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Hoy quiero recordar al sacerdote-astrofísico belga George Lemaître, el primero en enunciar la Teoría de un Universo en Expansión (actualmente denominada: Teoría del Big-Bang). Para ello, este post se compone de:
Un recorrido por su biografia, junto a algunas fotos que he encontrado en internet.
Un breve apunte sobre el Mapa de la Radiación de Fondo de Microondas Cosmico. (Cosmic Microwave Background o CMB).
Espero que os guste:George Lemâitre 26

«Yo me interesaba por la verdad desde el punto de vista de la salvación
y desde el punto de vista de la certeza científica.
Me parecía que los dos caminos conducen a la verdad,
y decidí seguir ambos.
Nada en mi vida profesional,
ni en lo que he encontrado en la ciencia y en la religión,
me ha inducido jamás a cambiar de opinión».
– George Lemaître

George Lemâitre 28 - firma

Georges Henri Joseph Édouard Lemaître Lannoy (Charleroi, Bélgica, 17 de julio de 1894 – Lovaina, Bélgica, 20 de junio de 1966):

17 de julio de 1894: Nace George Lemaître, en Charleroi (Bélgica). Sus padres fueron: Joseph Lemaître y Marquerite Lannoy. Tuvo tres hermanos: Jacques, Maurice y André (este último murió siendo muy joven).George Lemâitre 3George Lemâitre 1

1911: George se matricula en la Escuela de Ingenieros de Minas de la Universidad Católica de Lovaina.
1914-1919: Al estallar la Primera Guerra Mundial, George y Jacques se alistan como voluntarios.George Lemâitre 5

1916: Einstein publica su trabajo sobre la Teoría de la Relatividad Especial.
1919: Lemaître vuelve a la Universidad de Lovaina para estudiar Física y Matemáticas.
1920: Recibió su doctorado e ingresa en el Seminario de Malinas.George Lemâitre 2George Lemâitre 4

1921: Escribe “La física de Einstein”, un resumen de la Teoría de la Relatividad.
1922: Aleksandr Friedmann propone modelos de universos en expansión y en contracción.
1923: Se ordena Sacerdote (Jesuita). Marcha a la Universidad de Cambridge (Reino Unido) para estudiar Astronomía.
1924: Viaja a América para profundizar en sus estudios de Astronomía. Allí se encontró con Arthur Eddington, uno de los mejores científicos del monento. Éste le enseñó a compaginar la astronomía con la Teoría de la Relatividad.

Arthur Eddington:George Lemâitre 6 - Eddington

1925: Visita a Edwin Hubble en el Observatorio de Mount Wilson. Lemaître tiene noticia del corrimiento hacia el rojo de la luz proveniente de las galaxias.

Edwin Hubble:George Lemâitre 7 - Hubble

1927: Lemaître publicó un artículo en la revista, ‘Annales de la Société Scientifique de Bruxelles’ (Anales de la Sociedad Científica de Bruselas), en el que plantea la teoría de un universo en expansión. Asigna un valor a lo que después se llamará constante de Hubble.
Lemaître reunió los conocimientos adquiridos y dio solución a las ecuaciones de la Teoría General de la Relatividad, que permitía explicar el universo en su conjunto. Un modelo cosmológico intermedio entre el de Einstein (inmutable) y el de De Sitter (vacio).

Einstein y De Sitter:George Lemâitre 8 - Einstein y De Sitter

A Einstein le costó aceptar la expansión del universo, aunque finalmente tuvo que rendirse ante ella, porque sus ideas religiosas se situaban en una línea que de algún modo podría calificarse, con los debidos matices, como panteísta. Por tanto, al otorgar de algún modo un carácter divino al universo, le costaba admitir que el universo en su conjunto va cambiando con el tiempo. Los mismos motivos le llevaron a rechazar inicialmente la teoría del átomo primitivo (Big-bang). Un universo que tiene una historia y que comienza en un estado muy singular le recordaba demasiado la idea de creación.

1929: Hubble acuña su nombre a la constante que indica la velocidad de recesión de las galaxias.
1930: Eddington se adhiere a la hipótesis de Lemaître y trata de convencer a los demás cieníficos.
1931: Eddington pronuncia una conferencia en Londres y Lemaître propone la hipótesis del “Atomo Primitivo” (Teoría del Big-bang).

