La inmensidad del universo del que formamos parte no podría medirse con las unidades que solemos utilizar aquí en la Tierra. Por supuesto, estamos hablando del Espacio por excelencia, que alberga un número indescriptible de cuerpos celestes que son prácticamente imposibles de cuantificar con precisión científica. De esta necesidad, por tanto, nació el año luz, una medida de distancia comúnmente utilizada en astronomía para expresar las distancias a (y entre) los objetos celestes situados fuera del sistema solar.
Esto significa que es especialmente adecuado para distancias a escala interestelar, inimaginables para quienes tenemos una percepción del espacio y del tiempo limitada a nuestro planeta. Por ello, vamos a descubrir juntos la definición exacta de un año luz y, sobre todo, a cuánto corresponde si quisiéramos traducirlo en kilómetros. No sólo eso, sino que también exploraremos otras unidades de medida utilizadas habitualmente por los astrónomos, para tener una visión completa de las herramientas más válidas en el siempre presente estudio del Universo y sus extraordinarios secretos.
Qué es un año luz
El año luz, abreviado como ly o al, es una medida de distancia utilizada en astronomía. Corresponde a la distancia recorrida por la luz en el vacío en un año terrestre. Alternativamente, podemos decir que equivale a la distancia que recorrería un objeto si viajara a la misma velocidad que la luz en el vacío, es decir, a casi 300.000 kilómetros por segundo, durante un año tropical, es decir, 365 días, 5 horas, 48 minutos y 46 segundos.
La determinación de la velocidad de la luz, como muchos de ustedes ya saben, se debe al astrónomo danés Ole Rømer, que en el siglo XVII planteó la hipótesis de que la luz tenía una velocidad enorme pero no infinita, como se pensaba erróneamente hasta entonces. Fue él quien definió con precisión la velocidad de la luz en 1676, mientras trabajaba en el Observatorio Real de París dirigido entonces por Giovanni Domenico Cassini.
Volviendo al año luz, existe una definición precisa dada por la IAU, la Unión Astronómica Internacional, que dice: "El año luz es la distancia que recorre un fotón en el espacio vacío en ausencia de un campo gravitatorio o magnético en un año juliano". En aras de la exhaustividad, conviene aclarar que un año juliano tiene una duración de 365,25 días, en promedio compuestos por 86.400 segundos cada uno, lo que equivale a un total de 31.557.600 segundos.
Existen, sin embargo, otras unidades de medida de longitudes asociadas al año luz, verdaderos submúltiplos como el mes luz, la semana luz, el día luz, la hora luz, el minuto luz y el segundo luz. Aunque no son muy comunes, se obtienen considerando la distancia recorrida por la luz en una determinada unidad de tiempo. Por poner algunos ejemplos, la distancia de la Tierra a la Luna equivale a unos 1,282 segundos luz, mientras que la distancia de nuestro planeta al Sol equivale a 8 minutos luz.
Cuánto es un año luz
El año luz, al contrario de lo que se podría pensar a estas alturas y en relación con su nombre, ¡que puede ser engañoso! no es, sin embargo, una unidad de medida del tiempo, y mucho menos de la "cantidad" de luz, sino sólo de la distancia recorrida por la radiación electromagnética, la luz misma, en el vacío en el intervalo de un año. En cualquier caso, es absolutamente correcto afirmar que la observación directa de un cuerpo celeste que se encuentra a un determinado número de años luz puede mostrarnos ese mismo cuerpo celeste tal y como era hace el mismo número de años, y no en el momento preciso de su observación.
Por entrar en tecnicismos, un año luz equivale exactamente a unos 9.460.730.472.581 kilómetros. 9.460 millones de km, si esa cifra tan larga nos "asusta", o sea, unas 63.241 veces la distancia entre la Tierra y el Sol, conocida como unidad astronómica. Comprenderá entonces que se trata de una distancia enorme a escala humana, equivalente a más de 236 millones de veces la circunferencia de la Tierra y calculada a partir de la velocidad de la luz en el vacío (c).
Considerando que ésta es igual a 299.792,458 kilómetros por segundo, el valor del año luz viene dado por la siguiente fórmula: 299.792,458 km/s - 355,25 d - 86.400 s/d ≃ 9.461 - 10^12 km. Para tener una idea aún más concreta, la distancia entre el Sol y la Tierra equivale a unos 8,3 minutos luz, donde un minuto luz es la distancia que recorre la luz en el vacío durante un minuto.
