La fuga delle galassie

L'immagine statica dell'universo durò a lungo ed\è soltanto nel 1924 che si osservò che alcune galassie erano vicine e altre lontane. Un particolare colpì subito gli studiosi. Lo spettro delle galassie, simile per certi aspetti a quello di altre stelle, aveva i colori spostati verso l'estremo rosso. Che significato dare al fenomeno?

La premessa indispensabile è che se una stella stabile sta ferma, emetterà sempre la sua luce con una frequenza costante e le onde che si riceveranno sulla Terra avranno la stessa frequenza alla quale la luce della stella è stata emessa. Se essa si avvicina, si avvicina naturalmente anche l'onda, per cui l'intervallo tra due onde consecutive sarà minore e il numero di onde ricevute ogni secondo, cioè la frequenza, sarà maggiore. Se la stella si allontana, si verificherà l'inverso. E quello che viene definito effetto Doppler . Tale fenomeno si può spiegare con un esempio molto semplice, paragonando le onde luminose a quelle sonore. Se, stando fermi, si ascolta il rumore di un treno che passa, questo apparirà diverso qualora il treno si avvicini o si allontani. Nel primo caso le onde si addensano, mentre nel secondo avviene il contrario. Nel primo il rumore del treno apparirà più alto, in quanto la lunghezza d'onda è più piccola e la frequenza alta, nel secondo più basso, poiché la lunghezza d'onda è più grande e la frequenza bassa. Al posto del treno possiamo utilizzare come esempio una macchina che sfreccia sulla strada. La polizia sfrutta questo effetto per determinare la velocità del veicolo misurando la frequenza degli impulsi d'onde radio riflessi e quindi ricevuti di ritorno da un'apposita apparecchiatura. Nel caso della luce, se l'effetto si verifica, vuoi dire che la stella che si osserva non è fissa; si allontana se lo spettro è spostato verso l'estremo rosso, si avvicina se è spostato verso il blu. Quando lo studioso americano Hubble osservò le stelle delle galassie si aspettava di vederle muoversi in modo alquanto irregolare; si accorse invece che la maggior parte di esse appariva con lo spettro spostato verso il rosso; perciò concluse che queste stelle si stavano allontanando in modo non casuale, ma proporzionale alla distanza dalla Terra.

 Ciò vuoi dire che quanto più la galassia in osservazione è lontana, tanto più grande è la velocità di spostamento. La conclusione di queste ricerche apparve subito ovvia: l'universo Don è affatto statico, ma si sta espandendo e la distanza tra le singole galassie è in aumento. La scoperta di un universo in espansione rappresenta il dato astronomico saliente di questo secolo di osservazioni. Quanto la fede in un univetso statico fosse forte emerge dal fatto che il fenomeno dell'espansione avrebbe potuto essere ricavato già in base alla teoria della gravità di Newton. Ciò può essere facilmente compreso prendendo in esame un razzo lanciato dalla superficie della Terra. Qualora la sua velocità sia inferiore ad una certa velocità critica, detta «velocità di fuga» (circa 11,2 m/sec) esso ricadrà al suolo, poiché sarà richiamato dalla gravità. Diversamente, se la sua velocità è superiore a questo limite, la gravità non sarà più sufficiente a farlo tornare indietro e il razzo continuerà ad allontanarsi dalla Terra. Evidentemente l'espansione dell'universo avviene con una velocità che la forza di gravità non è abbastanza forte da compensare.