¿Qué es un año luz? La regla con la que medimos el universo

Es probablemente la confusión más repetida en toda la astronomía, y la oímos casi cada vez que sacamos los telescopios a la calle: alguien mira por el ocular, escucha «esa estrella está a cuarenta años luz» y pregunta, con toda la lógica del mundo, si eso significa que tardaríamos cuarenta años en llegar. No. Un año luz no mide tiempo: mide distancia. Es una regla, no un reloj.

La confusión tiene una raíz honesta: la palabra «año» está ahí, en medio del nombre. Pero funciona igual que la «hora» en «hora de camino»: cuando decimos que un pueblo está a dos horas en coche, no estamos hablando de tiempo, estamos usando el tiempo para describir lo lejos que está. El año luz hace exactamente eso, solo que el vehículo es lo más rápido que existe.

Un año luz, con todos sus ceros

La luz en el vacío viaja a 299 792 458 metros por segundo. No es una medida aproximada ni el resultado de un experimento cada vez mejor: desde 1983 ese número es exacto por definición, porque el metro se define a partir de él. La luz es tan constante que la hemos convertido en la vara de medir del universo.

Un año luz es la distancia que recorre esa luz durante un año juliano, es decir, 365,25 días. Multiplicando:

• 1 año luz = 9 460 730 472 580,8 km, o sea unos 9,46 billones de kilómetros (billón español: un millón de millones).
• En unidades astronómicas, la distancia media Tierra-Sol: 1 año luz ≈ 63 241 UA.
• La luz recorre unos 300 000 km cada segundo: siete vueltas y media a la Tierra en el tiempo que tardas en decir «ya».

Y por si aparece en algún documental: el pársec, la unidad que usan los profesionales, equivale a 3,2616 años luz (unos 30,857 billones de kilómetros). También es distancia, y viene de la geometría que veremos más abajo.

Mirar al cielo es mirar al pasado

Aquí está la consecuencia bonita. Como la luz no es instantánea, todo lo que ves en el cielo es una imagen antigua. No estás viendo el universo tal y como es: estás viendo un mosaico de fotografías tomadas en momentos distintos, cada una con su propio retraso.

Empieza cerca. La Luna está a 384 400 km de media, así que su luz tarda 1,3 segundos en llegar. Es el pasado más reciente que puedes observar a simple vista. El Sol está a 149 597 870,7 km (una unidad astronómica) y su luz tarda 8 minutos y 19 segundos: si el Sol se apagara ahora mismo —no va a pasar—, tendríamos ocho minutos largos de luz antes de enterarnos.

Con Marte el retraso oscila entre unos 3 y unos 22 minutos según dónde estén los dos planetas en sus órbitas; por eso los róveres no se conducen con un mando, sino con órdenes programadas. A Neptuno, a unas 30 UA, la luz llega en poco más de cuatro horas. Y las sondas Voyager, las naves más lejanas que hemos lanzado, están ya tan lejos que su señal tarda cerca de un día en alcanzarnos.

Ahora sal del sistema solar y la escala cambia de golpe. La estrella más cercana al Sol es Próxima Centauri, a 4,25 años luz: la luz que llega esta noche salió de allí a mediados de 2022. Sus compañeras, Alfa Centauri A y B, están a 4,37 años luz. Después llega el salto grande: la galaxia de Andrómeda (M31), el objeto lejano más fácil de ver a simple vista desde un cielo oscuro, está a unos 2,5 millones de años luz (con un cielo verdaderamente oscuro se llega todavía más lejos: la galaxia del Triángulo, M33, está a unos 2,7 millones y también se distingue a ojo desnudo). Su luz salió cuando en África empezaban a aparecer los primeros representantes del género Homo. Nadie de nuestra especie ha visto jamás a Andrómeda como es hoy.

