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domingo, 15 de septiembre de 2013

¿Por qué es oscuro el firmamento nocturno?




Si vemos estrellas por doquier, ¿por qué la luz conjunta de todas ellas no se suma para iluminar el firmamento nocturno (y, ya puestos, el espacio circundante)? El físico alemán Heinrich Wilhelm Olbers planteó lo mismo del siguiente modo en 1823: si el universo tiene un tamaño infinito y las estrellas (o galaxias) se reparten por todo este universo infinito, entonces tendría que verse una estrella en cualquier dirección a la que se mirara. Por tanto, el cielo nocturno sería resplandeciente. ¿Por qué no lo es?

La respuesta es mucho más profunda de lo que parece. A lo largo de los años se sucedieron intentos por explicar este enigma llamado paradoja de Olbers. Uno de ellos apelaba al polvo que hay entre las estrellas y, tal vez, entre las galaxias. La idea consistía en que el polvo bloquearía la luz de objetos distantes hasta tornar negro el cielo. Pero lo cierto es que la luz que incidiera en el polvo acabaría calentándolo hasta hacerlo brillar tanto como las fuentes de luz de partida.

Otra respuesta proponía que el intenso desplazamiento hacia el rojo que acusan las galaxias distantes (el alargamiento de la longitud de onda de la luz que emiten debido a la expansión del universo) desplazaría la luz de la banda visible del espectro a la banda invisible del infrarrojo. Pero si esta explicación fuera cierta, la luz ultravioleta, de longitud de onda más corta, también experimentaría un desplazamiento hacia el rango visible, y eso no ocurre.

La mejor solución actual de la paradoja de Olbers se divide en dos partes. En primer lugar, aunque el universo tenga unas dimensiones infinitas, no tiene una edad infinita. Esta cuestión es crucial porque la luz viaja a velocidad finita –si bien elevadísima- de unos 300.000 kilómetros por segundo. Solo vemos aquello cuya luz ha tenido tiempo de llegar hasta nosotros. En experiencias cotidianas, este retraso resulta minúsculo: desde el palco de una sala de conciertos veremos a la directora de orquesta alzar la batuta menos de una millonésima de segundo después de que lo haya hecho en realidad.

En cambio, cuando las distancias aumentan, también crece el retraso temporal. Por ejemplo, un astronauta en la Luna experimenta un retraso de 1.5 segundos en las comunicaciones con la sala de control de la misión debido al tiempo que tardan las señales de radio (que son una forma de luz) en cubrir el trayecto que media entre la Tierra y la Luna. La mayoría de los astrónomos coinciden en que el universo tiene entre 10.000 y 15.000 millones de años de edad. Y eso significa que la diferencia máxima desde la que podemos recibir luz ronda entre 10.000 y 15.000 millones de años luz. De modo que si existen galaxias más distantes, a su luz aún no le ha dado tiempo a alcanzarnos.

La segunda parte de la respuesta se basa en que las estrellas y las galaxias no tienen una duración
infinita. Con el tiempo se apagan. Pronto observaremos este efecto en galaxias cercanas, gracias a que la luz necesita viajar menos tiempo desde ellas. La suma de ambos efectos conlleva que en ningún momento se den todas las condiciones para iluminar el cielo en su totalidad. Nunca podremos ver a la vez la luz de las estrellas o galaxias situadas a todas las distancias posibles; o bien la luz de los objetos más distantes aún no habrá llegado hasta nosotros, o bien, de hacerlo, habrá pasado tanto tiempo que los objetos cercanos ya se habrán extinguido y apagado.

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