viernes, 17 de agosto de 2012

La oscuridad de la noche, una intuición de Edgar Allan Poe


Si, como decía Newton, el universo es infinito en extensión y en tiempo, entonces, según establecía Heinrich Wilhem Olbers en 1823, la noche debería brillar con una luz cegadora, pues de cada punto del firmamento nos llegaría la luz de una estrella que tendría detrás de sí a otra, y otra detrás de esta y así hasta el infinito. Pero la noche es negra.

Esto se conoció como la paradoja de Olbers, que hizo devanar los sesos no solo a sus contemporáneos sino a los físicos y astrónomos de las generaciones siguientes, pues nadie consiguió resolver satisfactoriamente esta contradicción hasta casi un siglo después de ser presentada.

Pero lo que resulta más curioso es que quien la resolvió no fue un científico, sino un poeta y escritor, Edgar Allan Poe. Poco antes de su muerte, en un poema titulado Eureka: Un poema en prosa, ponía de manifiesto el problema y resolvía el enigma: la luz tiene una velocidad limitada, lo que estamos viendo es el pasado, el universo no es infinitamente viejo, hubo un inicio y por tanto un apagón. Es lo que estamos viendo como escenario de fondo cuando miramos el cielo nocturno.

En el año 2004, el telescopio espacial Hubble, programado para conseguir la imagen más lejana del universo, obtuvo una fotografía que fue portada de muchos periódicos de la época. Era la imagen de un pasado remotísimo, 13 mil millones de años atrás. Teniendo en cuenta de que hoy se sabe –con un error de un 1%– que la edad de nuestro universo es 13 mil setecientos millones de años, aquella fotografía, considerando al universo en términos humanos, era como la un bebé de unos pocos días.

La imagen muestra unas débiles siluetas de galaxias formadas poco después del big-bang. Y detrás, la oscuridad. La negra noche de la que salimos y que seguimos mirando. ¿Eterna?

Pero eso es otro enigma, en el que ya se apuntan algunas respuestas interesantes. 

19 comentarios:

  1. Apelando a tu sabiduría, querido Luis, te pido ayuda para mis cortas entendederas. Nunca he comprendido bien que con un telescopio se pueda mirar hacia atrás en el tiempo. Entiendo que se pueda ver la luz de estrellas lejanas que ya han desaparecido por el tiempo que nos tarda en llegar la onda. Pero si hablamos de un suceso como el big bang, donde no había nada fuera de ñel,para que veamos lo que pasó entonces, tendríamos que haber estado allí "fuera" ya antes del big bang, o de lo contrario, la luz "habría pasado" antes de estar nosotros. No sé si me explico. A ver si tú me lo puedes hacer comprender. Gracias por tu curiosa e instructiva entrada. David T.

