A la izquierda brilla una estrella, y de ella se alejan una tras otra ondas de colores — rosa, cian, violeta —, cada una con su propio retraso, de modo que los círculos nunca coinciden. Encima arden dos nebulosas que cambian lentamente de contorno, y alrededor titilan estrellas cuyos periodos se eligieron inconmensurables. Por la escala inferior, una marca cian parte de la estrella y llega exactamente a la división de un año luz, donde la espera un trazo rosa: esa es la medición misma — el camino de la luz en un año, llevado sobre una regla. Las letras del centro son iguales en todos los idiomas; el nombre en cada idioma figura bajo la placa.
Unidad fuera del SI · astronomía · longitud
Año luz, ly
Una regla cuyas divisiones marca la luz
Unidad de longitud · camino de la luz en el vacío en un año juliano · 9 460 730 472 580 800 m
La palabra no la inventaron los astrónomos sino los divulgadores, y los profesionales al principio torcieron el gesto: les parecía absurdo medir una distancia con el tiempo, y además con un año, que cada calendario cuenta a su manera. Ganó, sin embargo, la claridad, porque la frase «la luz tarda cuatro años en llegar a la estrella más cercana» la entiende cualquiera que haya esperado alguna vez una carta, mientras que una cifra en millones de millones de kilómetros no le dice nada a la imaginación.
La ventaja de esta unidad es que, junto con la distancia, comunica la edad de la imagen. Al mirar a Próxima la vemos tal como era hace cuatro años y cuarto, y al mirar la nebulosa de Andrómeda — tal como era cuando en la Tierra aún no había aparecido ningún ser humano de tipo moderno. En este sentido, un telescopio no es tanto una lupa como una máquina que muestra el pasado, y muestra distintas partes del cielo en distintas épocas a la vez.
El valor exacto de la unidad no procede de una medición sino de dos convenios: la velocidad de la luz en el vacío está fijada como un número exacto de metros por segundo, y el año que se usa para ello es el juliano, exactamente treinta y un millones quinientos cincuenta y siete mil seiscientos segundos. Multiplique uno por otro y obtendrá la longitud del año luz hasta la última cifra, sin incertidumbre alguna. La incertidumbre aparece después, cuando esta regla se aplica al cielo real.
El símbolo internacional son dos letras latinas minúsculas, ly, sin puntos y sin espacio entre ellas; en español se escribe «año luz» o se abrevia «al», pero en tablas y rótulos de gráficos se pone precisamente ly, porque así el rótulo se lee en cualquier país. Los múltiplos se forman con los prefijos habituales: kly, Mly, Gly — mil, un millón y mil millones de años luz.
El año luz es una distancia, y la presencia de la palabra «año» no cambia nada: decir «volamos durante doce años luz» es tan absurdo como decir «caminamos durante doce kilómetros por hora». Tampoco debe confundirse con el pársec, que mide algo más de tres años luz y cuarto, ni con el año como lapso de tiempo: la definición toma el año juliano de exactamente trescientos sesenta y cinco días y cuarto, no el trópico ni el civil.
01 · Definición
camino de la luz en un año · edad de la imagen · tiempo de viaje para una naveEl año luz es la distancia que recorre la luz en el vacío en un año juliano, es decir, en trescientos sesenta y cinco días y cuarto de ochenta y seis mil cuatrocientos segundos cada uno. La definición contiene dos magnitudes, ambas fijadas con exactitud, y por eso también su producto es exacto: aquí no hay patrón, ni medición, ni correcciones — solo la multiplicación de dos números adoptados por convenio.
Las palabras «en el vacío» de la definición no son un adorno. En el aire, en el vidrio y en el gas interestelar la luz avanza más despacio, y si la unidad se definiera con un rayo real, su longitud dependería de la parte del cielo que hubiera atravesado. El vacío astronómico es casi perfecto, pero la corrección por la materia sigue siendo apreciable para las ondas de radio, y por eso la definición incluye precisamente la velocidad en el vacío.
La segunda sutileza es qué año se toma. El año trópico es unos once minutos más corto que el juliano, el civil cambia una y otra vez de longitud y el sideral es más largo; al final la diferencia es de millonésimas, lo cual no es poco para la astronomía. La Unión Astronómica Internacional eligió el año juliano precisamente por su constancia: no está ligado ni a la rotación de la Tierra ni a su traslación alrededor del Sol, y por eso no cambia con el tiempo.
