La paradoja de Olbers, una problemática del porqué de la noche y del día

¿Por qué la noche es oscura? Aunque en aspecto pueda aparentar que ésta es una cuestión comprensible de contestar, de hecho es un problema que ha, etc...

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¿Por qué la noche es oscura? Aunque en aspecto pueda aparentar que ésta es una cuestión comprensible de contestar, de hecho es un problema que ha traído de cabeza a los científicos durante casi un siglo. Olbers, médico y astrónomo, descubrió hace unos doscientos años el asteroide Pallas, después Vesta y algunos cometas, se planteaba esta incógnita. Sin embargo, parece que el primero que dio una respuesta válida fue Edgar A. Poe, el primero en exponer en unos de sus ensayos la respuesta: "la luz de las estrellas mas lejanas todavía no ha llegado hasta nosotros, por ello el cielo de la noche sigue siendo oscuro".

Hacia el año 1.800, cuando aun no se sabía a ciencia cierta cual era el tamaño aproximado del Universo, comenzó a cobrar fuerza la percepción de que éste fuese infinito. A pesar de que ésta era una alternativa a la que se resistían los científicos de la época, todas las pruebas aportadas por éstos indicaban un incremento gradual del tamaño del Universo, así como de las estrellas que contenía que parecía no tener final.

En una noche despejada se pueden observar hasta 6.000 estrellas. Con el invento del telescopio en torno al año 1.600, este horizonte se fue ampliando. Cuando Galileo Galilei dirigió por primera vez su telescopio en dirección al cielo nocturno, descubrió una gran cantidad de estrellas jamás observadas con anterioridad, y cada nueva mejora realizada en el telescopio incrementaba el número de ellas, así como el tamaño del Universo observable. Todo esto parecía sugerir que la cosa jamás se detendría, y que siempre se podrían hallar nuevas estrellas en un Universo cuyo tamaño aumentaba a medida que se iba perfeccionando el telescopio.

Pero este ejemplo de Universo presentaba ciertas contradicciones, que poco a poco iban a ser puestas en evidencia. Uno de los primeros en hacerlo fue el astrónomo germano Wilhelm M. Olbers, allá por el año 1.826; dando a conocer lo que más tarde se ha dado en llamar: "La paradoja de Olbers". Para entender el sentido de esta paradoja el astrónomo partió del siguiente supuesto: el Universo tiene un tamaño infinito, y por lo tanto contiene una abundancia infinita de estrellas, que se encuentran diseminadas en su interior, las cuales emiten energía de manera constante. Como resultado de todo esto, nos encontraríamos en presencia de un Universo donde la energía irradiada por la suma de todas las estrellas sería infinita.

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Esto significa que el Universo completo irradiaría luz y calor, debido a la elevada cantidad de energía que circula por su interior, y que hechos como la desemejanza de luz entre la noche y el día nunca tendrían lugar. De similar manera que la energía recibida por la Tierra desde el exterior del sistema solar, sería superior a la que recibimos desde el Sol; ya que estaríamos recibiendo la energía de una cantidad infinita de estrellas. Otra consecuencia derivada de este hecho, aparte de someter a la Tierra a un día continuo sin noches, sería que la temperatura de la Tierra se elevaría inexorablemente debido al exceso de energía recibida, lo que impediría que la vida, en cualquiera de sus formas, se pudiera desarrollar sobre su superficie. Por lo tanto, en la hipótesis del Universo infinito debía de existir algún error.

Anterior al año 1.784, comenzó a realizarse el cálculo de estrellas por regiones estelares. Al principio dicho cálculo se realizaba a ojo, y directamente a través del telescopio. Uno de los primeros en proyectar mapas estelares realizados de esta manera, fue el astrónomo inglés de origen alemán: Sir William Herschel; para lo cual elegía varias zonas del cielo y realizaba el cálculo de estrellas. A pesar de los rudimentarios recursos de que disponía, logró revelar que nuestro sistema solar se encuentra en el interior de un conjunto de estrellas con forma de lente. A la vista de los resultados obtenidos, Herschel consideró que las estrellas se encontraban en el interior de un conjunto finito en contenido (nuestra galaxia), lo cual de momento, alejaba el fantasma del Universo infinito.