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    1. Esto da para mucho, amigo David, pero tratando de ir al grano, lo intentaré. La luz es al mismo tiempo corpuscular (fotones) y una onda (caprichos de la naturaleza: también nosotros somos una onda y en cierta manera se puede decir que estamos desparramados –en algunos el desparrame es evidente-. Uy, pero me estoy desparramando). Bien, lo cierto es que la luz (partícula-onda) viaja, siempre, a la misma velocidad: 300.000 km cada segundo. Cada objeto luminoso (con luz propia o reflejada) tiene una imagen en cada instante que es el conjunto de esas partículas (onda) en cada momento y que no se está quieta, es enviada continuamente a esa velocidad. Y cuando ese conjunto de partículas (onda) llega a tus ojos, los fotones (onda) al golpear en tu retina reproducen ahí (en tus ojos) aquella imagen antes enviada. De esa manera, podríamos decir que cualquier imagen que está procesando nuestra retina en este momento, no es la apariencia instantánea del objeto que vemos, sino la que tenía hace unos nanosegundos, que es el tiempo que ha tardado ese conjunto de partículas emitidas en llegar a nuestros ojos. Claro, a cortas distancias, esa diferencia es prácticamente nula. Miremos, pues, más lejos. Si miramos por ejemplo al Sol –nada recomendable, por cierto, sin la necesaria protección, porque además de fotones emite otras partículas de mayor energía que hacen pero que mucha pupa a la retina-, que está a 150 millones de kilómetros de nuestro ojo, pues haz cuentas. Teniendo en cuenta que ese conjunto de fotones que se desprenden en este momento del Sol (y forman su imagen) está a esa distancia y viaja a 300 mil quilómetros cada segundo... Pues, eso, (te ahorro el cálculo) tarda unos 8 minutos en llegar a nuestras retinas. Por lo tanto, la imagen que se está procesando en este momento en nuestros ojos no es la del Sol actual, sino la que tenía hace 8 minutos. Durante ese lapso de tiempo el Sol puede haber explotado y nosotros no nos enteraremos hasta dentro de 8 minutos, que lo veremos explotando (y lo sentiremos, que es lo peor). Así, pues, mirar más lejos en el espacio (distancia) es también mirar más lejos en el tiempo. Espacio y tiempo en realidad es uno solo, el espaciotiempo. Un telescopio permite ver objetos más distantes en distancia, pero, por lo que hemos dicho, también en el tiempo. La mayoría de las estrellas que vemos a simple vista son de nuestra galaxia (un remolino de unos cien mil millones de estrellas), pero con un telescopio (incluso con unos prismáticos) podemos ver otras galaxias como la nuestra. Por ejemplo, la de Andrómeda, cerca de la constelación de Casiopea (ese 3 grande que se ve hacia el norte), está mucho más lejos, a dos millones de años luz (para no hablar de una cifra exagerada de kilómetros, se ha inventado esto, un año luz es la distancia que los fotones –la luz- recorre en un año, a esa velocidad de 300 mil Km cada segundo. Como un año tiene unos 31, 5 millones de segundos, Andrómeda está a una distancia de un uno seguido de trece ceros detrás de kilómetros de distancia. ¡Qué vértigo!) De modo que esa imagen de la galaxia de Andrómeda que podemos ver esta noche con prismáticos es una imagen de hace unos dos millones de años. Y al revés también funciona, claro. Quiero decir, si esta noche, mientras tú miras con unos prismáticos a Andrómeda, hay un “andromedinito/a” que mira al mismo tiempo con un telescopio de su avanzada civilización hacia adonde tú lo miras a él, no te vería a ti, sino seguramente vería a unos animalitos muy raros que habría por ahí, Las Matas, hace dos millones de años. Bueno, pues el Hubble ha sido capaz de mirar aún mucho mucho mucho más lejos, en distancia y en tiempo. Y esa imagen que obtuvo es de hace trece mil millones de años, poco después de que el universo se hizo transparente (antes era un informe amasijo de partículas y energía), se formó la materia tal y como la conocemos ahora (los átomos) y se formaron las primeras estrellas y galaxias.
      En fin, no sé si he conseguido explicarme, David. Lo que sí es seguro es que me he “desparramado” cantidad. Un abrazo. Luis.

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  2. Gracias, Luis. Se ve que te gusta y que diisfrutas con el tema. Lo que pasa es que sigo sin entenderlo. Comprendo perfectamente que nos llegue con millones de años de retraso la luz de una estrella. Lo que no entiendo es que se pueda apuntar el telescopio para ver sucesos muy anteriores a la formación de la tierra. Un suponer. Si la tierra se formó en el primer año después del bb ¿Es posible que captemos ahora cosas que ocurrieron seis meses antes? Dicho malamente : ¿Podemos ver haces de luz que se emitieron antes de que existiese la tierra y que "ya pasaron y desaparecieron? Eso es lo que, si es posible, no entiendo cómo.

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    1. Pero es que no pasaron y desaparecieron. En el tiempo que tarda la luz en salir de su punto de origen y llegar hasta aquí/ahora se produce el nacimiento de la Tierra y todo lo que ha sucedido hasta ahora/aquí. Es decir, pasaron pero no deaparecieron, como la persona que tras haber escrito una carta muere pero no desaparece. No sé si me explico.

