Perché il cielo notturno è buio?

Ce lo siamo chiesti più volte io e Bleff (il mio cane) durante le nostre uscite notturne.
E voi? ve lo sapete spiegare? Uhm! Dubito.

Come è possibile che il cielo notturno sia buio nonostante l’infinità delle stelle presenti nell’universo? Perché là fuori è tutto buio? Come mai?”

Se esiste un numero infinito di stelle ciò implica che, in qualunque direzione osserviamo il cielo, prima o poi incontreremmo una stella. Allora il cielo dovrebbe essere interamente luminoso proprio come la superficie del Sole. Infatti, se il contributo di luminosità di ogni sfera concentrica di ogni stella si andrebbe a sommare a quella delle altre dovremmo avere un cielo notturno perfettamente illuminato. Ma non è così.
Perché?

Sembra una domanda scema ma non lo è. E la risposta è più complicata di quello che sembra. Pensate che gli scienziati si sono scervellati per anni in cerca di una risposta e la questione è nota come “paradosso di Olbers”

Il mio cane direbbe che la risposta più ovvia sarebbe quella di dire che le stelle stanno lì da sempre, sempre uguali, e questo ci basta senza ravanarci il cervello.
Ma siccome noi umani siamo curiosi, allora diamoci un spiegazione.

La prima cosa che ci viene in mente è che forse le nubi di polvere presenti nello spazio vuoto possano oscurare le stelle lontane, un po’ quello che succede sulla terra di notte: le luci vengono affievolite dalla presenza della atmosfera.
Ma non è così. In quanto la radiazione assorbita scalderebbe la materia fino a farle riemettere la stessa quantità di luce per via della teoria del corpo nero.

E se fosse la distanza?
Le stelle sono tanto lontane che la loro luminosità ci arriva affievolita.
Questo, in effetti, potrebbe essere vero. La luminosità apparente diminuisce con il quadrato della distanza e cioè: una sorgente luminosa (come una stella) se fosse distante il doppio la vedremmo con una luminosità apparente 4 volte minore, se fosse distante 4 volte di più sarebbe osservata con una luminosità apparente 16 volte inferiore….e così via.
Allora è tutto risolto! Il cielo è buio perché ad un certo punto le stelle sono così lontane che non giunge fino a noi una quantità sufficiente di luce?

Sbagliato.
Prima di tutto la radiazione luminosa delle stelle dovrebbe giungerci non attenuata in quanto viaggia nello spazio vuoto. Inoltre è evidente che l’effetto della diminuzione di luminosità apparente dovrebbe essere compensato dall’aumento del numero di stelle sotto lo stesso angolo solido. Per tale ragione, in queste circostanze il cielo dovrebbe addirittura brillare con un’intensità infinita.
No! Non ci siamo. Non è questa la ragione.

E allora?
La risposta quindi non può che arrivare dell’Universo stesso. Forse la spiegazione si cela nella chiave di lettura sulla natura stessa dell’Universo.

Supponendo che l’Universo sia nato circa 16 miliardi di anni fa. Anche se avesse un’estensione infinita, ad oggi non abbiamo potuto ricevere la luce delle stelle proveniente da una distanza superiore a 16 miliardi di anni luce. Questa è, ovviamente, una conseguenza del fatto che la velocità della luce è finita (circa 300000 km/s).
Questo significa che la luce delle stelle contenute nelle galassie più lontane non ha ancora avuto il tempo di arrivare fino a noi ed è per questo motivo che non è detto che in ogni punto del cielo che noi osserviamo troviamo prima o poi una stella.

In pratica le stelle brillano da troppo poco tempo per riempire tutto l’Universo con la loro radiazione.

Ma c’è un’altra cosa da dire.
Oltre a quanto detto si aggiunge, infatti, un’ulteriore ragione cosmologica le cui radici affondano proprio in quella che è stata la prima prova osservativa dell’origine dell’Universo: la scoperta del moto di espansione osservato la prima volta da Edwin Hubble attraverso l’osservazione dello spostamento delle righe spettrali verso il rosso (il redshift).
Quanto più le galassie osservate sono distanti da noi tanto più si allontanano con maggiore velocità. Quanto più una galassia si allontana velocemente da noi tanto più si osserva uno spostamento delle sue righe spettrali verso il rosso. Un fenomeno simile all’effetto Doppler per il suono.

A grandi distanze il moto di espansione dell’Universo è tale da determinare una velocità di recessione delle galassie addirittura superiore a quella della luce. (Ma come è possibile, direte voi? La velocità della luce non era insuperabile? Vero, credetemi sulla parola, l’ho letto da qualche parte, anche se io non l’ho capito molto bene!. E’ un effetto dovuto al fatto che è l’Universo in se che si espande come un palloncino).

Il risultato in tali circostanze è che la radiazione proveniente da questi oggetti remoti non può più giungere fino a noi.

Ecco fatto! Problema risolto.

Uhm! – brontola il mio cane che mi pare poco convinto.

(fonte: ricerche sui siti specializzati)

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