Por tanto, debemos preguntarnos con qué rapidez podemos recorrer la distancia de 9.460 millones de kilómetros actuales. Para responder a esto, necesitamos saber que la velocidad de escape de la Tierra es de unos 40.000 km/h. Aprovechando el efecto honda de los sobrevuelos de varios planetas con nuestras sondas, podemos lanzar una nave espacial hasta 60.000 km/h, e incluso superar los 80.000 km/h, como en el famoso caso de New Horizons. Haciendo un cálculo rápido, tardaríamos unos 13.500 años terrestres en recorrer un año luz a 80.000 kilómetros por hora.
Ejemplos concretos de años luz
Ahora que hemos dado una definición de año luz y hemos aclarado a cuánto corresponde un año luz en kilómetros, 9.460 billones de km, conviene poner algunos ejemplos concretos para cuantificar más esta singular y útil unidad de medida. En primer lugar, un año luz tarda aproximadamente 1,28 segundos en recorrer la distancia entre la Tierra y la Luna. Además, en una escala en la que la Tierra tiene 1 cm de diámetro, un año luz correspondería a una distancia de 7.423,80 km.
No sólo eso, sabemos que la luz tarda aproximadamente 8,33 minutos, es decir, 8 minutos y 20 segundos, en viajar desde el Sol hasta nuestro planeta. Además, una hora luz corresponde a unos 1.080 millones de kilómetros, que es aproximadamente la distancia entre el Sol y Saturno, mientras que la estrella más cercana a la Tierra que no es el Sol es Próxima Centauri, que está a 4,23 años luz.
El disco de nuestra galaxia, la Vía Láctea, tiene un diámetro de unos 100.000 años luz. La galaxia más grande y cercana a la nuestra es la de Andrómeda, que se encuentra a una distancia de 2,5 millones de años luz. Además, los científicos han observado que el Grupo Local tiene un diámetro de unos 10 millones de años luz, y que el cuásar más cercano a la Tierra, conocido como 3C 273, se encuentra a unos 3.000 millones de años luz.
Dado que comúnmente se asume que el Big Bang ocurrió hace unos 14.000 millones de años, el universo observable, que se supone que tiene forma esférica y que no está en expansión, tendría un radio de unos 13.820.000.000 de años luz. Por último, los objetos observables más lejanos del Universo están a 13.200 millones de años luz.
Todas estas cifras se traducen en consideraciones asombrosas para el ser humano. No es casualidad que cuando miramos una estrella que está a 20 años luz de la Tierra, estemos viendo la luz emitida por esa estrella exactamente 20 años antes. Si se extinguiera en este preciso momento, lo veríamos desaparecer en 20 años.
De la misma manera, como el Sol está a 8 millones de años luz de la Tierra, la luz solar que vemos y percibimos es la que emitió el Sol exactamente 8 minutos antes. Otro ejemplo es la galaxia de Andrómeda, que se nos aparece como hace 2,5 millones de años porque su distancia a nosotros es de unos 2,5 millones de años luz.
Unidades de medida alternativas
Además del más común año luz, los astrónomos utilizan otras dos unidades de medida, las unidades astronómicas (UA) y los parsecs. Las unidades astronómicas, en particular, se utilizan principalmente para medir distancias en el sistema solar. Una unidad astronómica, según la literatura científica, es la distancia media entre nuestra Tierra y su estrella más cercana, el Sol. Estamos hablando de casi 150 millones de kilómetros, o 149.597.870 si quiere ser exigente. En cuanto a los pársecs, los estudiosos los utilizan para expresar las distancias entre las estrellas.
Un pársec, cuyo nombre es una abreviatura de "segundo de paralaje", equivale a 3,26 años luz. Esto significa que corresponde a la distancia desde la que un hipotético observador vería el radio medio de la órbita de la Tierra, es decir, una unidad astronómica bajo un ángulo de un segundo de arco. Conceptos ciertamente no muy fáciles, pero que definen la observación de las estrellas, los planetas y los cuerpos celestes en general.
Resumiendo, pues, podemos decir que una unidad astronómica equivale a unos 150 millones de kilómetros, lo que a nivel fáctico se traduce en la distancia medible entre la Tierra y el Sol. Un año luz corresponde, como consecuencia lógica, a 63.067 UA, es decir, 9.460.000.000 kilómetros. Un parsec, por su parte, corresponde a 3,26 años luz.
En UA, la cifra es de 205.597 UA, que a su vez son 30.840 mil millones de kilómetros. Dicho esto, el al sigue siendo la unidad de medida más utilizada y probablemente la más fácil de explicar y entender. Y se ajusta a la mayoría de los objetos espaciales que "pueblan" el cielo.