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    2. No capto bien tu duda, David. En todo, la respuesta a tu última pregunta es sí. La Tierra se formó hace 5 mil millones de años. Imagina a alguien que viviera en un planeta que esté a cinco mil millones de años luz de distancia de la Tierra, y hace cinco mil millones de años (cuando la Tierra se estaba creando) te envía un email (para seguir con la analogía de Juan: en realidad una onda electromagnética, que se mueve a la misma de la velocidad de la luz) en el que te dice: ¡Soy un desparrame! Pues bien, tú lo estás recibiendo en este momento. Tu respuesta, eso sí -por ejemplo: ¡y yo también!- le llegará a su planeta dentro de otros cinco mil millones de años, cuando ya él (si no es que allí hayan conseguido algún apañillo para vivir todo ese tiempo) haya desaparecido.

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    3. Vaya jaleo que estoy montando. Está claro lo que significa captar una onda que tarda millones de años en llegar y que cuando lo hace, lógicamente es una imagen del "pasado". Lo que me resulta difícil de entender es captar ondas cercanas al momento del BB (al margen de la radiación de fondo) porque al ser emitidas tanto antes de la formación de la tierra, cuando la tierra no estaba aquí, esas ondas ya habrían "pasado". ¿O es que la luz se queda para siempre? Es decir: cuando una estrella desaparece (algo que ocurre), lo hace también de nuestro firmamento y ya no es posible recuperar su luz por mucho que apuntemos allí al telescopio. ¿Por qué podemos aspirar a captar ondas de luz de fenómenos anteriores a esa estrella desaparecida? ¿Podemos?
      David T.

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    4. Creo que ya capto tu duda (¡Veo la luz!). Y creo que cualquier aspecto del espacio y del tiempo que se salga de nuestra experiencia cotidiana al respecto, es un jaleo de por sí. Pero este viene bien, porque, además, nos acerca al tema de fondo, el que descubrió con su estupenda intuición Edgard A. Poe.
      A ver si vale con este ejemplo. En la constelación de Orión, hay una estrella, supergigante roja, Betelgeuse, que está a punto de estallar. Se convertirá en una supernova, una explosión tremenda que hará que en nuestro cielo en lugar de un sol, parezca que hayan dos. Después, el pequeño núcleo que quede de Betelgeuse, se convertirá en un agujero negro. Esa estrella creo que está (bueno, no recuerdo exactamente) a unos 80 años luz de nosotros. Si esa explosión ocurre en este momento, nosotros no nos enteramos; seguiremos viendo a Betelgeuse como hasta la fecha. Pero dentro de 80 años exactamente, esa misma noche, los que sigan viviendo, serán testigos de la tremenda explosión y a la mañana siguiente la presencia de otro luminoso astro en el cielo. Y al cabo de unos meses más tarde, cuando los rastros de la explosión ya hayan desaparecido, donde estaba Betelgeuse ya no se verá nada: ha desaparecido. El acontecimiento que ha supuesto su fin ha llegado hasta nosotros después de 80 años después de que realmente ocurriera, pero una vez ha llegado y hemos sido testigos de él, la estrella ha desaparecido. (Lo curioso es que para otro mundo a 81 años luz de Betelgeuse, ésta seguirá vivita y coleando). Nuestros ojos, al natural o a través de unos prismáticos, cuando los dirigimos hacia allí no verán más que la oscuridad que supone la presencia allí, a partir de la explosión de la estrella, de un agujero negro.
      Bueno, pues de la misma manera, si enfocamos nuestro telescopio (el Hubble) a ese lugar que está a 13 mil millones de años luz, lo que veremos son unas galaxias que se formaron unos setecientos millones de años después del big bang. Si, por lo que fuere (sería muy raro, pues estas galaxias duran miles de millones de años) esas galaxias hubieran sido tragadas por un enorme agujero negro a los pocos años de su nacimiento, entonces, cuando por ejemplo esta noche el Hubble dirigiera su visión a ese mismo lugar, en lugar de esas galaxias no se vería nada: la fotografía que nos enviaría el Hubble ya no sería la de un grupito de galaxias, sino la oscuridad.
      De modo que si miramos más lejos de 13.700 millones de años luz (recordemos que el big bang ocurrió hace 13.700 millones de años –cuando se encendió la luz-) ya no veremos más que la oscuridad. El apagón que intuyó Poe.
      (Por otra parte, no quiero liar más la cosa, pero a tu última pregunta hay que responder que sí: la luz se queda siempre; los fotones siguen viajando en el universo mientras este siga siendo; las imágenes –lo mismo que las ondas de radio- siguen viajando en el espaciotiempo. Alguien lo ha asemejado -el espaciotiempo- a una gran barra de pan de molde, en que cada rebanada es un específico lugar de espacio y tiempo: pero todo existe: las rebanadas más alejadas hacia atrás (pasado) y ¡también las rebanadas hacia el otro lado (el futuro)!