El cielo, ordenado por antigüedad

Objeto	Distancia	Antigüedad de su luz
La Luna	384 400 km (media)	1,3 segundos
El Sol	1 UA = 149 597 870,7 km	8 min 19 s
Neptuno	≈ 30 UA	≈ 4,2 horas
Próxima Centauri	4,25 años luz	4,25 años
Sirio	8,6 años luz	8,6 años
Vega	25,0 años luz	25 años
Centro de la Vía Láctea	≈ 26 000 años luz	≈ 26 000 años
Galaxia de Andrómeda (M31)	≈ 2,5 millones de años luz	≈ 2,5 millones de años

Un aviso para no pasarse de romántico: se dice a menudo que «puede que esa estrella ya no exista». Para la inmensa mayoría de las estrellas que ves a simple vista es falso. Casi todas están a unos pocos cientos de años luz como mucho, y una estrella vive millones o miles de millones de años; unos siglos no cambian nada. La frase solo tiene sentido para casos muy concretos y muy lejanos.

¿Y cómo sabemos a qué distancia está cada cosa?

Es la pregunta razonable que sigue. Nadie ha ido con un metro. Lo que hay es una escalera de distancias: cada peldaño se calibra con el anterior y permite llegar un poco más lejos.

1. El paralaje: geometría de instituto

Extiende el brazo, levanta el pulgar y cierra un ojo, luego el otro. El pulgar salta respecto al fondo. Ese salto aparente es el paralaje, y depende de lo lejos que esté el pulgar. Los astrónomos hacen lo mismo usando como «ojos» dos posiciones opuestas de la órbita terrestre, separadas seis meses y 2 UA: una estrella cercana se desplaza un poquito frente a las lejanas, y con trigonometría sale la distancia.

De ahí viene el pársec: es la distancia a la que una estrella mostraría un paralaje de un segundo de arco (la 3 600.ª parte de un grado). Ninguna llega a tanto; los ángulos reales son minúsculos. La misión Gaia de la ESA ha medido posiciones y paralajes de más de mil millones de estrellas con precisiones del orden de millonésimas de segundo de arco, y ha reescrito el mapa de nuestra galaxia. Pero el método tiene techo: más allá de unas decenas de miles de años luz, el ángulo se pierde en el ruido.

2. Las cefeidas: estrellas que laten a compás

Aquí entra una de las grandes historias de la astronomía. A principios del siglo XX, Henrietta Swan Leavitt estudiaba placas fotográficas de la Nube Menor de Magallanes en el Observatorio de Harvard y encontró un patrón en un tipo de estrellas variables, las cefeidas: cuanto más tarda una en completar su ciclo de brillo, más luminosa es en realidad. Como todas estaban en la misma nube, es decir, a una distancia parecida, la relación era limpia.

Eso convierte a las cefeidas en candelas estándar: si sabes su brillo real y mides el que te llega, la diferencia te da la distancia. Con ellas Edwin Hubble demostró en los años veinte que Andrómeda no era una nube de gas dentro de la Vía Láctea, sino otra galaxia entera. El universo se hizo enorme de la noche a la mañana.

3. Las supernovas de tipo Ia: el peldaño más largo

Las cefeidas se apagan en la distancia. Para ir más lejos se usan las supernovas de tipo Ia, explosiones de enanas blancas que alcanzan siempre un pico de luminosidad muy parecido y que, durante semanas, brillan como una galaxia entera. Se ven a miles de millones de años luz. Fue justamente midiendo estas supernovas como dos equipos independientes descubrieron en 1998 que la expansión del universo se está acelerando, un hallazgo que recibió el Nobel de Física en 2011.

Más allá se mide por el corrimiento al rojo, pero eso ya es otra historia. Lo importante es que cada peldaño se apoya en el anterior: si mañana se corrigiera el paralaje de las cefeidas cercanas, se moverían también las distancias a las galaxias lejanas.

Pruébalo tú mismo

Los números de este artículo se entienden mejor jugando con ellos. En nuestra calculadora el viaje de la luz puedes elegir un objeto y ver cuánto tarda su luz en llegar hasta ti, desde el segundo largo de la Luna hasta los millones de años de las galaxias.

Y la próxima vez que mires una estrella, acuérdate: esa luz salió hace años, cruzó billones de kilómetros de vacío y ha terminado su viaje en tu retina. Eres el último paso de un recorrido larguísimo. No está mal para una noche cualquiera desde Torrejón.