¿Por qué la noche es oscura? La paradoja de Olbers
Si el universo fuera infinito, eterno y lleno de estrellas, el cielo entero debería arder como el Sol. No arde. Esta es la historia de una pregunta sin dueño: la respuesta equivocada que culpaba al polvo, la llave que Poe tuvo en la mano y soltó, la cuenta de Kelvin y el ruido de una antena que resolvió la paradoja del revés.
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El negro entre las estrellas
Lo extraño del cielo nocturno no son las estrellas. Es el negro que hay entre ellas. Y ese negro tiene fecha.
Haz la cuenta al revés. Si el universo fuera infinito, eterno y estuviera lleno de estrellas, cualquier línea recta que saliera de tus ojos acabaría tocando una. No habría noche. El cielo entero ardería de horizonte a horizonte, como la superficie del Sol.
No es una exageración. En 1974, el cosmólogo Edward Harrison lo dejó escrito: el cielo entero debería estar en llamas.
Y bajo un cielo así no habría nadie para mirarlo. Sin un solo rincón frío hacia donde soltar el calor, el suelo, el mar y tu propia piel acabarían a la temperatura de la superficie del Sol. Ese es el precio de un universo así.
El negro, además, no es cosa de la noche. En una fotografía tomada en la Luna, el Sol da de lleno en el astronauta y el cielo es negro: allí casi no hay aire que reparta la luz. La noche solo te quita el Sol de en medio.
Una pregunta sin dueño
A ese choque entre la cuenta y el cielo negro se le llama la paradoja de Olbers, por el astrónomo alemán Heinrich Olbers, que la planteó en 1823. Pero el nombre engaña.
En 1720, más de un siglo antes, Edmond Halley, el del cometa, ya la discutía en las actas de la Sociedad Real de Londres. Y la presentaba con una frase que lo cambia todo: he oído sostener.
Alguien se la planteó antes que él, y no sabemos quién. Harrison propuso rebautizarla, en honor a ese fundador desconocido, como la paradoja del cielo brillante. Una pregunta sin dueño, sobre el cielo de todos.
Harrison la explicaba con un bosque. Si te paras en medio de uno lo bastante grande, mires hacia donde mires, tu vista acaba en un tronco. Y si todos los troncos fueran blancos, estarías rodeado por una pared blanca, sin un solo hueco.
Con las estrellas pasa igual, y la distancia no te salva. Una estrella el doble de lejos se ve cuatro veces más débil, pero a esa distancia caben cuatro veces más estrellas. Capa tras capa, cada una aporta la misma luz. Y un universo infinito tiene infinitas capas.
La culpa no era del polvo
Las respuestas equivocadas llegaron primero, y todas culpaban al polvo. En 1744, en Lausana, Loys de Chéseaux propuso que algo en el espacio se come la luz por el camino. Casi ochenta años después, Olbers pensó lo mismo.
Suena razonable: el polvo oscurece. Pero en un universo eterno no funciona. El polvo que absorbe luz se calienta, y lo que se calienta brilla. Con tiempo de sobra, las nubes acabarían tan encendidas como las estrellas que tapan.
Lo mostró el cosmólogo Hermann Bondi en el siglo XX, y Harrison lo resumió: la materia que absorbe se calienta y vuelve a radiar, y la catástrofe de luz sigue ahí. La respuesta favorita llevaba dos siglos equivocada.
Poe tuvo la llave en la mano
La respuesta buena la escribió Edgar Allan Poe, y no en un tratado: en un poema en prosa. Es 1848, y Poe publica Eureka, un libro sobre el universo entero.
Poe escribe que, si la sucesión de estrellas no tuviera fin, el fondo del cielo sería un resplandor uniforme. Y que la única manera de entender los huecos negros sería suponer ese fondo tan lejos que ningún rayo suyo ha podido llegarnos todavía.
