El documento resume la vida y contribuciones científicas de Georges Lemaître, un sacerdote y cosmólogo belga que propuso por primera vez la teoría del Big Bang en 1927. Lemaître descubrió de forma independiente la expansión del universo antes que Edwin Hubble y propuso que el universo tuvo un comienzo a partir de una singularidad inicial, allanando el camino para la aceptación moderna de la teoría del Big Bang.

1. Georges Lemaître:
el sacerdote descubridor
del Big Bang
Jorge Mira Pérez
@JorgeMiraUSC
Área de Electromagnetismo
Facultad de Física
Universidade de Santiago de Compostela

2. Domingo de Soto (1494-1560)

3. Ramón María Aller Ulloa (1878-1966)

5. • Bélgica (1894 – 1966)
• Ingeniería en la Universidad
Católica de Lovaina
• I Guerra Mundial en primera línea
(foto con los “galones del frente” - gana
la Cruz de Guerra)
• Acaba Física y Matemática en la
UCL y diplomatura en filosofía
tomista en 1920
• 1920: preparación para el
sacerdocio: se ordena en 1923
• 1923-1924: Estancia en la Univ. de
Cambridge con Eddington
• Estancia en el observatorio de la
Univ. de Harvard
• Tesis (acaba en 1926) en el
Massachussetts Institute of
Technology (MIT)
• 1925: nombrado profesor de
ciencias en la UCL
Fotos: “Ciencia y fe en el padre del Big
Bang, Georges Lemaître”, Publicaciones
de la U. P. Comillas, Madrid (2015)

7. Experto en la teoría de la
relatividad general

8. A principios del s. XX, solo
distancias a 100 estrellas…

9. Lo que brilla más…
El brillo de un objeto puntual disminuye
con el cuadrado de la distancia, pero
las estrellas no son todas iguales, hay
que saber cuánto brillan…

10. Estrellas pulsantes (Cefeidas)
Henrietta Leavitt (1868-1921)
Todas aprox. a la misma
temperatura =>
el tamaño de una Cefeida
determina su luminosidad.
Un objeto pulsante y grande tiene
un periodo de oscilación más largo
que un objeto del mismo tipo que
sea más pequeño.

11. Leavitt abre el camino…
• Midiendo la oscilación sabrá cuánto
deben brillar
• En 1908 encuentra estrellas pulsantes en
las Nubes de Magallanes, a las que se
conocía la distancia.
• Mide los periodos de 25 estrellas
variables.
=>Método para medir distancias

12. 1918: tamaño de la Vía Láctea

13. Pero la Vía Láctea no lo es todo…

14. Esa pequeña nube…
• ¿Qué es? Sistema planetario en formación?
• No se piensa en nada que no sea la Vía Láctea
• Agnes Clerke (1890): "ningún investigador competente [...]
puede sostener que exista una nebulosa que sea un sistema
estelar de rango comparable a la Vía Láctea"
•Al-Sufi (964)
“Libro de las estrellas fijas”
• Fotos de Isaac Roberts (1888).
La pequeña nube es espiral…

15. Edwin Hubble (1889-1953)
• Encuentra Cefeidas en la
nebulosa de Andrómeda
• ¿Distancia?
Casi 1 millón de años luz!
(en realidad, 2.5 millones de a.l.)
¡Mucho más que la Vía Láctea!
Era el año 1923…

16. La pequeña nube es una galaxia, como la nuestra…

17. Y hay más galaxias…
El Universo adquiere para el ser humano un tamaño inimaginable

18. El Universo nos habla con su luz
El análisis de las frecuencias de las
ondas electromagnéticas emitidas
por los objetos es su DNI
• En 1912 se observa que
muchas “nubes” tienen
corrimientos al rojo
Pero no acaba aquí la historia…

19. Onda creada por un emisor en movimiento
Efecto Doppler
http://www.iac.es/cosmoeduca/relatividad/charlas/doppler/trenesdoppler.htm
• El sonido es más agudo al
acercarse al objeto y más
grave al alejarse
• Si sé la frecuencia pura
del sonido, puedo saber a
qué velocidad va con solo
escucharlo.

