¿Qué es un año luz?

El año luz es una unidad de medida indispensable para cualquiera que intente comprender el espacio exterior. Si un grupo de astrónomos habla, les oirá decir «años luz» con la misma frecuencia que los aficionados al fútbol mencionan «yardas».

Sin embargo, para los no científicos, el año luz puede ser un concepto desconcertante. Es una unidad de distancia aunque pueda parecer una unidad de tiempo. Para aumentar la confusión, las películas de ciencia ficción y los programas de televisión suelen confundir el concepto.

Incluso la serie original de «Star Trek» se equivocó con los años luz. En un episodio de 1968, la princesa alienígena Elaan de Troyius le dice al capitán Kirk que preferiría esconderse en su habitación durante «10 años luz» antes que salir y hablar con él. Oops.

¿Qué distancia tiene un año luz?

Un año luz es la distancia que recorre un rayo de luz en el vacío en un año. Es importante especificar el vacío porque la luz se ralentiza al pasar por cualquier tipo de materia. (La mayor parte del universo es un vacío casi perfecto, por lo que los astrónomos pueden asumir que la luz se mueve a su máxima velocidad.

La luz viaja a 299.792.458 metros (186.282.397 millas) por segundo. Multiplique esa cifra por el número de segundos de un año (31.557.600) y obtendrá la respuesta: Un año luz son 9.460.730.473.000 kilómetros, o 5.878.625.373.000 millas.

Probablemente son más dígitos de los que buscabas. Redondea la cifra a 6 trillones de millas, y aún estarás lo suficientemente cerca para cualquier conversación de empollones entendidos.

¿Por qué los astrónomos miden la distancia en años luz?

Las unidades familiares como los kilómetros y las millas son absurdamente pequeñas para describir la inmensidad del cosmos. Tomemos el ejemplo de Próxima Centauri, la estrella más cercana más allá del sol. Se podría decir que está a unos 24.900.000.000.000 de millas, o ahorrar mucho aliento y llamar a la distancia unos ordenados 4,24 años-luz.

La mayoría de las estrellas que se ven por la noche se encuentran a unos pocos cientos de años-luz de la Tierra. La galaxia de la Vía Láctea, en la que vivimos, tiene un diámetro de 100.000 años luz. La galaxia de Andrómeda está a 2,54 millones de años-luz, una cifra grande pero mucho más manejable que «14 quintillones, 900 cuatrillones de millas».

¿Así que los años-luz son sólo una medida de distancia, no de tiempo?

En sentido estricto, sí. Un año luz es una unidad de distancia, al igual que los pies y las pulgadas. Si quieres evitar cualquier confusión, puedes parar aquí mismo.

Pero hay otro lado fascinante en la historia del año luz. Dado que la luz se mueve a una velocidad finita, todo lo que ves está desfasado: Tu visión del mundo es, en realidad, una imagen de cómo eran las cosas en el instante en que su luz empezó a viajar hacia ti.

Si estás mirando al otro lado de una habitación, el desfase es de sólo milmillonésimas de segundo, totalmente imperceptible. Mira la luna, y la ves como era hace un segundo y medio. Si observa una puesta de sol, verá el sol de hace 8,3 minutos.

El efecto es mucho más pronunciado en el caso de las estrellas. Están a años luz de distancia, así que cuando las miras estás mirando años en el pasado.

Sirio, la estrella más brillante del cielo, se encuentra a 8,6 años luz de la Tierra, lo que significa que la luz que estás viendo salió de ella hace 8,6 años. Dicho de otro modo, siempre vemos a Sirio tal y como era hace 8,6 años. Deneb, una prominente estrella de verano en la constelación de Cygnus, está a unos 2.500 años luz de distancia. Su brillo parpadeante ya estaba en camino hacia nosotros cuando Aristóteles vivía.

Y recuerde que otras galaxias están aún más distantes. Poderosos telescopios como el Hubble pueden detectar galaxias cuya luz ha estado viajando hacia nosotros durante miles de millones de años. Así, esas etéreas imágenes del Hubble nos muestran las galaxias tal y como eran hace miles de millones de años; en algunos casos, desde una época anterior a la existencia de la Tierra.

En resumen, un año-luz sólo describe la distancia, pero la propia luz nos proporciona una especie de máquina del tiempo, permitiéndonos observar el cosmos tal y como era hace mucho tiempo.

