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La paradoja de Olbers: ¿Por qué la noche es negra?


Publicado el 27/07/2010

En principio, no parece haber nada sorprendente en el color negro de la noche. La Tierra gira sobre sí misma, de tal modo que parte de la Tierra se mantiene alumbrada por el Sol, mientras que otra parte se mantiene ‘a oscuras’. A priori esto puede parecer una respuesta acertada, pero es algo que se queda demasiado corto. El universo no se acaba en el Sol, y la cantidad de estrellas adicionales que nos acompaña en el universo se estima en la nada despreciable cifra de 3,2×10^22 estrellas.

Plantearse la oscuridad de la noche, pese a la aparentemente obvia pregunta, es algo que tiene nombre propio en la literatura científica, conociéndose como “La Paradoja de Olbers”. Heinrich Wilhelm Olbers era un médico alemán que dedicaba sus noches al estudio del espacio. En 1820, abandonó la práctica de la medicina para dedicarse el resto de su vida a intentar encontrar una solución a un problema que le llevaba años atormentando. Para Olbers era obvio suponer que en el universo existían un número incontable de estrellas (algo en lo que no estaba muy desencaminado), y eso se convertía en su problema.


I: Heinrich Wilhelm Olbers

A través de la inmensidad de estrellas se puede mirar tan poco como a través de un denso bosque. Cuando nos hayamos sumidos en el interior de un bosque, miremos hacia donde miremos nuestra vista se termina topando con un tronco de árbol, y por lo tanto, toda mirada al cielo debería acabar encontrándose con una estrella luciente en un momento dado. Con estos hechos sobre la mesa, el cielo de la noche no deberíamos verlo negro, sino más bien blanco a causa de esa inmensidad de estrellas existentes. Pero pese a que los datos de Olbers no eran falsos, el ser humano no ve el cielo por la noche blanco, y es un hecho que la propia experiencia nos muestra noche tras noche.

La aparente sencillez de la propia pregunta, es la principal causa por la que esta paradoja se mantuvo informulada durante tantos años. Primero fue mucho más interesante resolver otras preguntas reales, como la verdadera naturaleza de las estrellas, sus brillos o su continuo parpadeo. Todas estas preguntas fueron difíciles problemas a los que se enfrentó la ciencia, y poco a poco se fueron respondiendo satisfactoriamente, dejando de un lado la gran incógnita de la oscuridad de la noche.

Se puede pensar que la razón para que esta pregunta no quedase resuelta hace décadas (o siglos) es en realidad el hecho de que no se podía saber con exactitud el número real de estrellas existentes, pero el no conocer el número de estrellas no permite que la pregunta que nos planteamos quede saldada con la sencillez de la ausencia del Sol.

A lo largo de los años fueron muchos los que ofrecieron respuestas, fundamentalmente en el ámbito filosófico, tales como Blumenberg o Kant, pero sorprendentemente el primero que dio una respuesta cercana a la realidad fue Edgar Allan Poe en 1848 en un discurso en la Society Library de Nueva York, donde hacia el final dijo:

Si hubiera una serie infinita de estrellas, el trasfondo del cielo nos ofrecería una claridad uniforme, tal y como ocurre en la Vía Láctea, pues no habría entonces en todo ese fondo un solo punto en que no hubiera una estrella. En tales circunstancias, el único esquema con que entender el vacío que nuestros telescopios hallan en incontables direcciones, tendría que suponer que la lejanía del fondo invisible es tan gigantesca que aún no ha habido radiación luminosa alguna en disposición de alcanzarnos.

Poe ponía en juego los modernos conceptos de la velocidad de la luz y la edad de las estrellas para dar una solución a la Paradoja de Olbers que se salía de todos los caminos conocidos hasta entonces. Este camino quedaría mucho más aclarado por Alexander von Humboldt al enunciar la teoría de que toda mirada al espacio, también es una mirada al tiempo, nosotros al mirar las estrellas en la noche, no las estamos viendo tal y como son ahora, sino tal y como eran cuando la luz que llega a nuestros ojos salió de aquellas estrellas.

Con la enunciación detallada de la teoría de la relatividad por Einstein a comienzos del siglo XX, y la consecuente idea del surgimiento del universo tal y como está descrito en la teoría del Big Bang, nuevas conclusiones que acotan la solución de la paradoja de Olbers.