Ahí está, entera, la idea correcta: la luz tarda en viajar, y la de las estrellas más lejanas aún no ha llegado. Los historiadores de la astronomía la reconocen como la primera solución acertada de la paradoja.
Y enseguida Poe la descarta. Escribe que no tiene ni la sombra de una razón para creer que sea así. Tenía la llave en la mano, y la dejó sobre la mesa.
Kelvin hizo la cuenta
Medio siglo después, Lord Kelvin llegó a la misma idea con lápiz. En 1901 hizo la cuenta que Halley, Chéseaux y Olbers nunca hicieron: llenó el espacio con mil millones de soles y midió cuánto cielo taparían.
Casi nada: menos de una parte en un billón del cielo. En tiempo, sería un segundo cada 80 mil años. Para que sus discos cubrieran apenas un 4 %, la esfera de estrellas tendría que ser tan enorme que su luz tardaría más de 300 billones de años en cruzarla.
Y Kelvin, generoso, le daba a cada estrella cien millones de años de vida. La luz de las más lejanas tardaría más de tres millones de vidas de estrella en llegar. Cuando por fin llegara, hace mucho que se habrían apagado.
Kelvin se quedó muy corto con la vida del Sol, y aun así la cuenta aguanta. El cielo no está oscuro porque algo se coma la luz. Está oscuro porque a la luz no le da tiempo.
Un billón de billones de años. Eso tendrían que brillar las estrellas, sin apagarse, para encender el cielo entero. Es la cifra que sacó Harrison en 1974. Las que más luz dan viven unos cien millones de años. Y aunque convirtieras en luz toda la materia del universo, el cielo apenas llegaría a 20 grados sobre el cero absoluto. No hay energía para un cielo como el Sol.
La noche tiene edad
La noche es oscura porque el universo tiene edad. Unos 13 mil 800 millones de años, medidos en la luz más vieja que existe.
Y la luz es un reloj, como cuenta el viaje del año luz: mirar lejos es mirar atrás. En un universo de esa edad no puede llegarte ninguna luz que haya viajado más tiempo que eso.
Da igual que el universo siga más allá, o que no tenga borde. A tu alrededor hay una esfera de luz que ya llegó, y fuera de ella, luz que todavía viene de camino. Dentro de esa esfera no caben estrellas suficientes para tapar el cielo.
Y menos mal que da igual, porque no sabemos si el universo tiene fin. Una de las medidas más finas de su forma, publicada en 2018, lo da plano, con un margen de dos milésimas: un espacio que podría no acabarse nunca.
Hay un segundo efecto, más pequeño. El universo se expande, y la luz que viaja por él se estira y pierde energía. Harrison insistía en que pesa poco, pero suma: la luz de lo más lejano llega cansada. Cualquiera de los dos efectos, por sí solo, bastaría para oscurecer la noche. Y de los dos, la edad pesa más.
Así que la respuesta a una pregunta de niño es esta: la noche es oscura porque el universo empezó. Poe lo intuyó y Kelvin lo contó. Faltaba que alguien lo oyera.
El ruido que no se iba
El fondo cósmico de microondas se oyó antes de entenderse. Es 1964, en los laboratorios Bell de Nueva Jersey, y Arno Penzias y Robert Wilson apuntan al cielo una antena de seis metros.
La antena escucha una onda de poco más de siete centímetros, más corta que tu mano. A esa onda, el cielo lejos de la Vía Láctea tenía que dar cero: era la prueba de que medían bien. Hay un ruido que no se va.
Es igual en todas direcciones y en todas las estaciones. Revisan cada pieza. Dentro de la antena encuentran una pareja de palomas, y un material blanco que, en palabras de Wilson, conoce cualquiera que viva en una ciudad.
Echan a las palomas, limpian, y el ruido apenas baja. Unos tres grados y medio sobre el cero absoluto, venidos de todo el cielo. Aquel ruido les valió el Nobel de Física de 1978.
