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Si el cielo está lleno de estrellas, ¿por qué la noche es tan oscura?


Parece la letra de una canción pero en astrofísica y cosmología física es la paradoja de Olbers, y revela propiedades fundamentales del Universo.

Si el cielo está lleno de estrellas, ¿por qué la noche es tan oscura?
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21/04/2018

 

Parece una pregunta ingenua: al fin y al cabo, sabemos que a nuestro planeta lo alumbra el Sol, y que cuando la Tierra gira en su propio eje, una parte queda a oscuras.

Pero esta pregunta tan sencilla intrigó a los científicos durante siglos: pensaban que si en un universo estático había infinitas estrellas, el cielo nocturno resplandecería y la noche no sería precisamente oscura.

Esa era la lógica en el siglo XIX, cuando los expertos creían que el universo era eterno, infinitamente grande y que no cambiaba con el tiempo.

Cielo estrellado
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Hasta
el siglo XX, los astrónomos creían que el Universo era infinito y que era imposible contar todas las estrellas.

El cielo oscuro se pensaba entonces como un enorme lienzo... en el que brillaba intensamente una cantidad infinita de estrellas.

Pero entonces algo no encajaba, como bien apuntó el escritor Edgar Allan Poe en un ensayo titulado "Eureka":

"Si la sucesión de estrellas no tuviera fin, entonces el cielo se nos aparecería con una luminosidad uniforme, dado que no habría un solo punto en todo él donde no existiera una estrella".

Con sólo su afición por la ciencia y una mirada al cielo desafió nada menos que al infinito.

El hecho de que, a pesar de todo, la noche es oscura, ponía en tela de juicio parte o toda la premisa de la infinidad no sólo de las estrellas sino del cosmos. Y de éste, también su eternidad y estatismo.

Es más, esa oscuridad sacó a la luz propiedades fundamentales del Universo.

Una paradoja

Estrellas
NASA
Bolas
de fuego radiantes.

Aunque la aparentemente sencilla pregunta sobre la razón de la existencia del cielo oscuro fue formulada desde el siglo XVI, llegar a una respuesta aceptada tomó aún más tiempo.

No fue sino hasta que un astrónomo amateur alemán llamado Heinrich Wilhelm Olbers se preguntó cómo era posible la noche con tantas bolas radiantes de fuego brillando eternamente.

Olbers describió ese fenómeno ilógico como una contradicción, y el tema empezó a generar más atención.

Eran los años 20 del siglo XIX y a ese sinsentido se le llamó la paradoja de Olbers.

Curiosamente fue Poe, el autor estadounidense más conocido por sus poemas e historias cortas de misterio, el primero en dar con parte de la respuesta, unas décadas después.

Retomemos el extracto pertinente de su ensayo "Eureka":

"Ninguna falacia astronómica es más insostenible, y ninguna ha sido más pertinazmente seguida que la del carácter ilimitado del universo de las estrellas", señaló.

Tras explicar que de ser cierta la infinitud de estrellas, la noche no sería posible, declaró:

"La única manera de comprender el vacío que nuestros telescopios hallan en innumerables direcciones es suponiendo que la lejanía del fondo invisible es tan inmensa que ningún rayo de luz procedente de allá ha sido todavía capaz de alcanzarnos".

El escritor acertó... en parte.

Aún entonces había muchos conocimientos que obstaculizaban el camino a la solución.

Pedazo de cielo
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Las
estrellas siguieron siendo muchas, pero ya no infinitas.

Cambio de paradigma

Hasta el siglo XX, los astrónomos no solo creían que era imposible contar todas las estrellas del Universo.

Pensaban también que el Universo era infinito.

Para tratar de explicar la paradoja, algunos científicos del siglo XIX postularon que las nubes de polvo entre las estrellas debían absorber mucha luz estelar para que no se reflejara en nosotros. Pero luego se dieron cuenta de que el polvo absorbería tanta energía de la luz de las estrellas que eventualmente brillaría tanto como ellas mismas.

La respuesta vino de la mano de un gran cambio en el conocimiento: el consenso general ahora es que el Universo no es infinito.

Un Universo de tamaño limitado, incluso uno con billones y billones de astros, sencillamente no puede contener suficientes estrellas para iluminar todo el espacio.

Pero hay otras causas que hacen que el cielo sea aún más oscuro.

Símbolo de infinito caído del cielo
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Y
luego el Universo perdió también su infinitud.

La noche es negra porque el Universo es joven

Ya no creemos que el Universo es newtoniano y estático. Ahora pensamos que es relativista y en expansión.

El universo no sólo es finito en tamaño, también es finito en edad: nació hace unos 15 mil millones de años en esa fantástica explosión llamada Big Bang.

Comenzó en un punto único y se ha ido expandiendo desde entonces.

Como aún se está expandiendo, las estrellas y galaxias distantes se alejan cada vez más.

Aunque nada viaja más rápido que la luz, toma tiempo para que la luz cruce cualquier distancia.

Cuando los astrónomos observan una galaxia a un millón de años luz de distancia, ven la galaxia como se veía hace un millón de años. La luz que deja esa misma galaxia hoy tiene un camino mucho más largo que recorrer para llegar a nuestros ojos.

Eso significa que la cantidad de energía lumínica que nos llega desde estrellas lejanas disminuye todo el tiempo, sacándola a menudo de nuestro espectro visible.

Sin telescopios ni estaciones orbitales

Estrellas
NASA
Los
espacios oscuros dicen tanto como las bellezas luminosas.

Así que el que el mundo quede cubierto de sombras cuando se oculta el Sol es un indicio de lo que ocurre en ese espacio tan incomprensiblemente inmenso y desconocido, como dice tan bien dicho el astrofísico y autor de ciencia Rudolf Kippenhahn:

"Que oscurezca de noche nos indica que no hay estrellas desde siempre y que el Universo está en expansión.

Es asombroso que, para tal observación, que nos conduce directamente a semejante propiedad fundamental del Universo, no se precisen telescopios gigantes ni estaciones orbitales...

Nos basta mirar por la ventana".