¿Por qué el cielo no está lleno de luz (estrellas)?

Un par de cosas sobre tu pregunta:

El espacio es infinito, pero la materia que lo ocupa no lo es. Las estrellas están hechas de grandes cantidades de materia y, por lo tanto, hay un número finito de estrellas (¡aunque puede parecer infinito aquí en la Tierra ya que hay tantas!).

Pero incluso suponiendo que haya muchas estrellas, ¿por qué el espacio es oscuro? ¿No debería haber mucha luz para iluminar el lugar?

La respuesta es que sí, la luz impregna el universo, pero no podemos verlo todo. El ojo humano está limitado a las longitudes de onda entre aproximadamente 400 y 700 nanómetros. Este es nuestro espectro de luz visible. No podemos ver ninguna luz por debajo o por encima de ese rango (como la luz infrarroja o ultravioleta).

Pero incluso suponiendo que pudiéramos ver toda la luz, el espacio aún estaría oscuro. ¿Por qué es esto?

Su visión funciona al obtener información sensorial de sus ojos (la luz y su longitud de onda) y convertirla en una imagen en su cerebro. Sin embargo, para que sus ojos realmente vean la luz, los fotones deben alcanzar sus ojos.

Cuando miras una estrella, estás recibiendo un haz directo de radiación electromagnética (luz) de la estrella, para que puedas verla.

Pero cuando observa un objeto promedio, digamos, una tabla, lo que está viendo son las longitudes de onda reflejadas por el objeto (suponiendo que no irradie radiación electromagnética).

Si el objeto absorbe toda la luz que recibe, no vería nada. No habría estimulación visual porque sus ojos no recibirían información sensorial.

Pero cuando la mesa refleja la luz hacia ti, puedes ver la mesa porque hay una línea de viaje directa y recta para que la luz cruce de la mesa a tus ojos.

El espacio es (generalmente) un vacío, por lo que no hay objetos para que la luz se refleje. Es por eso que no se puede “ver” el espacio, no refleja la luz. Pero podemos ver planetas, lunas y cometas porque reflejan la luz.

En resumen, existe un número finito de estrellas, tenemos una visión limitada y los objetos deben reflejar la luz hacia nosotros si queremos verlos.

Esta es la paradoja de Olber.

La paradoja de Olber es que un universo estático e infinitamente antiguo con un número infinito de estrellas distribuidas en un espacio infinitamente grande sería brillante en lugar de oscuro.

Hay múltiples explicaciones a esto. El principal y más aceptado es que el universo ha estado en un estado de expansión continua desde el Big Bang.

Si las estrellas que están lejos de ti están retrocediendo, su luz se desplaza hacia el rojo . Para las estrellas lo suficientemente lejos, el desplazamiento hacia el rojo llega hasta el espectro de microondas. Entonces la luz / radiación ESTÁ llegando a la Tierra, pero nuestros ojos simplemente no pueden percibirlas.

La idea se llama la paradoja de Olbers. Puede encontrar mucha información al respecto siguiendo el enlace.

Se desconoce el tamaño exacto del universo en general. El máximo teórico que podemos ver en los telescopios es una región llamada universo observable, que es toda la información (luz, ondas gravitacionales si existen) que podría habernos alcanzado en los 13.82 mil millones de años desde el Big Bang.

Los observatorios espaciales como la nave espacial Planck pueden ver un cielo lleno de luz (pero con longitudes de onda no visibles para el ojo humano). Esta luz es la radiación de fondo cósmica que se originó en una época en que el universo tenía unos 380,000 años.

En el universo observable no hay suficientes estrellas para llenar el cielo, pero tal vez en el universo en general (que podría ser mucho más grande que el universo observable y tal vez infinito) tal vez haya suficientes estrellas para llenar cada parte del cielo. Pero esta luz aún no nos llegó.

Porque, si bien el universo es infinito en el espacio (al menos según la creencia actual), no es infinito en el tiempo. Por lo tanto, la luz solo puede alcanzarnos desde un volumen limitado de espacio definido por la distancia que la luz podría haber recorrido desde la primera formación de las estrellas. (En realidad, algo más, por razones complicadas, pero se aplica el principio).