¿Qué es la paradoja de Olbers?

La paradoja de Olbers, también conocida como la paradoja del cielo nocturno oscuro, es el nombre dado al problema de explicar por qué el cielo está oscuro por la noche. El rompecabezas se planteó por primera vez en un momento en que se suponía que el universo era estático, de extensión infinita e infinitamente viejo. Basado en estos supuestos, parecería que el cielo debería ser brillante, ya que habría un número infinito de estrellas que cubrirían cada punto del cielo. La paradoja lleva el nombre de Heinrich Olbers, quien, en 1826, declaró que cada línea de visión terminaría en una estrella, haciendo brillar el cielo. El problema, sin embargo, había surgido varias veces anteriormente en la historia de la astronomía, desde el siglo XVI.

La primera referencia conocida a la paradoja proviene del astrónomo Thomas Digges en 1576, quien encontró el problema en su descripción de un universo infinito con una distribución aleatoria de estrellas. En 1610, Johannes Kepler citó lo que se conocería como la paradoja de Olbers para demostrar que el universo debe ser finito. Sin embargo, parecía haber un problema con un universo finito, que era que colapsaría sobre sí mismo debido a la atracción gravitacional de las estrellas y los planetas dentro de él. Por lo tanto, la mayoría de los astrónomos asumieron que el universo era infinito, por lo que la paradoja se mantuvo.

Las sugerencias iniciales de que la mayoría de las estrellas estaban demasiado lejos para ser vistas fueron rápidamente rechazadas. Si el universo fuera infinitamente viejo, la luz de las estrellas tendría una cantidad infinita de tiempo para alcanzarnos, por lo que incluso las estrellas más distantes contribuirían a un cielo brillante. Se puede demostrar matemáticamente que para un universo infinito con estrellas distribuidas uniformemente, todo el cielo debe ser tan brillante como una estrella promedio. El brillo de las estrellas disminuye con la distancia, pero el número de estrellas aumenta con la distancia, sin límite en un universo infinito. Los efectos se cancelan, dejando un cielo brillante.

Se hicieron varios intentos adicionales para resolver el rompecabezas en los próximos cientos de años. Un primer intento de explicación fue que la mayor parte de la luz de las estrellas estaba oscurecida por el polvo. Si bien es cierto que las nubes de polvo en nuestra galaxia bloquean la vista de grandes áreas, si hubiera un número infinito de estrellas, eventualmente todo el polvo se calentaría y brillaría, al igual que las estrellas.

Otra sugerencia fue que las estrellas no se distribuyeron al azar, sino que se organizaron en grupos con grandes huecos en el medio. Ahora sabemos que este es, de hecho, el caso: las estrellas se agrupan en galaxias, que se agrupan en cúmulos y supercúmulos. En la escala más grande, sin embargo, el universo es homogéneo y la paradoja de Olbers, como lo describe el propio Olbers, afirma que cada línea de visión debe terminar en una estrella. Dicho de esta manera, está claro que una agrupación no aleatoria de estrellas solo podría explicar el cielo oscuro si las estrellas se alinearan una detrás de la otra, bloqueando la luz de la otra, un escenario que nadie podría tomar en serio.

No fue hasta el descubrimiento de Edwin Hubble, en 1929, que el universo se está expandiendo que se presentó una resolución a la paradoja de Olbers. Ahora se sabe que el universo observable se está expandiendo a un ritmo que aumenta con la distancia y, mirando hacia atrás en el tiempo, llegamos a un punto de pequeño volumen y gran densidad. Esto da dos razones por las cuales el cielo está oscuro. La primera y más importante razón es que el universo tiene una edad finita, por lo que no habría habido tiempo para que la luz de las estrellas más allá de cierta distancia nos alcanzara. Una segunda razón es que la expansión del universo resulta en un cambio Doppler en la luz de las estrellas que aumenta con la distancia; más allá de cierta distancia, toda la luz se desplazaría más allá del espectro visible, haciendo invisibles las estrellas.