¿Por qué el espacio es oscuro?

Cuando miramos al espacio, vemos un universo que está saturado de oscuridad. A pesar del hecho de que hay miles de millones de estrellas solo en nuestra galaxia, el cielo nocturno es mayormente oscuro, y las estrellas tenues brindan solo astillas de luz. ¿Por qué la luz combinada de todas las estrellas de nuestra galaxia y más allá no ilumina nuestro cielo nocturno? En otras palabras, ¿por qué el espacio es tan oscuro?

Paradoja de Olbers

Aunque preguntar por qué el espacio está oscuro puede parecer una pregunta extraña, hubo un tiempo en que la oscuridad del espacio planteó un serio problema para nuestra comprensión del universo. Hasta la década de 1920, el modelo predominante de nuestro universo era que era estático y eterno. Sin embargo, algunos astrónomos señalaron que si el universo fuera estático y eterno, entonces la luz de todas las estrellas del universo habría llegado a la Tierra, haciendo que el cielo nocturno experimentara una luminosidad uniforme. El cielo nocturno sería tan brillante como el sol debido a la luz combinada de todas las estrellas del universo. Esto se conoció como la paradoja de Olbers, en honor al astrónomo alemán Heinrich Olbers en 1823. Aunque la paradoja lleva el nombre de Olbers, no fue el primer astrónomo en notar problemas con el modelo de un universo eterno. Muchos científicos habían identificado este problema y, por lo tanto, durante décadas, el hecho de que el espacio estuviera oscuro contradecía directamente lo que la humanidad pensaba que era cierto sobre nuestro universo.

La expansión del espacio

Imagen del telescopio espacial Hubble de una galaxia distante. Crédito de la imagen: NASA/ESA

En la década de 1920, el modelo de un universo estático y eterno se disipó en gran medida cuando el astrónomo Edwin Hubble descubrió que el universo se está expandiendo. El universo ya no se veía como un vacío eterno e inmutable. Más bien, ahora se entendía que el universo era finito y dinámico. Edwin Hubble había descubierto la expansión del espacio al observar el desplazamiento hacia el rojo de galaxias distantes. Hubble había notado que la gran mayoría de las galaxias estaban desplazadas hacia el rojo, lo que significa que se están alejando de nosotros a velocidades tremendas, lo que hace que su luz se estire y se desplace hacia el rojo. El desplazamiento hacia el rojo de las galaxias distantes se convirtió en un factor que explica por qué el espacio es tan oscuro. A medida que la luz se desplaza hacia el rojo, se convierte en radiación de microondas u ondas de radio, dos longitudes de onda de luz que son invisibles para nuestros ojos. Si nuestros ojos pudieran ver en estas longitudes de onda, el cielo nocturno parecería más brillante de lo que es.

El Big Bang

El Campo Profundo del Hubble muestra algunas de las galaxias conocidas más antiguas del universo. Crédito de la imagen: NASA/ESA

El desplazamiento hacia el rojo de las galaxias distantes fue un factor para explicar por qué el espacio es oscuro, pero pronto se descubriría otro. El descubrimiento de Hubble de que el espacio se está expandiendo pronto lo llevó a darse cuenta de que si simplemente hace funcionar el universo al revés, todo termina en un solo punto. Así, toda la materia y energía contenida dentro del cosmos se originó en un solo punto. Este modelo se conoció como el Big Bang, y desde entonces se ha convertido en el modelo más ampliamente aceptado para los primeros momentos del universo. El Big Bang ocurrió hace alrededor de 13.800 millones de años, lo que aunque parece una enorme cantidad de tiempo, no está ni cerca de ser una cantidad de tiempo infinita. Dado que el universo solo ha existido durante un tiempo finito, las estrellas solo han estado emitiendo luz durante tanto tiempo. Algunas estrellas están tan lejos que su luz aún no nos ha llegado. El espacio está oscuro porque hay una gran cantidad de estrellas que simplemente están demasiado lejos para ser vistas.