Por qué el espacio es negro

Sal una noche despejada y sin luna, lejos de cualquier ciudad, y mira hacia arriba. El cielo está salpicado de estrellas — pero entre ellas hay negro. Mucho negro. Parece demasiado obvio como para cuestionarlo. Claro que la noche es oscura. Y sin embargo, desde hace doscientos años, esa oscuridad ha sido en silencio una de las pistas más profundas que tenemos sobre el universo. Porque si tomas unas pocas suposiciones simples y razonables sobre el cosmos y las sigues con honestidad, el cielo nocturno debería ser deslumbrante — tan brillante como la superficie del Sol, en todas las direcciones a la vez. El hecho de que no lo sea se llama paradoja de Olbers, y su respuesta es toda la historia del universo.

El argumento que debería incendiar el cielo

Aquí va el razonamiento, y es de una limpieza casi exasperante. Supongamos que el universo es infinito, eterno y está lleno de estrellas de manera uniforme — tres cosas que, durante casi toda la historia, parecían perfectamente sensatas. Ahora imagina que trazas una línea recta desde tu ojo en cualquier dirección, la que sea. Si las estrellas se extienden hasta el infinito, esa línea terminará por chocar con la superficie de alguna estrella. No hay escapatoria: con una profundidad infinita, cada línea de visión acaba en una estrella.

Pero eso significa que cada punto del cielo debería estar posado sobre la superficie de una estrella. No un puntito de luz — el pleno resplandor de una superficie estelar, mires donde mires. Sí, las estrellas lejanas se ven más tenues, porque el brillo cae con el cuadrado de la distancia. Pero hay una trampa que lo anula exactamente: el volumen de espacio a una distancia dada, y por tanto el número de estrellas a esa distancia, también crece con el cuadrado de la distancia. La atenuación y la multiplicación se compensan a la perfección. Capa de cielo tras capa de cielo, cada una aporta la misma cantidad de luz. Suma infinitas capas y obtienes un cielo infinitamente brillante — o al menos tan brillante como el Sol.

Así que, bajo esas tres suposiciones, la noche no debería existir. La oscuridad sobre nuestras cabezas es una contradicción silenciosa que se repite cada noche.

«¿Pero no hay polvo de por medio?»

El primer instinto — y la gente lo tuvo durante siglos — es que algo debe estar bloqueando la luz. Nubes de gas y polvo entre las estrellas, que absorberían el resplandor de las regiones más lejanas antes de que nos llegue. Ordenado. Intuitivo. Falso.

El astrónomo John Herschel vio el fallo hacia mediados del siglo XIX. El polvo puede absorber la luz de las estrellas, claro — pero absorber luz es absorber energía, y la energía no se esfuma sin más. El polvo se calienta. Bañado en la luz de infinitas estrellas, seguiría calentándose hasta brillar exactamente con tanta fuerza como las propias estrellas, reemitiendo todo lo que tragó. El polvo puede retrasar la luz. Puede moverla de sitio. No puede destruirla. En un universo verdaderamente infinito y eterno, hasta las oscuras nubes de polvo acabarían por brillar. Así que la oscuridad es real, y necesita una respuesta real.

La respuesta: el universo tiene cumpleaños

La solución es preciosa, y fue un personaje improbable quien la esbozó primero. En 1848, el poeta Edgar Allan Poe, en una extraña obra en prosa titulada Eureka, adivinó lo esencial: si vemos vacíos entre las estrellas, escribió, es porque el fondo más lejano es tan inmenso que ningún rayo procedente de él ha podido alcanzarnos todavía.

Tenía razón. El universo no es eterno — tiene unos 13.800 millones de años. La luz es rápida, pero no infinitamente rápida, así que en ese tiempo solo ha podido recorrer cierta distancia. Esto nos da un universo observable finito: una esfera con nosotros en el centro, más allá de la cual la luz de las estrellas más lejanas simplemente aún no ha llegado. Las capas remotas que se suponía que rellenarían los huecos todavía están en camino. La mayoría de las líneas de visión que deberían terminar en una estrella terminan en realidad sobre regiones cuya luz aún viaja. El cielo tiene huecos porque el universo es lo bastante joven como para estar aún encendiéndose.

Y entonces el espacio hace un segundo truco

La edad finita hace casi todo el trabajo pesado, pero hay un segundo efecto que drena la luz restante. El universo no se queda quieto — está en expansión. El espacio mismo se estira, y cualquier luz que lo atraviesa se estira con él, desplazándose hacia longitudes de onda más largas y rojas. Cuanto más lejana es una fuente, más se corre al rojo su luz.

Para la luz más lejana de todas, esto es espectacular. El resplandor remanente del universo primitivo — una luz que en su día ardió visiblemente caliente — se ha estirado tanto que hoy nos llega como débiles microondas, invisibles al ojo, brillando a una gélida temperatura de 2,7 grados por encima del cero absoluto. Así que incluso la luz que sí nos ha llegado desde las profundidades ha visto su energía diluida y su color empujado por completo fuera de la banda visible. La expansión toma las brasas que la edad finita no había ocultado ya, y en silencio las enfría hasta dejarlas fuera de la vista.

Por qué me encanta esta

Lo que me cautiva es la dirección de la lógica. No razonamos hasta llegar a un universo joven y en expansión para luego comprobar el cielo. Miramos la simple y corriente oscuridad sobre nosotros — el hecho más anodino del mundo — y nos dimos cuenta de que era imposible. El cielo nocturno es una coartada silenciosa y universal que demuestra que el universo tuvo un comienzo y que todavía se está dispersando.

Así que la próxima vez que estés bajo un cielo oscuro y el negro helado entre las estrellas te parezca que no es nada, recuerda: ese vacío es la prueba más rotunda que tenemos. La oscuridad no es la ausencia de un universo. Es una medida de lo joven que aún es el nuestro.