Il Paradosso di Olbers

È una delle domande più banali e spontanee che un bambino possa porsi guardando l’oscurità sopra la propria testa: perché di notte il cielo è nero?

Per secoli, la risposta ovvia è stata semplicemente: “perché il sole è tramontato”. Tuttavia, se proviamo ad applicare le leggi della fisica e dell’astronomia a questa semplice constatazione, ci rendiamo conto che l’oscurità della notte nasconde un rompicapo logico che ha fatto impazzire i più grandi scienziati della storia.

Questo enigma prende il nome di Paradosso di Olbers, dal nome dell’astronomo tedesco Heinrich Wilhelm Olbers che lo formulò nel 1823, ed è stato la chiave per comprendere uno dei segreti più profondi del nostro Universo.

 

La trappola logica

Per capire perché la notte dovrebbe essere luminosa, facciamo l’ipotesi che la scienza ha sostenuto per secoli, da Isaac Newton fino ai primi del Novecento: immaginiamo un universo infinito, statico ed eterno, riempito in modo omogeneo da un numero infinito di stelle.

Se l’Universo fosse fatto così, accadrebbe qualcosa di inevitabile. Sarebbe come trovarsi all’interno di una foresta immensa e fitta: ovunque ci si gira, lo sguardo incontra prima o poi il tronco di un albero. Non c’è alcun varco verso l’esterno.

Se l’Universo fosse infinito ed eterno, ogni singola linea di vista che parte dai nostri occhi dovrebbe terminare sulla superficie di una stella. Certo, la luce di una stella lontana è molto più debole, ma la quantità di stelle a quella distanza aumenta proporzionalmente, compensando esattamente la perdita di luminosità.

La conseguenza logica? Il cielo notturno non dovrebbe affatto essere nero. Dovrebbe brillare di una luce accecante, uniforme e rovente, intensa quanto la superficie del nostro Sole.

Come risolviamo allora questo cortocircuito tra la teoria e ciò che vedono i nostri occhi ogni notte? La risposta richiede di smontare due falsi miti sull’Universo: l’idea che sia eterno e l’idea che sia statico.

 

La luce delle stelle lontane non è ancora arrivata

La prima vera soluzione al paradosso fu intuita da una figura inaspettata: lo scrittore ed saggista Edgar Allan Poe nel suo saggio Eureka del 1848, poi confermata dalla cosmologia moderna.

Poiché l’Universo è nato circa 13,8 miliardi di anni fa con il Big Bang, e la luce viaggia a una velocità ben precisa (circa 300.000 chilometri al secondo), noi possiamo vedere soltanto le stelle la cui luce ha avuto abbastanza tempo per raggiungere la Terra da quando l’Universo è nato.

Le stelle situate oltre l’orizzonte cosmologico esistono, ma la loro luce sta ancora viaggiando nello spazio e non ha ancora avuto il tempo di arrivare fino a noi. L’oscurità della notte è la prova visibile che l’Universo ha avuto un inizio.

 

L’espansione dello spazio e il Redshift

La seconda stoccata finale al Paradosso di Olbers arrivò negli anni ’20 del Novecento grazie all’astronomo Edwin Hubble, che dimostrò che l’Universo si sta espandendo.

Mentre la luce viaggia attraverso lo spazio in espansione per miliardi di anni, le sue onde luminose vengono “stirate” e allungate. Questo fenomeno, chiamato redshift (spostamento verso il rosso), fa sì che la luce visibile emessa dalle prime stelle e dalle prime galassie perdi energia, trasformandosi prima in luce infrarossa e poi in microonde.

Il cielo notturno è in realtà pieno di radiazione, ma i nostri occhi non sono in grado di percepirla perché è stata convertita in lunghezze d’onda invisibili (la celebre Radiazione Cosmica di Fondo). Se i nostri occhi potessero vedere le microonde, la notte brillerebbe davvero in ogni direzione.

 

Il Paradosso di Olbers spiegazione

La prossima volta che alzerai gli occhi al cielo durante una notte serena, non dare per scontata l’oscurità che ti circonda. Quel fondo nero non è un semplice “vuoto”, ma è la firma cosmica di due delle scoperte più straordinarie della scienza umana: l’Universo ha avuto un inizio nel tempo e si sta espandendo.

L’oscurità della notte è, a tutti gli effetti, la prova visibile della storia dell’Universo.