Hubble descubrió que la ley que generalmente establece que la velocidad de las galaxias retrocede de nosotros es proporcional a la distancia que están de nosotros. (Cuanto más lejos; más rápido parecen alejarse de nosotros). La ley de Hubble es la única ley conocida que está de acuerdo con la relatividad especial, no es una coincidencia, diría yo.
Esta es una regla general y se aplica a los cúmulos y muchas galaxias. Hay bastantes excepciones locales como Andrómeda. La constante de proporcionalidad se conoce como la constante de Hubble.
Se utiliza el desplazamiento rojo de las líneas espectrales (efecto Doppler para la luz) de estas galaxias en retroceso para medir sus velocidades de recesión. Entonces solo necesitamos saber las distancias a estas estrellas.
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La ‘Escalera Cósmica’ se usa para calibrar esto. En primer lugar, las estrellas cercanas utilizan el método de paralaje, que utiliza el diámetro de la órbita de la Tierra como línea de base. Luego se utilizan curvas de luminosidad relativa contra el color estelar (temperatura). Ciertos colores tienen atributos de brillo absoluto, por lo que se pueden inferir estas distancias de estrellas. A continuación, utiliza las variables Cephid; Las estrellas que giran con cierta frecuencia se pueden atribuir con un brillo absoluto. Esto nos ayuda a medir distancias a ciertas clases muy brillantes de Nova estelar de tipo B. Son solo estas llamaradas enormemente brillantes las que podemos ver con certeza dentro de galaxias extremadamente distantes. Estas novas también tienen ciertas magnitudes absolutas, así que nuevamente nos ayuda a determinar qué tan lejos están por su desmayo aquí en la tierra. Estas estrellas que se someten a las novas actúan como nuestra guía más distante para las galaxias distantes.
Una vez que sepamos las velocidades de recesión de las galaxias contra sus distancias con precisión; simplemente “corremos el universo” hacia atrás para descubrir cuánto tiempo hace que debieron transcurrir todas las galaxias para volver a unirse y colapsar entre sí hasta un punto de partida, aproximadamente proporcional al recíproco de la constante de Hubble. Esa es nuestra estimación de la edad del universo; unos 15 mil millones de años.
Por supuesto, el CMB es el remanente del tiempo después del big bang cuando cesó el equilibrio térmico estadístico entre la luz y la materia, cuando el universo era lo suficientemente frío como para permitir que los protones y los neutrones se unieran para formar núcleos elementales. Esta temperatura es bien conocida por la física nuclear experimental.
Este baño termal continuó enfriándose sin verse afectado, excepto por el estiramiento del baño a medida que el universo se expandía. El estiramiento aumentó las longitudes de onda de esta luz térmica hasta que se midieron las longitudes de onda largas.
Conociendo la tasa de expansión (de ahí la tasa de enfriamiento) y la edad del universo a través de Hubble, junto con la termodinámica nuclear de las temperaturas de recombinación de nucleones, podemos estimar el tiempo para que se cree el CMB después del Big Bang.
