Imagina que estás flotando en medio del espacio. No hay puntos cardinales ni horizonte que te diga dónde estás. Y, además, nada permanece quieto.

• La Tierra gira sobre sí misma a unos 1.670 km/h en el ecuador. 

• Al mismo tiempo, orbita alrededor del Sol a unos 107.000 km/h. 

• El Sol, junto con todo el Sistema Solar, se desplaza alrededor del centro de la Vía Láctea a unos 828.000 km/h, y nuestra galaxia también se mueve respecto a otras galaxias.

Entonces, 

• ¿Cómo podemos saber dónde estamos y hacia dónde vamos?

La respuesta es que, en realidad, no necesitamos encontrar un lugar que esté quieto.

En el universo, la posición y el movimiento siempre se describen respecto a algo. Es lo que en física se llama un sistema de referencia.

Durante miles de años, las estrellas fueron nuestros puntos de referencia. Aunque también se mueven, están tan lejos que su posición aparente cambia muy lentamente a escala humana, eso no permite construir mapas del cielo utilizando un sistema de coordenadas parecido a la latitud y longitud de la Tierra.

La posición de una estrella se expresa mediante dos coordenadas: ascensión recta y declinación. Son, simplificando mucho, el equivalente celeste de longitud y latitud.

• Pero hay un problema: la Tierra se mueve y su eje de rotación también cambia lentamente de orientación.

Por eso las coordenadas astronómicas necesitan especificar una época de referencia.

Es como hacer una fotografía del cielo y decir:

• "Estas eran las coordenadas de cada objeto en este momento concreto."

Entonces, la Tierra donde esta?

• Los astrónomos utilizan objetos extremadamente lejanos, especialmente cuásares, como puntos de referencia prácticamente fijos para nuestros mapas celestes.

• Los cuásares son núcleos extremadamente luminosos de galaxias lejanas, alimentados por agujeros negros supermasivos. Algunos están a miles de millones de años luz.

• A esas distancias, su movimiento aparente sobre el cielo es minúsculo. Por eso pueden servir como una especie de faros cósmicos.

La astronomía moderna utiliza redes de cuásares para establecer un sistema de referencia celeste extremadamente preciso: el International Celestial Reference Frame (ICRF).

Y esto nos permite:

• Determinar la posición de la Tierra respecto a esos objetos lejísimos con una precisión extraordinaria.

Una de las técnicas utilizadas es la interferometría de muy larga base (VLBI). 

• Se reciben las señales de radio de los mismos cuásares con radiotelescopios situados en diferentes lugares de la Tierra y se comparan los tiempos de llegada de las ondas.

• Como conocemos la posición de los radiotelescopios y podemos medir diferencias de tiempo diminutas, podemos determinar con enorme precisión la orientación de nuestro planeta y las posiciones de los objetos celestes.

• Es, en cierto modo, un GPS a escala cósmica.

Todo esto nos permite:

• Saber dónde estamos.

• Y cómo nos estamos moviendo.

El universo no necesita estar quieto para que podamos orientarnos

• En realidad, ocurre justo lo contrario. La astronomía funciona porque podemos establecer relaciones entre objetos y sistemas de referencia: estrellas, planetas, cuásares, galaxias y, a escalas cosmológicas, el fondo cósmico de microondas.

• Es como navegar en un océano en el que el barco, el agua, las corrientes y hasta el propio océano están en movimiento.

• No necesitamos encontrar un punto absolutamente inmóvil.

• Solo necesitamos saber respecto a qué estamos midiendo.

• Y quizá esa sea una de las ideas más profundas que nos ha enseñado la física moderna: en el universo, "¿dónde estoy?" y "¿a qué velocidad me muevo?" no tienen una respuesta única.

• Siempre hay que añadir una pregunta más:

•      ¿respecto a qué?

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Fuentes y referencias:

NASA; ESA; International Astronomical Union (IAU); International Earth Rotation and Reference Systems Service (IERS); International VLBI Service for Geodesy and Astrometry (IVS); International Celestial Reference Frame (ICRF3), IAU; Planck Collaboration, Planck 2018 results. VII. Isotropy and statistics of the CMB.