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Perché lo spazio è buio? (Ti chiedi!)

Perché lo spazio è buio

Quando inizi a capire di più sul nostro Universo e impari a conoscere i milioni di stelle che sono più luminose del nostro Sole, potresti iniziare a chiederti, se le stelle sono così luminose e ce ne sono così tante, perché lo spazio e il nostro cielo notturno sono oscuri? Questa contraddizione è nota come il paradosso di Olbers. 

Il paradosso di Olbers: se l'Universo è pieno di stelle, perché la luce di tutte le stelle non si somma e non rende il cielo luminoso?

Questa domanda nasce dal pensiero che se l'Universo fosse infinitamente vecchio e infinitamente grande, allora ci aspetteremmo che il cielo sia luminoso dalla luce di tutte le stelle di notte come è luminoso durante il giorno. Ma tutto ciò che dobbiamo fare è aspettare fino al tramonto per sapere che non è vero. Allora perché il cielo notturno è scuro?

Soluzione al paradosso di Olbers

Soluzione al paradosso di Olbers

Sono state proposte molte soluzioni a questo paradosso. L'attuale migliore soluzione è rompere il presupposto che l'Universo sia infinitamente vecchio. Gli astronomi ritengono che l'Universo abbia solo 15 miliardi di anni e, sebbene per noi sia un tempo molto lungo, è una semplice frazione sulla scala dell'infinito. In che modo l'Universo che ha un'età finita risolve questo paradosso?

Sebbene la luce sia una delle cose più veloci dell'Universo, ci vuole ancora tempo per andare dal punto A al punto B. Con un Universo infinitamente grande ci sono stelle così lontane che anche dopo 15 miliardi di anni la loro luce non ci ha ancora raggiunto . Se non ci è ancora arrivato, allora non può contribuire alla luminosità del nostro cielo. 

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Un'ulteriore spiegazione del motivo per cui lo spazio è buio è che l'Universo si sta espandendo, facendo allontanare le stelle e le galassie l'una dall'altra. Man mano che l'Universo si espande, la luce delle galassie viene allungata in diverse lunghezze d'onda. La luce visibile di alcune galassie può essere allungata in lunghezze d'onda di luce non visibile come onde radio, infrarossi o microonde.

Mentre questa è ancora luce non è luce visibile e quindi non contribuisce alla luminosità del nostro cielo, e il cielo rimane scuro. Tuttavia, se guardi lo spazio in una diversa lunghezza d'onda della luce come le microonde, lo spazio si illumina. Questo è chiamato il fondo cosmico a microonde, che è la radiazione lasciata dal Big Bang. 

sfondo cosmico a microonde

Tutta l'immagine del cielo dello sfondo cosmico a microonde. Credito immagine: Consorzi ESA/LFI e HFI

Un altro fattore che contribuisce al motivo per cui lo spazio è buio è che lo spazio è quasi un vuoto perfetto. Se ricordi il nostro articolo su perché il cielo è blu ricorderete che il cielo della Terra è blu a causa della dispersione della luce con le molecole che compongono la nostra atmosfera. Questa dispersione dirige la luce in tutte le direzioni, compresi i nostri occhi.

Tuttavia, se non c'è nulla con cui la luce può disperdersi o interagire, viaggerà in linea retta dalla sua sorgente al suo ricevitore. Lo spazio è quasi un vuoto perfetto, il che significa che ha pochissime particelle nello spazio tra pianeti, stelle e galassie. Non c'è quasi nulla che disperda la luce ai nostri occhi. Quindi, a meno che non ci sia una fonte di luce diretta verso di noi, non riceviamo la luce. Senza luce che raggiunge i nostri occhi, vediamo il nero. 

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Se sei ancora un po' confuso, va bene! Gli scienziati hanno studiato questo paradosso per secoli. Per aiutare la tua comprensione qui è un grande spiegazione video.

Riferimenti:

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Cassie Hatcher

Cassie Hatcher

Cassie apprende da sempre con la passione di comunicare la scienza di alto livello in una questione di conversazione. Ha conseguito una laurea e un master in fisica e ha scritto due tesi di astronomia, una delle quali è stata pubblicata. Ha conseguito uno stage presso il Goddard Space Flight Center della NASA nel 2016 e ha avuto la possibilità di vedere il James Webb Space Telescope mentre veniva costruito.

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