La Paradoja de Olbers, formulada por el astrónomo alemán Heinrich Wilhelm Olbers en 1823, y anteriormente mencionada por Johannes Kepler en 1610 y por Halley y Cheseaux en el siglo XVIII, es la afirmación paradójica de que en un universo estático e infinito el cielo nocturno debería ser totalmente brillante sin regiones oscuras o desprovistas de luz, como de hecho sucede.
Si el universo se supone infinito, y que contiene un número infinito de estrellas luminosas uniformemente distribuidas, entonces cada línea visual debería acabar terminando en la superficie de una estrella. El brillo observado de la superficie es independiente de la distancia a la que esté, el área aparente de una estrella disminuye con el cuadrado de la distancia y el número de estrellas esperado aumenta con el cuadrado de la distancia. Así, cada punto en el cielo debería ser tan brillante como la superficie de una estrella.
Debe aclararse que para que las estrellas parezcan "uniformemente distribuidas" en el espacio, deben estar también uniformemente distribuidas en el tiempo, porque cuanto más lejos se observa, más antiguo es lo que se observa. A una escala infinita, significa que el universo debe tener una edad infinita sin cambios radicales en la naturaleza de las estrellas durante ese tiempo.
Kepler vio esto como un argumento para un universo finito, o al menos para un número finito de estrellas, pero esto no es convincente por lo que se discute a continuación.
Esta paradoja se puede resolver de varias formas.
La mayoría de las fuentes de luz en el universo son galaxias y todas ellas se alejan de nosotros. Esto conduce a una disminución de la luz proveniente de una galaxia alejada, por encima y por debajo de la que proviene de la ley de la inversa del cuadrado. El corrimiento al rojo implica una disminución de la frecuencia de la luz proveniente de la galaxia (transportada por los fotones). Esto implica según la formula de Planck una reducción de la energía con la que viaja la luz. De esta forma el fotón pierde energía en su paso desde la fuente a la tierra. Este efecto reduce la contribución de las galaxias distantes de forma significativa, de forma que el efecto de las fuentes luminosas alejadas del universo es muy pequeño sobre el brillo o la oscuridad del cielo.
La respuesta completa al problema de Olbers es por tanto, " El universo no es infinito y no siempre ha sido igual, si no, estaría ocupado de manera uniforme por las estrellas."
Hay que contar la enorme cantidad de objetos que son opacos o que absorben en parte las radiaciones (como las nubes de gas) y que pueden estar situados en nuestra línea de visión hacia esas estrellas. Incluso si consideráramos que hay un número infinito de estrellas, también hay que considerar un número infinito de objetos opacos entre ellas. Sin embargo, si estos objetos opacos absorben energía tendría que estar calentándose continuamente, y por lo que sabemos todas las formas de materias conocidas al calentarse empiezan a reemitir energía electromagnética, por lo que esta solución no parece resolver la paradoja realmente.
Benoit Mandelbrot ha propuesto un modo distinto de resolverlo, que no depende de la teoría del Big Bang. Sostiene que las estrellas en el universo no tienen por qué estar uniformemente distribuidas, sino que lo están fractalmente, como el polvo de Cantor, lo que explicaría las amplias áreas oscuras. Actualmente no se sabe si esto es cierto o no, aunque recientes estudios con satélites han descubierto que la radiación cósmica de fondo es isótropa hasta 1 parte en 10000.
Otra reflexión señala que la paradoja parte de una premisa falsa. Esta explicación señala en términos sencillos que una cosa es que el número de estrellas en el universo sea "indeterminado" y otra es que sea "infinito", postulando, en definitiva, que el número de estrellas es finito y el planteo de la Paradoja de Olbers carece de base.
Si el universo se supone infinito, y que contiene un número infinito de estrellas luminosas uniformemente distribuidas, entonces cada línea visual debería acabar terminando en la superficie de una estrella. El brillo observado de la superficie es independiente de la distancia a la que esté, el área aparente de una estrella disminuye con el cuadrado de la distancia y el número de estrellas esperado aumenta con el cuadrado de la distancia. Así, cada punto en el cielo debería ser tan brillante como la superficie de una estrella.
Debe aclararse que para que las estrellas parezcan "uniformemente distribuidas" en el espacio, deben estar también uniformemente distribuidas en el tiempo, porque cuanto más lejos se observa, más antiguo es lo que se observa. A una escala infinita, significa que el universo debe tener una edad infinita sin cambios radicales en la naturaleza de las estrellas durante ese tiempo.
Kepler vio esto como un argumento para un universo finito, o al menos para un número finito de estrellas, pero esto no es convincente por lo que se discute a continuación.
Esta paradoja se puede resolver de varias formas.
La mayoría de las fuentes de luz en el universo son galaxias y todas ellas se alejan de nosotros. Esto conduce a una disminución de la luz proveniente de una galaxia alejada, por encima y por debajo de la que proviene de la ley de la inversa del cuadrado. El corrimiento al rojo implica una disminución de la frecuencia de la luz proveniente de la galaxia (transportada por los fotones). Esto implica según la formula de Planck una reducción de la energía con la que viaja la luz. De esta forma el fotón pierde energía en su paso desde la fuente a la tierra. Este efecto reduce la contribución de las galaxias distantes de forma significativa, de forma que el efecto de las fuentes luminosas alejadas del universo es muy pequeño sobre el brillo o la oscuridad del cielo.
La respuesta completa al problema de Olbers es por tanto, " El universo no es infinito y no siempre ha sido igual, si no, estaría ocupado de manera uniforme por las estrellas."
Hay que contar la enorme cantidad de objetos que son opacos o que absorben en parte las radiaciones (como las nubes de gas) y que pueden estar situados en nuestra línea de visión hacia esas estrellas. Incluso si consideráramos que hay un número infinito de estrellas, también hay que considerar un número infinito de objetos opacos entre ellas. Sin embargo, si estos objetos opacos absorben energía tendría que estar calentándose continuamente, y por lo que sabemos todas las formas de materias conocidas al calentarse empiezan a reemitir energía electromagnética, por lo que esta solución no parece resolver la paradoja realmente.
Benoit Mandelbrot ha propuesto un modo distinto de resolverlo, que no depende de la teoría del Big Bang. Sostiene que las estrellas en el universo no tienen por qué estar uniformemente distribuidas, sino que lo están fractalmente, como el polvo de Cantor, lo que explicaría las amplias áreas oscuras. Actualmente no se sabe si esto es cierto o no, aunque recientes estudios con satélites han descubierto que la radiación cósmica de fondo es isótropa hasta 1 parte en 10000.
Otra reflexión señala que la paradoja parte de una premisa falsa. Esta explicación señala en términos sencillos que una cosa es que el número de estrellas en el universo sea "indeterminado" y otra es que sea "infinito", postulando, en definitiva, que el número de estrellas es finito y el planteo de la Paradoja de Olbers carece de base.
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