A diferencia de muchas otras ciencias, los astrónomos y astrofísicos no son capaces de realizar experimentos en laboratorios para estudiar las cosas que observan en el universo. En cambio, se basan principalmente en la observación para estudiar el universo, que complementan con simulaciones por computadora, una variedad de métodos estadísticos y algunos experimentos relevantes aquí en la Tierra.
Hay muchos métodos inteligentes que utilizan estos científicos para realizar mediciones de objetos en el universo, sin tener que ir allí. Algunos métodos son relativamente directos, pero muchos métodos se basan en métodos indirectos para realizar mediciones, por lo que las mediciones de incertidumbre son notoriamente grandes en astronomía y astrofísica. Aquí hay algunos simples:
Paralaje
- ¿Qué es el potencial de ionización?
- ¿Cuál es el resultado del experimento de Michelson Morley?
- Cómo encontrar la distancia dada la aceleración y la velocidad máxima
- ¿De dónde viene la energía para mover una aguja de la brújula?
- ¿Cuál será la velocidad de la luz en MeV?
Esta es la técnica que usan los científicos para medir las distancias a los objetos cercanos, y se basa en la trigonometría simple para calcular directamente la distancia:
Redshift
Así es como los científicos miden la velocidad de un objeto, de manera similar a cómo puede medir la velocidad de una ambulancia si mide el cambio en la frecuencia de su sirena a medida que pasa. El método que usan los científicos es un poco diferente, donde en cambio están midiendo el cambio en la frecuencia de la luz emitida por un objeto.
Muy útil para estudiar cosas como la rotación de galaxias o el movimiento general de las galaxias a través del universo.
Buscando planetas
Se puede encontrar un gran resumen de los métodos utilizados en el artículo de la Sociedad Planetaria sobre Cómo buscar exoplanetas.
Un método consiste en medir el cambio en la luz de una estrella a medida que un planeta se mueve frente a ella (desde nuestro punto de vista). Otro método consiste en medir el desplazamiento al rojo de la estrella, a partir del cual se puede inferir que debe haber un planeta orbitando alrededor de esa estrella para que la estrella se mueva (por ejemplo, todos los planetas del Sistema Solar realmente hacen que el Sol gire alrededor un eje, el Sol no es realmente un punto muerto en el Sistema Solar).
Usando ambos métodos, puede calcular la masa de los planetas en órbita, e incluso cuántos planetas están en órbita alrededor de una estrella. El único inconveniente es que este método está sesgado hacia grandes planetas, aproximadamente del tamaño de Júpiter, que orbitan cerca de sus estrellas madre.
Espectroscopia
Otra herramienta extremadamente poderosa es la espectroscopia, que permite a los científicos estudiar la composición de estrellas distantes, planetas, nubes de gas, medios interestelares.
Ondas gravitacionales
Una de las mayores emociones de este año proviene del descubrimiento de las ondas gravitacionales. Parte de la razón por la cual este descubrimiento es tan emocionante es porque los científicos ahora tienen otra herramienta poderosa en su arsenal para observar el universo. Es como si recibieran algún tipo de lente especial de ‘ondas gravitacionales’ (ya que ya tienen lentes de rayos X).