Mirado hacia arriba en el cielo en un noche clara sin luna, se pueden ver alrededor de dos mil estrellas. En el siglo II a.C., Hiparco, un antiguo astrónomo griego, miró al cielo y vió las mismas estrellas. Hiparco pasó años observando cuidadosamente las estrellas, y llegó a ser una de las primeras personas que hicieron un mapa del cielo. Usando su mapa, junto con observaciones que hicieron los antiguos Babilonios, descubrió que si miras las posiciones de las estrellas en el primer dí de primavera cada año, habrán cambiado de posición levemente respecto del año anterior. Su descubrimiento fue uno de los mayores en la historia de la astronomía. Pero él no lo habrí conseguido sin su mapa.

Hoy los astrónomos están en el borde de muchos otros descubrimientos excitantes. Han encontrado objetos llamados cuásares, del tamaño del Sistema Solar pero más brillantes que una galaxia entera, que son los objetos más distantes en el Universo. Han encontrado débiles flasas estrellas llamadas enanas marrones, un eslabón perdido en la cadena de evolución de las estrellas. Y están construyendo un mapa del universo entero que puede dar luz acerca del origen del universo hace quince mil millones de años. Pero como Hiparco, los astrónomos modernos no pueden continuar haciendo estos descubrimientos sin un mapa detallado. En los próximos años, el SDSS (Sloan Digital Sky Survey) realizará el mapa más detallado en la historia de la astronomía, un mapa que los astrónomos usarán en las próximas décadas.

Observatorio de Tycho Brahe

Historia de las Inspecciones Estelares

Las inspecciones estelares han tenido una larga historia, y han llevado a algunos de los más importantes descubrimientos en astronomía. La primera gran inspección sistemática del cielo no empezó hasta 1700 años después de Hiparco. Tycho Brahe, un noble danés del siglo XVI, estudió los movimientos de los planetas con un observatorio en su propiedad. Brahe y sus asistentes hicieron observaciones a ojo desnudo con la ayuda de un sextante grande, una herramienta que los marineros usaban para encontrar las estrellas. La inspección de Brahe tomó décadas, y fue más precisa que ninguna inspección anterior. Después de la muerte de Brahe, los datos de su inspección fueron pasados a su asistente, Johannes Kepler. Utilizando los datos de Brahe, Kepler dedujo que todos los planetas viajan alrededor del Sol en órbitas elípticas - dando por fin a la idea de que la Tierra era el centro del universo - y deriv&*oacute; sus tres famosas leyes del movimiento planetario. El trabajo de Kepler, basado enteramente en el mapa de Brahe, se mantiene como uno de los logros intelectuales más grandes de la ciencia.

En los tres siglos posteriores a Kepler, los astrónomos pensaban que el universo consistía de sólo estrellas en nuestra Vía Láctea, junto a un puñado de objetos débiles, borrosos y misteriosos que llamaban "nebulosas". Muchos astrónomos pensaban que estos objetos estaban esparcidos entre las estrellas. Posteriormente, se descubrió que muchos de estos objetos eran de hecho galaxias independientes que se encontraban a cientos de millones de años-luz de la Tierra. Los primeros telescopios fueron incapaces de distinguir las estrellas individuales en estas galaxias distantes, así que aparecían como nebulosas borrosas en el cielo.

Nuestra Galaxia la Vía Láctea es similar a ésta, encontrada por el SDSS.

En 1917, se construyó un nuevo telescopio en el Monte Wilson en California. El telescopio del Monte Wilson fue el más grande construido hasta la fecha en el mundo, y descubrió una imagen enteramente nueva de nuestro lugar en el mundo. Utilizando ese telescopio, que entonces era considerado gigante, los astrónomos descubrieron que muchas de las nebulosas eran otras galaxias como nuestra Ví Láctea.Mapas más lejanos mostraron que el universo contenía cientos de miles de millones de galaxias. Menos de una década después de este sorprendente descubrimiento, los astrónomos hicieron otro, incluso más grande: no sólo el universo está hecho de miles de millones de otras galaxias, sino que también está expandiendose y cambiando con el tiempo.

