++ 1920 Se cuestiona el tamaño del Universo y si la Via Lactea es la única galaxia

Esta fué la cuestión fundamental del famoso debate Shapley-Curtis de 1920, que fue resuelto más tarde por observaciones de M31 a favor de Andrómeda, universo isla.

Consulta el LIBRO: El Gran Debate.

Harlow Shapley, Evolución de la idea del tamaño galáctico

Heber Curtis, Dimensiones y estructura de la Galaxia

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Fuente: La ciencia de tu vida

de masabadell

El 26 de abril de 1920 la Academia Nacional de Ciencias estadounidense convocaba un simposio con el siguiente tema: la escala del universo. Dos de los principales científicos que asistían al evento eran Harlow Shapley y Heber D. Curtis. Ambos viajaron en el mismo tren camino de Washington y se pasaron el tiempo charlando sobre flores.
Tras cumplir con las formalidades de rigor en este tipo de reuniones científicas asistieron a un banquete que muy bien podría pasar a la historia como uno de los más aburridos jamás celebrados. El tedio fue tal que durante la cena Albert Einstein le comentó a su vecino de mesa: «Acaba de ocurrírseme una nueva idea de la eternidad».
Los días siguientes los científicos asistentes expusieron sus ponencias. Las dos más interesantes fueron las de Curtis y Shapley. Curtis defendía que algunas de las nebulosas difusas que se observaban en el cielo eran, en realidad, galaxias lejanas, discos de estrellas sin ninguna vinculación con la nuestra. Por su parte, Shapley defendía que no era así. Esas nebulosas, y en particular la gran nebulosa espiral de la constelación de Andrómeda, no era más que una nube de gas y polvo dentro de nuestra galaxia, un lugar donde se estaban formando nuevas estrellas.
Tras cada intervención los dos hombres propusieron sus propias refutaciones. Al terminar el congreso, Shapley y Curtis volvieron a sus casas.
Aquel acontecimiento ha ganado una importancia simbólica porque marcó un cambio fundamental en nuestra concepción del universo: aumentó drásticamente de tamaño y se pobló de cientos de miles de millones de galaxias como la nuestra. ¿Tenía Curtis razón? Sí. En lo que erraba, y en lo que Shapley tenía razón, es que el universo era inmenso, y no pequeño. Frank Shu, en su libro The Physical Universe, An Introduction to Astronomy, lo dejó meridianamente claro:

El debate Shapley-Curtis es importante, no sólo como documento histórico, sino también como un destello de los razonamientos realizados por eminentes científicos en una controversia donde las evidencias de ambos bandos son fragmentarias y parcialmente erróneas. Este debate ilustra con fuerza lo complicado que es guiarse en el engañoso terreno que caracteriza la investigación fronteriza de la ciencia.

Más de sesenta años después, a aquella ⎯en palabras de Shapley⎯ «agradable reunión» se la conoce como el Gran Debate

Fuente: Grupo de Astrofísica de Cúmulos Abiertos

Cerca de 1920 el mundo astronómico comenzó a ser sacudido por la llegada de nueva información proveniente del telescopio Hooker de Mount Wilson. Sus 100 pulgadas de diámetro permitieron observar el cielo profundo como nunca antes se lo había hecho. Ya estaban en uso corriente las placas fotográficas como una herramienta poderosa y estandarizada para la Astronomía. Los espectrógrafos y los fotómetros producían cantidades de datos de alta precisión. Un poco más d e diez años antes, El Diagrama Hertzprung-Russell había hecho su irrupción en la escena astrofísica originando un número de preguntas sobre las luminosidades y espectros de las estrellas ya que estrellas de igual tipo espectral podían tener, sin embargo, diferentes brillos intrínsecos. En sintonía con ello, Eddington había construído su teoría de las estrellas gigantes gaseosas..

Se sabía de la existencia de los cúmulos globulares y abiertos. Se sabía que los cúmulos globulares pertenecían al sistema galáctico. Además, en el cielo nocturno los astrónomos observaban un creciente número de nebulosas con forma espiral pero no acertaban a saber si eran objetos de nuestro sistema galáctico o si se trataba de otras galaxias, distintas de las nuestra, remotas y pobladas de estrellas, que se simbolizaban en La teoría del "universo de islas''. Pero nuestra galaxia misma era un enigma. ¿Qué era la Vía Láctea sino una banda lechosa de estrellas que circundaba el cielo dejando a la Tierra en una incómoda postura geocéntrica? No se sabía a ciencia cierta cuáles eran las dimensiones de la mismísima Vía Láctea aunque había cierto acuerdo sobre su forma, de esferoide oblado o de reloj pulsera extremadamente delgado. El asombro de los astrónomos fue en aumento al notar que cada clase de objeto en el cielo tenía su propia velocidad característica hasta alcanzar la cima en las nebulosas espirales que se movían a la formidable velocidad de 1200 km/seg.

Los conteos de objetos en el cielo mostraban que las nebulosas espirales eran abundantes hacia los polos de la galaxia (allí donde casi no había estrellas) pero disminuían a medida que uno se aproximaba hacia la Vía Láctea donde, sin embargo, la densidad de estrellas era inmensa."Aborrecen [las galaxias] las zonas de gran concentración estelar'' dice Curtis. ¿Por qué? ¿Acaso nuestro sistema estelar "repele'' a este tipo de objetos? Hay, en este punto, una notable observación de H. Curtis. El asocia la peculiar característica de que todas las nebulosas espirales, cuando son vistas de canto, muestran anillos de materia oscura rodeándolas por sus planos principales con el hecho de que estos objetos no son vistos en el plano de nuestra propia Vía Láctea.

