¿Por qué el cielo es negro de noche si está lleno de estrellas?

En 1823, el médico y astrónomo Heinrich Wilhelm Olbers planteó un problema que parecía demasiado sencillo para poner en apuros al universo: si hay estrellas por todas partes, ¿por qué la noche es oscura? Olbers observaba el cielo desde Bremen, en Alemania. La pregunta acabaría llevando su apellido.

La respuesta principal es que el universo tiene una edad finita: unos 13 800 millones de años. Las estrellas no llevan brillando desde siempre y no ha habido tiempo para recibir luz de cualquier distancia. Además, el universo se expande, lo que estira la luz y reduce la energía que recibimos.

Que el Sol quede al otro lado de la Tierra explica que desaparezca nuestra lámpara más cercana. Pero no resuelve el problema de Olbers: ¿por qué las demás estrellas no llenan todo el cielo de luz?

Un bosque de estrellas sin un solo hueco

La paradoja parte de un universo hipotético: infinito, eterno y estático, con estrellas repartidas de manera aproximadamente uniforme. No hace falta que formen una cuadrícula perfecta; basta con que, a gran escala, no haya regiones privilegiadas.

Piensa en un bosque que se extendiera sin fin. Los troncos cercanos dejarían huecos, pero detrás habría otros, y después otros más. Si el bosque fuera suficientemente profundo, tu mirada terminaría chocando con un tronco en cualquier dirección.

Con las estrellas ocurriría algo parecido. Algunas serían pequeñas motas lejanas, pero detrás de los huecos aparecerían más. En ese universo ideal, cada dirección acabaría en la superficie de una estrella: el cielo entero tendría un brillo comparable al de una superficie estelar. Nada de noche romántica.

Hay una objeción tentadora: cuanto más lejos está una estrella, menos ilumina. Cierto. Si duplicas su distancia, recibes una cuarta parte de su luz. Pero a mayor distancia también hay espacio para muchas más estrellas.

Una capa esférica del mismo grosor situada al doble de distancia contiene aproximadamente cuatro veces más estrellas. La pérdida de brillo individual queda compensada por el aumento de población. Añadir capas lejanas no apaga el problema: lo alimenta.

El polvo no puede esconderlo todo

¿Y si enormes nubes de polvo taparan las estrellas? Parece una solución estupenda: poner cortinas al cosmos. Sin embargo, una cortina que absorbe radiación recibe energía y se calienta. Después emite su propia radiación.

En un universo eterno y estático, el polvo no podría funcionar como un sumidero perpetuo de luz. Acabaría alcanzando un equilibrio térmico con la radiación que lo baña. Cambiaría la forma de emitir esa energía, pero no la haría desaparecer.

Olbers tampoco fue el primero en detectar el enigma. Johannes Kepler ya había discutido la oscuridad del cielo en 1610. La pregunta llevaba siglos rondando cuando apareció una explicación sorprendente fuera de los tratados de astronomía.

En 1848, Edgar Allan Poe propuso en su ensayo Eureka que la luz de las estrellas más remotas podía no haber tenido tiempo de alcanzarnos. No era una demostración de la cosmología moderna, pero apuntaba a una pieza esencial: el tiempo disponible.

La noche tiene edad, y la luz se estira

La luz viaja a una velocidad enorme, pero finita: unos 300 000 kilómetros por segundo. Mirar lejos es mirar atrás. Una estrella situada a cien años luz se muestra como era hace cien años, no como es hoy.

Como el universo tiene una historia limitada, también hay un límite a las regiones cuya luz puede habernos alcanzado. Y las estrellas aparecieron después del comienzo de esa historia. El supuesto de un suministro eterno de luz estelar se viene abajo.

La expansión añade otro efecto. Mientras la luz atraviesa el espacio en expansión, su longitud de onda aumenta: es el corrimiento al rojo cosmológico. Cada fotón llega con menos energía, y la radiación recibida se debilita.

De hecho, el cielo está lleno de una radiación antiquísima: el fondo cósmico de microondas, liberado cuando el universo tenía unos 380 000 años. La expansión lo ha enfriado hasta unos 2,7 grados sobre el cero absoluto.

Tus ojos no ven esas microondas. La noche no es un vacío sin luz: es un cielo cuyo resplandor más antiguo se ha estirado hasta volverse invisible para ti.