20. La luz también es una onda
El color cambia a rojo al alejarse y
al azul al acercarse.

21. Hubble, otra vez…
• Tras una década de medidas nota que las
galaxias que están más lejos presentan
un mayor corrimiento al rojo.
• O sea, que cuanto más lejos… ¡más
rápido huyen de nosotros!

22. Ley de Hubble
“El corrimiento al rojo de una galaxia es
proporcional a la distancia a la que esta se
encuentra de nosotros”.
• Nuevo método de medida de distancias.
• ¡El universo se expande!

23. Bien merecido homenaje…
En órbita desde 1990

24. No olvidemos lo de antes…
• Qué raro…
en función de la distancia ¿a nosotros?
• El universo se expande

25. Y mientras esto ocurría…
• Teoría de la
Relatividad General
(1916)
Albert Einstein (1879-1955)
Ecuaciones del universo en cuatro
dimensiones, una de ellas es el
tiempo

26. El globo que infla…
(k = curvatura espacio-tiempo)

27. Lemaître se había adelantado
• Lemaître lo descubrió
antes que Hubble, en
1927 (ley y constante
de Hubble), y lo publicó
en una revista local
belga.
Georges Lemaître

28. G. Lemaître : «Un univers homogène de masse constante et de rayon croissant, rendant compte de la
vitesse radiale des nébuleuses extragalactiques» (Ann. Soc. Sci. Bruxelles, 1927)
«Utilisant les 42 nébuleuses extra-galactiques figurant dans les listes de Hubble et
de Strömberg, et tenant compte de la vitesse propre du Soleil, on trouve une
distance moyenne de 0,95 millions de parsecs et une vitesse radiale de 600 km/s,
soit 625 km/s à 106
parsecs. Nous adopterons donc R’/R = v/rc = 0,68×10-27
cm-1
»

29. La polémica
• Lemaître lo había
descubierto antes que
Hubble, en 1927,
pero…
• …En 1931 (2 años
después de Hubble) su
artículo fue traducido al
inglés … ¡Y ALGUIEN
CORTÓ PÁRRAFOS
CLAVE!
Georges Lemaître

31. Discusión de Jean-Pierre Luminet (Observatorio de París)
https://arxiv.org/pdf/1305.6470.pdf
https://arxiv.org/abs/1105.6271

34. El universo está “inflándose”
• Einstein, para mantenerlo “quieto”, había
tenido que añadir a mano un término
(“el mayor error de mi vida”, 1930)

35. Otra vez Lemaître
• Lemaître: ese “inflado”
del Universo tuvo que
tener un comienzo
• Gran controversia y
oposición en la
década de los 50:
Chiste de Fred Hoyle en
1949: “Eso es un Big Bang”
G. Lemaître, “The beginning of the world from the point of view of quantum
theory”, Nature 127, 706 (1931)

38. La difícil relación con Albert Einstein

39. Academia Pontificia de Ciencias, en 1939 con Pío XII
(día del discurso de elogio a Rutherford)
Nombrado miembro en 1936 por Pío XI. Presidente de 1960 a 1966.
Insiste en no mezclar su cosmología física con la religión.

40. Pontificia academia de ciencias
• Fundada en 1603 por Clemente VIII
(Academia Nacional de los Linces)
• Refundada por Pío IX en 1847
• Refundada por Pío XI en 1936, con el
nombre actual
• Estatutos actualizados por Pablo VI
(1976) y Juan Pablo II (1986)