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  3. Si no me equivoco, es algo parecido a las cartas antiguas, las que podían tardar meses o años en llegar. Lo que leía el receptor no era lo que estaba pasando en el momento de leer, sino lo que había pasado meses o años antes de ese momento. El hecho de que el receptor no hubiese nacido en el momento de ser escrita la carta, no cambia nada. Ahora me explico por qué Luis en sus novelas es tan aficionado a las cartas. Probablemente esté refelxionando sobre el espaciotiempo.
    Por cierto, para los medievales, lo que salía del objeto y entraba en el ojo era una sustancia pneumática llamada fantasma, que se sellaba en la imaginación y daba lugar a la fantasía. Pero lo dejo, que me desparramo, amor, me desparramo.

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    1. Eres un artista, Juan. Yo no puedo explicar mejor de cómo lo acabas de explicar con las cartas. Y caramba, no había sobre esa motivación de mis novelas. Me pongo a ello.

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  4. El tema que plantea Luis es, desde luego, apasionante. Aunque tengo interés por los avances científicos, me cuesta, como a David, la comprensión de los mismos. ¿quieres decir Luis que si hoy se produjera, por decirlo así, el fin de nuestra galaxia, no lo percibiríamos hasta dentro de no se sabe cuántos miles de años? ¿Habría y no habría tierra a la misma vez? Pepe

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    1. Hola Pepe, bienvenido al club. Sí, el tema es apasionante, porque, teniendo que ver con nuestra realidad física, no es la que experimentamos todos los días. Como, además, los principios de esa realidad han cambiado radicalmente en muy poco tiempo y en nada se parecen a lo que nos enseñaron en el cole o en el insti (me refiero a la relatividad especial y general de Einstein, que sustituye a la visión clásica), no resulta fácil entenderlo y entenderse. Por otra parte, yo estoy muy lejos de entenderlo todo y menos explicarlo debidamente. Solo soy uno que lleva años interesado en el asunto e intentando comprenderlo.
      Bueno, al grano. Nosotros, como sabes, vivimos en los arrabales de una galaxia, La Vía Láctea, conjunto de unas doscientas mil millones de estrellas como nuestro sol que giran a toda velocidad. Se estima que en el universo visible hay unas cien mil millones de galaxias parecidas a la nuestra. En el centro de la nuestra, como en la mayoría de casi todas, hay un enorme agujero negro, un sumidero, vamos, que se va tragando a todas las estrellas (con sus sistemas planetarios incluidos) que pillan cerca. A nosotros nos tocará el turno en su momento. Así que el que se produzca el fin de toda la galaxia a la vez, no es fácil. Las que sí se mueren constantemente son las estrellas que componen esas galaxias: una estrella nace, vive mientras le dura el combustible (hidrógeno) y se muere. Y eso le pasará también a nuestro Sol... dentro de unos cinco mil millones de años. Su muerte no ocurrirá por una explosión –eso solo ocurre en estrellas más grandes-, sino que tendrá una muerte más suave, pero en su agonía se inflará enormemente, hasta el punto que su tamaño llegará a la órbita de Júpiter. Así que nos tragará sin más y así acabará la vida en la Tierra (si antes no la hemos liquidado motu proprio). Pero lo que digo es que si, antes de eso, por ejemplo, un enorme cometa impacta con el Sol y acaba con él, nosotros no nos enteramos hasta 8 minutos más tarde de que haya ocurrido. Otro ejemplo: Alfa Centauri creo que es la estrella más cercana a nosotros, a unos dos años luz. Si su muerte ocurriera con una explosión supernova (se dice que es el acontecimiento más energético y catastrófico conocido), desde luego acabaría con nosotros. Pero –no sé si es un consuelo- nos enteraremos, tanto en la visión de la explosión (lo último que veremos), como en sus efectos (llega todo junto, pues la radiación, partículas, etc, vienen también a la velocidad de la luz), hasta un año más tarde de que haya ocurrido. Así que durante ese año la Tierra seguiría existiendo como si nada hubiera ocurrido.

