Luzes que ainda não chegaram

Se há tantas estrelas, por que o céu é escuro à noite? Quem responde é o astrônomo Fernando Roig, do Observatório Nacional.

(Ciência Hoje) Essa é uma questão que já intrigou a ciência. Ela foi abordada pelo astrônomo alemão H. W. Olbers, no século 19, e ficou conhecida como paradoxo de Olbers. O paradoxo acontece ao presumir que o universo é infinito, eterno e estático, com infinitas estrelas distribuídas de forma uniforme, homogênea e isotrópica (igual em todas as direções).

Então, em qualquer direção para a qual olharmos haveria pelo menos uma estrela, mesmo que muito distante ou de luz muito fraca, emitindo um fluxo luminoso de fótons por unidade de área que independe da distância. Ao somar a contribuição de todas as áreas do céu, concluímos que o céu deveria ter um brilho uniforme, comparável ao Sol. Logo, a noite não poderia ser escura.

Ainda que as estrelas se aglomerem para formar galáxias, se considerarmos que existem infinitas galáxias, distribuídas de forma homogênea e isotrópica, o paradoxo continua. Isso ocorre mesmo considerando que as galáxias também se agrupam para formar aglomerados e superaglomerados: basta que o universo seja homogêneo e isotrópico em grande escala e que a matéria luminosa esteja distribuída de maneira uniforme.

O paradoxo só foi resolvido com a teoria do Big Bang. Neste caso, o universo não é nem eterno nem estático. Como tem uma idade finita, existem regiões que estão além do nosso horizonte de eventos, ou seja, tão afastadas que a luz ainda não teve tempo (desde a origem do universo) de chegar até nós, pois sua velocidade é finita. Assim, mesmo que existam infinitas estrelas ou galáxias distribuídas de modo uniforme, não conseguimos enxergar todas ao mesmo tempo – e por isso a noite é escura.

Essa teoria também diz que o universo está se expandindo. Logo, pela lei de Hubble, objetos mais distantes se afastam de nós mais rapidamente e esse movimento faz com que a luz deles chegue até nós ‘deslocada’ para os comprimentos de onda mais longos. Como esses comprimentos de onda estão fora do intervalo visível, a luz desses objetos se torna ‘invisível’ aos nossos olhos. Assim, mesmo que em nosso horizonte de eventos haja suficiente matéria luminosa para tornar o céu brilhante à noite, esse brilho estaria espalhado por diversos comprimentos de onda, dos quais enxergamos só um pequeno intervalo.

A rigor, o céu tem um brilho uniforme causado pela radiação cósmica de fundo, que é detectada apenas em comprimentos de micro-ondas. Essa radiação cósmica de fundo é o evento mais distante que conseguimos detectar, é um resquício da época do Big Bang, quando o universo estava totalmente permeado de fótons e era intrinsecamente brilhante. Portanto, se os nossos olhos fossem capazes de enxergar todos os comprimentos de onda possíveis, a noite certamente não seria escura.