¿Por qué el cielo está oscuro por la noche?
Hoy vamos a intentar responder a la pregunta engañosamente simple que se hace en el título de este artículo. ¡Hablemos en detalle sobre la "paradoja del cielo oscuro"!
Contenido
- ¿Por qué el cielo oscuro se considera una paradoja?
- ¿Cuál es la paradoja de Olbers en términos simples?
- Posibles (pero erróneas) soluciones a la paradoja de Olbers
- Las estrellas del Universo están distribuidas fractalmente, no uniformemente
- El Universo tiene un número finito de estrellas
- No vemos algunas estrellas porque están demasiado lejos y, por lo tanto, son demasiado débiles
- El espacio está lleno de polvo interestelar que bloquea la luz de estrellas distantes
- ¿Cuál es la mejor solución a la paradoja de Olbers?
¿Por qué el cielo oscuro se considera una paradoja?
Podrías estar pensando: "¿Qué hay que discutir? ¡El cielo está oscuro por la noche porque el Sol ha bajado!”. Pero piensa en las estrellas.
Solamente nuestra galaxia de la Vía Láctea contiene de 100 a 400 mil millones de estrellas, y el Universo observable contiene de 100 a 200 mil millones de galaxias. ¡Eso es un enorme número de estrellas, cuando menos! Añade a esto la suposición de que nuestro Universo realmente podría ser infinito. Cualquier pequeña porción del cielo a la que decidas mirar debería contener miríadas de estrellas, por lo que el cielo nocturno debería ser deslumbrantemente brillante.
Sin embargo, en realidad, esto no es así. Esta discrepancia se llama paradoja de Olbers y vamos a resolverla en un par de minutos.
¿Cuál es la paradoja de Olbers en términos simples?
La formulación de la "paradoja del cielo oscuro" se atribuye generalmente al astrónomo alemán Heinrich Wilhelm Olbers, aunque muchas otras personas famosas (incluyendo Johannes Kepler y Edgar Allan Poe) también contribuyeron a resolver este problema. Aquí está la paradoja de forma sencilla:
Si el Universo es infinito, y hay un número infinito de estrellas en él, entonces todo el cielo debería estar cubierto de estrellas. Deberíamos ser capaces de ver una estrella en cualquier dirección a la que miremos, por lo que el cielo nocturno debería estar iluminado brillantemente. ¿Por qué está oscuro entonces?
Para entender mejor la paradoja de Olbers, imagínate en medio de un bosque espeso. Dondequiera que mires, verías una pared de árboles sin huecos entre ellos. Y es solo un bosque, que puede ser grande, pero no es infinito. ¡Ahora trata de extender esta analogía a un Universo infinito lleno de estrellas!
Posibles (pero erróneas) soluciones a la paradoja de Olbers
A lo largo de los siglos, ha habido varios intentos de explicar el desconcertante fenómeno del oscuro cielo nocturno. Consideremos algunas de estas explicaciones y vamos a descartarlas.
Las estrellas del Universo están distribuidas fractalmente, no uniformemente
Por qué es incorrecta: esta hipótesis podría haber explicado la paradoja, pero los datos astronómicos modernos no la respaldan. El Universo parece ser casi perfectamente isotrópico (es decir, el mismo en todas las direcciones).
El Universo tiene un número finito de estrellas
Por qué es incorrecta: incluso aunque sea finito, el número de estrellas en el Universo sigue siendo enorme y sería suficiente para iluminar todo el cielo nocturno.
No vemos algunas estrellas porque están demasiado lejos y, por lo tanto, son demasiado débiles
Por qué es incorrecta: dividamos el Universo infinito en capas esféricas iguales con la Tierra en el centro. Si una capa contiene una cierta cantidad de estrellas, entonces la capa colocada dos veces más lejos de la Tierra contendría cuatro veces más estrellas debido a la homogeneidad del Universo. Sin embargo, de acuerdo con la ley del cuadrado inverso, las estrellas en la capa posterior también brillarían cuatro veces más tenues cuando se observan desde la Tierra. Esto significa que la luminosidad total de cada una de estas capas sería la misma. Así que cada capa de estrellas produciría la misma cantidad de luz, sin importar lo lejos que esté. Como resultado, el cielo estaría iluminado uniformemente.
El espacio está lleno de polvo interestelar que bloquea la luz de estrellas distantes
Por qué es incorrecta: la luz de las estrellas inevitablemente calentaría el polvo. De acuerdo con la ley de conservación de la energía, el polvo pronto comenzaría a volver a irradiar la luz absorbida y será tan brillante como las estrellas.
¿Cuál es la mejor solución a la paradoja de Olbers?
Hay dos factores principales que pueden explicar la "paradoja del cielo oscuro". Debido a ambos, vemos espacios vacíos entre las estrellas en el cielo nocturno.
- 1. El Universo no es infinitamente viejo.
Nuestro Universo tiene unos 13 800 millones de años. La luz tarda tiempo en viajar, por lo que solo podemos observar objetos que se encuentran a 13 800 millones de años luz de distancia, no más lejos. Como el Universo tiene un tamaño infinito, muchas estrellas y galaxias son invisibles para nosotros simplemente porque su luz aún no nos ha llegado.
- 2. El Universo se está expandiendo.
La expansión del Universo fue descubierta por Edwin Hubble en 1929. Vio que la luz de estrellas y galaxias distantes se "extendía" a medida que se alejaban rápidamente de nosotros. Este fenómeno se conoce como "cambio rojo": ocurre cuando la luz aumenta su longitud de onda y se desplaza hacia el extremo rojo del espectro electromagnético. Las ondas de luz de objetos muy distantes se estiran tanto que se vuelven infrarrojas. Los ojos humanos no pueden ver la luz infrarroja, por lo que las estrellas y galaxias muy distantes se vuelven invisibles para nosotros.
Conclusión: dondequiera que mires en el cielo, hay una estrella o galaxia. Simplemente no puedes ver muchas de ellas porque su luz no nos ha llegado todavía o se ha desplazado hacia el espectro infrarrojo. Por eso el cielo nocturno parece oscuro a simple vista.