II: Representación de nuestra visión del universo

La imagen de arriba representa el universo tal y como lo vería un observador situado en la esquina inferior izquierda. Éste observador está mirando a la vez al universo y a su pasado. En el eje vertical se puede leer la distancia (en miles de millones de años luz) y en la horizontal la edad que tenía el universo (en miles de millones de años) cuando se emitió el fotón que hoy nos llega. El observador, podría parecer encontrarse en el centro del universo, pero únicamente estaría en el centro de su horizonte.

La línea divisoria que encontramos en el punto B, es cuando nuestra vista se encuentra con un punto del universo en el tiempo en el que aún era impenetrable a la luz. La materia, tal y como la concebimos hoy, no existía después del Big Bang, ya que la temperatura era demasiado elevada para ello. Aunque protones y electrones intentaban unirse, la luz continuamente la atravesaba separándolos. Sólo cuando el universo se hubo enfriado hasta los 3.000 K, los átomos se mantuvieron unidos y la luz pudo comenzar a pasar.

Por ello, cuando se hace de noche, vemos de fondo el universo en el momento en que aún era opaco. Y con esto parecería que la paradoja de Olbers quedaría resuelta, pero aún queda un punto más que aclarar. Aún antes de la existencia de materia, la gran temperatura tendría que hacer ‘arder’ emitiendo una luz, que a día de hoy la vemos totalmente negra.

La respuesta a esta última cuestión es la expansión del universo. Según esta teoría la materia se mueve alejándose de nosotros, lo cual hace que la luz que nos llega se haya vuelto de una longitud de onda larga. Esto, hace que nuestros ojos no puedan verla, pero sí que pueda ser detectada por otros instrumentos físicos, que la identifican como la famosa radiación cósmica de fondo. Así que, tal y como dijo Rudolf Kippenhahn:

Que oscurezca de noche nos indica que no hay estrellas desde siempre y que el universo se expande. Es asombroso que, para tal observación, que nos conduce directamente a semejante propiedad fundamental del universo, no se precisen telescopios gigantes ni estaciones orbitales. Nos basta mirar por la ventana.

Fuentes y más información:


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19 comentarios

  1. Luis I. Díaz
    27/07/2010 @ 12:02

    Realmente esclarecedor, la paradoja de Olbers o paradoja del cielo oscuro es algo que siempre me ha llamado la atención.
    El Universo es tan fascinante que a cada paso que damos surgen miles de preguntas, ojalá nunca dejen de aparecer nuevos enigmas.

    Un saludo

    [Responder]

    Herman Reply:

    Pues hay un tema pendiente en la paradoja, y es que si en vez de hablar de la luz que nos llega desde el universo profundo hablamos de la energía que nos llega, si solo tomamos en cuenta el alargamiento de la longitud de onda por razones relativistas, la suma de la energía total que nos llega setía infinita, igual si solo consideramos el efecto dopler, pero hay una alternativa interesante, si unimos en un mismo calculo ambos principios es decir relatividad, y efecto dopler, todo ello considerando una velocidad mínima de expansión del universo, tendríamos que la energía total que nos llega del fondo cósmico sería finita.
    En fin esta paradoja por si sola no aclara si el universo es finito o infinito, pero no se contradice con ninguna de ellas, en especial porque el universo se expande.

    [Responder]

  2. Outsider
    27/07/2010 @ 14:36

    Sorprendente, curiosamente leí sobre ello en (creo que fue ese el libro) la introducción a la ciencia de Isaac Asimov hace ya tantos años que ni me acuerdo pero no fuí capaz de entender el concepto y es de una sencillez exquisita… gracias por “dar luz” sobre el tema.

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    Outsider Reply:

    @Outsider, Esto… me ha hecho pensar… y ahí la duda. ¿existe entonces un punto en el que solo se ve oscuridad?

    [Responder]

  3. Amando Carabias
    28/07/2010 @ 00:35

    En el programa de radio Al Alba, emitido a través de Radio Clásica y se puede encontrar en internet leyeron esta cita el otro día.

