Paradosso di Olbers: come mai il cielo notturno è buio nonostante sia cosparso di stelle?

Come mai il cielo notturno è scuro nonostante sia costellato da un'infinità di stelle disseminate in tutto l'Universo? Se vi siete posti questa domanda molto probabilmente avete qualcosa in comune con Heinrich Wilhelm Olbers, medico ed astronomo tedesco vissuto tra il 1700 ed il 1800. Il Paradosso di Olbers fu enunciato nel 1826, e riporta tale e quale il dubbio con cui inizia questa trattazione.

Per poter spiegare il Paradosso di Olbers è necessario partire da alcuni presupposti, quali:

1. considerare l'Universo infinito nello spazio
2. che l'Universo esista da un tempo infinito e che sia immutabile 
3. che l'Universo sia omogeneo ed isotropo, il che determina che le stelle ivi presenti siano disposte in modo ordinato ed in strati concentrici, con la medesima densità in qualunque direzione volgiamo lo sguardo

Questi tre presupposti, a loro volta, dovrebbero farci giungere alla conclusione che l'irraggiamento emanato da un'infinità di stelle disposte l'una accanto all'altra lungo una circonferenza in cui la Terra rappresenta il centro, si sommerà a quello di tutte le altre stelle infinite disposte le une accanto alle altre su cerchi infiniti e disposti a loro volta in strati concentrici attorno alla Terra. Da ciò ne consegue che anche l'irraggiamento sarà infinito e quindi la notte, intesa come crepuscolo e buio non dovrebbe mai esistere!

La nostra esperienza ci dice che effettivamente questo non accade, ma se oggi possiamo dare una spiegazione scientifica e valida, è grazie agli studi effettuati da Edwin Hubble, ed enunciati in una legge nel 1929. Secondo questa legge la velocità con cui una galassia (e le stelle che la compongono) si allontana dalla Via Lattea (la nostra galassia) è proporzionale alla sua distanza da essa. 

Le stelle e le galassie lontane ci inviano la loro luce, ma quanto più è elevata la velocità con cui si allontanano da noi (velocità di recessione), tanto minore sarà l'intensità della luce che riusciremmo a percepire. Se la velocità di recessione raggiunge valori elevati, allora l'intensità luminosa si riduce talmente tanto da scendere sotto la soglia del visibile, ed è per questo motivo che non potendola vedere vediamo il cielo notturno buio.

Inoltre oggi sappiamo che l'Universo viene considerato finito nelle dimensioni e nel tempo, per cui noi riusciremmo a "vedere" fino al cosiddetto orizzonte cosmico (il limite visibile dall'inizio del Big Bang); questa "porzione" di Universo contiene un numero di galassie finito con una distribuzione non uniforme, dato che su di noi il cielo stellato non appare omogeneo, ma ci sono zone in cui le distanze tra le stelle ci appaiono maggiori rispetto ad altre. Il paradosso viene in tal modo risolto!

Il video (purtroppo in inglese) spiega tale paradosso.