Perché la notte è buia? Paradosso di Olbers

Ci sono domande che a volte ci poniamo, ma spesso sorvoliamo sulle risposte perché forse in quel momento non si ha la voglia o la forza di mettersi in gioco per affrontarle. Potrebbe essere probabile che qualcuno di voi si sia posto la stessa domanda dell’astronomo ottocentesco tedesco Heinrich Wilhelm Olbers, ovvero: “Perché la notte è buia dato che lo spazio è infinito e dunque il mio occhio prima o poi dovrà incontrare una stella?”

I primi tentativi per rispondere a questa domanda si rivelarono errati: una cupola nera che avvolge l’universo che quindi non è infinito, nubi di polveri spaziali che oscurano le stelle, le stelle diminuiscono man mano che guardiamo distante e quindi siamo al centro dell’universo, ecc…

La soluzione, o meglio, le soluzioni sono due:

  1. L’universo ha avuto un momento della sua “vita”, che chiamiamo Big Bang, dove tutta la materia era congiunta in un singolo punto, dopodiché è cominciata l’espansione che ha portato alla formazione di stelle, galassie, ecc…fino ad arrivare a noi. Se osserviamo lo spazio, osserviamo la luce proveniente da stelle lontane e, dato che la velocità della luce è fissa e limitata, tale luce impiega un certo tempo a raggiungere il nostro occhio. Così se guardiamo una stalla lontana un miliardo di anni luce da noi, la osserviamo così com’era un miliardo di anni fa. Aumentando la distanza di osservazione si capisce che aumentiamo anche la distanza nel tempo e, considerando che l’universo ha poco meno di 14 miliardi di anni, oltre a 14 miliardi di anni luce di distanza da noi, non possiamo vedere. Questa conclusione ci porta ad avere un universo limitato nell’osservazione da un muro invalicabile che è la velocità della luce.
  2. L’espansione (accelerata) dell’universo comporta anche il secondo contributo alla soluzione del paradosso, ovvero: l’effetto doppler. L’effetto doppler è quel fenomeno che si presenta quando sentiamo (per esempio) un’ambulanza avvicinarsi a noi per poi passarci davanti ed allontanarsi. Il suono percepito sarà più acuto nella fase di avvicinamento e più grave nella fase di allontanamento. Questo perché i fronti d’onda del suono della sirena colpiscono il nostro orecchio con la propria velocità sommata alla velocità di avanzamento dell’ambulanza (fintanto che l’ambulanza si avvicina) rendendo il suono più acuto (la velocità del suono non aumenta ma ne aumenta la frequenza percepita). La stessa cosa accade alla luce delle stelle che si allontanano da noi per via dell’espansione dell’universo. Più distante osserviamo, maggiore sarà la velocità di allontanamento delle stelle e delle galassie rispetto a noi osservatori. Come conseguenza avremo che la luce che giunge a noi sarà sempre più rossa man mano che aumentiamo la distanza, fino a scomparire del tutto dal nostro spettro visivo, andando a sfociare negli infrarossi e nelle onde radio apparendoci dunque invisibili.

Paradosso risolto.

Fonti:

math.ucr.edu

wikipedia.org


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