Lemaître publica un artículo en la revista Nature del 9 de Mayo de 1931, titulado “The beginning of the world from the point of view if quantum theory”, (“El comienzo del mundo desde el punto de vista de la teoría cuántica”), en el que explica su teoría:

El artículo comienza de la siguiente manera:
“SIR ARTHUR EDDINGTON states that, philosophically, the notion of a beginning of the present order of Nature is repugnant to him. I would rather be inclined to think that the present state of quantum theory suggests a beginning of the world very different from the present order of Nature. Thermodynamical principles from the point of view of quantum theory may be stated as follows: (1) Energy of constant total amount is distributed in discrete quanta. (2) The number of distinct quanta is ever increasing. If we go back in the course of time we must find fewer and fewer quanta, until we find all the energy of the universe packed in a few or even in a unique quantum.”

Es decir:
“Sir Arthur Eddington señala que, filosóficamente, la idea de un comienzo para el actual orden de la Naturaleza es repugnante para él. Preferiría inclinarme a pensar que el estado actual de la teoría cuántica sugiere que el comienzo del mundo fue muy diferente del actual orden de la Naturaleza. Los Principios termodinámicos, desde el punto de vista de la teoría cuántica, pueden expresarse de la siguiente manera: (1) La cantidad total constante de energía se distribuye en cuantos discretos. (2) El número de cuantos distintos es cada vez mayor. Si nos remontamos en el tiempo tenemos que encontrar cada vez menos cuantos, hasta encontrar toda la energía del universo comprimida en unos pocos o incluso en un único quantum.”George Lemâitre 11 - nature-9mayo1931

1932: Junto a Sandoval, Lemaître emplea un analizador diferencial del MIT para estudiar las trayectorias de los rayos cósmicos. También contó con la ayuda de André Deprit y Odon Godart.

Manuel Sandovel y su esposa María Luisa:George Lemâitre 14 - Sandoval y su esposa

Lemaître con André Deprit y Odon Godart:George Lemâitre 13

1933: Lemaître centra sus esfuerzos en poner en marcha un laboratorio de cálculo en la Universidad de Lovaina.

Lemaître y Einstein en 1933:George Lemâitre 9 - con Einstein

Lemaître viajó con Albert Einstein a California para impartir unos seminarios. Después de que George detallara su teoría del Big Bang, Einstein se levantó, aplaudió y dijó: “Esta es la más bella y satisfactoria explicación sobre la creación que jamás había oído”.

1934: Lemaître recibe el premio Francqui, de manos del rey Leopoldo III. Es la más alta distinción científica belga.
1936: En el Congreso de Malinas (10 de Septiembre), Lemaître aclara que hay dos caminos para llegar a la verdad: ciencia y fe son compatibles:

“El científico cristiano debe dominar y aplicar con sagacidad la técnica especial adecuada a su problema. Tiene los mismos medios que su colega no creyente. También tiene la misma libertad de espíritu, al menos si la idea que se hace de las verdades religiosas está a la altura de su formación científica. Sabe que todo ha sido hecho por Dios, pero sabe también que Dios no sustituye a sus creaturas. La actividad divina omnipresente se encuentra por doquier esencialmente oculta. Nunca se podrá reducir el Ser supremo a una hipótesis científica. La revelación divina no nos ha enseñado lo que éramos capaces de descubrir por nosotros mismos, al menos cuando esas verdades naturales no son indispensables para comprender la verdad sobrenatural. Por tanto, el científico cristiano va hacia adelante libremente, con la seguridad de que su investigación no puede entrar en conflicto con su fe. Incluso quizá tiene una cierta ventaja sobre su colega no creyente; en efecto, ambos se esfuerzan por descifrar la múltiple complejidad de la naturaleza en la que se encuentran superpuestas y confundidas las diversas etapas de la larga evolución del mundo, pero el creyente tiene la ventaja de saber que el enigma tiene solución, que la escritura subyacente es al fin y al cabo la obra de un Ser inteligente, y que por tanto el problema que plantea la naturaleza puede ser resuelto y su dificultad está sin duda proporcionada a la capacidad presente y futura de la humanidad.
Probablemente esto no le proporcionará nuevos recursos para su investigación, pero contribuirá a fomentar en él ese sano optimismo sin el cual no se puede mantener durante largo tiempo un esfuerzo sostenido. En cierto sentido, el científico en su trabajo prescinde de su fe, no porque esa fe pudiera entorpecer su investigación, sino porque no se relaciona directamente con su actividad científica”.

George Lemaître.

• Lemaître fue elegido, en 1936, miembro de la Academia Pontificia de las Ciencias y presidente de ésta desde 1960 hasta su muerte -celebrando la santa Misa- en 1966.

Lemaître y Eddington en 1938:George Lemâitre 10 - con Eddington 1938

1939: En la Segunda Guerra Mundial, Lemaître queda aislado de los demás científicos.
1946: Lemaître publíca un libro que reúne todo su pensamiento sobre las hipótesis del Atomo Primitivo (“L’Hypothèse de l’Atome Primitif”). George Gamow toma el testigo de la Teoría del Big-bang.