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    3. Esta idea, el invetiable final de La Tierra, es el germen de una buena parte de a literarua de ficción científica. En cualquier caso, como bien se apunta, el tiempo que se prevé para esos sucesos cósmicos es tan impotente que lo más probable estadísticamente es que ya no estemos los humanos aquí para entonces, bien por méritos propios, bien por mor de otros acontecimientos astrales (choques de cometas y tonterías semejantes). Los defensores a ultranza de la ciencia y los gastos asociados suelen terminar aferrándose a este argumento: necesitamos un desarrollo científico suficiente para poder salir de aquí en algún momento y colonizar otros planetas más seguros. Desde el punto de vista de la especie tiene toda la lógica. Es lo que el homo sapiens ha hecho siempre: colonizar territorios. Aunque todos sospechamos que hay segundas intenciones, que quizás también sean consustanciales a la humanidad.
      Acerca de la desaparición de la vida en la tierra, recuerdo el final de "La Máquina del Tiempo" (1895), de HG Wells, quien hace en unas pocas páginas un retrato bastante verosímil, no digo que acertado, de esos millones de años. Por cierto, cuña pedante, el bueno de Wells no fue el primero es tontear con la idea de una máquina del tiempo (lo de viajar en el tiempo es mucho más viejo). El español Enrique Gaspar ostenta ese honor, pese a quien pese. Su novela "El anacronópete" fue publicada en 1887 y fue antes obra de teatro. Su publicación pasó sin pena ni gloria. Yo tengo una preciosa edición de la colección Raros y Curiosos de Círculo de Lectores (2000) con ilustraciones tomadas de la edición original (Daniel Cortezo y Cía. Barcelona 1887). El prólogo de Nil Santáñez, de la Universidad de Washington es estupendo.

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    4. ¡Qué interesante lo de "El anacronópete"! Además el título me parece inquietante. Cuando tengas una oportunidad y un poco de tiempo, los amantes de la ciencia ficción te agradeceríamos una entrada con ese libro. Gracias, David.

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    5. Quedo comprometido.
      Gracias a ti por recordarnos lo cerca que puede estar la poesía del conocimiento profundo del cosmos.

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  5. Creo que esto lo entiendo Luis. Dos consideraciones: ¿Tiene esto que ver con la teoría de los agujeros negros de Hawking? Porque según he leído él mismo se ha cuestionado las propiedades de esos agujeros. Y segunda cuestión: aunque tardemos un año en enterarnos efectivamente ¿con el Hubble no sabríamos de antemano que se va a producir? Ya sé que eso no sería consuelo, pero nos daría tiempo para arrepentirnos de nuestros pecados y esas cosas. Última cuestión que me interesa¿Es irrevocable e irreversible la desaparición de la Tierra? ¿No se podría actuar en el futuro para prevenir que esos fenómenos se desencadenen?Pepe