El Universo en Expansión

En doscientos años de astronomía , naide llegó a imaginar que el universo podí estar expandiendose. Para los antiguos astrónomos y filósofos griegos, el universo era visto como la personificación de la perfección. Los cielos eran verdaderamente celestiales - no cambiaban, permanentes y geométricamente perfectos. A principios de 1600, Isaac Newton desarrolló su ley de la gravitación, mostrando que el movimiento en los cielos puede ser explicado usando las mismas leyes de la Tierra.

Sin embargo, Newton encontró problemas cuando intentó aplicar su teorí de la gravitación al universo entero. Puesto que la gravedad siempre es atractiva, su ley predecía que toda la materia en el universo deberí eventualemtne agruparse en una gran bola. Newton sabía que esto no era el caso, y asumió que el universo debí de ser estático, por lo que conjeturó que el Creador colocó las estrellas de tal forma que estuviesen "a distancias inmensas unas de otras."

La Teorí de la RElatividad de Albert Einstein es la base para nuestros modelos cosmológicos de espacio y tiempo.

In 1916, Albert Einstein se encontró con el mismo problema que Newton. Einstein acababa de completar su Teoría de la Relatividad, la cual explicaba la gravedad de forma diferente a la ley de Newton. Como la teoría de Newton, la Relatividad General predecía que el universo debería de colapsar en una bola. Como Einstein asumió que el universo debe de ser estático, él añadió un término constante a su ecuación que contrarrestaba la gravedad a distancias muy grandes. Unos años después, alguien señaló que las ecuaciones de Einstein tenían otra solución en la cual el universo debía de estar en expansión, pero Einstein continuó trabajando con su término cosntante, creyendo que el universo era estático.

Entonces, en 1924, Edwin Hubble de los Observatorios Carnegie en Pasadena, California hizo un nuevo mapa. Él observó una seria de galaxias lejanas, y encontró que la luz de estas galaxias estaba corrida hacia el rojo - esto es, las ondas de luz eran extendidas como las ondas de sonido de una sirena que pasa. - Cuanto más lejana la galaxia, Hubble encontró, mayor el corrimiento hacia el rojo. La observación de Hubble mostró que el universo estaba en expansión, lo que significaba que había empezado en un punto singular llamado "big-bang" hace unos quince mil millones de años. Cuando Einstein escuchó del descubrimiento de Hubble, se dió cuenta de que sus ecuaciones predecían el universo en expansión, y llamó su término constante "el mayor error". Hoy, la idea de un universo en expansión es la base de la astronomía moderna.

Mapeando el Cielo - ¿ Qué significa ?

Desde Hubble, se han hecho unas pocas más inspecciones estelares. Pero la mayor investigación astronómica se enfoca en observar un pequeño número de objetos individuales, a menudo escogidos porque aparecían de alguna forma inusuales. Escogiendo objetos inusuales, los astrónomos estaban intentando observar y categorizar un amiplio rango de fenómenos celestiales para descubrir y poner límites a "lo que está fuera". Pero algunos astrónomos usando este método investigativo encontraron que los cálculosque ellos pensaban que eran simples y directos eran de hecho difíciles. Por ejemplo, encontraron que era particularmente difícil de determinar la tasa de expansión del universo (llamada cosntante de Hubble), la densidad del universo, cómo las galaxias se acumulan juntas, e incluso de qué está hecha la mayor parte del universo. Las razones para estas dificultades eran claras; los astrónomos tenían muy pocos datos para trabajar. Era como si hubiesen estado intentando estudiar los océanos, mirando sólo un pequeño parche del Atlántico Norte. Los astrónomos se dieron cuenta que era hora de un nuevo mapa del cielo entero, uno que puediera ver grandes distancias del cielo hasta distancias de varios miles de millones de años-luz. Ahora que la tecnología ha avanzado suficientemente, este mapa está siendo creado por el SDSS (Sloan Digital Sky Survey).

