la paradoja de la noche oscura

‘La noche es sólo noche para nosotros. Nuestros ojos son negros. Esta cita de René Barjavel (1911-1985) en la novela de ciencia ficción ‘La Nuit des temps’ podría ser la respuesta a la pregunta: ¿por qué la noche es negra?
Cada uno de nosotros podría estar de acuerdo en que el motivo de la noche oscura es la ausencia del Sol sobre el horizonte, pero ésta no es una buena respuesta.
Efectivamente, la noche es negra y hasta el siglo XX el universo debía ser estático, infinito y poblado de estrellas. ¡Durante varios siglos estas dos ideas seguirán siendo paradójicas!
Por supuesto, la noche todavía estaba oscura. Pero si el universo fuera infinito en el espacio y el tiempo, sin importar la dirección en la que miramos, nuestra línea de visión debería pasar incluso por una estrella muy lejana. Por tanto, el cielo debería parecernos en todas partes tan brillante como el Sol. ¡Pero vemos que la noche es esencialmente negra!
Esta afirmación, llamada paradoja de Olbers, se hizo en 1826. estudiada por Heinrich Olbers (1758-1840). Sin embargo, esta pregunta la planteó Thomas Digges (1546-1595) ya en 1576 en una publicación en la que distribuía aleatoriamente las estrellas por la esfera celeste. Esta visión del cielo le llevó a hacerse la pregunta ‘¿por qué esa infinidad de estrellas no hizo brillar el cielo nocturno?’ Su respuesta fue que la mayoría estaban demasiado lejos para verlos, pero ésta no es una buena respuesta. .
En 1610, en su carta de apoyo a Gallileo, Dissertatio cum Nuncio Sidereo (Conversación con el mensajero del cielo), Johannes Kepler (1571-1630) parece rechazar el concepto de un universo infinito.
Aunque muchos astrónomos se hicieron esta pregunta, la solución a esa paradoja permaneció sin resolver durante los tres siglos siguientes.
¿Por qué un número infinito de estrellas debería hacer brillar el cielo nocturno?
Edmond Halley (1656-1742) y Jean-Philippe Loys de Chéseaux (1718-1751) darán una respuesta matemática a esta pregunta. De Chéseaux en 1744, inspirado en la obra de Edmund Halley, imagina el cielo como una serie de capas esféricas concéntricas de espesor constante dirigidas hacia el observador. Así, el número de estrellas de cada capa es proporcional a su área y, por tanto, al cuadrado de su radio. En otras palabras, existen 4 veces más estrellas a una distancia 2d, 16 veces más estrellas a una distancia 4d, y así sucesivamente.
Sin embargo, la intensidad de la luz de una estrella es inversamente proporcional al cuadrado de su distancia. En otras palabras, si una estrella tiene cierta luminosidad a una distancia d, es 4 veces menos brillante a una distancia de 2d. El flujo estelar disminuye como la inversa del cuadrado de la distancia ƒ(e)=L/4πr< (L=luminosidad).
Así, si el universo es infinito, tenemos un número infinito de capas con igual luminosidad, y el observador recibe la misma cantidad de energía lumínica de cada capa. La luminosidad total debe ser infinita.
Hoy sabemos que esa afirmación es incorrecta porque las estrellas tienen una vida útil finita.

¿Por qué no considerar que el entorno espacial no es transparente en todas partes?
Por tanto, la luz de las estrellas se puede bloquear por el gas interestelar y el polvo. Esta explicación tampoco es correcta porque el medio se calentaría paulatinamente, absorbiendo la luz y volviéndose tan brillante como la superficie de la estrella. Esto no resuelve la paradoja de Olbers.
¿Por qué no considerar que la luz de las estrellas lejanas no nos ha llegado?
Es decir, en 1848 Edgar Allan Poe (1809-1849) presentó de forma intuitiva esta hipótesis en su ensayo Eureka sobre el universo material y espiritual.
Efectivamente, la velocidad de la luz es limitada (la conocemos en ese momento) y tarda un cierto tiempo en llegarnos. Pero esa suposición no es cierta en un Universo infinito y eterno. Si el Universo es eterno, por mucho que tarde en llegar la luz, ya debería cegarnos.
1901 William Thomson, conocido como Lord Kelvin (1824-1907), demostró que en un universo uniforme, estático y transparente, lleno uniformemente de estrellas, la edad limitada de las estrellas impedía la visibilidad de estrellas lejanas.
Para resolver esta simple paradoja de la noche oscura, tuvimos que revisar por completo nuestra concepción del Universo.
Detrás de la historia de la paradoja de Olbers se esconde una inquietante realidad cósmica de la que surgirán varios conceptos a finales del siglo XX.
– El universo no ha existido siempre, tiene una historia y su edad finita es de 13.770 millones de años.
– La velocidad de la luz (300.000 km/s) es finita, por tanto el Universo tiene un tamaño finito. En 13.770 millones de años, los fotones han recorrido 13.770 millones de años luz.
– Las estrellas tienen una edad limitada y, por tanto, toda su vida. Su fuente de luz es demasiado efímera para saturar el espacio con su brillo.
– El universo se está expandiendo. El cielo se oscurece a medida que la luz de las galaxias lejanas se desplaza cada vez más al rojo (efecto Doppler). Las galaxias más lejanas, que pierden cada vez más su luminosidad, son muy difíciles de observar.
Para resolver la paradoja de la noche oscura, es necesario combinar todos estos supuestos.

Conclusión
‘La noche es sólo una noche para nosotros. Nuestros ojos son negros.
En observaciones infrarrojas, las galaxias lejanas revelan bengalas gigantes que encienden polvo interestelar. En cada punto del cielo, nuestra mirada atraviesa el flujo infrarrojo galáctico.
Pero la claridad más original se encuentra en el microondas. Esta radiación fósil enfriada se observa en todas las direcciones del cielo.

la paradoja de la noche oscura Conoce al autor, Susan McDonald
Susan McDonald

Susan McDonald se especializó hace años en el avistamiento y el estudio de estrellas. Nos ha demostrado la importancia del cálculo algorítmico y la precisión para analizar los astros, y ha redactado los mejores artículos de la web para estudiarlas. Practica meditación y trabaja en un centro de astrología cerca de su ciudad.

¡Haz clic para puntuar esta entrada!
(Votos: 0 Promedio: 0)