POR QUE A NOITE É ESCURA SE HAI INFINITAS ESTRELAS

O día amence, un 7 de maio de 1823. Desde o segundo piso da súa casa, convertida en observatorio amateur, Heinrich Olbers dá os últimos retoques ao artigo co que deixará o seu nome na historia. Aquela noite histórica terminou cun magnífico amencer, e conduciu á revelación dun paradoxo. Este paradoxo, que outros xa sinalaran antes, cativará a xeracións de investigadores e neófitos (entre eles o poeta Edgar Allan Poe) durante os séculos vindeiros. Por que as noites son escuras se hai un número infinito de estrelas?

A visión dun universo eterno e ilimitado, compartida por Olbers e os seus contemporáneos, implicaba que o ceo debería estar poboado por un mar tamén infinito de estrelas. Pero naquela feliz madrugada Olbers deuse conta de que, ante infinitas estrelas, non importa en que dirección apuntemos os nosos ollos ou telescopios: a mirada sempre interceptaría unha delas.

Olbers, que cesara o seu traballo de oftalmólogo en 1820 para dedicarse exclusivamente á astronomía, expuxo á comunidade científica, o 7 de maio de 1823, o emocionante paradoxo que leva o seu nome. Expón que o modelo cosmolóxico da época suxire que cada punto do ceo debería ser tan brillante como a superficie do sol. A noite, por tanto, non sería escura. Cada vez que miramos ao ceo deberiamos estar cegados pola luz do infinito mar de estrelas.

Olbers buscou razóns polas que isto non sucede. Expuxo que a luz das estrelas era absorbida polo po interestelar que atopaba no seu camiño ata a Terra, e que canto maior é a distancia que nos separa da estrela, maior sería a absorción.

Pero o astrónomo John Herschel tirou abaixo o argumento. Herschel demostrou que calquera medio absorbente que encha o espazo interestelar eventualmente quentaríase e volvería irradiar a luz recibida. Por tanto, o ceo seguiría sendo luminoso.

A comunidade científica deixou sen resolver o paradoxo exposto por Heinrich Olbers ata o seu último suspiro aos 81 anos, o 2 de marzo de 1840.

 

Moitas estrelas e galaxias sobre un fondo escuro, segundo as imaxes do JWST / E. SA/Webb, NASA & CSA, A. Martel, CC BY

Oito anos máis tarde, alén do Océano Atlántico, o 3 de febreiro de 1848, Edgar Allan Poe, famoso tras a publicación de El Cuervo, presentaba a súa Cosmogonía do Universo na Biblioteca da Sociedade de Nova York (como fixo co seu poema Eureka). Poe estaba convencido de ter resolto o enigma popularizado por Olbers, como afirmaba na súa correspondencia.

Para empezar, Poe propuxo, ao contrario que o filósofo Immanuel Kant e que o astrónomo matemático Pierre-Simon Laplace, que o cosmos xurdira dun único estado de materia (“Unidade”) que se fragmentou, e cuxos restos se dispersaron baixo a acción dunha forza repulsiva.

O universo estaría entón limitado a unha esfera finita de materia. Se o universo finito está poboado por un número suficientemente pequeno de estrelas, entón non hai razón para atopar unha en todas as direccións que observamos. A noite pode volver ser escura.

Poe tamén atopou saída ao paradoxo, aínda que o universo fose finito: se supoñemos que a extensión da materia é infinita, que o universo comezou nalgún instante no pasado, entón o tempo que tarda a luz en chegar a nós limitaría o volume do universo observable.

Este intervalo de tempo constituiría un horizonte máis aló do cal as estrelas afastadas permanecerían inaccesibles, mesmo para os nosos telescopios máis potentes.

Edgar Allan Poe morreu un ano despois, o 7 de outubro de 1849, aos 40 anos, sen saber que as súas intuicións resolveron o enigma científico do ceo nocturno escuro máis dun século despois de que el as expuxera.

No período de entreguerras xurdiron múltiples teorías do cosmos, baseadas na relatividade xeral de Einstein. Ademais, o campo da cosmoloxía, ata entón reservado en gran parte aos metafísicos e filósofos, comezou a ser posto a proba polas observacións. Segundo o radioastrónomo Peter Scheuer, a cosmoloxía en 1963 baseábase só en “dous feitos e medio”:

• Feito 1: o ceo nocturno é escuro, algo que se sabe desde sempre.
• Feito 2: as galaxias están a afastarse as unhas das outras, como intuíu Georges Lemaître e como mostraron as observacións de Hubble, publicadas en 1929.
• Feito 2.5: o contido do universo probablemente está a evolucionar a medida que se desenvolve o tempo cósmico.

A interpretación dos feitos 2 e 2.5 espertou grandes controversias na comunidade científica nas décadas de 1950 e 1960. Os partidarios do modelo estacionario do universo e os partidarios do modelo do big bang admitiron, con todo, que fora cal fora o modelo correcto tiña que explicar a escuridade do ceo nocturno.

O cosmólogo Edward Harrison resolveu o conflito en 1964.

Desde o Laboratorio Rutherford de Altas Enerxías, preto de Oxford, Harrison demostrou que o número de estrelas no universo observable é finito. Aínda que son moi numerosas, fórmanse en cantidades limitadas a partir do gas contido nas galaxias. Este número limitado, combinado co xigantesco volume que hoxe cobre a materia do universo, fai que a escuridade se manifeste entre as estrelas.

Na década de 1980 os astrónomos confirmaron a resolución proposta por Poe, Kelvin e Harrison. Algúns, como Paul Wesson, mesmo formularon o desexo de que o paradoxo de Olbers finalmente descanse en paz.

 

Pero os bos paradoxos nunca morren do todo.

As medidas recentes da sonda New Horizons, nunha órbita situada máis aló de Plutón e máis aló do po do sistema solar interior, indican que o ceo é dúas veces máis brillante do que predicimos só en base ás estrelas. Esta vez, ou faltan estrelas ou hai luz que non vemos. Trátase dun novo fondo cósmico?

A cuestión da escuridade do ceo permanece vixente, e é de gran actualidade científica, 200 anos despois de que Olbers expuxera por primeira vez a escuridade da noite e as infinitas estrelas.

FONTE: gciencia.com / Alberto Domínguez é investigador en Astrofísica na Universidade Complutense de Madrid. David Valls-Gabaud é astrofísico e director de investigacións no CNRS, Observatorio de París. Hervé Dole é astrofísico, profesor e vicepresidente de arte, cultura, ciencia e sociedade da Université Paris-Saclay. Jonathan Biteau é profesor de física de astropartículas na Université Paris-Saclay. José Fonseca é assitente de investigación na Universidade de Porto. Juan García-Bellido é catedrático de Física Teórica da Universidade Autónoma de Madrid. Simon Driver é investigador no Centro Internacional para a Investigación de Radioastronomía da Universidade de Australia Occidental.