Nel 1826 l’astronomo tedesco Heinrich Wilhelm Olbers propose alla comunità scientifica un quesito molto particolare, noto come paradosso di Olbers: In un universo infinito e quindi con infinite galassie ed infinite stelle che diffondono la luce in tutte le direzioni com’è possibile che il cielo notturno sia buio?Per rispondere a questo apparentemente banale quesito dobbiamo procedere per gradi.
Ragioniamo in maniera inversa e chiediamoci: “Perché durante il giorno il cielo è azzurro?” La luce proveniente dal sole viene diffusa in tutte le direzioni quando colpisce le molecole dell’atmosfera. Il tipico colore del cielo terrestre è il risultato del processo di diffusione. Se invece ci trovassimo su un corpo senza atmosfera come la luna il cielo sarebbe nero sia di giorno che di notte. Ancora però non abbiamo dato una risposta alla domanda. È logico pensare che in un universo con un infinità di stelle il cielo di notte debba apparire infinitamente luminoso. Non ci sono però infinite stelle nell’universo. O meglio, le stelle sono infinite ma l’universo osservabile non lo è. Sappiamo infatti, a differenza della comunità scientifica ottocentesca, che l’universo per come lo conosciamo non è sempre esistito, è nato 13, 7 miliardi di anni fa. La luce più lontana da noi osservabile si trova quindi ad una distanza di 13, 7 miliardi di anni luce. Una distanza enorme, che contiene moltissime stelle ma non abbastanza da rendere il cielo terrestre luminoso anche la notte. Una seconda spiegazione è che osservando una regione di spazio a 13, 7 di anni luce stiamo guardando indietro nel tempo di 13, 7 miliardi di anni (ci arriverebbero solo oggi i fotoni partiti 13, 7 miliardi di anni fa) periodo nel quale la maggior parte delle stelle ancora non si era formata. Guardando sempre più lontano da noi e quindi guardando sempre più indietro nel tempo la densità di stelle visibili decresce. C’è ancora un’altra spiegazione al quesito iniziale. Lo spettro visibile è la parte dello spettro elettromagnetico che si trova tra il rosso ed il violetto, l’uomo non può vedere tutto ciò che emette radiazioni elettromagnetiche oltre le estremità di questa fascia. Non possiamo osservare né infrarossi, microonde e onde radio né ultravioletto raggi X e raggi gamma. L’universo è in continua espansione quindi stelle e galassie si allontanano da noi, e più lontane sono più velocemente si allontanano, per questo effetto la lunghezza d’onda che riceviamo aumenta e la luce emessa da questa sorgente diventa infrarossa e quindi invisibile. La variazione di lunghezza d’onda tra corpi in movimento tra loro si chiama effetto Doppler. Questi sono i motivi per cui non abbiamo bisogno di occhiali da sole di notte.