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  6. Coño, Pepe. Pues sí que empiezas fuerte. Y además, con tus preguntas me ha entrado complejo de Elena Francis. ¿Te acuerdas del consultorio de Elena Francis que oíamos por la radio? Así que me ha entrado ganas de empezar contestando: “Mi querida amiga: en relación a tus problemas con los agujeros negros... “
    Pero no, bromas aparte. Todas tus preguntas son muy sugerentes e interesantes y seguramente cada una daría para una conferencia. Voy a tratar de contestarlas a mi nivel. Los agujeros negros. El amigo Einstein -¡vaya tipo! Para mi gusto, su genio, más que con su capacidad lógica tuvo que ve con su capacidad para romper moldes ideológicos- fue el que se dio cuenta de que el espaciotiempo era como una tela elástica, que se deforma en la presencia de una masa (o energía). Si la masa es muy grande, así es la deformación. Cuando una estrella grande muere, el núcleo que queda pesa mucho pero mucho mucho. Tanto, que literalmente hace una agujero en la tela espaciotemporal. Se ha formado un agujero negro, así llamado porque nada puede escapar de su interior, ni siquiera la luz. (Adónde va la materia que traga, con qué se comunica, etc. nos daría para otra conferencia.) Lo cierto es que Hawking llegó a la conclusión de que no eran tan negros, sino que, como consecuencia de que en el supuesto vacío se producen constantemente partículas virtuales (la partícula y su antipartícula que se aniquilan de inmediato), justo en el borde del agujero negro, es decir, en esa circunferencia delgadísima que delimita el dentro del afuera del agujero, una partícula de la pareja virtual se quedaría a un lado y la antipartícula dentro (o al revés), de modo que el agujero emitiría una radiación que podría medirse. Y así fue comprobado, y es conocida la radiación Hawking de los agujeros negros. Pero antes de Hawking los agujeros negros ya eran conocidos y su existencia ya había sido comprobada.
    La segunda cuestión. No, categóricamente. El Hubble lo único que hace es hacer visible –a base de concentrar fotones- algo que está lejano, pero no puede anticipar lo que va a suceder. Es lo que hemos dicho del Sol. El Sol puede haber explotado en el momento en que lo estés mirando (aunque sea con prismáticos o con el Hubble, que lo único que hace es agrandar la imagen) pero no nos enteramos hasta que los fotones (los mismos que llegan a los prismáticos) lleguen a nuestros ojos.
    Y la última. Aquí hay tela marinera. Desde el punto de vista actual y teniendo en cuenta que nuestra fuente de calor (y vida) es el Sol y este agota su combustible, habría que responder que sí, la Tierra acabará muriendo tal como la conocemos, y primero se abrasará y luego se enfriará terriblemente. Desde el punto de vista del avance tecnológico de la inteligencia humana (si es queda alguna con los años) que se pueda desarrollar en el futuro y que se pueda buscar una fuente de energía alternativa, ya no me atrevo a decir nada. Hay una estupenda narración de ciencia ficción, de Isaac Asimov, que se llama “Los propios dioses” –escribiré una entrada de blog con ella- en que una civilización de otro universo (¡otro tema: los multiuniversos!), ante la evidencia de que su Sol se muere (y ellos también) buscan una alternativa, y la consiguen.

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    1. Mi proposición general es la siguiente: En la
      unidad original de la primera cosa se halla la
      causa secundaria de todas las cosas, junto con
      el germen de su aniquilación inevitable

      Esta es la cita de la proposición de Poe a la que Luis alude.

      Sin embargo, sólo como poema deseo que sea
      juzgada esta obra después de mi muerte.

      Esta es la cita en la que Poe pide cómo se debería valorar la obra.Pepe

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  7. En efecto. Él pidió que el poema no se leyera en clave científica, sino poética. Pero, aficionado e interesado en la física y la cosmología, le fue inevitable emplear su intuición en temas claves. Además de la ley de la gravedad, el origen y evolución del universo, las características de nuestra galaxia, el largo poema alcanza a un montón de cosas más que tienen que ver con la cosmología. Muchos errores, sí, pero hay que tener en cuenta que era en 1848.
    Con respecto a la solución de la paradoja de Olbers, hay varias citas a lo largo del poema. Escribo aquí una de ellas (hay una traducción estupenda de Julio Cortázar en la edición de Alianza):

    No astronomical fallacy is more untenable, and none has been more pertinaciously adhered to, than that of the absolute illimitation of the Universe of Stars. The reasons for limitation, as I have already assigned them, a priori, seem to me unanswerable; but, not to speak of these, observation assures us that there is, in numerous directions around us, certainly, if not in all, a positive limit -- or, at the very least, affords us no basis whatever for thinking otherwise. Were the succession of stars endless, then the background of the sky would present us an uniform luminosity, like that displayed by the Galaxy -- since there could be absolutely no point, in all that background, at which would not exist a star. The only mode, therefore, in which, under such a state of affairs, we could comprehend the voids which our telescopes find in innumerable directions, would be by supposing the distance of the invisible background so immense that no ray from it has yet been able to reach us at all. That this may be so, who shall venture to deny? I maintain, simply, that we have not even the shadow of a reason for believing that it is so.

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