra galaxia. Si queremos recorrerla desde desde una lado al otro tenemos que viajar 100.000 años. Y estamos hablando solamente de viajar dentro de nuestra propia galaxia, ni siquiera de salir más allá o de visitar otras galaxias! (acuérdense siempre que estamos viajando a la velocidad de la luz).

Las galaxias tienen muchas formas. La nuestra –como dijimos- tiene forma espiral. La galaxia espiral más cercana a la nuestra se llama Andrómeda, que es muy conocida. ¿Cuánto tardamos en llegar con nuestra nave desde la Vía Láctea hasta Andrómeda? Más de 2 millones de años (2.300.000 años exactamente). Como ven –y como decíamos- no hay manera de hacerse un criterio real de estas distancias. Por eso se utiliza la velocidad de la luz como referencia.

Grupo Local de galaxias. En el centro, la Vía Láctea. en blanco las galaxias espirales, en celeste las enanas.

A simple vista, podemos ver tres objetos externos a la Vía Láctea: la galaxia de Andrómeda (hacia el norte) y dos galaxias pequeñas, enanas, que están alrededor de la nuestra, llamadas Las nubes de Magallanes. Las nubes de Magallanes son dos galaxias que giran alrededor de nuestra Vía Láctea como si fueran dos satélites. Algo similar a lo que sucede con nuestra Luna. En rigor, son lunas de la Vía Láctea.
Ningún otro objeto fuera de la Vía Láctea se ve a simple vista. Pero imagínense lo que debe ser Andrómeda para que podamos verla a simple vista a 2 millones de a.l. Es un monstruo.

Las galaxias tienen la costumbre de estar en familias. No les “gusta” estar solas. Están siempre en grupos que se llaman cúmulos de galaxias. El cúmulo de galaxia más cercano a nosotros se llama Virgo porque casualmente está en dirección a la constelación de Virgo. Para llegar a ese cúmulo de galaxias hay que viajar 60 millones de años. Y es el cúmulo más cercano!

El grupo Local y el Cumulo Virgo. La distancia (tamaño de la elipse azul): 120 millones de a.l. de radio- Cada puntito representa una galaxia (si: esas de 100 mil  años de viaje)

La Vía Láctea, Andrómeda y Las nubes de Magallanes están en un cúmulo llamado Grupo Local, que es un sistema pequeño de casi 30 galaxias. En otro 'barrio', cerca del Grupo Local, se encuentra el cúmulo Virgo.

A esta escala, el Universo comienza a mostrar su estructura mas básica. Hay cúmulos de galaxias, también hay grandes vacíos (void) y paredes (wall), que son grandes acumulaciones de galaxias y cúmulos. ahora estamos viendo hasta donde llegaríamos viajando 1200 millones de años.

Para recorrer la distancia desde el Sol hasta el borde del Universo visible, hay que viajar 13.700 millones de años. La vida de la Tierra y del Sol –para que tengan una idea- es de 5 mil millones de años, es decir que habría que viajar casi 3 vidas del Sol a la velocidad de la luz para recorrer esta distancia.

Simulacion sobre como seria la estructura a gran escala del Universo.