Una alla volta per carità!

Il nostro caro amico Giuseppe, facendo una domanda sull’età delle galassie, ha volontariamente o involontariamente “toccato” un problemino che a qualcuno, magari a molti, potrebbe non sembrare così banale (vedi i primi commenti all’articolo da giovani si fanno più figli). La cosa si è poi in qualche modo accentuata con la risposta di Vito. Sintetizzando, Giuseppe ha sollevato (tra le righe…) il seguente dubbio: “Potrei vedere nello stesso momento la stessa galassia quando era giovane e quando era più vecchia?” In altre parole: “Io oggi vedo una galassia molto antica in un certo punto del cielo. Nel frattempo però lei si è mossa e magari si è avvicinata. Ma se è più vicina potrei vedere la sua luce arrivare nuovamente oggi, ma proveniente da un’altra direzione? E’ possibile questa assurdità?”. La risposta è semplicissima: “NO. Per farlo dovrebbe viaggiare più veloce della luce”. Non ci sarebbe bisogno di dire altro e per molti di voi sarebbe più che sufficiente.

Tuttavia, parecchi lettori sono alle prime armi ed allora, anche a costo di essere preso per pedante o limitato, preferisco affrontare il problemino analizzandolo più a fondo, cercando di descriverlo in maniera estremamente elementare. Per far ciò, sarò costretto a tralasciare alcune cose e commettere alcuni errori (non importanti però per quello che voglio dimostrare). Spero di fare comunque una cosa che possa interessare parecchi. Anche perché, per chi vuole approfondire, il modo con cui descriverò la faccenda (la figura che segue, soprattutto) può aiutare in fretta ad inserire nello schema l’espansione dell’universo e gli effetti che può comportare.

Immaginiamo che l’Universo sia su un piano

Semplifichiamo allora il problema, immaginando che l’universo stia su un piano (quello della figura). Noi stiamo osservando oggi, al tempo t0 e ci troviamo in 0 (apparentemente ci sentiamo al centro di tutto, come è giusto che sia). Ogni circonferenza avente centro 0 rappresenta il luogo degli oggetti che stanno ad una certa distanza da noi. Dato che la velocità della luce è una costante, la luce degli oggetti che stanno su una stessa circonferenza e che vediamo all’istante t0, DEVE essere partita allo stesso istante t.

Consideriamo, ad esempio, la circonferenza blu, quella più vicina. Essa sta ad una distanza pari a (t0 - t3) anni luce da noi e la luce di tutti gli oggetti di tale circonferenza che stiamo vedendo DEVE essere partita all’istante t3. Lo stesso discorso vale per la circonferenza che ha emesso la luce nell’istante t2 < t3 < t0 e per quella che la ha emessa in t1 Big Bang e quindi crescono fino ad oggi, ossia t0).

La galassia che ci interessa sia ad esempio la G1. La luce che vediamo è partita all’istante t1. Immaginiamo adesso che essa si sia mossa nell’intervallo di tempo t2-t1. Qualcuno potrebbe dire: “Se, dopo aver emesso la luce in t1, si fosse avvicinata a noi, potrei teoricamente anche vederla in un'altra direzione nello stesso istante t0. Basterebbe ad esempio che nel tempo t2-t1 raggiungesse la circonferenza verde e potrei vederla anche in G1’. Infatti gli oggetti che emettono luce all’istante t2 sulla circonferenza verde si vedono anch’essi all’istante t0. Potremmo perciò vedere la stessa galassia quando era più giovane (t1) e quando era più vecchia (t2). Due immagini dello stesso oggetto relative a epoche diverse. Magnifico!!”. Ed invece è impossibile!

Consideriamo il cerchietto nero a puntini con centro in G1. Esso rappresenta la distanza percorribile dalla luce partita da G1 in t1, nel tempo t2-t1. Accidenti, ma G1’ – G1 è maggiore del percorso che può aver fatto la luce nello stesso intervallo di tempo t2–t1. Affinché la galassia possa arrivare in G1’ nel tempo t2-t1 dovrebbe essere andata più veloce della luce! E questo non può essere vero! Al limite potrebbe muoversi alla velocità della luce, ma allora viaggerebbe lungo la linea G1-0 e quindi si vedrebbe sempre nello stesso punto del cielo. Notate inoltre che tutto ciò lo abbiamo dimostrato senza nemmeno considerare la deformazione dello spazio-tempo che ci insegna la teoria della relatività.

Qualcuno mi potrebbe dire: “Ma tu hai considerato la posizione in G1’ posta sulla circonferenza di G2. Se avessi preso una circonferenza più vicina a quella di partenza poteva funzionare”. No, nemmeno in quel caso. Infatti lo stesso discorso fatto prima si sarebbe potuto fare per qualsiasi circonferenza t tra t2 e t1, bastava considerare un nuovo cerchietto a puntini di raggio t-t1 e non cambiava niente. Accontentiamoci allora di vedere una sola immagine alla volta di ogni galassia.

La rappresentazione può portare a sviluppi anche più interessanti. Lo lascio a voi come esercizio! Ad esempio potreste fare allontanare invece di avvicinare la galassia G1, simulando l’espansione dell’universo. O, addirittura, per i più preparati, considerare l’intervallo t2-t1 (che abbiamo considerato piuttosto ampio per semplicità di figura e di trattazione) sempre più piccolo, fino a considerarlo infinitamente piccolo. In questo modo si capirebbe ancora meglio che la velocità della luce pone un limite invalicabile alla visione “duplice” di uno stesso oggetto.

Spero di aver chiarito, piuttosto che aver complicato la faccenda… Magari qualche lettore troverà un modo ancora migliore di questo per spiegare l’apparente paradosso, o meglio dubbio. Esponetelo senza paura! Questo è un sito dove non solo si cerca di spiegare, ma anche di collaborare reciprocamente. E’ o non è il SITO PIU’ BELLO DEL MONDO????!!!!

In ogni caso, grazie a Giuseppe ed a Vito per aver sollevato l’interessante problemino!

Condividi

articolo successivo: Universo e universo osservabile
articolo precedente: Le stelle di popolazione III

Torna su