Por último, la magnitud tiene una propiedad que no poseen ni el metro ni el pársec: dice enseguida cuánto llegamos tarde. La distancia en años luz es la edad de la imagen, y todo mapa del cielo resulta ser un mapa de épocas distintas cosidas en una sola imagen. Por esta propiedad los profesionales toleran la unidad, aunque en los artículos prefieren el pársec: se deriva de un ángulo medido directamente, no del tiempo.
A quién vemos y a quién alcanzaremos
En la mitad superior de la escena brilla un objeto, y de él viene hacia nosotros una onda: mientras está en camino no vemos la estrella sino su pasado, y el rótulo junto al ocular indica el año en que la luz partió. El control de distancia desplaza el objeto desde el borde del sistema solar hasta las galaxias vecinas, y con él cambia la época que observamos. En la mitad inferior una nave vuela hacia el mismo objeto, y tiene dos relojes: el violeta se queda en la Tierra, el rosa marcha a bordo. El segundo control acelera la nave, y cuanto más se acerca a la velocidad de la luz, más divergen las lecturas — hasta que un trayecto que desde la Tierra lleva siglos se reduce para la tripulación a unos pocos años. Observe que la nave no puede adelantar a la luz con ningún ajuste: la marca rosa queda siempre detrás de la cian.
02 · Conversión
distancias · luz en camino · vuelo a velocidad cercana a la de la luzUna distancia en seis formas
La primera pestaña convierte la distancia introducida en otras unidades — de pársecs y unidades astronómicas a días luz y kilómetros corrientes. La segunda muestra la luz de qué épocas nos llega de objetos conocidos. La tercera calcula un vuelo: cuántos años durará según el reloj de la Tierra y cuántos según el de la nave a distintas velocidades.
Regla para recordar: un pársec es algo más de tres años luz, un año luz algo más de sesenta y tres mil unidades astronómicas, y la luz del Sol tarda en llegar ocho minutos y pico.
La unidad en sí es exacta, pero las distancias expresadas en ella distan de serlo siempre: a las estrellas vecinas se conocen con fracciones de punto porcentual, a las supergigantes brillantes con una dispersión de decenas por ciento, y para las galaxias lejanas dependen además del modelo de expansión elegido. Una cifra de años luz en una obra de consulta casi siempre lleva consigo una incertidumbre que los rótulos divulgativos omiten.
| Magnitud | Valor | Nota |
|---|---|---|
| {k} | {v} | {note} |
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04 · Instrumentos de medida
telemetría láser · satélite astrométrico · cefeida · supernovaUna escalera en la que cada peldaño se apoya en el anterior
El único caso en que la regla es honrada
A los retrorreflectores dejados en la Luna se les siguen disparando pulsos láser y se capturan los fotones que regresan, uno por cada varios disparos. La distancia sale directamente del tiempo de vuelo, es decir, se mide literalmente en segundos luz, y la precisión llega a centímetros. El método funciona dentro del sistema solar — más allá no hay quien coloque un reflector, y la regla cede el paso a una cadena de procedimientos indirectos.
Oscilación en lugar de regla
Las estrellas más cercanas se miden geométricamente: en medio año el observador, junto con la Tierra, se traslada el doble de la distancia al Sol, y una estrella cercana se desplaza un poco respecto de las lejanas. El ángulo de ese desplazamiento es una fracción de segundo de arco, y su inversa da enseguida la distancia en pársecs, que luego se convierten en años luz. Un satélite astrométrico moderno ha medido así más de mil millones de estrellas, llevando el horizonte del método directo hasta varios miles de años luz.
Una estrella que comunica su propio brillo
Las variables cefeidas pulsan, y el periodo de su pulsación está rígidamente ligado a su luminosidad verdadera: al conocer el periodo con un cronómetro, el astrónomo sabe cuán brillante es la estrella en realidad, y comparándolo con lo tenue que se ve, obtiene la distancia. Precisamente así, en los años veinte del siglo pasado, se descubrió que la nebulosa de Andrómeda está mucho más allá de nuestra galaxia, y el tamaño del mundo se multiplicó de la noche a la mañana.
Donde el año luz deja de ser cómodo
A grandes distancias entran en juego las explosiones de supernovas de cierto tipo, cuya luminosidad es casi igual, y el corrimiento al rojo de las líneas del espectro. Pero aquí la unidad empieza a tener dificultades: mientras la luz viajaba, el espacio se expandía, y la «distancia» se divide en varias magnitudes distintas — cuánto tiempo voló la luz y a qué distancia está ahora el objeto. Por eso la cosmología prefiere hablar de corrimiento al rojo y deja los años luz para los rótulos divulgativos.
