Paradoja de Olbers: lo que el misterio del cielo nocturno nos enseña sobre nuestro Universo

Es difícil decir si es más preocupante imaginar que el Universo continúa para siempre en todas las direcciones, o que tiene un borde, más allá del cual no hay nada.

La astrofísica no brinda ninguna guía sobre qué tipo de crisis existencial deberíamos tener; aunque no podemos decir con ningún nivel de confianza si el Universo continúa para siempre o no, podemos decir que nuestro universo observable tiene una ventaja, en el sentido de que hay una distancia más allá de la cual, sea lo que sea que exista o no, no podemos verlo en absoluto.

La existencia de este horizonte cósmico es parte de la respuesta a un antiguo enigma sobre la oscuridad del cielo nocturno, supuestamente planteado por primera vez por Johannes Kepler en 1610, pero luego atribuido al colega astrónomo Heinrich Olbers en el siglo XIX.

Paradoja de Olbers pregunta: si el Universo es infinito, y si hay estrellas (o galaxias) a lo largo de él, ¿por qué el cielo está oscuro? Seguramente, si miramos en cualquier dirección en el cielo, esa línea de visión, eventualmente, aterrizará en una estrella. Por lo tanto, el sentido común nos dice que dondequiera que miremos, el cielo debe ser tan brillante como el sol, brillar constantemente.

Resolviendo la paradoja de Olbers

La resolución estándar de esta paradoja invoca la edad finita del cosmos y la velocidad de luz. Incluso si el cosmos es infinito y está lleno de estrellas, uno podría razonar, solo podemos ver las que están lo suficientemente cerca como para que haya habido suficiente tiempo (desde el comienzo del Universo) para que la luz nos llegue desde allí. Cualquier cosa lo suficientemente distante de la Tierra como para que el tiempo de viaje de la luz sea mayor que la edad del Universo es invisible para nosotros.

Esto no resuelve por completo la paradoja, por razones que involucran una física mucho más extraña. Pero este límite de distancia de viaje de la luz es responsable de nuestro horizonte: el borde del universo observable. Las cosas más distantes que podemos ver en el cosmos son aquellas cuya luz ha estado viajando hacia nosotros durante la edad del Universo: 13.800 millones de años.

La extraña física entra cuando preguntas, ¿cuáles son esas cosas cuya luz ha viajado tanto tiempo? la Big Bang La teoría dice que el Universo hace 13.800 millones de años era un infierno denso y caliente, en el que todo el espacio estaba lleno de plasma incandescente, ondulando y revolviéndose como la superficie del Sol. Debido a que todo el espacio brillaba, cuando miramos hacia los confines más lejanos del cosmos en cualquier dirección, ese brillo es de hecho lo que vemos.

Entonces, si todo el espacio brillaba, ¿por qué el cielo está oscuro? ¿Acabamos de resolver la paradoja?

La razón por la que el Universo puede estar brillando a nuestro alrededor pero aún verse oscuro se reduce a la física de la luz en un universo en expansión. Cuando el espacio se expande y la distancia entre los objetos crece, la luz que pasa entre esas cosas se estira, cambiando la luz a frecuencias más bajas en el espectro electromagnético.

Para la luz visible, las frecuencias más bajas corresponden a colores más rojos, por lo que este efecto se denomina “desplazamiento al rojo”. Puede pensar en ello como un cambio Doppler: el mismo tipo de efecto que es responsable de que una sirena baje a un tono más bajo cuando una ambulancia se aleja de usted, ya que los objetos distantes parecen alejarse de nosotros a medida que el Universo se expande.

Pero este efecto no se limita a la luz visible: abarca todo el espectro. La luz visible se estira a infrarrojos, infrarrojos a microondas, microondas a radio. Y cuanto más lejos está la luz, más se ha expandido el cosmos y, por lo tanto, más intenso es el desplazamiento hacia el rojo. La luz del resplandeciente Universo primitivo se ha extendido tanto por la expansión cósmica que ahora la recibimos como un débil resplandor de radiación de microondas, a nuestro alrededor.

Si bien es posible que nunca sepamos si el Universo como un todo es infinito o está limitado, sabemos que el fondo cósmico de microondas – la capa distante de fuego que se desvanece que nos rodea – es la luz más distante que podemos ver, en el borde de nuestro universo observable. Pero al igual que la oscuridad del cielo nocturno, este borde es una cuestión de perspectiva. Alguien que vive en una galaxia a miles de millones de años luz de nosotros se sienta en el centro de su propio universo observable, que puede superponerse solo parcialmente al nuestro.

Siempre habrá misterios que las leyes fundamentales del Universo no nos permitirán descifrar. Pero ya sea que aceptemos alegremente nuestras limitaciones o no, el mejor enfoque para la comprensión siempre será aprender a mirar a nuestro alrededor de nuevas maneras y preguntarnos por qué vemos lo que vemos. O por qué podríamos mirar hacia arriba en una noche particularmente oscura y no ver nada en absoluto.

Más de la Dra. Katie Mack:

Leave a Reply

Your email address will not be published.