¿Cómo sabemos la velocidad de la luz?

La idea crucial vino de Ole Rømer, un astrónomo danés del siglo XVII. En la década de 1660, estaba estudiando una de las lunas de Júpiter, Io, cuando observó algo extraño: cuando Júpiter y la Tierra estaban a su mayor distancia, Io se deslizaba hacia la sombra de Júpiter unos minutos más tarde de lo que predecían los astrónomos. Cuando los dos planetas estaban más cerca, el evento parecía ocurrir unos minutos antes.

Rømer se dio cuenta de que el retraso no tenía nada que ver con Io. Más bien, era una ilusión causada por el tiempo que tarda la luz en recorrer la distancia extra cuando la Tierra y Júpiter están en lados opuestos del sol. Sus cálculos mostraron que la luz viaja 131.000 millas por segundo, una estimación notablemente buena, teniendo en cuenta que estaba haciendo este trabajo sólo 60 años después de la invención del telescopio.

¿A quién se le ocurrió el término año luz?

«El concepto de velocidad de la luz como medida de la distancia se produjo ya a finales del siglo XVII, a raíz del descubrimiento de la finitud de la velocidad de la luz por parte de Rømer», dice Frédéric Arenou, astrónomo e historiador de la ciencia en el Observatorio de París.

La gente se apoderó de la idea tan rápidamente que es imposible acreditar a un individuo con certeza. Sin embargo, Arenou señala un buen candidato: el erudito inglés Francis Roberts, quien en 1694 reflexionó que «la luz tarda más en viajar desde las estrellas hasta nosotros que nosotros en hacer un viaje a la India Occidental».

Al principio, estas ideas eran necesariamente vagas porque los científicos sólo tenían una idea aproximada de la distancia de las estrellas. El momento decisivo llegó en 1838, cuando el astrónomo alemán Friedrich Bessel midió la distancia exacta a la estrella 61 Cygni. Al describir la enorme cifra que obtuvo, Bessel escribió que «la luz emplea 10,3 años en recorrer esta distancia». Eso es lo más parecido a un momento concreto en el que nació el concepto específico de año-luz.

En un par de décadas, el año-luz era habitual en los escritos de divulgación científica. Pero Arenou afirma que los astrónomos profesionales se resistieron durante mucho tiempo a utilizar el término, y por una razón sorprendente. Consideraban que el año-luz no era suficientemente científico, ya que no puede medirse directamente.

¿Cómo miden los astrónomos las distancias en años-luz?

Bessel calculó la distancia a 61 Cygni observando su paralaje, el movimiento aparente de ida y vuelta en el cielo causado por el movimiento de la Tierra alrededor del Sol.

El paralaje sigue siendo una de las herramientas más poderosas de los astrónomos para medir la distancia. La Agencia Espacial Europea gastó 650 millones de euros (750 millones de dólares) en el telescopio espacial Gaia, que actualmente utiliza el paralaje para medir las distancias a más de mil millones de estrellas en nuestra galaxia.

Más allá de la Vía Láctea, donde los paralajes son demasiado pequeños incluso para que Gaia los detecte, los astrónomos calculan las distancias observando ciertos tipos de estrellas variables o brillantes explosiones de supernovas. Sin embargo, estos enfoques siguen basándose en las mediciones de paralaje como punto de referencia.

Debido a que su trabajo está tan profundamente arraigado en el paralaje, los astrónomos suelen utilizar una segunda unidad de distancia, el pársec («arco-segundo de paralaje», un pequeño ángulo). Un pársec equivale a 3,26 años-luz. A veces el parsec es más relevante desde el punto de vista científico, pero los investigadores a menudo cambian entre los dos términos sin ninguna razón obvia, excepto el estilo.

Desgraciadamente, el «sec» en parsec suena como una unidad de tiempo, lo que lleva a más confusión. En la película de 1977 «La guerra de las galaxias: una nueva esperanza», Han Solo se jacta de haber «hecho la carrera de Kessel en menos de 12 parsecs». Los fans de La Guerra de las Galaxias se han hecho un lío al tratar de explicar esa evidente metedura de pata. Mejor quedarse con el año luz. Es toda la astronomía que necesitas, y también te permite hacer un viaje en el tiempo.

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