41. Casi 80 Premios Nobel
Lord Ernest Rutherford (Premio Nobel de Física, 1908), Guglielmo Marconi (Física,
1909), Alexis Carrel (Fisiología, 1912), Max von Laue (Física, 1914), Max Planck
(Física, 1918), Niels Bohr (Física, 1922), Werner Heisenberg (Física, 1932),
Paul Dirac (Física, 1933), Erwin Schrödinger (Física, 1933), Otto Hahn (Química,
1944), Sir Alexander Fleming (Fisiología, 1945), Chen Ning Yang (Física, 1957),
Rudolf L. Mössbauer (Física, 1961), Max F. Perutz (Química, 1962), John Eccles
(Fisiología, 1963), Charles H. Townes (Física, 1964), Manfred Eigen y George Porter
(Química, 1967), Har Gobind Khorana y Marshall W. Nirenberg (Fisiología, 1968),
Luis Federico Leloir (Química, 1970),1
Christian de Duve (Fisiología, 1974),
Werner Arber y George E. Palade (Fisiología, 1974), David Baltimore (Fisiología,
1975), Aage Bohr (Física, 1975), Abdus Salam (Física, 1979), Paul Berg (Química,
1980), Kai Siegbahn (Física, 1981), Sune Bergström (Fisiología, 1982), Carlo Rubbia
(Física, 1984), Klaus von Klitzing (Física 1985), Yuan Tseh Lee (Química 1986), Rita
Levi-Montalcini (Fisiología, 1986), John C. Polanyi (Química, 1986), Jean-Marie Lehn
(Química, 1987), Joseph E. Murray (Fisiología, 1990), Gary S. Becker (Economía,
1992), Paul J. Crutzen (Química, 1995), Claude Cohen-Tannoudji (Física, 1997) y
Ahmed H. Zewail (Química, 1999), Günter Blobel (Physiology, 1999), Ryoji Noyori
(Chemistry, 2001), Aaron Ciechanover (Chemistry, 2004), Theodor Hänsch (Physics,
2005), Gerhard Ertl (Chemistry, 2007), Robert Eric Betzig (Chemistry, 2015)

43. 1964: descubrimento de la radiación de fondo del Big Bang

44. Lemaître había predicho en 1930 una “radiación fósil” del Big Bang, creía que
eran los raios cósmicos.
-> pionero del cálculo numérico en Europa, uno de los primeros programadores y
profesores de informática del continente.

45. Penzias y Wilson: Premio Nobel de Física 1978

46. Algunos homenajes
• Asteroide1565, llamado
Lemaître.
• Cráter Lemaître en la Luna.
La ESA el pone su nombre al último ATV
(vehículo automático de transferencia),
lanzado a la Estación Espacial Internacional
en 2014

47. ¿Cómo se come eso?
• ¿Cómo encaja todo
esto saliendo de un
punto?
Stephen Hawking (1942-)
Stephen Hawking, años 60:
la singularidad encaja en la
Teoría de la Relatividad

49. LA PREGUNTA
• El universo, ¿tuvo un comienzo o existió
siempre?
Los teoremas de singularidad de Hawking y
Penrose concluyen que esa singularidad
inicial no es evitable:
=> Tuvo un comienzo y desde entonces ha
transcurrido un tempo finito, que se puede
medir.

51. Premio Fonseca
2008
Stephen W. HAWKING
Lucasian Chair, Universidad de Cambridge

52. Premio Fonseca
2011
Sir Roger PENROSE
Universidad de Oxford

54. La distancia, el tiempo…
13800 millones de años
La edad del universo …
… ¿y su tamaño?
Gracias a Hawking la idea del Big Bang
es aceptada.
Estés donde estés, verás que todo se aleja de ti.
Es posible que el tiempo transcurrido
sea finito:

55. Al mismo tiempo que la luz viaja…
El universo es una bola
de 46000 millones de
años luz de radio: un
diámetro de 0.9
cuatrillones de km
¿Hay algo más allá?
Seguramente, pero no lo
sabremos hasta que nos
llegue su luz

56. • No salen las cuentas: Materia oscura (1933)
¿Alguien piensa que esto acaba?

57. Pero
además…

59. • Descubrimiento en 1998: el universo no
solo se expande, ¡sino que cada vez lo
hace más rápido!
=> energía oscura, ¡el 68% del universo!
27% materia oscura
Y… ¿las cosas “normales”?
¡¡Solo el 5%!!
¡Cura de humildad!

60. ¡GRACIAS!