Se l'universo è illimitato e pieno di stelle e galassie, perché non le vediamo ovunque guardiamo? A volte le domande più semplici hanno radici profonde. E se quando guardiamo nel cielo notturno e vediamo solo l'oscurità e le stelle, che sono molto meno numerose delle stelle nell'universo, è perché siamo umani e non possiamo vedere di più? Perché il cielo notturno è nero e privo di luce?
All'inizio questo può sembrare una sciocchezza. Naturalmente, abbiamo un'atmosfera trasparente che ci permette di scrutare nelle vaste profondità dello spazio quando il Sole si trova dalla parte opposta del nostro mondo. E la nostra posizione nella galassia significa che solo una frazione dell'universo è oscurata da gas e polvere galattici, che normalmente bloccano la maggior parte della luce nelle regioni centrali della Via Lattea. Tuttavia, se vivessimo in un universo veramente infinito, se il vuoto dello spazio profondo continuasse abbastanza a lungo in qualsiasi direzione, allora dovunque guardassimo, vedremmo punti di luce splendenti ovunque.
Certo, possiamo guardare nelle profondità più profonde dello spazio vuoto, dove non ci sono stelle o galassie che possono essere viste ad occhio nudo o con normali telescopi, possiamo dirigere il telescopio spaziale Hubble a scrutare in questa oscurità per ore o addirittura giorni. E poi scopriamo che l'universo è pieno di stelle e galassie. Starlight viaggia per milioni, miliardi o addirittura decine di miliardi di anni luce e raggiunge la nostra migliore attrezzatura. Può volerci molto tempo per catturare abbastanza fotoni a una distanza così grande, ma visti gli almeno 170 miliardi di galassie presenti nella parte dell'universo che abbiamo avuto l'opportunità di osservare, si potrebbe pensare che ce ne siano effettivamente un numero infinito.
In ogni caso, vediamo chiaramente non l'infinito. Nel 1800, Heinrich Olbers si rese conto che se l'universo fosse veramente infinito, con un numero infinito di stelle splendenti, alla fine, ovunque guardassi, i tuoi occhi avrebbero colpito la superficie della stella. Non vedresti le galassie che vediamo, che sono per lo più spazio vuoto; vedresti tutte le loro stelle, e le stelle nelle galassie dietro di loro, e sempre più lontano. Viaggiando attraverso miliardi, trilioni, quadrilioni di anni luce, arriveresti a una stella.
Questo è un semplice fatto matematico: se prendi uno spazio infinito con una densità di "sostanza" finita e diversa da zero in esso, quindi guardando qualsiasi luogo (e in qualsiasi direzione), arriverai sicuramente a questa sostanza attraverso una distanza finita. Supponendo che il cosmo sia pieno di stelle, anche se rarefatte, ma di densità infinita e uniforme, arriverete inevitabilmente alla stella, indipendentemente dalla direzione.
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Lo stesso teorema matematico ti dice che alla fine la luce delle stelle da tutte le direzioni arriverà al tuo posto, così come in tutti i luoghi nello spazio. Se il nostro Universo fosse così - statico, infinito, con stelle eternamente splendenti - il cielo notturno sarebbe sempre luminoso.
Cosa ci ha salvato da tutto questo? Che tu ci creda o no, questo è il Big Bang. Il fatto che l'universo non sia mai esistito e che possiamo osservare solo stelle e galassie a una certa distanza - il che significa che otteniamo una quantità limitata di luce, calore ed energia da esse - spiega perché c'è così poca luce nel nostro cielo notturno. Naturalmente, ci sono un numero colossale di punti di luce sparsi in tutto l'universo. Ma il numero che vediamo è limitato dalla velocità della luce e dalla fisica dell'Universo in espansione. Da qualche parte c'è un enorme Universo, un mucchio di stelle e galassie che non vediamo, ma non possono illuminare il nostro cielo, poiché non è passato molto tempo dal Big Bang perché la loro luce ci raggiunga.
"Aspetta un minuto", noterai, "il Big Bang ci dice che l'Universo era più caldo e denso in passato, il che significa che la radiazione da questo stato denso e caldo dovrebbe essere ovunque oggi, diffusa in tutte le direzioni". E avrai ragione: 13,8 miliardi di anni fa, l'universo era così caldo che non si potevano formare atomi neutri, figuriamoci stelle e galassie. Quando questi atomi neutri si sono finalmente formati, la luce ha iniziato a viaggiare in linea retta e dovrebbe venire ai nostri occhi da tutte le direzioni per tutto il tempo, indipendentemente da quello che facciamo.
E vediamo questa luce ogni volta che accendiamo un vecchio televisore su un canale morto. Questa "neve", il rumore in bianco e nero che vedi sullo schermo della TV, proviene da tutte le fonti: trasmissioni radiofoniche, il Sole, i buchi neri e tutti i tipi di fenomeni astrofisici. Circa l'1% proviene dal bagliore residuo del Big Bang: lo sfondo cosmico delle microonde. Se potessimo vedere nel microonde e nel raggio radio dello spettro elettromagnetico - non solo nel visibile - noteremmo che il cielo notturno è quasi uniforme in luminosità e non ci sono punti neri da nessuna parte.
È una combinazione di due fatti:
- che l'universo è esistito per un tempo finito;
- e che vediamo solo la luce nello spettro visibile
responsabile dell'oscurità del cielo notturno. In effetti, l'unica ragione per cui siamo ben adattati a vedere la luce è perché la luce del nostro sole è nell'intervallo di migliaia di gradi Kelvin, quindi vediamo tutto ciò che la riflette. In un certo senso, i nostri sensi limitati ci hanno costretto a esplorare l'universo.
ILYA KHEL
