¿Se está expandiendo el universo?
Desde que la teoría de la relatividad general de Einstein se aplicó a lo que se conoce sobre el universo en su conjunto, se sospecha que el universo se estaba expandiendo. Cuando Edwin Hubble y Milton Humason descubrieron en la década de 1920 que prácticamente todas las galaxias en el cielo se alejaban de nosotros a grandes velocidades, esto aumentó las sospechas de que el universo se estaba expandiendo a un ritmo rápido. Sin embargo, no fue hasta el año 2000 que finalmente se encontraron pruebas decisivas a favor de la expansión del universo, en forma de extensas encuestas de desplazamiento al rojo de objetos muy distantes.
El universo en expansión a menudo se cita como el hallazgo más significativo en la cosmología moderna. En la época de Einstein, la teoría del estado estacionario era la predominante, que afirmaba que el universo se mantenía equilibrado en el mismo tamaño. Einstein, cuyas ecuaciones predijeron la expansión o contracción universal pero no la estasis, introdujo artificialmente una variable estabilizadora en sus ecuaciones, llamada "constante cosmológica". Después de darse cuenta de las observaciones de Hubble de que el universo probablemente se estaba expandiendo, más tarde lo llamó su "mayor error".
El fenómeno que primero llevó a los cosmólogos y astrónomos a predecir un universo en expansión fue el análisis del desplazamiento al rojo de Hubble. Utilizando el Observatorio Mount Wilson, que era el mejor telescopio del mundo en ese momento, Hubble vio galaxias distantes y vio que se veían progresivamente rojas. Miró más lejos en el espacio y, por extensión, también más atrás en el tiempo, ya que la luz tarda miles de millones de años en viajar desde estas galaxias a la Tierra. Debido a que el factor de enrojecimiento se correlacionó tan bien con los aumentos en la distancia, Hubble sospechó que este era un fenómeno confiable con una causa física.
Se determinó que la causa era la siguiente: a medida que el universo se expande, el espacio subyacente aumenta de volumen, pero la luz que lo atraviesa sigue siendo la misma. El espacio en expansión extiende la longitud de onda de la luz, haciéndola más larga y, por lo tanto, más roja. Una analogía que a veces se usa son los puntos en la superficie de un globo en expansión. Dibuje un patrón de onda en un globo y, mientras lo explota, observe cómo la onda se estira y se alarga. Este es el mismo principio detrás del fenómeno del desplazamiento al rojo.
En 1998, se descubrió no solo que el universo se está expandiendo, sino que probablemente se está expandiendo a un ritmo acelerado. La razón física de esto se atribuye a una misteriosa "energía oscura", llamada así porque apenas sabemos algo al respecto.