El debate Shapley-Curtis. 

Antes de que los científicos dispusieran del instrumental apropiado para su observación detallada, algunos filósofos como Thomas Wright, Emmanuel Swedenborg o Immanuel Kant intentaron dar una explicación, siempre desde el punto de vista filosófico, a esos objetos de apariencia nebulosa que podían distinguir en el cielo, denominados nebulosas, sugiriendo que podían ser universos-isla semejantes al nuestro.

Cuando en 1845 William Parsons, conde de Rosse, fue capaz de discernir una estructura espiral en algunas nebulosas del cielo, lo que significaba que parecían tener la forma atribuida ya en aquel entonces a la Vía Láctea, el interés por la vieja sugerencia de universos isla se avivó de nuevo.

En 1918 Harlow Shapley fue el primero en dar una medida del tamaño de la Vía Láctea parecida a la que actualmente conocemos, con lo que se dilató nuestra idea del universo. Las enormes dimensiones que encontró para nuestra galaxia le hicieron pensar que era poco probable que las nebulosas estuvieran fuera de sus límites. Sin embargo, otros astrónomos liderados por Heber D. Curtis tenían sus razones para pensar que las nebulosas sí constituían universos isla fuera de nuestra galaxia.

Desde un principio los astrónomos se dieron cuenta de que la solución del problema llegaría sin duda a partir de la medida de las correctas dimensiones de la Vía Láctea y de las distancias a otras nebulosas espirales. Si las distancias eran menores que las dimensiones de nuestra galaxia, entonces las nebulosas espirales tendrían que formar parte de ésta.

Ya en 1908 Henrietta Swan Leavitt descubrió las cefeidas, estrellas variables que muestran un ritmo regular de brillo, oscurecimiento y brillo cuando se observan durante períodos de tiempo que van desde unas semanas a unos meses, y observó que cuanto más brillante era la estrella, más tiempo duraba la pulsación. Esto significa que, observando una de esas estrellas, podremos determinar el período de pulsación y descubrir lo brillante que es la estrella. Comparando este número con la cantidad de luz que recibimos de otra nova de nuestra Vía Láctea, de la que conocemos su distancia, podemos decir lo lejos que está. Utilizando este método, tanto Shapley como Curtis midieron la distancia a la galaxia M31, pero llegaron a diferentes conclusiones ya que no estaban de acuerdo en el tamaño de la Vía Láctea ni se conocía en aquella época la distinción entre novas y supernovas.

Hoy sabemos que Curtis utilizó para sus medidas estrellas supernovas y razonó que estas estrellas eran extremadamente apagadas porque la M31 se encontraba muy lejos.

Por otro lado, Shapley decía que los datos utilizados por Curtis no eran correctos porque, según él, la nova usada por Curtis era más brillante que otras en la misma nebulosa. Además argumentó en contra de la teoría de Curtis, basándose en descubrimiento que en 1910 hizo el astrónomo Adriann van Maanen sobre la velocidad de rotación de las galaxias. Según Shapley, si M101 fuese un universo isla con una extensión comparable a las dimensiones que Curtis midió para la Vía Láctea, su periodo de rotación implicaría velocidades de rotación más altas que la velocidad de la luz, lo que resultaría un absurdo. Asimismo, Curtis defendió este punto de su teoría haciendo notar que las medidas podían estar afectadas de importantes errores observacionales, hecho que se demostró más tarde.

La situación era tan confusa que, el 26 de abril de 1926, Shapley y Curtis mantuvieron un debate en el Instituto Smithsoniano sobre la cuestión de la estructura del universo. Allí defendieron sus posiciones acerca del tamaño de la Vía Láctea y de las distancias a otras nebulosas espirales, centrando también el debate en cuestiones tales como la composición de éstas y su distribución respecto al plano de la Vía Láctea.

En cuanto a la composición de las nebulosas espirales, Shapley argumentaba que si realmente fueran universos isla deberían tener características fotométricas y espectrales parecidas a las de la Vía Láctea, y se basó en los anteriores estudios de Seares y Reynolds que parecían demostrar que la Vía Láctea tenía menos brillo superficial que las nebulosas espirales, aunque hoy sabemos que sus deducciones eran incorrectas ya que no se conocía el fenómeno de la extinción interestelar y además se centraban en el estudio de las partes más brillantes de las espirales, debido a que las placas fotográficas no tenían mucha resolución, sin atender tanto a las zonas más débiles de disco, correspondientes al lugar que nuestro Sol ocupa en la Vía Láctea.

Una de las partes más interesantes del debate fue la discusión sobre la distribución especial y de velocidades de las nebulosas espirales. Estaba claro que las espirales tendían a agruparse preferentemente en la dirección de los polos galácticos y se había demostrado que se alejaban de nosotros a altas velocidades.

Shapley concluyó que entre las espirales y la Vía Láctea debía de existir una fuerza de repulsión que ocasionaba esta peculiar distribución y daba lugar a esas altas velocidades, por lo que las espirales debían estar muy cerca de la Vía Láctea para que existiera influencia entre ellas.

Por otro lado, Curtis hizo notar que algunas nebulosas vistas de lado mostraban una banda oscura en su ecuador, y argumentó que si la Vía Láctea tuviera una de estas bandas y nosotros estuviéramos situados en el ecuador galáctico, y si las nebulosas espirales estuvieran fuera de nuestra galaxia, entonces podríamos ver sólo aquellas espirales que están situadas lejos del plano central de la Vía Láctea. Para la cuestión de las grandes velocidades de recesión de las espirales Curtis no dio nunca una explicación, sino que se limitó a decir que esas velocidades tan grandes eran posibles para galaxias individuales.

El debate terminó en "empate", en primer lugar porque los dos astrónomos discutían diferentes temas y cada uno era correcto en su propio dominio. Los argumentos de Shapley parecían más correctos desde un punto de vista lógico y los de Curtis parecían más convincentes si atendemos al hecho de que se basaban en leyes físicas conocidas.

De todas formas, el debate no deja de ser interesante ya que en él se muestran dos maneras de razonar totalmente diferentes ante una misma cuestión por parte de inminentes científicos de la época.

Al cabo de unos años quedó claro que Curtis estaba en lo cierto, gracias a las observaciones que en 1924 realizó el estadounidense Edwin Hubble. Hubble observó que porciones del margen externo de la nebulosa M31 eran estrellas individuales. Esto reveló que se parecía a la Vía Láctea, y que quizá pudiera haber algo de cierto en la idea kantiana de universos isla.

    Entre las estrellas situadas en el borde de la nebulosa de Andrómeda había cefeidas variables, y con ellas se determinó que la nebulosa se hallaba, aproximadamente, a un millón de años luz de distancia, con lo cual se encontraba fuera de nuestra galaxia, muy lejos de ésta.

Otras nebulosas resultaron ser también agrupaciones de estrellas, más distantes aún que la nebulosa de Andrómeda. Estas nebulosas extragalácticas fueron reconocidas en su totalidad como galaxias. De nuevo, gracias al aumento de nuestra capacidad de observarlo con instrumentos más potentes, el universo se dilató y el debate se dio por zanjado.