Porque o espaço é escuro?

Esta questão que aparenta ser simples, é bastante complexa para responder. É uma questão que na história muitos cientistas já refletiram sobre, incluindo Johannes Kepler, Edmond Halley e o astro-físico alemão Heinrich Wilhelm Olbers.

Há duas coisas para se pensar sobre isto. Primeiramente, por que o céu durante o dia é azul? Esta questão é simples de ser respondida. O céu durante o dia é azul porque a luz do Sol, que está relativamente próximo à Terra, colide com as moléculas da atmosfera terrestre e dispersa-se em todas as direções. A cor azul é um resultado deste processo de dispersão. À noite, quando a parte da Terra está voltada para o lado oposto ao Sol, o espaço se mostra escuro porque não há uma fonte de luz próxima, como o Sol, para dispersar-se. Se estivéssemos na Lua, onde não há atmosfera, o céu apareceria escuro tanto à noite quanto de dia.

Agora a parte difícil. Se o universo é repleto de estrelas, por que as luzes de todas as estrelas não se somam para fazer todo o céu brilhar constantemente? Esta dúvida existe pois o universo é infinitamente largo e infinitamente velho, então supõe-se que o céu noturno deveria ser brilhante pela luz de todas as estrelas. Em qualquer direção no espaço que se olhe veremos muitas estrelas. Mesmo assim temos a verificação de um espaço escuro. Este paradoxo é conhecido como Paradoxo de Olbers. É um paradoxo por causa desta contradição entre nossa expectativa de um céu brilhante à noite e nossa verificação de que o céu é escuro.

Muitas explicações já foram postas para tentar resolver o Paradoxo de Olbers. A melhor solução até o presente é que o universo não é infinitamente velho, possui aproximadamente 15 bilhões de anos de existência. O que significa que só vemos objetos tão distantes quanto a distância percorrida pela luz em 15 bilhões de anos. As luzes das estrelas além desta distância ainda não tiveram tempo para chegar até nós e então não podem contribuir para fazer o céu brilhar.

Outra razão do céu não ser brilhante com as luzes de todas as estrelas é porque quando uma fonte de luz está se movendo para longe de nós, o comprimento da onda de luz se torna alongado. Isto significa que as ondas de luz das estrelas que estão se afastando de nós tornam-se desviadas para o vermelho, e podem ter se desviado tanto que não estão mais visíveis. O efeito Doppler também se verifica com as ondas de luz.