Ci sono miliardi di stelle, ma perché il cielo è così buio?

di Gianmarco Bonomo

01 Novembre 2023

Guardando il cielo notturno ti sei mai chiesto perché, nonostante ci siano miliardi di miliardi di stelle nell’universo, lo spazio ci appare così incredibilmente buio? Se è così, sappi che non sei da solo. Questo enigma è infatti noto come il paradosso di Olbers e ha affascinato scienziati, astronomi e persone comuni per secoli. Nell’universo ci sono così tante stelle che dovremmo avere un cielo notturno risplendente di luce, eppure non è così. Perché?

Un cielo notturno troppo buio: cos’è il paradosso di Olbers?

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Il paradosso di Olbers prende il nome dall’astronomo tedesco Heinrich Wilhelm Olbers che ne diede la sua formulazione moderna nel 1826. Nelle ipotesi che fanno da base al paradosso, consideriamo un universo statico, infinito nello spazio e nel tempo e con un numero infinito di stelle. Secondo Olbers, dovremmo avere un cielo notturno illuminato in modo uniforme, tanto da avere una notte così luminosa da oscurare il sole. E se ci pensi un attimo, dovrebbe essere così. Non importa quanto le stelle siano lontane: se sono infinite, la loro luce dovrebbe arrivare a noi e rendere il cielo notturno più luminoso di quanto non sia in realtà. Eppure non è così.

Un universo antico e in espansione

Pablo Carlos Budassi/Wikimedia Commons - CC BY-SA 3.0

La prima chiave per comprendere il paradosso di Olbers è l’età dell’universo. Ormai lo sappiamo da tempo, il nostro universo ha un’età stimata di circa 13,8 miliardi di anni. Di conseguenza, la luce di qualsiasi oggetto distante più di 13,8 miliardi di anni luce da noi non ha ancora avuto il tempo di raggiungerci. Per capire questo concetto, possiamo immaginare un’enorme bolla cosmica centrata sulla Terra: all’interno, potenzialmente possiamo vedere tutto; all’esterno, c’è uno spazio profondo che non possiamo esplorare.

La seconda ragione che porta al paradosso di Olbers è invece più moderna: si tratta dell’espansione dell’universo, scoperta da Edwin Hubble nel 1929. In pratica, le stelle si allontanano da noi ad altissima velocità, per cui la luce delle galassie in fuga diventa meno visibile all’occhio umano.

Perché non vediamo tutta la luce dell’universo?

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E questa seconda ragione ha conseguenze interessanti. Allontanandosi, infatti, la luce delle stelle sperimenta uno spostamento verso il rosso o redshift. Pensa al suono della sirena di un’ambulanza: man mano che si avvicina, diventa più acuto mentre, quando si allontana, diventa più grave. Con le stelle funziona allo stesso modo, ma sullo spettro elettromagnetico. Man mano che si allontanano, la luce si sposta verso lunghezze d’onda più lunghe che sono invisibili all’occhio umano, come l’infrarosso, le microonde e le onde radio. In pratica, la luce delle stelle più lontane e in allontanamento si sposta verso parti dello spettro elettromagnetico che non vediamo a occhio nudo. E di conseguenza, il cielo ci appare più buio di quanto non sia.

Ma quindi perché il cielo è così buio?

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Come abbiamo visto, l’età dell’universo e la sua espansione contribuiscono enormemente al nostro cielo buio. Da una parte, non possiamo vedere le stelle oltre una certa distanza; dall’altra parte, non possiamo vedere le stelle la cui luce si sposta verso il rosso. Ci sono però altri due fattori che spiegano perché il cielo è così buio.

Il primo è la densità di stelle nell’universo osservabile, che è relativamente bassa. Per esempio, la stella più vicina al sole è Proxima Centauri ed è distante 4 anni luce, ossia 37842113620000 Km. Esatto, un numero quasi impronunciabile, figuriamoci immaginabile. Ed è la distanza della stella più vicina. Il secondo fattore che contribuisce al cielo buio è la futura morte delle stelle, che porterà l’universo a diventare un luogo abitato per lo più da resti stellari e buchi neri.

Il paradosso di Olbers rimane a oggi una questione affascinante. Siamo arrivati a un punto in cui possiamo spiegare in modo preciso perché il cielo è così buio, e allo stesso tempo stupirci per la bellezza di un cielo stellato. Quello che vediamo oggi, con le tantissime stelle a illuminare le nostre notti, è il cielo più luminoso che abbiamo. E questo è un pensiero confortante.