George Gamow:George Lemâitre 16 - Gamow

1948: Se formula la Teoría del Estado Estacionario, como una alternativa a la teoría del Big-Bang. Los problemas con la Teoría del Estado Estacionario comenzaron a surgir a finales de los años 60, cuando las evidencias observacionales empezaron a mostrar que, de hecho, el Universo estaba cambiando: se encontraron quásares sólo a grandes distancias, no en las galaxias más cercanas. La prueba definitiva vino con el descubrimiento de la radiación de fondo de microondas (CMB) en 1965, pues en un modelo estacionario, el universo ha sido siempre igual y no hay razón para que se produzca una radiación de fondo con características térmicas. Buscar una explicación requiere la existencia de partículas de longitud milímetrica en el medio intergaláctico que absorba la radiación producida por fuentes galácticas extremadamente luminosas, una hipótesis demasiado forzada.
1951: Pio XII pronuncia un discurso sobre “Las pruebas de la existencia de Dios a la luz de la ciencia natural moderna”.George Lemâitre 31 - con Pio XII

Foto del Congreso en Solvay de 1958:George Lemâitre 15 - congreso 1958

1964: En su primer año como profesor emérito sufre un ataque al corazón.George Lemâitre 17

Lemaître con colaboradores en el laboratorio de cálculo de la Universidad de Lovaina:George Lemâitre 12

1965: Arno Penzias y Robert Wilson publican en el Astrophysical Journal del 13 de mayo el descubrimiento de una Radiación de Fondo de Microondas (Cosmic Microwave Background o CMB), confirmando, de esa manera, la teoría de Lemaître sobre el Big-bang.

Arno Penzias y Robert Wilson:George Lemâitre 18 - Arno Penzias y Robert Wilson

20 de junio de 1966: Muere George Lemaître, en Lovaina (Bélgica).George Lemâitre 25George Lemâitre 29George Lemâitre 30George Lemâitre 27George Lemâitre 33George Lemâitre 34George Lemâitre 35George Lemâitre 36

El Mapa de la Radiación de Fondo de Microondas (Cosmic Microwave Background o CMB):

En cosmología, la Radiación de Fondo de Microondas (en inglés: Cosmic Microwave Background o CMB) es una forma de radiación electromagnética descubierta en 1965 por Arno Penzias y Robert Wilson que llena el Universo por completo. También se denomina radiación cósmica de microondas o radiación del fondo cósmico.
Se dice que es el eco que proviene del inicio del universo, o sea, el eco que quedó de la gran explosión que dio origen al universo. Tiene características de radiación de cuerpo negro a una temperatura de 2,725 K y su frecuencia pertenece al rango de las microondas con una frecuencia de 160,2 GHz, correspondiéndose con una longitud de onda de 1,9 mm.George Lemâitre 24 - esquema global big bang

A lo lago de la historia se han realizado diferentes mapas del CMB. Son los siguientes:

1965: Mapa de Arno Penzias y Robert Wilson.
1992: Mapa realizado por el satélite COBE (Cosmic Background Explore)
2003: Mapa realizado por el satélite WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe)
2010: Mapa realizado por el telescopio espacial Planck de la Agencia Espacial Europea.
Es el mapa más detallado hasta la fecha. La misión Planck era conocida inicialmente como COBRAS/SAMBA. COBRAS por Cosmic Background Anisotropy Satellite y SAMBA por Satellite for Measurement of Background Anisotropies. Posteriormente, los dos grupos de estudio se fundieron en una sola misión, que tras haber sido seleccionada y aprobada, fue renombrada en honor del científico alemán Max Planck (1858-1947), Premio Nobel de Física en 1918.George Lemâitre 19 - radiacion del big bangGeorge Lemâitre 20 - COBE-WMAP-Plank

El telescopio espacial Planck, lanzado en 2009, fue diseñado para trazar un mapa del firmamento en nueve frecuencias diferentes, utilizando para ello dos instrumentos de última tecnología: el Instrumento de Baja Frecuencia (LFI), que cubre las bandas de 30-70 GHz, y el Instrumento de Alta Frecuencia (HFI), que cubre las bandas de 100-857 GHZ. HFI completó su misión en enero de 2012, mientras que LFI continúa operativo.
Los nuevos datos de Planck están basados en los primeros 15.5 meses de observación del cielo completo, y es su primer mapa a cielo completo de la luz más antigua del Universo, grabada en el firmamento cuando éste apenas tenía 380.000 años:George Lemâitre 21 - mapa segun PlankGeorge Lemâitre 22 - mapa segun PlankGeorge Lemâitre 32

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