Este documento resume la historia del debate sobre el tamaño y la estructura del Universo a lo largo de los últimos 100 años. Detalla las contribuciones clave de figuras como Shapley, Curtis, Hubble y otros que ayudaron a establecer que las nebulosas espirales son en realidad galaxias externas y que el Universo es mucho más grande de lo que se pensaba originalmente. También describe los avances en el entendimiento de la Vía Láctea, incluida su forma, tamaño y composición interna de halo y disco.

1. 100 años del gran debate: la escala del Universo
Carlos A. Molina
Planetario de Bogotá

2. Lo que Hollywood piensa
Lo que los medios piensan
Lo que los Hip hoppers piensan

3. Lo que realmente ocurrió

5. El Sistema del Mundo
La commedia illumina Firenze,
Domenico di Michelino. 1465
El Universo de la comedia,
esquema de Alejandro Gangui

6. De revolutionibus orbium coelestium
Nicolás Copernico 1543 +

7. 986 Abd-al-Rahman al-Sufi , en Pérsia, observa
Andromeda, la pequeña y Gran nube de Magallanes,
Al Bakr, “toro blanco”

8. 1716Edmund Halley, Lucid spots like clouds
1750 Thomas Wright: las nebulosas son
efectos ópticos.
1755 Emmanuel Kant, Universos Isla.
http://www.astronomy.ohio-state.edu/~pogge/Ast162/Unit4/milkyway.html

9. 1781 Catálogo de Messier. 103 objetos difusos.

10. La galaxia de William Hershel (1786)
Basado en la distribución estadística de las
estrellas en el cielo, lo que es observacionalmente
correcto... Pero...
• Puso el Sol cerca del centro...
• Todas las estrellas que se observan tienen la
misma magnitud absoluta*.
• Las estrellas están distribuidas en el espacio
de forma homogénea.
• Nada interfiere al viaje de la luz entre las
estrellas y nosotros.
• Se puede ver hasta los confines de la galaxia.

12. 1850

13. • 1888 New general Catalogue. Dreyer.
• 1900 Cornelius Easton sugiere que la vía láctea es espiral y que el sol está alejado
del centro del patrón.

14. Distancias
Metros
Kilómetros

15. Paralaje D=DT(m)/P(Rad)
Paralaje Estelar

16. Parsec
Parsec: la distancia a la que una unidad
astronómica (UA) subtiende
un ángulo de un segundo de arco (1"). Equivale a
3.26 a.l. o 3.086x1016 m

18. Universo de Kapteyn
Jacobus Kapteyn perfeccionó la técnica de los Hershel y realizó el
levantamento fotográfico de cerca de 200 Áreas del cielo
Gran colaboración internacional
Obtención de movimentos própios y velocidades radiales
En su modelo la VL tenía 20 kpc de diámetro y el Sol
estaba cerca del centro a 650 pc.
Jacobus Kapteyn Kapteyn (1922) ApJ, 55, 302

21. Diagrama Hertzprung-Russell: Paralaje
fotométrico
Color
B-V

22. Distancias
•1908 Henrietta Leavit descubre la relación
Período Luminosidad de las cefeidas. Delta cefei
es el standard.

23. Harlow Shapley
En 1914 estudió las distancias a los cúmulos
globulares usando Cefeidas, su principal
conclusión fue que la vía láctea debería
tener 100 kpc y el Sol estaría a 15 kpc
del centro.
Telescopio 100 pulgadas m. Wilson

24. Heber Curtis
Trabajó en el Observatorio Lick (en la
administración de William Wallace-Campbell) y
era uno de los grandes expertos en observación
de nebulosas espirales

25. La vía láctea es muy grande el Sol está cerca de 15kpc
del centro de la distribución de los cúmulos globulares,
las nebulosas espirales están contenidas en la VL

26. No, la Vía Láctea es mucho más
pequeña, cerca de 30.000 años
luz con el Sol cerca del centro. Las
nebulosas espirales son objetos
muy lejanos

