La solución del caso Lemaître vs Hubble se publica en Nature

Por Francisco R. Villatoro, el 10 noviembre, 2011. Categoría(s): Astronomía • Ciencia • Historia • Noticias • Personajes • Prensa rosa • Science ✎ 22

El universo está en expansión. El padre de este resultado experimental es el astrónomo estadounidense Edwin Hubble, pero los historiadores de la ciencia nos recuerdan que en realidad su padre fue el sacerdote belga Georges Lemaître. La prioridad de este descubrimiento capital del s. XX ha estado envuelta de cierto misterio, cual novela policíaca. Se ha afirmado que alguien censuró un artículo de Lemaître para favorecer la prioridad de Hubble. ¿Quién fue el culpable de esta censura? Una carta de Lemaître descubierta por Mario Livio ha puesto fin al debate; se trata de un caso de autocensura del propio Lemaître. Ya me hice eco en este blog de esta noticia en «Hubble exonerado de plagio a Lemaitre,» 7 julio 2011; pero como hoy se publica Mario Livio, «Lost in translation: Mystery of the missing text solved,» Nature 479: 171–173, 10 November 2011, creo que merece la pena recordar la solución de este entuerto.

En febrero de 1922, el astrónomo estadounidense Vesto Slipher midió el desplazamiento al rojo de 41 galaxias (conocidas entonces como nebulosas) del hemisferio norte. El físico británico Arthur Eddington, en su libro de 1923 sobre la teoría de la relatividad, señaló que este resultado era muy llamativo, pero que faltaba verificar que también se observaba en las nebulosas del hemisferio sur. En 1927, Lemaître publicó en francés un artículo teórico que presentaba soluciones dinámicas a las ecuaciones de la relatividad general de Einstein de las que se deducía la que ahora se conoce como ley de Hubble de la expansión del universo. Utilizando las velocidades de las galaxias medidas por Slipher, Lemaître midió lo que ahora llamamos la constante de Hubble. Lemaître obtuvo un valor de 625 kilómetros por segundo por megapársec. Lemaître comentó que las medidas eran demasiado inexactas para confirmar la validez de la relación lineal entre corrimiento al rojo y distancia que había descubierto. Dos años después del artículo de Lemaître, Hubble publicó su archifamoso artículo «A relation between distance and radial velocity among extra-galactic nebulae.» En este artículo, Hubble y su ayudante Milton Humason utilizaban medidas precisas de la distancia de las galaxias obtenidas utilizando Ceféidas (estrellas variables) y las medidas del corrimiento al rojo de Slipher para establecer la ley de Hubble y obtener un valor para la constante de Hubble de 500 kilómetros por segundo por megapársec.

El artículo de Lemaître de 1927 fue traducido al inglés en 1931 y publicado en la revista Monthly Notices de la Royal Astronomical Society. En la traducción se omitieron algunos párrafos del original en francés que describen la ley de Hubble, el cálculo de la constante de Hubble y una discusión del error de las medidas de Slipher (que ofrecía un valor para la constante de Hubble entre 575 y 670 km/s/Mpc). ¿Por qué se suprimieron estos párrafos en la traducción? Mucho se ha discutido sobre la cuestión y la opinión de muchos astrónomos es que se censuraron estos párrafos para no socavar la prioridad del descubrimiento de Hubble. Las cartas entre Georges Lemaître y William Smart descubiertas por Mario Livio resuelven la cuestión. El propio Lemaître realizó la traducción y omitió de su propia mano los párrafos relativos a la ley de Hubble porque en su opinión «no tenían suficiente interés.» En la carta solicita que le corrijan su pobre inglés e indica que añadió algunas referencias bibliográficas adicionales al artículo original, sin mayor cambio.

El trabajo de Mario Livio resuelve la cuestión de forma definitiva. El propio Lemaître se autocensuró y no hubo ninguna «mano negra» de Hubble detrás de este asunto. En opinión de Livio, Lemaître no tenía la obsesión que tenemos hoy en día por la prioridad de un descubrimiento y su amor por la ciencia estaba por encima de estas nimiedades.