¿ Qué significa cuando decimos que el SDSS mapeará el universo? Para el SDSS, mapear significa medir las posiciones y las propiedades de todos los 100 millones de objetos celestiales que su telescopio puede observar adecuadamente: sobre un cuarto del norte estelar. Para encontrar estos objetos, los astrónomos del SDSS deben primero usar sus telescopios para tomar una foto del cielo sobre el área entera de inspección. De este primer conjunto de observaciones, casi todos los objetos pueden ser categorizados en tipos bien reconocidos como estrellas, galaxias y cuásares. Esta primera inspección también mide las posiciones de los objetos muy precisamente. La primera inspección es, en cierto sentido, un mapa del cielo: dice a los astrónomos donde mirar para encontrar alguno de los objetos. Pero los astrónomos están están también interesados en medir las distancias a estos objetos, para obtener una foto tridimensional completa de "lo que está ahí fuera".

Medir distancias es de especial interés para los cosmólogos, quienes estudian el origen y la estructura del universo. Para encontrar las distancias de objetos celestiales, los astrónomos del SDSS deben regresar a cada una de las galaxias detectadas y observarlas nuevamente con un instrumento llamado espectr/oacute;grafo - básicamente un prisma gigante que separa la luz en sus colores componentes. El espectrógrafo analiza cuánta luz de cada color llega del objeto. Puesto que el universo está en expansión, la longitud de onda de toda la luz proveniente de la galaxia ha sido estirada conforme viajaba. Este estiramiento se llama corrimiento hacia el rojo de la luz. Midiendo el corrimiento ahcia el rojo de cada galaxia, los astrónomos pueden determinar la distancia a la galaxia y hacer un mapa tridimensional de las posiciones de las galaxias. La tecnología avanzada del SDSS es capaz de medir las distancias a 600 galaxias en menos de una hora. En cinco años, la inspección habrá medido las distancias de alrededor de un millón de galaxias.

El espectro de una galaxia, que muestra cuánta luz desprende la galaxia a diferentes colores. Este espectro es contraido, o corrido hacia el rojo, relativo a lo que sería en la Tierra. El número "z" en la parte inferior de la imagen muestra el grado de corrimiento hacia el rojo (SDSS).

El Futuro de la Astronomía

Desde la creencia de que la Tierra era el centro del Universo hasta la comprensión de que el Sol no esmás que una entre cientos de miles de millones de estrellas que conforman nuestra propia Vía Láctea, el conocimiento humano viajó casi una jornada desde la Antigüedad hasta el Renacimiento. Y como los grandes exploradores terrestres del Renacimiento, los astrónomos al fin del siglo pasado se aventuraron más lejos que nunca antes, y encontraron el universo un lagor mucho más grande que nadie antes había imaginado. Los astrónomos del siglo XX han descubierto agujeros negros en los centros de las galaxias, estrellas con la masa de una montaña comprimida al tamaño de un tarrón de azúcar, galaxias colisionando, estrellas explotando, y cuásares - gigantes faros brillantes de luz equivalentes a 1000 Vías Lácteas.

Y como los primeros exploradores europeos fueron pronto seguidos por botánicos, geógrafos, geólogos y topógrafos que profunda y sistemáticamente exploraron el "Nuevo Mundo", hoy día los astrónomos están siguiendo al líder de los exploradores astronómicos del último día, emprendiendo su propia y cuidadosa exploración de los cielos.

Sin embargo, el universo no da sus secretos fácilmente. El SDSS ha llegado junto con el duro trabajo de los astrónomos del mundo. Los astrónomos usarán los datos del SDSS para descubrir muchas más cosas sorprendentes en los años venideros.