¿Por qué es oscuro el cielo?

Quizás el astrofísico Paul S. Wesson, de la Universidad de Waterloo, en Ontario, haya resuelto un problema que ha estado incomodando a los astrónomos durante cerca de doscientos años.

Allá por 1826, un astrónomo alemán, Heinrich W. M. Olbers, señaló lo siguiente: «Si hubiese un número infinito de estrellas, en cualquier dirección que mirásemos, al final veríamos una estrella». La estrella podría ser demasiado tenue para ser vista por sí misma, pero al haber un número infinito de ellas, se vería una nube de luz. De hecho, todo el cielo estaría iluminado por esta nube de infinitas estrellas, de manera que brillarían con tanta luz y calor como la superficie del Sol. La vida sería imposible. Y, sin embargo, por alguna razón, el cielo es negro. A esto se lo conoce como «paradoja de Olbers».

El método más sencillo de resolver la paradoja es suponer que no hay un infinito número de estrellas en el Universo. Sino que hay tantas, que en los tiempos de Olbers se estimaron en unos cuantos cientos de millones, y después un espacio vacío.

Sin embargo, esta opinión perdió fuerza con el tiempo.

En los años veinte no sólo se sabía que nuestra propia Galaxia contenía 300 000 millones de estrellas (miles de veces más de las que se había pensado en la época de Olbers), sino que, además, había cientos de miles de millones en otras Galaxias, todas resplandecientes de estrellas. El número de estrellas seguía sin ser infinito, pero había tantas que los astrónomos se preguntaron cómo podíamos ver el cielo negro a través de ellas.

A principios del siglo XX, se descubrió que muchas galaxias estaban rellenas de nubes de polvo y que el Universo, por lo general, contenía estas capas de polvo por todas partes. Este polvo absorbe la luz con gran eficacia y la gente empezó a pensar que ésta era la respuesta al cielo negro. Había una gran cantidad de luz estelar, pero era absorbida por el polvo.

Una pequeña reflexión demostró que esto no podía ser así. Si el polvo detuviese la luz, el propio polvo se calentaría en el proceso hasta que llegara a brillar. En vez de contar con estrellas encendidas esparcidas en el cielo, habría estrellas y polvo, todo brillante, y seguiríamos enfrentados a la paradoja de Olbers.

Pero entonces, en la década de los veinte surgió algo más. El Universo se estaba expandiendo. Las Galaxias remotas se estaban alejando de la Tierra y su distancia era cada vez mayor. Ello produce un efecto sobre la luz que emiten. A medida que se alejan, la luz que emiten se desplaza hacia la luz roja, de baja energía.

Esto significaba que un gran porcentaje de la luz emitida por las estrellas podría desplazarse tanto que la energía que contienen disminuyera ostensiblemente y no fueran capaces de iluminar el cielo. Eso es, el cielo era negro porque el Universo estaba en expansión. Era una sugerencia tan atractiva que la utilicé como un modo de resolver la paradoja de Olbers en mis libros de astronomía.

Pero seguía siendo un error. Wesson realizó una gran cantidad de cálculos sobre cuánta luz se perdía como resultado de la expansión del Universo y descubrió que no se perdía la suficiente como para justificar la paradoja de Olbers.

Aunque el Universo se expandía, debería seguir iluminando el cielo y haciendo la vida imposible.

Durante un tiempo, pareció que no había explicación posible, pero surgió una. Las galaxias no han existido siempre ni existirán siempre. Hay un período en el que nacen y empiezan a brillar y un período en el que mueren y pierden su resplandor. En otras palabras, puede que en el Universo haya un número casi infinito de estrellas, pero no emiten luz durante un tiempo infinito y la luz que han emitido todavía no ha tenido tiempo de llenar el Universo.

Los cálculos de Wesson muestran que debe ser así y que ésta es la explicación de la paradoja de Olbers. El cielo es negro sólo porque no ha habido tiempo para que se ilumine totalmente. Estamos vivos porque estamos en los comienzos del Universo.

¿Qué significa esto para el futuro? A medida que el tiempo pase, ¿se iluminará el Universo de manera gradual hasta que, dentro de billones de años, alcance el estado en el que la vida sea imposible en él?

O de otro modo, ¿la luz producida por las estrellas se desvanecerá poco a poco a medida que mueran las estrellas, y a medida que se formen otras nuevas se mantendrá la cantidad de luz estable? O, es posible que, como las nuevas estrellas se forman con menos frecuencia que las que mueren, ¿se desvanecerá la luz del Universo gradualmente hasta que haya tanta oscuridad y tan poca luz y calor que la vida sea imposible de todas maneras? O, ¿sufrirá todavía el Universo otros cambios? Este tipo de preguntas revoluciona a los astrónomos.