Las variables de tipo Cefeidas se transformaron en un polo de discusión. Estas extrañas gigantes que mostraban una precisa correlación entre el período y la luminosidad fueron el nuevo "metro patrón'' que empleara Shapley para proclamar una nueva escala de distancias, aunque de ninguna manera fueron, en si mismas, la única justificación.

Las novas, por entonces, fueron otro punto de discusión astronómica. Al igual que en el caso de las Cefeidas (y en realidad, para todas las estrellas) la falta de una teoría de evolución y el desconocimiento de los mecanismos de generación de energía en los interiores estelares llevó a postular teorías erróneas sobre las novas. Por esa época se pensaba que las novas eran estrellas rítmicamente oscurecidas por el pasaje delante de ellas de nubes de polvo de nuestra galaxia que debilitaban su luz. Pero si este pensamiento es curioso, no es menos singular que con esta suposición Curtis haya construído una vinculación casi taxonómica entre las nebulosas espirales, sus anillos de polvo, el número de novas observadas en Andrómeda y el registro que de las mismas que se tenía en nuestro sistema galáctico para explicar por qué las espirales eran galaxias distantes, iguales a la nuestra en cierta medida.

Los astrónomos de la época todavía se preguntaban si todas las estrellas de determinado tipo tenían iguales propiedades intrínsecas. Ellos sabían que en el entorno solar había estrellas enanas y gigantes del mismo tipo pero con propiedades distintas. El dilema de hierro era si las estrellas ubicadas en regiones remotas de nuestro sistema galáctico tenían también las mismas propiedades que las similares de los alrededores del sol, incluso admitiendo diferencias intrínsecas por tipo.

La Escala de Distancias del Universo

En este contexto se imponía "El Gran Debate sobre la Escala de Distancias del Universo". Pero "El Gran Debate" nunca existió. Como tal fue una construcción legendaria, un mito al decir del historiador de la Astronomía, M. Hoskin. Nunca, formalmente, H. Shapley y H. Curtis discutieron sus argumentos en el marco de un debate. Desde luego había un debate en ciernes desde un cierto tiempo antes de 1920 pero jamás se materializó en una disputa académicamente organizada.

Ciertamente Shapley, un astrónomo jóven y brillante, sostenía una fervorosa posición filosófica revisionista, observacionalmente sustentada, que se oponía parcialmente a la posición más prudente pero igualmente sólida de H. Curtis.

En realidad no hubo debate. Shapley y Curtis, expusieron sus argumentos en dos artículos que fueron publicados en 1921 en el Bulletin of the National Research Council Vol. 2, Part 3, May, 1921, Number 11, pp 171-217. Pero de ninguna manera estos artículos son el registro escrito de lo hablado durante la reunión científica que tuvo lugar en la National Academy of Sciences in Washington el 26 de Abril de 1920, donde Harlow Shapley de Mount Wilson y Heber D. Curtis del Lick Observatory dieron sendas charlas bajo el título The Scale of the Universe. El imaginario colectivo (que también existe en ciencia) hizo de esta situación un debate que jamás tuvo lugar. De todos modos, "el gran debate" llegaría a su fin hacia 1925 cuando Edwing Hubble descubre la presencia de variables Cefeidas en otras galaxias (ver Publicaciones Históricas).

La posteridad no proclamó vencedor a ninguno de ellos. Shapley tenía razón en cuanto a la escala de distancias del universo pero se equivocó al negar que las espirales eran galaxias externas. Curtis, estaba equivocado en cuanto a las dimensiones del universo, pero acertó al considerar y argumentar en favor de las espirales como galaxias externas a la nuestra.

"El Gran Debate" es un ejemplo de aquellos instantes en ciencia donde llega el tiempo de contraponer las ideas viejas con el nuevo material aportado por nuevos métodos y técnicas observacionales; en el fondo, es la batalla por la unicidad de los principios y por la equiparación de los fenómenos en el universo.

El Grupo de Astrofísica de Cúmulos Abiertos ha traducido el texto completo de ambos artículos (Partes I y II) tal como fueron publicados. Fundamentalmente por dos razones:

• Por el inmenso regocijo que produce la lectura de artículos cumbre (filosóficamente hablando) de la disciplina que profesamos y queremos. Regocijo que deseamos compartir.
• Porque quisiéramos que los alumnos de los primeros años de nuestra carrera, especialmente, y los de años avanzados y, finalmente, cualquiera de los que estemos interesados en el desarrollo de los hechos nos acerquemos a contemplar los primeros grandes momentos de la astrofísica.

Dejamos a los lectores la apreciación de la ``integridad'' personal que ambos expositores ponen en juego. Honesta y firmemente, sin ninguna cobardía académica, dejan por escrito sus pareceres sobre el universo. Ambos se respetan aún en posiciones antagónicas.

Queremos hacer notar, asimismo, que la lectura de ambos artículos mostrará al lector la falta de uniformidad en el uso de ciertos términos técnicos. Hemos tratado de respetar la redacción original pero en algunos casos, para hacer la lectura más simple, hemos tenido que introducir modificaciones al texto que nunca fueron tan importantes como para alterar el sentido original de la redacción. Las notas a pie de página corresponden a notas originales. Hemos agregado una tercera parte, Notas de traducción, numeradas de 100 a 105 que contienen explicaciones que, esperamos, ayuden a comprender mejor el texto.