27. Si realmente fueran tan grandes eso implicaría que
esas galaxias estén demasiado lejos… demasiado lejos,
ni siquiera podríamos percibir la existencia de estrellas
en ellas ni medir su rotación , pero Vesto Slipher midió
la rotación de galaxias en 1915

28. Pero hay gran variedad de tamaños
angulares de las nebulosas espirales, eso
indica que no todas están a la misma
distancia

29. El brillo superficial de la vía láctea
es menor que el de otras
espirales, no se puede tratar de
los mismos objetos

30. Las novas encontradas en Andrómeda
son mucho más débiles que las
encontradas en la Vía Láctea, por tanto
deben estar muy lejos

31. Observaciones muestran la
rotación de algunas espirales es
de 100000 años, si tuvieran
diámetros comparables a la VL
esas estrellas se moverían más
rápido que la luz

32. Las líneas espectrales de las galaxias son
similares a la suma de las líneas de
estrellas cercanas al Sol, la desviación de
esas líneas es mayor que la de las
estrellas en sí mismas

33. Hubble y la distancia a Andromeda
Galaxia de Andrómeda M 31
"Here is the letter that has destroyed my universe.“
Shapley 1923
Hubble calculó una distancia a andromeda de
900.000 a.l.

34. El problema de la extinción
Gas interestelar absorbe radiación. Esa
absorción tiende a ser mayor en
longitudes de onda menores.
Objetos cuya luz sufre extinción parecen
ser intrinsecamente más débiles.
Cuando es desconsiderada, la extinción
superestima distancias estelares.
Todas las tentativas de mapear la
galaxia sufrieron el problema de
extinción.

35. Nebulosa de Orión

36. Vía Láctea en cifras...
Tamaño: 100 – 180 kly (31 – 55 kpc)
Espesor: 2 kly – 0.6 kpc
Estrellas: 100 – 400 mil millones
Edad: 12.600 millones de años
Masa: 1.2x1012 MSun
Tipo Morfológico: SBbc

38. Robert Trumpler y los cúmulos
La prueba de la existencia de la absorción interestelar
fue encontrada por R. Trumpler que en 1929, publicó un
estudio acerca de la relación entre dos estimadores de
distancia de cúmulos abertos.
Trumpler calculó la distancia a los cúmulos a
partir de:
• Magnitudes aparentes
• Diametro angular.
La diferencia entre esos estimadores de
distancia indicó que cuanto más alejado estaba
el cúmulo más débil el parece.
Trumpler

39. Halo y disco
Lindblad realizó el primer estudio sobre la cinemática de estrellas de la Via Láctea:
Estimó la masa de la Via Láctea, considerando la suma de las masas de todas las estrellas del
modelo de Kapteyn.
Determinó la velocidad de los cúmulos globulares en más de 250 km/s, valor superior a la velocidad de
escape de las estrellas en el modelo de Kapteyn. Eso implica que o los cúmulos estaban formandose
continuamente o que el campo gravitacional de la galaxia era más fuerte que lo previsto por Kapteyn.
Lindblad
Lindblad concluyó que la galaxia deberia ser grande, tal como
Shapley lo propuso. En 1927, propuso un modelo dinámico
para la galaxia, la forma de ésta era determinada por una
combinación de movimentos estelares rotatórios y aleatórios.
Dividió la galaxia en dos sistemas: halo y disco, en los cuales el
movimiento dominante seria aleatório o rotatório,
respectivamente.

40. Estrellas de Alta Velocidad
Oort (1928) desenvolvió las ideas de Lindblad en una
teoría completa de la cinemática estelar, visando explicar
las estrellas de alta velocidad.
Oort
De hecho, las estrellas de alta velocidad se mueven
lentamente. La alta velocidad observada es el reflejo
del movimiento del Sol, que es más veloz. Las
estrellas de alta velocidad serian miembros del halo,
propuesto por Lindblad.

41. El Halo de Materia Oscura...
Toda la estructura visible de la galaxia está embebida en un halo de materia oscura.
Posee unas 20 veces más masa que la visible.
SDSS J121150.27+143716.2.
Estrellas super veloces del Halo, 500 km/s

42. Lo que yo pienso