Perché l'universo è così buio?

"Perché la notte è buia?" è una di quelle domande infantili a cui è difficile dare una risposta, un po' come "da dove vengono i bambini?" e "chi è la nonna della nonna?". Un nuovo studio di astrofisica, però, ci può aiutare a rispondere a questo dubbio atavico—e forse anche a risolvere un paradosso secolare.

Con l'aiuto dell'Hubble Telescope e delle immagini provenienti da altri osservatori, gli astronomi guidati da Christopher Conselice hanno fatto il censimento più completo di sempre delle galassie che compongono la piccola porzione di universo che siamo in grado di osservare—la cosiddetta "Hubble Bubble". Finora hanno individuato circa 100 miliardi di galassie molto vicine alla nostra.

L'animazoine mostra i cambiamenti delle galassie nelle diverse ere universali.

Grazie alla pubblicazione nell'Astrophysical Journal ora sappiamo che la somma totale è tra uno e due trilioni di galassie. Ce ne sono dieci o venti volte di più di quanto ci aspettassimo, e anche il numero di stelle risulta abnorme: ne possiamo contare circa 7 sestilioni, cifra molto interessante da leggere in numeri: 700 000 000 000 000 000 000 000!

E questo universo sovraffollato è soltanto una piccola parte del tutto, quella che possiamo esaminare. E come se tutto questo non bastasse a darci un'idea della sua meravigliosità, lo studio ha anche un altro aspetto super-interessante, che i ricercatori espongono così: "I risultati hanno delle indubbie implicazioni per studiare la formazione dell'universo, ma gettano anche luce su un paradosso antichissimo dell'astronomia: perché di notte il cielo è scuro?"

Questa semplice domanda, chiamata anche Paradosso di Olbers, per gli astonomi rappresenta un mistero da secoli. Non ha a che fare con la posizione del sole rispetto alla Terra, ma con la luminosità dell'intero universo. Perché di notte vediamo soltanto dei puntini luminosi nel buio, quando l'universo è così pieno di stelle?

Le nuove immagini possono darci almeno un indizio a riguardo. Anche perchè il primo vero sguardo nelle galassie lontane risale agli anni Novanta. Per la nuova ricerca, gli astrofisici non solo hanno messo alla prova le vecchie immagini, ma le hanno anche associate con altre, tra cui quelle dell'Ultra Deep-Field Hubble-Update, e con il materiale raccolto da altri astronomi. Sono anche stati usati modelli matematici del tutto nuovi: questo studio rappresenta insomma il primo vero aggiornamento moderno sulla geografia del cosmo—anche se un po' tardivo.

Per una misura precisa delle galassie nelle diverse epoche dell'universo le immagini sono state minuziosamente elaborate, questo settembre, per formare il modello 3D che potete vedere in questo video:

La maggior parte delle galassie sorte nella pubertà dell'universo erano deboli e relativamente piccole—con delle masse che assomigliano a quelle delle galassie satellite che circondano la nostra via Lattea. Quando, successivamente, si sono fuse a formare galassie più grandi (la via Lattea avrà un destino simile, perché nel lontano futuro andrà a collidere con quella di Andromeda), la loro estensione nello spazio è diminuita. Questo significa che "le galassie non sono sempre state distribuite allo stesso modo, nella storia dell'universo" ha dichiarato l'ESA.

Ma c'è una serie di fattori che riduce la luce visibile e ultravioletta nell'universo; e perciò la luce delle stelle è invisibile all'occhio umano, e anche a molti telescopi.

"Sembra che la soluzione per un'interpretazione rigorosa del paradosso di Olberschen sia una combinazione di quasi tutte le soluzioni proposte finora—lo spostamento verso il rosso, la grandezza e l'età dell'universo, e l'assorbimento" scrivono i ricercatori.

Conselice e il suo team la spiegano così: i gas e la polvere dello spazio assorbono la luce rendendo perciò scuro il cielo notturno. Chi avesse seguito delle lezioni di astrofisica base o visto tonnellate di documentari, apra bene le orecchie, perché fino ad ora si pensava esattamente il contrario, ovvero che il calore di un numero infinito di stelle potesse illuminare l'universo e che il misto di gas e polveri contribuisse a un cielo notturno più chiaro.

Il team di Conselice ribalta questa visione: i gas e le polveri avrebbero inghiottito una parte considerevole della luce delle galassie, che in alcuni punti sono molto lontane oppure meno dense. Che si tratti di infraossi o ultravioletti, non c'è differenza. Detto in parole povere: l'universo, lì fuori, è troppo polveroso.