22 Comentarios

  1. ¿Y donde queda el pobre Aleksandr Aleksándrovich Fridman con sus artículos de 1924? Siempre en occidente suelen pasarlo por alto… Tal vez la idea de Lemaître era algo ams completa desde el punto de vista físico…pero la idea en si de expansión o contracción del Universo como solución a las ecuaciones de la RG fué propuesta por Fridman tres años antes… Fridman tuvo una vida muy corta y muy interesante llena de aportaciones muy importantes a diversos campos de la física y al ingeniería, desde los ferrocarriles y la aeronáutica hasta la meteorología y la cosmología. Realmente no merece ser tan olvidado como lo es en occidente.

    Saludos.

    1. De nada. Era un personaje realmente interesante. Siempre lo he admirado mucho.
      Era un físico matemático Ruso pionero de la aeronáutica y la meteorología, batió algún récord de altitud en globo aerostático…en 1922 resolvió las ecuaciones de Einstein de la RG y publicó los resultados en una revista alemana en 1924, en donde ya anunciaba los tres posibles tipos de universos: plano, cerrado y abierto, años antes que Lemaître y los demás publicaran lo suyo. (Hay que reconocer que Lemaître también partía de una base un poco mas física creo que el agregó algo de termodinámica al asunto). Pero realmente fue Fridman el primero y en occidente siempre ha sido bastante ignorado este hecho. Era realmente un personaje interesante. De hecho tenia un libro (hace años que no lo encuentro) de el que escribió para explicar la relatividad general supuestamente a personas no preparadas en física pero la verdad yono entendí la ultima cuarta parte, es muy interesante si alguien lo puede conseguir creo recordar que lo sacó la editorial URSS (antigua editorial MIR), creo que se titulaba algo asi como «la curvatura del espacio» o muy aprecido a eso. Aqui hay una biografía bastante completa de su corta vida pero productiva vida (en inglés) http://www.gap-system.org/~history/Biographies/Friedmann.html por si a alguien el interesa.

    2. Buen apunte.
      Fridman es el responsable de la predicción teórica de la expansión y el primero que presentó la noción de Big Bang. Desgraciadamente en su momento fué eclipsado por el criterio de autoridad que ejercia Einstein. Para Einstein las soluciones no estáticas a la propia ecuación de Einstein no eran validas (aunque luego se dió cuenta de su error). Afortunadamente hoy en dia se reconoce el mérito de Fridman (al menos en el ambito académico) y de hecho sus ecuaciones son indispensables en cualquier curso básico de cosmologia

      El mérito de Lamaître es ser el primero que encontró una evidencia empírica de la expansión del universo. Es decir, que de las posibles soluciones de Fridman el universo obedecia una que no se correspondia con la estática defendida por Einstein.

    3. Aitor, el libro del que hablas creo que se titula: «El universo como espacio y tiempo». Me parece que se encuentra descatalogado, y yo no lo he visto por ningún lado en español. Lo he visto en ruso, pero yo no entiendo nada de ruso. ¿Tú sabes ruso? ¿Has leído el libro?

      Un saludo.

      1. Edición en español:

        A.A. Fridman, «El mundo como espacio y tiempo», Editorial URSS, ISBN 5-354-00533-7, se puede adquirir (12,89 €) en

        http://urss.ru/cgi-bin/db.pl?lang=en&blang=en&page=Book&id=16819

        Contenido:

        Prólogo
        1 El espacio
        § 1. Medición de magnitudes
        § 2. Aritmetización del espacio
        § 3. Métrica del espacio
        § 4. Curvatura del espacio
        2 El tiempo y el mundo
        § 1. El tiempo
        § 2. El movimiento
        § 3. El mundo
        3 La gravitación y la materia
        § 1. Mecánica antigua y mecánica nueva
        § 2. Gravitación
        § 3. La materia y la estructura del Universo
        § 4. Conclusiones generales del principio de la relatividad
        Epílogo
        Índice de materias

    4. Aitor, nadie olvida a Friedmann (padre de la métrica de Friedman-Lemaître-Robertson-Walker). Esta entrada es sobre la cuestión de si el artículo de Lemaitre fue censurado o no. Friedmann hizo contribuciones teóricas importantes en 1922, pero murió en 1925, muy joven (37 años), de una grave enfermedad (fiebre tifoidea).