    “Los poetas dicen que la ciencia quita la belleza a las estrellas -meros globos de átomos gaseosos-. Nada es “mero”. Yo también puedo ver las estrellas en una noche desierta, y sentirlas. Pero, ¿veo más o menos que los poetas? La inmensidad de los cielos agranda mi imaginación: hundido en el carrusel de la Vía Láctea, mi pequeño ojo puede captar luz de un millón de años de antigüedad¿ O ver las estrellas con el gran ojo del telescopio, alejándose con rapidez de un punto inicial donde quizá estuvieron todas reunidas. ¿Cuál es el modelo, o el significado, o el porqué? No hace daño al misterio conocer un poquito sobre él. ¡Cuánto más maravillosa es la verdad que lo que imaginó cualquier artista del pasado! ¿Por qué no hablan de esto los poetas del presente?” (Richard Feynman, premio Nóbel de Física en 1965)

    Desde el otro día, creo que el domingo, cuando lo leí, algo me ha quedado revoloteando. Ahora tu entrada, y que nos traigas al gran poeta y narrador norteamericano a colación, me inclina a pensar que hay algo más allá que la ciencia explica, sí, pero que quienes queremos dedicarnos a escribir no debemos rechazar, sino por el contrario tomar muy en serio.
    Como la mitología y el saber griego sirvió de base para los poetas y escritores de entonces, los descubrimientos y certezas científicas de hoy, tienen que ser, de algún modo, nuestro sustento.
    Gracias por tanto esfuerzo.

    [Responder]

  4. roberasturias
    28/07/2010 @ 01:38

    Muy buena entrada, felicidades.

    La duda que me surge a raíz de este artículo: ¿puede ser que a medida que nos expandamos la luz de las estrellas que nos lleguen sea menor?

    [Responder]

    Javi J Reply:

    Muy interesante. Aunque es preciso decir que fue Halley quien formuló mucho antes la que después sería conocida como la paradoja de Olbers. Ya entonces Newton consideró haberla resuelto a partir de su teoría corpuscular de la luz, que impedía su división al infinito. Y por ahí van los tiros, Roberasturias, porque aparte de la explicación del Big Bang a la que apuntaron los modelos cósmicos de Einstein, De Sitter, Friedman y sobre todo de Lemaître, fue J. Trumpler quien más aportó sobre la idea de la absorción interestelar de la luz y su extinción, dando un golpe mortal al programa de investigación de la estructura de la Vía Láctea por estadística estelar (porque la extinción implicaba la existencia de muchas estrellas invisibles).

    En fin, un mundo apasionante.

    [Responder]

    Jarxxx Reply:

    @roberasturias, A mí me sale la duda contraria… ¿podría darse el caso de que llegue un momento en el que nos llegue la luz de todas las nuevas estrellas creadas después de ese “universo opaco”?

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  5. sixta
    7/08/2010 @ 02:47

    no se mucho de ciencias pero lo que si se es que a DIOS le placio hacer el universo asi de majestuoso para que el que tenga tiempo se detenga a contemplar tan solo con el ojo humano lo precioso y perfecto que es la creacion de DIOS
    BENDICIONES

    [Responder]

  6. perez
    20/08/2010 @ 20:24

    Hola, me gustaría saber como encaja tu explicación con las teorías sobre que la mayor parte del universo está formado por materia oscura. Hasta ahora creía que la paradoja de Olbers se explicaba mediante esa materia oscura, y me ha sorprendido ver una explicación que no la tiene en cuenta.

    Muchas gracias.

    [Responder]

    Iván Reply:

    @perez, La materia oscura no es oscura porque absorva la luz sino porque no se ve. Es un nombre, no la define. De hecho ni se sabe qué es ni si existe: solo se supone.
    Ahora propongo yo mi solución: imaginemos que el universo no es en realidad tan joven como nos cuentan y que hay estrellas antiquísimas más allá de esos 14.000 millones de años luz. Esa luz debería inundar el cielo, obviando la atmósfera. ¿Es posible que la aglutinación de estrellas cercanas que estén o estuvieran allí – incluso galaxias enteras – hagan efecto de paralaje sobre la luz de esas lejanas estrellas?

    [Responder]

  7. Marc De Zabaleta Herrero
    9/01/2011 @ 08:35

    Fascinante paradoja ! Invita a pensar en la obscuridad de la noche.

    [Responder]

  8. Paula Iglesias
    25/04/2015 @ 17:58

    Muchas gracias por la información, me está ayudando mucho en un examen próximo.
    Me parece que además de muy bien explicado está muy bien narrado y se disfruta con la lectura, y es apta para todos los públicos, no hacen falta demasiados conocimientos científicos. Me gusta mucho que el que se aproximara a esas conclusiones, no fuera un científico sino un escritor , y que esta paradoja tan curiosa no le interesase a nadie durante montones de años. Me encanta la conclusión final, de que sólo hace falta mirar por la ventana para observar esta paradoja y me parece que pone en evidencia que a veces las preguntas más sencillas son las más importantes.

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