05 · Reglas de escritura
ly sin puntos · prefijos de múltiplos · es una longitudAño en el nombre, metros en el fondo
Casi todos los errores con esta unidad provienen de su nombre: la palabra «año» arrastra consigo el tiempo, y en el texto se cuelan giros en los que la distancia se mide en horas y la velocidad en kilómetros.
La primera escritura sustituye la distancia por una duración y por eso carece de sentido, como «doce kilogramos de camino». La segunda y la cuarta violan la forma del símbolo: dos minúsculas, sin puntos y sin espacio. La tercera toma el año civil en lugar del juliano y con ello cambia el valor de la unidad en la sexta cifra. La quinta confunde distancia con edad: la luz viajó cuatro años, mientras que la estrella existe desde hace miles de millones de años. La sexta es precisamente el error original del que nacen todos los demás, y por desgracia aparece incluso en los rótulos de ilustraciones muy serias.
06 · Unidades vecinas
pársec · unidad astronómica · segundo luzTres unidades vecinas se reparten un mismo rango de distancias y se distinguen por el origen de su medida: para el pársec es un ángulo, para la unidad astronómica la órbita terrestre, para el año luz y el segundo luz el tiempo de viaje.
La unidad de los artículos profesionales: se deriva directamente de un ángulo medido y no del tiempo, de modo que no hay que introducir en ella un convenio ajeno sobre la longitud del año.
La medida de los asuntos internos del sistema solar: la distancia de la Tierra al Sol, fijada como un número exacto de metros. Más allá de la órbita de Neptuno ya resulta incómoda.
La hermana menor de la misma familia, práctica para las comunicaciones: la luz tarda un segundo y cuarto en llegar a la Luna, y una conversación con ella ya no puede sostenerse sin pausas apreciables.
Entre las fichas de Simetrium, justo al lado está el pársec, y en la base de ambas unidades está la misma velocidad de la luz, con la que se mide también el tiempo de tránsito de la señal en las líneas de comunicación terrestres.
07 · Sección histórica
archivo · 1676 → 1838 → 1851 → 1984Cómo el retraso de la luz se convirtió en una regla
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La altura de las barras muestra hasta qué distancia se podía llegar con una medición geométrica directa en distintas épocas, y la marca blanca recorre todo ese camino. Observe que cada salto no está ligado a una teoría nueva sino a un instrumento nuevo: primero el heliómetro, luego la placa fotográfica, luego un satélite puesto más allá de la atmósfera.
Una unidad exacta para distancias inexactas
Lo curioso de esta unidad es que se conoce con total exactitud, mientras que todo lo que se mide con ella se conoce solo aproximadamente. La exactitud llegó gratis: la velocidad de la luz dejó de medirse en el momento en que el metro se definió a través de ella, y se convino que el año juliano vale exactamente treinta y un millones y medio de segundos, y el producto de dos números exactos no puede dar más que un tercer número exacto.
La incertidumbre aparece en el paso siguiente, cuando la regla se aplica al cielo. Las distancias a las estrellas más cercanas se conocen con centésimas de punto porcentual, pero ya para supergigantes brillantes como Betelgeuse la dispersión de las estimaciones alcanza decenas por ciento, porque en tales estrellas la propia superficie es difusa y la paralaje hay que limpiarla de una imagen temblorosa. A distancias galácticas entra una cadena de métodos indirectos, y cada uno de sus peldaños añade su propia incertidumbre a la heredada del anterior.
De ahí la regla de buenas maneras: una cifra de años luz debe darse junto con su incertidumbre y el método con que se obtuvo, porque «dos mil quinientos años luz» por paralaje y la misma cifra por corrimiento al rojo son magnitudes de distinta naturaleza. La unidad no tiene culpa de nada: es exactamente como se definió, y toda incertidumbre viene no de la regla sino de lo que con ella se mide.
Catálogo de magnitudes
astronomía y distanciasUnidades básicas del SI
se destacan el metro y el segundo — de ellos está hecho el año luzAdónde miramos y qué vemos
el año de partida de la luz se cuenta desde el año en curso| Objeto | Distancia | En pársecs | Luz en camino | La luz partió | Qué ocurría entonces |
|---|---|---|---|---|---|
| {name} | {ly} | {pc} | {wait} | {when} | {era} |
La última columna es el principal argumento a favor de esta unidad: convierte una distancia en una fecha y hace así que la observación se parezca a leer cartas enviadas en distintos siglos. Conviene recordar, sin embargo, que para objetos lejanos estas fechas son convencionales: mientras la luz viajaba, el espacio tuvo tiempo de expandirse, y «cuántos años voló» deja de coincidir con «a qué distancia está ahora el objeto».