La explicación la tenían otros. En Princeton, un equipo había calculado que el universo debía estar lleno de un resplandor frío, y se preparaba para buscarlo. Las dos cartas salieron una junto a otra en la misma revista, en 1965: la de Princeton con la teoría, la de Bell con la medida.
Porque ese ruido era la paradoja, resuelta del revés. Cada línea que sale de tus ojos sí termina en una pared que brilla: la luz que soltó el universo cuando tenía 380 mil años.
Al salir, brillaba como la superficie de una estrella. La expansión la ha estirado durante 13 mil 800 millones de años hasta volverla microondas, a menos de tres grados sobre el cero absoluto.
Con ojos de microondas, la noche no sería negra. Sería un resplandor parejo, de horizonte a horizonte, casi idéntico en todas direcciones. El cielo brillante de la paradoja existe. Solo que tus ojos no lo ven.
En 1992, un satélite de la NASA encontró sus diminutas diferencias de temperatura, y la agencia llamó a ese mapa "la primera foto de bebé del universo". Otros dos satélites la han ido afinando desde entonces. El último afinó la fecha del principio: 13 mil 797 millones de años, con un margen de 23 millones.
El negro, mirado de cerca
Los campos profundos del Hubble miraron el negro de cerca. En diciembre de 1995, el director del instituto que opera el telescopio gasta tiempo de su propia cuota en apuntarlo a un trozo de cielo que parecía vacío, en la Osa Mayor.
Cuando el Hubble despegó, muchos astrónomos dudaban de que pudiera ver galaxias lejanas: en 1990, uno de los más respetados escribió, junto a otros, que no vería ninguna que no se viera ya desde tierra.
Es un trozo del tamaño de una cabeza de alfiler vista con el brazo extendido, y lo miran durante diez días, en 342 exposiciones. Unas 3 mil galaxias. Todas escondidas en un negro que parecía vacío.
En 2004, un millón de segundos mirando otro rincón oscuro: 10 mil galaxias. Y en julio de 2022, el James Webb hizo lo mismo en doce horas y media, con un pedazo de cielo del tamaño de un grano de arena sostenido con el brazo extendido. Miles de galaxias más.
Y en 2012, sumando diez años de fotos del Hubble en ese mismo rincón, aparecieron galaxias cuya luz salió hace 13 mil 200 millones de años. Casi en la fecha del principio.
Contarlas todas es otro asunto, y ya se vio en la escalera de los gigantes: los objetos más grandes que conocemos son los peor medidos. Un estudio de 2016 extrapoló hasta dos billones de galaxias.
Un estudio de 2021, con imágenes de la sonda New Horizons ya más allá de Plutón, midió un cielo diez veces más oscuro que el más oscuro que alcanza el Hubble. Esa oscuridad deja sitio, como mucho, para el doble de las galaxias que ya contamos: cientos de miles de millones. El debate sobre cuántas son sigue abierto.
Un primer análisis dejó una luz sobrante que nadie sabía explicar. En 2024, el mismo equipo repitió la medida en dieciséis campos, y las galaxias bastaban para casi toda.
Y ahí se cierra la paradoja. Cientos de miles de millones de galaxias, quizá más, y aun así la noche es negra. No porque falten estrellas. Porque su luz todavía no ha tenido tiempo.
Cualquier noche despejada, sal un momento y mira el negro entre las estrellas. No es un hueco. Es luz que todavía viene de camino, y un resplandor que tus ojos no alcanzan a ver.
Si el universo fuera eterno e inmóvil, con estrellas que no se apagan, no habría noche, ni sombra, ni nadie afuera para mirarla. Que tú puedas salir a mirar el negro ya es una pista de que todo empezó alguna vez.
Durante siglos, la noche pareció lo que faltaba. Resulta que es una fecha. La del principio de todo, escrita en negro sobre tu cabeza, cada noche.
