Perché il cielo di notte è buio?

In questo post vedremo come con pochi fatti sia possibile porsi delle domande assolutamente intelligenti.
Il fatto a cui ci vogliamo riferire è il seguente: la notte è buia.
E allora? Qual è il problema? Oppure: grazie, è la scoperta dell’acqua calda visto che di notte il Sole illumina l’altra metà della Terra.
Già, probabilmente vi ho fatto notare un fatto abbastanza ovvio e me ne scuso.
Un fatto molto ovvio e con una spiegazione altrettanto ovvia (la Terra ruota su se stessa, il Sole è dall’altra parte). Ma, come sempre, c’è un ma.

Infatti nel cielo ci sono le stelle. No, dico, non una, ma miliardi addirittura (in realtà moltissime di più ancora). Quindi, insomma, in un certo senso dovrebbero fare abbastanza luce per le nostre notti.
E invece non ci siamo, perché le stelle le vediamo come puntini minuscoli. Addirittura gli antichi pensavano che il cielo fosse un enorme telo e le stelle rappresentassero dei piccoli fori. Così, per dire.
Però uno potrebbe anche pensare che, siccome ci sono talmente tante stelle, alla fine, ovunque io guardi una stella il mio occhio la deve pur sempre beccare. Vero, ma qui si fanno delle assunzioni senza citarle. In particolare, per avere un occhio-cecchino di stelle dobbiamo innanzitutto assumere che esista un numero infinito di stelle. E di conseguenza dovremmo assumere che l’universo stesso sia infinito.

Ma date queste assunzioni allora dovrebbe essere tutto vero: cioè il nostro occhio dovrebbe sempre beccare una stella e a quel punto questo vorrebbe dire che tutto il cielo è illuminato!
Fermi, lo sappiamo tutti: la notte è buia anche se vediamo miliardi e miliardi di stelle.

Notte stellata – Vincent Van Gogh

Beh, potremmo dire: la luce delle stelle lontane ci mette un po’ ad arrivare.
Infatti sappiamo bene che la velocità della luce è finita, cioè non è infinita. Dunque può darsi che parecchie stelle non riusciamo a vederle perché la loro luce non ci è ancora arrivata poiché anche la luce, pur andando velocissima (trecento mila chilometri al secondo!), ci mette un po’ per percorrere le autostrade dell’universo.

Ah! Sembra una soluzione ragionevole. Allora non dobbiamo cambiare nessuna ipotesi e ci teniamo il nostro fantastico universo infinito. Ma anche no!
Se l’universo fosse infinito o avesse un’età infinita allora la luce delle stelle lontane avrebbe avuto tutto il tempo per giungere al nostro occhio cecchino. Ecco, sembrava troppo facile, doveva esserci qualcosa sotto.
Beh, ma una soluzione a questo fatto che la notte è buia dobbiamo pur trovarla, giusto?
Proviamo così, diciamo qualcosa di sconvolgente, magari funziona. Ecco, sparo: l’universo ha avuto un inizio. Nel tempo, dico.

L’ho detta, anzi l’ho scritta. Sarà grave? Ma no, dai!

Proviamo a pensarci un attimo sopra: se l’universo ha un’età finita allora può darsi che la luce delle galassie lontane non sia ancora arrivata a noi e noi, dunque, ancora non siamo in grado di vederle. Cioè la loro luce ci deve ancora arrivare.

E che ne dite se dico quest’altra: l’universo si espande! Questa è grossa, eh.

Cioè questo vuol dire che la luce delle galassie non arriva a noi non solo perché l’universo ha un’età finita ma anche perché le galassie stesse si stanno allontanando da noi (in realtà è lo spazio che si espande, qualche rigo più giù trovate un link utile).

In particolare, le galassie si allontanano da noi con una velocità proporzionale alla distanza e quindi ad un certo punto si troveranno al di fuori del nostro orizzonte visibile, dove per orizzonte intendo il confine fino al quale riusciamo a vedere le galassie, perché la loro luce è riuscita ad arrivarci.

Quindi, in pratica noi abbiamo una visuale ristretta sia nello spazio che nel tempo del nostro universo. Questo vuol dire che possiamo vedere, tecnicamente facendo i conti, la luce che è partita al massimo circa 13 miliardi di anni fa, di più non si può. Ci siamo! Abbiamo trovato la soluzione al problema!

Sì, ma teoricamente, però.

Realmente l’universo si espande? E certo!
Non è che stiamo a contare i fotoni della radiazione di fondo qua! 🙂
Se diciamo una cosa è perché una qualche prova esiste. Il primo astrofisico in grado di misurare l’espansione dell’universo è stato Edwin Hubble nel 1929. Il nostro misurò la velocità delle galassie tramite l’analisi della luce proveniente da esse (tecnicamente analizzò gli spettri delle galassie) e trovò che le galassie si stanno allontanando, successivamente parafrasato nel più preciso “l’universo si espande” (per saperne di più sull’espansione dell’universo consiglio questo vecchio post di Quantizzando a questo link, ma ne scriverò ancora perché è un bell’argomento con parecchi spunti).

Quindi abbiamo due effetti, espansione dell’universo e l’età finita dello stesso. Chi comanda? Allora, tra espansione ed età finita l’effetto dominante è…l’età finita.

Questa affermazione non discende direttamente dalle tavole del sacro monte degli dei ma è stato confermato scientificamente come potete leggere, se vi va, in questo articolo: link!

E quindi adesso siamo abbastanza sicuri del perché la notte è buia.

Questo potete raccontarlo anche ai vostri bambini prima di dormire. Se hanno paura del buio hanno ragione da vendere. Infatti questo è dovuto al fatto che il nostro universo ha un’età finita con l’aggiunta che si sta espandendo.
A dirlo un sacco di volte inizia a fare paura anche a me, il buio.

P.S. Dimenticavo di dirvi che questo fatto della notte buia viene chiamato Paradosso di Olbers. Ma sapete, secondo me i fatti hanno importanza, non i nomi.

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