Cuando amaneció sobre la ciudad alemana de Bremen el 7 de mayo de 1823, Henryk Olbers afinar el artículo que dejó su nombre en la historia. Tras la muerte de su esposa e hija, el Dr. Olbers dejó recientemente su trabajo como oftalmólogo para dedicarse a sus pasiones nocturnas: las estrellas, la luna, los meteoritos y los cometas.
Como muchos de sus compañeros, Olbers se formó en astronomía. Obtuve una sólida reputación en el mundo académico y pasaba largas noches mirando el cielo desde el observatorio en el segundo piso de su casa.
Esa mañana, Olbers llegó a una extraña conclusión: dado todo lo que se sabía sobre el universo en ese momento, el cielo nocturno no debería estar oscuro. De hecho, todo el cielo debería brillar tan intensamente como el sol.
olber era no el primero fíjate en esta paradoja. Pero su nombre es el que le adjuntamos hoy. El misterio de la oscuridad del cielo nocturno ha resonado a lo largo de los siglos, desde Olbers y el poeta Edgar Allan Poe hasta los astrónomos del siglo XX y las sondas espaciales actuales.
Luz finita en un universo infinito
Como muchos de sus contemporáneos, Olbers hizo lo mismo. Isaac Newton y René Descartes creyendo que el universo es infinito.
Si el universo fuera finito y estático, la fuerza de la gravedad debería atraer a todas las estrellas hacia un punto central. Pero si el universo se extendiera indefinidamente, las fuerzas gravitatorias estarían, en promedio, equilibradas en todas las direcciones.
Pero Olbers se dio cuenta de que este modelo del cosmos era inconsistente con las observaciones. En un universo ilimitado lleno de estrellas infinitas, dondequiera que miremos en la noche, nuestra vista debería aterrizar en la superficie de la estrella, al igual que cada línea de visión en un bosque termina en un árbol.
Este es el problema que Olbers abordó en su papel 7 de mayo de 1823: El modelo cosmológico de la época sugería que cualquier punto del cielo debería ser tan brillante como la superficie del Sol. No debería ser de noche.
Olbers propuso una solución: la luz de las estrellas más lejanas era absorbida por el polvo u otra materia que flotaba en el espacio. El astrónomo inglés John Herschel señaló más tarde que esto no puede ser cierto, porque cualquier cosa que absorba tanta luz eventualmente se calentará lo suficiente como para brillar.
Cuando Olbers murió el 2 de marzo de 1840 a la edad de 81 años, el enigma que conocemos hoy como la paradoja de Olber quedó sin resolver.
intuición del poeta
Ocho años después, al otro lado del Océano Atlántico, el poeta y escritor Edgar Allan Poe pensó que había encontrado la respuesta. El 3 de febrero de 1848, dio una conferencia pública sobre sus ideas a 60 personas en la Biblioteca de la Sociedad de Nueva York.
Pasando por alto la metafísica y la ciencia, Poe argumentó que el cosmos surgió de un solo estado de la materia (“Unidad”) que fue fragmentado y dispersado por una fuerza repulsiva.
Esto significaba que el universo era una bola finita de materia. Si un universo finito está poblado por un número suficientemente pequeño de estrellas, no veremos ninguna en todas las direcciones en las que miremos. La noche puede volver a ser oscura.
Incluso si asumimos que el universo es infinito, si comenzó en algún punto del pasado, entonces el tiempo que tarda la luz en llegar a nosotros limitaría el tamaño del universo que podemos ver. Este tiempo de viaje crearía un horizonte más allá del cual las estrellas distantes permanecerían inaccesibles.
La audiencia de Poe en la Biblioteca de la Sociedad de Nueva York no recibió la acogida entusiasta que esperaba. Más tarde ese año publicó sus teorías en un poema en prosa. eurekaque fue poco publicitado.
Al año siguiente, el 7 de octubre de 1849, Poe murió a la edad de 40 años. Los científicos tardaron más de un siglo en confirmar su intuición sobre el misterio del oscuro cielo nocturno.
