Al mirar el cielo nocturno vemos un fondo oscuro salpicado de estrellas. Parece extraño: si el universo contiene una cantidad enorme de estrellas, ¿por qué su luz no ilumina todo el cielo? Esta pregunta se conoce como paradoja de Olbers y su respuesta revela propiedades fundamentales del universo.
La explicación corta es que el universo tiene una edad finita y está en expansión. No toda la luz ha tenido tiempo de llegar hasta nosotros y gran parte de la radiación procedente de regiones lejanas se ha desplazado fuera del rango visible.
¿Qué plantea la paradoja de Olbers?
En un universo eterno, estático, infinito y poblado de estrellas de manera uniforme, cualquier línea de visión terminaría alcanzando la superficie de una estrella. El cielo debería ser tan brillante como el Sol en todas direcciones. La oscuridad observada demuestra que al menos algunas de esas suposiciones no describen el universo real.
El universo no tiene una edad infinita
La luz viaja a una velocidad enorme, pero no instantánea. Como el universo tiene una edad limitada, solo podemos recibir radiación que haya dispuesto de tiempo suficiente para alcanzarnos. Existe un horizonte observable: las regiones más allá de él todavía no han podido enviarnos ninguna señal.
Además, las estrellas tampoco han existido desde siempre. Se forman, evolucionan y finalmente se apagan o transforman. Por tanto, no hay una fuente luminosa eterna ocupando cada punto del cielo.
La expansión estira la luz
El espacio se expande y las galaxias lejanas se alejan unas de otras. Mientras la luz viaja, su longitud de onda se estira: es el desplazamiento al rojo cosmológico. La radiación que salió como luz visible puede llegar convertida en infrarrojo, microondas u otras longitudes de onda que el ojo humano no detecta.
El universo no está completamente oscuro en todas las frecuencias. Por ejemplo, el fondo cósmico de microondas llena el cielo, pero nuestros ojos no pueden verlo. Los telescopios diseñados para otras regiones del espectro revelan un cosmos mucho más luminoso y activo.
¿El polvo cósmico bloquea la luz?
El polvo puede ocultar estrellas y galaxias en ciertas direcciones, pero no resuelve por sí solo la paradoja. En un universo eterno, el polvo absorbería energía durante un tiempo inmenso, se calentaría y terminaría emitiendo radiación. La explicación principal sigue siendo la edad finita combinada con la expansión.
¿Por qué el cielo es azul de día y negro desde la Luna?
En la Tierra, la atmósfera dispersa la luz solar, especialmente las longitudes de onda azules, y hace que todo el cielo diurno parezca iluminado. En la Luna casi no hay atmósfera, de modo que el cielo permanece negro incluso cuando el suelo está bajo la luz directa del Sol.
La negrura del espacio no significa ausencia total de luz. Significa que, sin una atmósfera que la disperse y con relativamente pocos fotones visibles llegando desde cada dirección, el fondo aparece oscuro para el ojo humano.
Qué nos enseña esta oscuridad
- El universo observable tiene una historia y una edad finitas.
- La luz tarda tiempo en recorrer distancias cósmicas.
- El espacio se expande y modifica la longitud de onda de la radiación.
- La visión humana solo percibe una pequeña parte del espectro electromagnético.
- La distribución de materia y estrellas no produce un fondo visible uniforme.
Preguntas frecuentes
¿El espacio es negro porque no hay oxígeno?
No. El oxígeno no es necesario para que exista luz. El espacio parece oscuro porque no hay suficiente luz visible llegando y dispersándose hacia nuestros ojos desde todas las direcciones.
¿Podría una linterna iluminar el espacio?
El haz viajaría por el vacío, pero normalmente no se vería de lado porque faltan partículas que dispersen la luz hacia el observador. Sí iluminaría un objeto situado en su trayectoria.
¿Todas las partes del universo son oscuras?
No. Cerca de estrellas y otros objetos luminosos la radiación es intensa. Además, el cielo contiene radiación en frecuencias invisibles para el ojo humano.
Fuente consultada
Explicación basada en el recurso educativo de la NASA Why is space black?, dedicado a la paradoja de Olbers.