L'altra faccia dell'universo. I segreti della materia e dell'energia oscura by Luca Amendola

autore:Luca Amendola [Amendola, Luca]
La lingua: ita
Format: epub
Tags: General, Intersezioni, La cultura scientifica, Cosmology, Science
ISBN: 9788815279514
Google: E59MuwEACAAJ
editore: Il Mulino
pubblicato: 2018-04-15T00:34:45+00:00

La scuola di Wheaton

Edwin Hubble era un buon giocatore di basket all’Università di Chicago. Nei primi anni del secolo scorso stava per diventare avvocato, poi cominciò a insegnare spagnolo, finché decise che, dopo tutto, preferiva dedicarsi all’astronomia. Nel 1930, realizzando il primo eponimo diagramma con il telescopio di Mount Wilson (lo stesso di Fritz Zwicky), Hubble scoprì che le galassie si allontanavano l’una dall’altra. Una famosa fotografia lo ritrae con Einstein in visita a Mount Wilson, con quell’aria un po’ nervosa che hanno gli sperimentali quando i teorici si avvicinano ai loro strumenti…

Hubble aveva passato la sua infanzia a Wheaton, a due passi dal Fermilab di Chicago, l’equivalente americano del CERN. Edward «Rocky» Kolb, uno dei fondatori della moderna cosmologia teorica, per anni attivo proprio al Fermilab, mi raccontò che aveva proposto alla scuola media di Wheaton di assumere il nome del suo glorioso concittadino. L’amministrazione della scuola faceva resistenza, preferendo un campione locale di baseball. L’asso vincente di Rocky Kolb fu che Hubble non solo aveva scoperto l’espansione dell’universo, ma era stato anche un valido sportivo!

Per costruire un diagramma di Hubble, come detto, occorre dunque stimare distanze e velocità. Queste ultime non sono particolarmente difficili: basta ottenere lo spettro di una galassia lontana e misurare quanto sia spostato verso il rosso rispetto allo spettro di una galassia vicina. Il redshift è una misura diretta e precisa della velocità di recessione. In una notte, un telescopio ben attrezzato può misurarne a decine. Le distanze sono la vera sfida.

Hubble aveva potuto utilizzare un tipo di stelle variabili dette cefeidi, dal nome della costellazione in cui furono per prime identificate. Queste stelle, come aveva scoperto pochi anni prima un’altra pioniera dell’astronomia femminile, Henrietta Leavitt, possiedono una luminosità intrinseca che varia sensibilmente nel tempo, con periodo da pochi giorni a un paio di mesi, a causa di oscillazioni di opacità nella loro atmosfera. La luminosità intrinseca di una sorgente, detta anche magnitudine assoluta, è la quantità di energia emessa al secondo. Naturalmente, il flusso di energia che noi effettivamente riceviamo, detto anche magnitudine apparente, decresce con la distanza, più esattamente con l’inverso del quadrato della distanza. Se conosciamo sia la magnitudine apparente sia quella assoluta, possiamo risalire alla distanza, un po’ come facciamo senza pensarci quando stimiamo la lontananza di un’auto di notte dalla luminosità dei suoi fari.

Leavitt scoprì che la magnitudine assoluta delle cefeidi dipende dal loro periodo: quanto maggiore è il periodo delle oscillazioni, tanto più luminosa è la stella. Di conseguenza, due cefeidi con lo stesso periodo avranno la stessa magnitudine assoluta. Se una ci appare meno brillante vuol dire quindi che è più lontana. La legge di Leavitt, detta relazione periodo-luminosità, ci consente di stimare di quanto.

Le cefeidi permisero a Hubble di costruire il primo diagramma distanza-velocità e di scoprire la legge che porta il suo nome, secondo cui maggiore è la velocità v di una galassia, o equivalentemente il redshift, maggiore è la sua distanza r,

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