A partir de entonces las observaciones se fueron refinando. Una vez que se fueron conociendo la distancia que nos separaba de las primeras estrellas, en torno al año 1.838, y posteriormente con el nacimiento de la fotografía, se crearon mapas detallados del cielo con los cuales poder adecuar el tamaño de nuestra galaxia a la realidad. La fotografía facilitaba en gran medida la ardua labor de contar las estrellas a ojo, ya que la zona observada quedaba plasmada en la foto; con lo que se podía generar un archivo real al cual acogerse, para realizar cualquier tipo de cálculo o comprobación.

Gracias a esta método, el astrónomo holandés Cornelius Kapteyn logró determinar con mayor exactitud que Herschel el tamaño de la galaxia; considerando en un primer momento que éste era de unas 235 veces superior al de Herschel, para posteriormente aumentarlo incluso al doble de esta cifra, alcanzando un diámetro de 55.000 años luz y un espesor de 11.000 años luz (algo más de la mitad de las dimensiones reales). Este era el tamaño que tenía el "Universo" en torno al año 1.920; y es justamente por estas fechas, un siglo después de que Olbers diese a conocer su paradoja, cuando vuelve a surgir el fantasma del Universo infinito. Los astrónomos comienzan a observar objetos estelares que se encuentran bastante alejados, fuera de nuestra galaxia.

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La galaxia de Andrómeda fue el primer objeto estelar, no perteneciente a nuestra galaxia, del que se pudo saber la distancia que le separaba de nosotros. Por entonces se les conocía como nebulosas, y en torno al año 1.925 el astrónomo americano Edwin Hubble, determinó en 800.000 años luz la distancia que le separaba de nosotros (en realidad se encuentra situada a una distancia de 2.000.000 de años luz de nosotros). Pero ya se conocían un sin número de objetos semejantes a la nebulosa de Andrómeda, y que estaban catalogados como nebulosas espirales, que se suponía debían de hallarse a distancias superiores, dado que eran objetos que se veían más difusos en el telescopio, que la propia nebulosa de Andrómeda. Otra vez las fronteras del Universo comenzaban a desligarse, y esta vez parecía que la cosa iba en serio. Las distancias ya no se medían en cientos de miles, o millones de años luz, sino en cientos de millones y miles de millones de años luz, en una progresión que parecía imparable. Pero ocurrió una cosa curiosa, al mismo tiempo que el tamaño del Universo aparentaba crecer y crecer sin parar, y descubrirse que las nebulosas que se observaban no eran tales, sino galaxias como la nuestra, se fue forjando lo que sería la solución a los problemas de los astrónomos.

Los estudios realizados sobre los espectros de dichas galaxias, indicaban que las más alejadas presentaban un desvío en torno a el rojo que no era habitual. Esto significaba dos cosas: en primer lugar, cuanto más alejada se encontraba la galaxia, mayor era el desvío en torno al rojo que se observaba en su espectro, y por tanto, menor era la cantidad de energía que recibíamos de ella, y en segundo lugar, significaba que el Universo se encontraba en expansión. Los trabajos realizados en este sentido se deben al astrónomo Hubble, y fueron publicados en torno al año 1.929. En un Universo en expansión, la energía irradiada por las estrellas, así como el tamaño del Universo, ya no pueden ser infinitos. La energía que recibimos de las galaxias, va siendo menor cuanto más alejadas están, por lo que llegará un tiempo en que la energía recibida por aquellas más alejadas sea nula. Así mismo, la expansión postulada por Hubble significaba que el Universo debía de haber tenido un comienzo en el tiempo; un tiempo en el cual, la materia que formaría a las futuras galaxias se encontraría concentrada en una clase de esfera de materia y energía (teoría del "Big Bang"); lo que significa que el Universo no pudo existir eternamente. Por otro lado, el tamaño del Universo vendría limitado por la propia expansión de las galaxias, aunque más en concreto por la rapidez de expansión del espacio, que obliga a las propias galaxias a desligarse las unas de las otras, hasta lograr una velocidad de recesión semejante a la velocidad de la luz; instante en el cual dejamos de recibir información de ellas.

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Por lo tanto, la conclusión parece sugerir que, el Universo tiene un principio en el espacio y en el tiempo, sin embargo no un final espacial ni temporal, a pesar de que pueda parecer que el Universo esté limitado espacialmente. Esto significa que el extremo más apartado del Universo, sólo significa el fin del Universo observable. De hecho el Universo real debe ser más gigantesco que el que podemos percibir.


Losty
Fuente: archivo PDF

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