      1. Si esta muy bien que Lemaître fue el primero en usar algun tipo de resultados de observaciones para calcular parámetros…pero una cosa es eso y otra distinta es llamarle padre de la teoría del Big Bang como se hace en muchísimas publicaciones. Se que en este artículo pones claro que fue «padre del resultado experimental» (Aunque en astronomía y derivados es mas apropiado el termino «observacional»). Sin embargo luego dices que «En 1927, Lemaître publicó en francés un artículo teórico que presentaba soluciones dinámicas a las ecuaciones de la relatividad general de Einstein de las que se deducía la que ahora se conoce como ley de Hubble de la expansión del universo. » donde se podría interpretar fácilmente que el fue el primero en obtener eso. Por algún motivo en una buena parte de la literatura de divulgación cuando se habla de Lemaître se deja de lado a Fridman, simplemente no se le menciona… El artículo esta muy bien, como siempre, pero creo que Fridman se merecía un lugar (al menos una breve mención en esta historia), es el verdadero padre de la teoría del Big Bang y suele pasarse por alto.

        P.D.:Solo como algo curioso sobre la romanización de los nombres rusos, hay muchas formas de hacerlo para obtener el mismo sonido, «Friedmann» por ejemplo obtiene el sonido del nombre original al pronunciarlo en inglés (y creo que en alemán), sin embargo la romanización mas cercana al sonido original en español es «Fridman», es así como aparece escrito en las traducciones rusas de la editorial MIR (o URSS) que siempre traducen muy bien los nombres de los autores de sus libros, incluso poniendoles acentos (muchas veces donde menos me imaginaba que los llevarían)

        saludos

        1. Me satisface que los comentadores han dado el lugar que merece Fridman (o Friedmann como le pusieron los anglos). Fridman fue el primero que expuso, matemáticamente, la expansión del universo en 1922. No Lemaitre, y menos Hubble, quienes tienen sus merecimientos y tuvieron la intuición correcta, y Hubble con sus trabajos de corrimiento al rojo de galaxias lejanas. Pero debe mencionarse a Henrietta Swan Leavitt, cuyo trabajo de varios años estudiando las Cefeidas fue quien primero encontró la forma de calcular esas distancias extragalácticas.
          Fridman y Swan Leavitt, siempre son ignorados, hay que corregir eso poniendo nuestro grano de arena informativo. Saludos.

  2. Se sobre Kapitsá una vez casi leo un libro de el que contaba el desarrollo de la ciencia soviética en lo referente a física de bajas temperaturas que el vivió (muy optimista al principio, algo mas pesimista al final), pero por desgracia le perdí el rastro al libro antes de que pasara a mis manos (era de un amigo, al cual hace tiempo que no veo). Algún dia espero leerlo.

  3. Entiendo que el mérito es de todos modos de Lemaître, por más que él quisiera borrar esos párrafos en una traducción. Él fue el primero en encontrar esa evidencia empírica… lo que pasó es que era francés…

  4. En un artículo de 1957, Robert Merton comentaba que “ningún hallazgo científico recibe el nombre de su descubridor original”. Y eso es lo que ha ocurrido con el descubrimiento del universo en expansión. Sin embargo, el asunto no es tan sencillo como aparece en el artículo del 10 de noviembre.

    En 1929, Edwin Hubble estableció la relación entre la distancia y la velocidad de alejamiento de las galaxias y, aunque Georges Lemaître llegó a un resultado parecido dos años antes, no se le puede atribuir a éste último tal hallazgo, pues Lemaître no conocía las distancias a las galaxias en 1927, y tuvo que emplear una aproximación media. Por ello, Lemaître nunca reivindico tal descubrimiento.

    Pero la relación entre la distancia y la velocidad de alejamiento de las galaxias no es lo mismo que decir que el universo está en expansión. De hecho, Hubble tuvo serias dificultades en admitir la expansión del universo y nunca reivindicó tal descubrimiento. Fue Lemaître quien quien mostró, con datos astronómicos, que existe un modelo de universo en expansión, y que ese modelo probablemente refleja el universo real.

