Ciao amico terrestre!
Questa volta cerchiamo di capire come fanno gli astronomi, quelli bravi, a capire quanto siano distanti le galassie. Ma non le galassie vicine... quelle proprio lontane da noi. Quelle lontane miliardi di anni luce, tanto per capirci!
CANDELE PIU' FORTI
Ricordi che parlando di stelle abbiamo parlato di stelle "gemelle" per poter capire quanto un astro sia distante? Abbiamo detto che, se due stelle emettono la stessa luce, se ne vediamo una più flebile è perché si trova più distante rispetto alle sue "gemelle". Beh, lo stesso discorso può essere fatto anche per capire quanto siano distanti le galassie!
Certo, per arrivare a queste distanze ci servono "candele" molto più potenti, visibili anche a miliardi di anni luce e per fortuna qualcosa abbiamo: sono stelle che esplodono e che, esplodendo, emettono una luce fortissima. Visto che queste stelle esplodono tutte allo stesso modo, possiamo benissimo dire che se una stella esplosa (chiamiamola supernova, facciamo prima, e precisamente Supernovae Ia) ci appare più debole di un'altra è perché è più lontana e, visto che è distantissima, questa supernova fa parte di un'altra galassia!
Se riusciamo a misurare la distanza di questa supernova, quindi, possiamo dire di aver misurato (con approssimazione accettabile) la distanza della galassia che la ospita!
E OLTRE? CI SERVE UN'AUTOMOBILE DA FORMULA 1
Certo, le candele ci permettono di arrivare lontano ma non tantissimo. Tre o quattro miliardi di anni luce, ma in realtà l'universo si estende fino a 14 miliardi di anni luce di distanza più o meno. E come ci arriviamo a questa distanza??
Ci vengono in soccorso le automobili da formula 1: hai mai visto un Gran Premio? Se ti metti sul rettilineo di arrivo e aspetti che arrivino le automobili, ti rendi ben conto che mentre le automobili si avvicinano a noi il loro rumore diventa sempre più forte, acuto. Quando ci superano e si allontanano, invece, il loro rumore si fa sempre più grave, meno intenso. Scommetto che hai presente ciò di cui sto parlando. Ora... resta sul rettilineo e chiudi gli occhi, in modo da poter ascoltare solo il rumore: anche se non vedi, riesci a capire molto bene quando un'auto si sta avvicinando e quando invece si sta allontanando, vero? E scommetto anche che, dopo un po' di pratica, soltanto sentendo il rumore riesci a dirmi quanto quell'automobile sia distante da te in un dato momento. Si chiama anche effetto Doppler: l'automobile qui in basso emette onde più strette lungo il suo senso di marcia, mentre indietro le onde sono via via più larghe.
Stiamo parlando di onde acustiche, che puoi captare con le tue orecchie umane, ma per la luce vale la stessa cosa perché in fondo sia i suoni sia la luce sono onde! Quando un oggetto si avvicina a noi, le onde si comprimono e diventano più frequenti. Le onde sonore diventano più acute, quelle visive tendono verso il colore blu, e gli astronomi parlano di blueshift (spostamento verso il blu)! Quando l'oggetto si allontana, invece, le onde si allungano: se sono onde sonore, il suono diventa più grave mentre se sono onde di luce allora la luce che ci arriva diventa più rossa, e gli astronomi parlano di redshift (spostamento verso il rosso)!
Bella questa cosa, vero? Proprio con una scoperta del genere è possibile capire (come con le automobili) se un corpo si sta allontanando o avvicinando e in base al "rumore" della luce è possibile capire anche a quale velocità e risalire alla sua distanza da noi! Beh... qui i calcoli si farebbero difficili, ma del resto gli astronomi stanno lì per questo, no?
Proprio con un meccanimo del genere gli astronomi riescono a raggiungere anche 13 miliardi di anni luce, raggiungendo i confini dell'universo visibile!
LE LENTI GRAVITAZIONALI
Ok, dirai tu amico terrestre, ma a quella distanza cosa puoi vedere? Gli oggetti saranno piccolissimi, indistinti! Su questo hai ragione in effetti, però a inizio del 1900 un certo Albert Einstein ci ha detto qualcosa, una sorta di previsione! Quando hai difficoltà a guardare qualcosa di troppo piccolo, tu cosa fai amico terrestre? Probabilmente prendi una lente di ingrandimento, giusto?
Per fortuna qualcosa di simile esiste anche nell'universo: noi usiamo telescopi per ingrandire, ma quando gli oggetti sono così distanti non è sufficiente. Però... Einstein ci dice che le enormi masse nell'universo possono amplificare la luce degli oggetti che si trovano dietro. Questi oggetti, infatti, curvano l'universo perché sono pesantissimi, e la luce che giunge da dietro viene deviata tutta intorno all'oggetto che sta in mezzo.
Proprio grazie a questo giochetto, quindi, gli astronomi riescono a osservare meglio oggetti distantissimi. Certo, l'immagine è distorta, ma loro riescono a ricomporla alla perfezione! Guarda come sono belle le lenti gravitazionali! Questa qui in basso è detta "Stregatto" e non è difficile capire il motivo, vero? Quando vedi archi di questo tipo, solitamente sei davanti a una LENTE GRAVITAZIONALE!
Per oggi abbiamo finito amico terrestre! Ci vediamo al prossimo viaggio!