Perché il cielo notturno è buio? Se l’Universo fosse infinito e statico, ci sarebbero infinite stelle e galassie che ci invierebbero una luce e un calore infinitamente grande. Finiremmo tutti flambé, come un piatto alla fiamma. Anche se le stelle più vicine nascondessero quelle più lontane, arriverebbe così tanta luce da abbagliarci. E anche se ci fossero delle nubi di polvere a proteggerci, prima o poi esse si riscalderebbero fino a evaporare, lasciando passare tutta l’energia dallo spazio esterno. Questo dilemma fu enunciato per la prima volta nel ‘600 da Keplero e ripreso più tardi da Olbers nel 1826. Esso è noto infatti come il Paradosso di Olbers.
Quando si scoprì che le stelle della Via Lattea non sono infinite il problema sembrò risolto, ma la scoperta che le galassie sono altre “vie lattee” in un numero grandissimo ripropose il dilemma: perché il cielo di notte è buio e noi non bruciamo? L’energia trasmessa nello spazio ha un’intensità che diminuisce col quadrato della distanza: a distanza doppia, è 1/(2*2)=1/4; a distanza tripla è 1/(3*3)=1/9 e così via. Però il numero di galassie alla stessa distanza può aumentare con il quadrato della distanza (è la superficie di una sfera!). Così il contributo diventa costante (uno decresce e l’altro cresce col quadrato della distanza) e alla fine si arriva al solito patatrac teorico: avremmo luce infinita!
Ma l’espansione dell’Universo risolve questo problema. Infatti per l’effetto Doppler-Fizeau non solo la luce si sposta verso il rosso ma diminuisce velocemente anche in intensità. In base ai calcoli fatti dai cosmologi misurando la luce del fondo del cielo notturno e modificando il numero di galassie che vi contribuiscono, alla fine la somma (l’integrale) di tutti questi contributi di energia si traduce in una luminosità di fondo molto bassa. Quindi le galassie più lontane fanno una luce più fioca e sempre più spostata verso il rosso, l’infrarosso e le onde radio. Proprio per studiare con maggiore facilità l’Universo lontano, il nuovo telescopio Webb della NASA ha strumenti sensibili all’infrarosso e la grande batteria di radiotelescopi a microonde ALMA dell’Osservatorio Europeo (e non solo) ha ricevitori che osservano a maggiori lunghezze d’onda.
Oltre ad essere figli delle stelle, che hanno fatto i nostri elementi chimici, esistiamo perché l’Universo si espande. Visto che siamo sul web, so con questa affermazione di far contente le mie amiche che credono in una grande corrispondenza tra microcosmo (noi) e macrocosmo (Universo), anche se io non ci credo.
Concetto finale: Grazie all’espansione dell’Universo non siamo cotti e stracotti.
