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Le persone si chiedono da così tanto tempo perché lo spazio è buio nonostante sia pieno di stelle, che questa domanda ha un nome speciale: il paradosso di Olbers.
Gli astronomi stimano che nell’universo osservabile ci siano circa 200 miliardi di trilioni di stelle. E molte di quelle stelle sono luminose quanto, o addirittura più luminose, del nostro sole. Allora perché lo spazio non è pieno di luce abbagliante?
Sono un astronomo che studia stelle e pianeti – compresi quelli al di fuori del nostro sistema solare – e il loro movimento nello spazio. Lo studio di stelle e pianeti distanti aiuta gli astronomi come me a capire perché lo spazio è così buio.
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Potresti immaginare che sia perché molte stelle nell’universo sono molto lontane dalla Terra. Naturalmente, è vero che più una stella è lontana, meno luminosa appare: una stella 10 volte più lontana appare 100 volte più fioca. Ma si scopre che questa non è tutta la risposta.
Immagina una bolla
Supponiamo, per un momento, che l’universo sia così vecchio che la luce anche delle stelle più lontane abbia avuto il tempo di raggiungere la Terra. In questo scenario immaginario, tutte le stelle dell’universo non si muovono affatto.
Immagina una grande bolla con la Terra al centro. Se la bolla avesse un diametro di circa 10 anni luce, conterrebbe circa una dozzina di stelle. Naturalmente, a diversi anni luce di distanza, molte di quelle stelle sembrerebbero piuttosto fioche dalla Terra.
Se continui ad allargare la bolla fino a 1.000 anni luce, poi a 1 milione di anni luce e poi a 1 miliardo di anni luce, le stelle più lontane nella bolla sembreranno ancora più deboli. Ma ci sarebbero anche sempre più stelle all’interno della bolla sempre più grande, e tutte contribuirebbero alla luce. Anche se le stelle più lontane sembrano sempre più fioche, ce ne sarebbero molte di più e l’intero cielo notturno dovrebbe apparire molto luminoso.
Sembra di essere tornato al punto di partenza, ma in realtà sono un po’ più vicino alla risposta.
L’età conta
Nell’illustrazione della bolla immaginaria, ti ho chiesto di immaginare che le stelle non si muovano e che l’universo sia molto antico. Ma l’universo ha solo circa 13 miliardi di anni.
Anche se è un tempo sorprendentemente lungo in termini umani, è breve in termini astronomici. È abbastanza breve che la luce proveniente da stelle più distanti di circa 13 miliardi di anni luce non ha ancora raggiunto la Terra. E così la vera bolla attorno alla Terra che contiene tutte le stelle che possiamo vedere si estende solo fino a circa 13 miliardi di anni luce dalla Terra.
Semplicemente non ci sono abbastanza stelle nella bolla per riempire ogni linea di vista. Naturalmente, se guardi in alcune direzioni del cielo, puoi vedere le stelle. Se guardi altre parti del cielo, non puoi vedere nessuna stella. E questo perché, in quelle macchie scure, le stelle che potrebbero bloccare la tua linea di vista sono così lontane che la loro luce non ha ancora raggiunto la Terra. Con il passare del tempo, la luce proveniente da queste stelle sempre più lontane avrà il tempo di raggiungerci.
Lo spostamento Doppler
Potresti chiederti se il cielo notturno alla fine si illuminerà completamente. Ma questo mi riporta all’altra cosa che ti ho detto di immaginare: che tutte le stelle non si muovano. L’universo è in realtà in espansione, con le galassie più distanti che si allontanano dalla Terra quasi alla velocità della luce.
Poiché le galassie si allontanano così velocemente, la luce delle loro stelle viene spinta verso colori che l’occhio umano non può vedere. Questo effetto è chiamato spostamento Doppler. Quindi, anche se avesse abbastanza tempo per raggiungerti, non potresti comunque vedere con i tuoi occhi la luce delle stelle più lontane. E il cielo notturno non sarebbe completamente illuminato.
Se aspetti ancora più a lungo, prima o poi tutte le stelle si spegneranno: le stelle come il Sole durano solo circa 10 miliardi di anni. Gli astronomi ipotizzano che in un lontano futuro – tra mille trilioni di anni – l’universo diventerà oscuro, abitato solo da resti stellari come nane bianche e buchi neri.
Anche se il nostro cielo notturno non è completamente pieno di stelle, viviamo in un momento molto speciale della vita dell’universo, in cui abbiamo la fortuna di godere di un cielo notturno ricco e complesso, pieno di luce e oscurità.
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