Al buscar en el diccionario un sinónimo para noche encontramos opciones como tinieblas y oscuridad. Aunque no son lo mismo sí nos dejan claro que noche se identifica con oscuro. De hecho, la oscuridad nocturna es la observación cosmológica más antigua del hombre. Pero si el lector piensa que todo se debe a falta de sol, debemos decirle que la cosa no es tan fácil.

Desde Aristóteles hasta principios del siglo XX, el discurso estuvo dominado por la especulación y las ideas estéticas: fue más filosofía que ciencia. La idea era la del lugar perfecto, finito, eterno e inmutable.

La primera desviación surgió en 1576, cuando Digges propuso un universo infinito, pues infinito es atributo de perfecto. Pero Digges sabía que en un universo así las noches oscuras son imposibles porque, si es inconmensurable, debe de haber al menos una estrella en toda dirección y los espacios negros entre ellas no existirían: ¡el cielo de la noche sería tan resplandeciente como el diurno! Para sortear el problema, argumentó que había estrellas muy lejanas, con luz demasiado tenue para ser vistas.

El argumento no convenció a muchos y el debate siguió por siglos: Kepler defendió la idea del universo finito, Halley apoyó a Digges, De Chésaux propuso que el espacio vacío se tragaba toda la luz faltante y luego Olbers (1826) refinó esta teoría sugiriendo que el espacio entre estrellas no estaba vacío, sino lleno de materia opaca. Sin embargo, ya en su época, era claro que eran explicaciones absurdas. Las de De Chésaux y Digges fallaban porque el espacio vacío no absorbe luz. El intento de Olbers, aunque parece mejor es también erróneo, pero por razones más sutiles.

De acuerdo con la termodinámica, todas las cosas llegan al equilibrio después de un tiempo y, al alcanzarlo, tienen que radiar tanta energía como reciben para preservarlo. En el escenario de Olbers la edad infinita del universo obliga al equilibrio así que incluso esa materia opaca tiene que radiar la luz que recibe. Tampoco en el universo según Olbers puede haber noches.

Las siguientes décadas no arrojaron mayor claridad sobre la oscuridad del cielo, pero al menos el conflicto -Paradoja de Olbers- puso en evidencia que algo estaba mal.

A principios del siglo XX el telescopio más poderoso era Hooker, en Monte Wilson, EU, y su más célebre usuario era Shapley, famoso por haber medido la longitud de la Vía Láctea. Shapley defendía la idea de que nuestra galaxia (la única conocida) era el universo completo, eterno e inmóvil de Aristóteles y su prestigio la validaba. En 1919 Monte Wilson contrató a un abogado que, aburrido de las leyes y de enseñar física y español, decidió dedicarse de lleno a la astronomía. El ex abogado conocía a Shapley, sus logros y sus fallas: la medición había ignorado las nebulosas y se basaba en estrellas cefeidas para las que había técnicas de medición de distancia muy desarrolladas. El profesor de español decidió concentrarse en una nebulosa, Andrómeda, y observó que, con la ayuda de Hooker, la nube informe revelaba un conjunto inmenso de estrellas que incluía una cefeida. La cefeida le permitió medir su distancia a la Tierra: ¡resultó ser la más grande medida jamás! Lo cual significaba que Andrómeda era el objeto más lejano a la Tierra, a millones de años luz, y que, por su tamaño, era una galaxia por derecho propio. Edwin Hubble (así se llamaba el ex jurista) acababa de descubrir las galaxias exteriores y esto lo convirtió en una celebridad instantánea. Motivado, decidió dedicarse a encontrar nuevas galaxias.

Por aquella época, gracias al desarrollo de la espectroscopía, se sabía que había estrellas con luz más rojiza que la que debían tener. Hubble notó que, además, el tono de rojo dependía de la lejanía de la estrella: entre más distante, más roja. Por curiosidad hizo un análisis cuidadoso de sus datos y encontró que este cambio en el color era causado por un fenómeno ya conocido por los físicos: el efecto Doppler. Cuando una onda (como la luz o el sonido) viaja entre dos cuerpos entonces: si los cuerpos se alejan entre sí la onda se "estira" pero si se acercan entonces se "contrae" (como cuando se acerca y aleja la sirena de una ambulancia). Traducido a ondas de luz, el efecto Doppler significa que si la luz nos llega corrida al rojo es porque la estrella se está alejando y, midiendo el corrimiento, se puede calcular la velocidad con que se aleja. De acuerdo con Hubble todos los objetos cósmicos se alejan de la tierra, entre más lejos más rápido: el universo no es inmóvil sino que está en expansión.

Hubble publicó sus nuevos descubrimientos en 1929 y desató la polémica. Pero se las arregló para pasar a su lado a uno de los defensores más feroces de la teoría del universo inmóvil: Einstein. El eterno despeinado visitó a Hubble en 1930 y salió convertido a la teoría del universo en expansión. Así nació la cosmología moderna.

¿Y qué tiene que ver esto con la oscuridad de la noche? El cielo nocturno es negro y romántico justo por la expansión del universo, pues la mayor parte de los astros están tan lejos de nosotros que tienen un corrimiento al rojo lo suficientemente grande como para que su luz llegue en colores invisibles para el ojo humano (por ejemplo infrarrojo) dejando espacios negros en el cielo. Hubble, cuyo trabajo separó la cosmología física de la filosófica, también nos explicó por qué encontramos tinieblas junto a noche en el diccionario.

Los autores son, respectivamente, profesor-investigador del Departamento de Matemáticas del ITESM, campus Monterrey, y trabajador del Instituto de Física de la UNAM