    La pregunta que debemos formularnos es otra: ¿cuál es la razón por la que Hubble ha pasado a la historia como descubridor de la expansión del universo?

    La respuesta la encontramos en la burda simplificación que hicieron los autores de libros de texto y de divulgación de los años 50, cuando la mayor parte de los astrónomos y cosmólogos que desempeñaron papeles de influencia en el descubrimiento del universo en expansión o en la cosmología de principios de los años 30, ya no vivían.

    Eduardo Riaza

    Autor de «La historia del comienzo. Georges Lemaître, padre del big bang», Encuentro 2010.

  5. Por cierto, Gámov (Correcta romanización de su nombre ruso en español) fué alumno de doctorado de Fridman, sus ideas sobre la expansión del Universo las desarrolló a partir de las de su maestro.

  6. Creo que la cosa fue más o menos así:

    – Fridman escribió dos artículos en la revista alemana Zeitschrift für Physik, el primero en 1922 y el segundo en 1924. Fridman halló que el universo, según la RG de Einstein, es inestable, en el sentido de que o bien se expande o bien se contrae, en contra de lo que hasta entonces se suponía. Einstein se inclinaba por la estabilidad del universo, influido en gran medida por la creencia de los astrónomos de la época.

    – Al parecer cuando Fridman llamó la atención de Einstein sobre sus conclusiones, éste le contestó algo así como «su matemática es correcta, pero su física es errónea».

    – Fridman no apuntó la idea del Big Bang. No se pronunció en cuanto al origen del universo, ya que de su trabajo no se deducía necesariamente la expansión, sino únicamente la no estabilidad del mundo.

    – Lemaître en 1927 reencuentra la ecuación de Fridman. Al ser belga publica su artículo en francés, de modo que tiene poca resonancia en el mundo de habla inglesa. En el artículo de 1927 Lemaître sí que aventura su idea de un principio para el universo, en la forma de lo que llamó el «huevo cósmico», una suerte de superátomo que por desintegración produciría los elementos químicos. Fue Gamow el que corrigió esta idea, sugiriendo que bastaría con suponer una concentración de energía.

    –Lemaître persiguió la aprobación de Einstein, pero éste fue más cruel con él que con Fridman: «Su matemática es correcta, pero su física es execrable». Al parecer, lo que le repugnó a Einstein fue la idea de la creación ex nihilo del universo, tras la cual veía agazaparse la idea religiosa del Antiguo Testamento.

    — Lemaître, pues, es el padre de la idea del Big Bang, aunque con el defecto de ese superátomo original. Por otra parte también apuntó la idea de la relación entre la distancia de las galaxias y el desplazamiento al rojo (velocidad de alejamiento, pues entonces se interpretaba según la fórmula de Doppler); para esto contaba con las mediciones de Slipher, tal como indica Francis. Su «parámetro de Hubble» resultaba ser muy elevado, del orden de 600 km/sec por megapársec.

    — En 1929 Hubble (muy probablemente desconociendo el artículo de Lemaître, aún no traducido), se lanza a la piscina casi vacía y postula su relación lineal distancia-velocidad de alejamiento. Se basa en pocas galaxias (no llega a dos docenas) que en un gráfico no se sitúan ajustadas a una línea recta. Por otra parte no recuerdo que Hubble sugiriera el Big-Bang. Su parámetro es también muy elevado, del orden de 500, al haberse subestimado las distancias.

    — Cuando el artículo de Lemaître se traduce al inglés en 1931 es, como nos cuenta Francis, el propio Lemaître el que prefiere no incluir en el mismo su apunte acerca de la relación distancia-velocidad para las galaxias (la constatación de la expansión) ni su idea acerca del Big Bang. Es más que posible que en esta última decisión influyera la autoridad de Einstein, que la había censurado severamente.

    — No parece, pues, que haya que conceder a Hubble el mérito de la idea del Big Bang, sino a Lemaître, a pesar de los defectos de forma iniciales, que se corrigieron en buena medida gracias a Gamow.

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