Durante mucho tiempo se supuso que el universo había existido siempre; que era estático, infinito, homogéneo y con un número infinito de estrellas uniformemente distribuidas . En 1823, el astrónomo alemán Heinrich Olbers afirmó que de ser ciertas esas suposiciones sobre el universo la noche debería ser igual o más luminosa que el día. Había una paradoja entre la existencia de un universo infinito iluminado por un número infinito de estrellas y una noche oscura.
La paradoja de Olbers se planteaba de la siguiente manera:
Existe siempre una cierta cantidad de estrellas distribuidas a la misma distancia espacial y temporal alrededor de la Tierra.
Cada una de estas estrellas emite un haz de luz que llega a la Tierra con cierta brillantez. En la órbita más cercana a la Tierra se tiene una cantidad “N” de estrellas y cada una de estas emite la misma cantidad de luz (“L”). Como el universo es estático, la cantidad de luz total que recibe la Tierra debería ser de N veces L.
Las estrellas de las órbitas siguientes también emiten un haz de luz fijo (porque el universo es estático) La cantidad de luz que se recibe de cada una de las estrellas disminuye cuadraticamente con la distancia que hay entre ellas y la Tierra, esto es: si a un metro de distancia se recibe una cantidad “F” de fotones, a 2 metros de distancia se recibe una cuarta parte (F/4 fotones), a 3 metros de distancia una novena parte (F/9 fotones), a 4 metros de distancia una dieciseisava parte (F/16 fotones) y así sucesivamente.
Por otro lado, como el área1 de las estrellas que rodean a la Tierra incrementa cuadraticamente en función de la distancia, el número de estrellas que hay en las órbitas más lejanas también incrementará cuadraticamente2.
Así que, aunque se recibe menos luz de las estrellas ubicadas en órbitas más alejadas a la Tierra, el número de estrellas que hay en cada una de ellas incrementa. De tal forma que la cantidad de luz que se recibe de cada órbita de estrellas es exactamente la misma, independiente de la distancia a la que se encuentren.
Al partir Olbers de que el universo era infinito, entendía que, por consecuencia, debería haber una cantidad infinita de capas de estrellas rodeando la Tierra. Por tanto ¡la noche debería ser igual o más luminosa que el día! Si la noche no era igual de luminosa que el día era porque alguno de los supuestos que se tenían sobre el universo estaban equivocados.
La solución a la paradoja de Olbers fue que todas las suposiciones sobre el universo estaban equivocadas. El universo no es infinito; no es homogénea la distribución de las estrellas; no tiene una cantidad infinita de estrellas; y sobre todo no es estático.
Pero llegar a estas conclusiones tomó a la comunidad científica casi 100 años. Einstein mismo, partidario del universo estático, no pudo resolver la paradoja. Fue hasta 1929, cuando Edwin Hubble publicó un estudio del movimiento de numerosas nebulosas planetarias3 , cuando se demostró la constante expansión del universo. Las observaciones de Hubble expusieron que mientras más lejos se encuentra una estrella, galaxia o nebulosa planetaria, la velocidad con la que se aleja de nosotros incrementa. Estas observaciones fueron clave para comprender la forma y la morfología del universo. No por nada la NASA decidió ponerle Hubble al telescopio espacial.
El universo se creó hace 13.7 mil millones de años y se va a expandir por siempre. Hoy día el universo tiene, aproximadamente, 1022 estrellas distribuidas de la forma más caprichosa posible…
[1] El área de una circunferencia se calcula como A=pi r2.
[2] Suponiendo que las estrellas están distribuidas homogéneamente.
[3] Cuando una estrella de masa comparable al Sol llega al final de su existencia al mismo tiempo en que el núcleo se colapsa y forma una enana blanca, la envolvente de la estrella sale eyectada con temperaturas muy altas, fase denominada como nebulosa planetaria. Por ello es fácil son fáciles de detectar desde la Tierra.
Además de estudiar la muerte de las estrellas, los destellos de rayos gamma y los hoyos negros; amo la docencia y la divulgación de la ciencia.