El cielo visto por la radiación de microondas está dominado por nuestra galaxia, la Vía Láctea. Pero detrás podemos ver el brillo más tenue del fondo cósmico de microondas. Préstamo: Consorcios ESA, HFI y LFI, CCBY
Dos hechos y medio
En la primera mitad del siglo XX, se desarrollaron muchas teorías nuevas del cosmos, inspiradas en la teoría general de la relatividad de Einstein, que explicaba la gravedad, el espacio y el tiempo de una manera nueva. En la segunda mitad del siglo, estas teorías cosmológicas comenzaron a ser contrastadas mediante la observación.
en 1963 astrónomo británico Peter Scheuer argumentó que la cosmología se basa solo en “dos hechos y medio”:
- hecho 1: el cielo nocturno es oscuro, lo que se sabe desde hace algún tiempo
- hecho 2: las galaxias son alejándose unos de otroscomo lo muestran las observaciones del Hubble publicadas en 1929
- hecho 2.5: los contenidos del universo probablemente evolucionan con el paso del tiempo cósmico.
Fuertes controversias sobre la interpretación de los hechos 2 y 2.5 agitaron a la comunidad científica en las décadas de 1950 y 1960. ¿El universo era esencialmente estacionario o comenzó con una gran explosión, el Big Bang? Sin embargo, los partidarios de ambos lados admitieron que tenían que explicar la oscuridad del cielo nocturno.
Vida de celebridad
cosmólogo británico Edward Harrison resolvió el conflicto en 1964 mostró que el factor principal que determina el brillo del cielo nocturno es en realidad la edad finita de las estrellas.
El número de estrellas en el universo observable es extremadamente grandepero esta terminado Este número limitado, cada uno ardiendo por un tiempo limitado, repartido en un volumen gigantesco, permite que la oscuridad se manifieste entre las estrellas.
Harrison más tarde comprendió esta solución ya había sido propuesta no solo por Edgar Allan Poe, sino también por el físico británico Lord Kelvin en 1901.
Las observaciones de la década de 1980 confirmaron la solución propuesta por Poe, Kelvin y Harrison. La paradoja de Olber tenía finalmente se calmó.
Luz fósil
O tal vez no del todo. Desde otra perspectiva, la paradoja tiene otra solución: el cielo nocturno no es tan oscuro después de todo.
Después del descubrimiento de la expansión del universo a fines de la década de 1920, los científicos se dieron cuenta de que, para empezar, el universo pudo haber sido extremadamente compacto, denso y caliente. Este es el modelo “hot Big Bang” que tenemos hoy.
Una de las principales predicciones de este modelo es la existencia de “luz fósil” liberada en el amanecer cósmico. Esta luz petrificada debería ser visible hoy, pero no a simple vista, ya que el universo en expansión la cambiaría a longitudes de onda más largas.
Esa radiación, el fondo cósmico de microondas, fue descubierto en 1964. Ahora medido con excelente precisiónla radiación cósmica de fondo es la luz más común en el universo.
Ahora sabemos que el cosmos también está iluminado por segunda luz de fondo mucho más débilproducido por las galaxias durante su formación y evolución. Esta luz se conoce como el fondo cósmico ultravioleta, óptico e infrarrojo.
Entonces también podemos responder a la paradoja de Olber diciendo que el cielo no está oscuro, sino que titila débilmente con radiación reliquia débil todo lo que ha sucedido en la vida finita del universo.
Nuevas respuestas, nuevas preguntas.
En 2023, la paradoja de Olber se ha convertido en un rico campo de investigación. En nuestro trabajo, hacemos mediciones cada vez más precisas del brillo del cielo nocturno y simulamos las estrellas del cosmos usando supercomputadoras. Ahora podemos definir número de estrellas en el cielo con gran precisión.
Sin embargo, los rompecabezas permanecen. El año pasado, la sonda espacial New Horizons, ubicada más allá de la órbita de Plutón y lejos del polvo interior del sistema solar, descubrió que el cielo está el doble de brillante tal como esperábamos.
Y así la cuestión de la oscuridad del cielo sigue viva, trascendiendo siglos y culturas.
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