La Paradoja de Olbers, también conocida como la paradoja del cielo oscuro, es una contradicción aparente sobre por qué el cielo nocturno es oscuro en lugar de estar completamente iluminado por la luz de un número infinito de estrellas.

Se cree que el primero en plantear el problema fue Lord Kelvin, en un ensayo publicado en 1901, y que incluso Edgar Allan Poe anticipó algunos de los aspectos del argumento en su famoso poema científico Eureka:

Si la sucesión de estrellas fuera interminable, entonces el fondo del cielo nos presentaría una luminosidad uniforme, como la mostrada por la Galaxia – ya que no podría haber absolutamente ningún punto, en todo ese fondo, en el que no existiera una estrella. El único modo, por lo tanto, en el que, bajo tal estado de cosas, podríamos comprender los vacíos que nuestros telescopios encuentran en innumerables direcciones, sería suponiendo la distancia del fondo invisible tan inmensa que ningún rayo de él ha podido alcanzarnos todavía.

Edgar Allan Poe, Eureka

Pero la formulación de la paradoja se atribuye astrónomo alemán Heinrich Wilhelm Olbers en 1823. Olbers razonó que si el universo es estático, infinito y lleno de estrellas, entonces no importa en qué dirección miremos, nuestra línea de visión terminaría chocando con la superficie y la luz de una estrella. Si eso fuera cierto, el cielo nocturno debería estar completamente iluminado todo el tiempo, sin zonas oscuras.

Monumento a Olbers en Bremen, Alemania | foto Florean Fortescue en Wikimedia Commons

Sin embargo, claramente el cielo nocturno no está completamente iluminado. De hecho, en una noche despejada lejos de las luces de la ciudad, el cielo nocturno es mayormente oscuro, solo iluminado por un número finito de estrellas visibles. Esto entra en contradicción aparente con la idea de Olbers de un universo infinito lleno de estrellas.

A lo largo de los siglos, los astrónomos y cosmólogos han propuesto varias soluciones posibles para resolver esta paradoja. Una de las primeras fue sugerida en 1826 por Michael Faraday, quien argumentó que el polvo interestelar debe estar absorbiendo gran parte de la luz de las estrellas más distantes. Otra solución temprana propuesta fue que el universo no es infinitamente viejo, por lo que la luz de las estrellas lejanas simplemente no ha tenido tiempo suficiente para llegar hasta nosotros.

Un avance importante en la resolución de la paradoja llegó con la teoría del Big Bang. Según el modelo del Big Bang, el universo se originó hace 13.800 millones de años en una gran explosión y se ha estado expandiendo desde entonces. En un universo en expansión, la densidad de materia disminuye con el tiempo. Esto significa que cuanto más lejos miramos en el espacio, también miramos hacia atrás en el tiempo, hacia una época en que el universo era más denso y caliente, pero contenía menos estrellas ardientes.

La expansión del universo también significa que la luz de las galaxias distantes se desplaza al rojo, perdiendo energía en el camino. La combinación de la expansión del espacio, la menor densidad de estrellas en el pasado distante y el corrimiento al rojo de la luz distante, todo ayuda a resolver la paradoja de Olbers en el marco del Big Bang.

La imagen de la izquierda contiene 10 estrellas brillantes, la de la derecha contiene 40 estrellas 4 veces menos brillantes cada una que las de la imagen de la izquierda. La luz total recibida es la misma | foto Ze-aksent en Wikimedia Commons

Otra pieza del rompecabezas vino con el descubrimiento en la década de 1990 de que el universo no solo se está expandiendo, sino que la expansión se está acelerando. La energía oscura parece ser la culpable, empujando las galaxias distantes más rápido aún.

Cuanto más se expande aceleradamente el universo, menos luz de galaxias lejanas alcanza la Tierra. Esto deja el cielo nocturno más oscuro de lo esperado. Sin la expansión acelerada del universo y la energía oscura, la Paradoja de Olbers seguiría sin tener una solución dentro del modelo del Big Bang.

Por tanto, la existencia de la energía oscura es imprescindible para resolver la paradoja sobre la oscuridad del cielo nocturno.

La paradoja inspiró a generaciones de astrónomos a buscar una comprensión más profunda del origen y estructura del universo. Las soluciones propuestas, incluida la teoría del Big Bang, la expansión acelerada y el corrimiento al rojo, así como la existencia de un número finito de estrellas en un universo no uniforme, eventualmente respondieron a la pregunta de por qué el cielo nocturno es oscuro.

Vivimos dentro de una envoltura esférica del «Universo observable» que tiene un radio igual a la vida del Universo. Los objetos de más de 13.700 millones de años están demasiado lejos para que su luz llegue hasta nosotros.


Fuentes

Scott Chase, Olber’s Paradox | Paul S. Wesson, Olbers’s Paradox and the Spectral Intensity of the Extragalactic Background Light. Astrophysical Journal v.367, p.399. doi:10.1086/169638 | Peter Zamarovský, Why Is It Dark at Night?: Story of Dark Night Sky Paradox | J.M Overduin, P.S Wesson, Dark Sky, Dark Matter | Wikipedia


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