La lentezza della velocità della luce
3 animazioni mostrano quanto la velocità della luce, rapportata all’immensità dello spazio, sia tediosamente lenta.
Uno scienziato della Nasa ha realizzato queste animazioni per farci vedere come deve cambiare la percezione della dimensione umana guardando alle dimensioni del Cosmo, e senza neppure andare troppo lontano: mostrando in quanto tempo un raggio di luce percorre la circonferenza della Terra, la distanza Terra-Luna e la distanza Terra-Marte. Ecco i tempi di percorrenza viaggiando a 299.792 km al secondo, ovvero la velocità massima possibile.
Viaggiare a velocità-luce sulla Terra sarebbe forse troppo: in un secondo la luce fa il giro dell’equatore 7 volte e mezzo, neppure il tempo di pensare a dove andare che siete già arrivati. Altro che gli 80 giorni di Giulio Verne, mentre i moderni aerei supersonici impiegano diverse ore per fare un giro attorno al pianeta. Anche lo Space Shuttle, fuori dall’atmosfera, impiegava più di un’ora.
Per raggiungere la Luna la luce impiega poco più di un secondo (1,3 secondi luce). Un viaggio più comodo rispetto a quello delle missioni Apollo, che durava ben tre giorni. Dalla Luna, gli astronauti in contatto con la Terra dovevano aspettare più di due secondi per ricevere risposta: in un secondo la loro voce (convertita in segnale radio) arrivava sulla Terra, e poi, ammesso che ci fosse qualcuno pronto a dare una risposta rapida, un altro secondo prima di ricevere la risposta.
La distanza Terra-Marte varia in base alla posizione dei due pianeti sulle rispettive orbite. In questa animazione viene raffigurato lo scenario migliore: il momento in cui Marte è più vicino alla Terra, a soli 54,6 milioni di km. Il nostro raggio di luce viaggia sempre alla sua velocità, dall’inizio alla fine, ma la distanza comincia a farsi sentire: gli ci vogliono più di 3 minuti per arrivare a destinazione.
Questo significa che, dopo aver inviato da Terra un comando ai rover che abbiamo sul Pianeta Rosso, dobbiamo aspettare almeno 6 minuti per vedere se e come il comando è stato eseguito.
E oltre. Le animazioni di James O’Donoghue, il fisico della Nasa autore di questo lavoro, non vanno oltre. Facciamolo noi, un passo in più alla velocità della luce (tempo permettendo): dal Sole, un raggio di luce arriva sulla Terra in 8,317 minuti (in media, perché essendo la nostra orbita leggermente ellittica, la distanza cambia a seconda del periodo dell’anno). Ai lettori più poetici non sarà sfuggita l’implicazione di tutto ciò: il primo raggio di Sole del mattino, in realtà, è già vecchio.
Proseguiamo il viaggio: per arrivare a Nettuno (il pianeta più esterno del Sistema Solare, dopo l’espulsione di Plutone dalla famiglia dei pianeti) la luce impiega più di 4 ore, mentre un segnale che partisse dalla Voyager 1 impiegherebbe oltre 20 ore-luce per arrivare fino a noi.
Uscendo dal Sistema Solare, le ore diventano anni: Proxima Centauri, la stella più vicina, si trova a 4 anni luce da noi, mentre un raggio di luce che arrivasse a noi oggi dal centro della Via Lattea sarebbe partito circa 27 mila anni fa. Un po’ più lontano c’è la più vicina galassia simile alla nostra, Andromeda, a 2 milioni e mezzo di anni luce.
Fin qui, la matematica di tutti i giorni è sufficiente: basta conoscere la distanza tra A e B e la velocità che possiamo tenere, e il gioco è fatto. Il passo successivo è più complesso e controintuitivo: possiamo osservare il confine dell’Universo? A quale distanza (tempo-luce) si trova? Se l’Universo non fosse in espansione, il confine visibile sarebbe a (circa) 13,7 miliardi di anni luce da noi. Un raggio di luce proveniente da quel punto, ci metterebbe quel tempo: è l’età dell’Universo, la sua origine, ed è ovvio che non si potrebbe vedere nulla di più vecchio. Ma non è così: l’Universo si espande, e sempre più velocemente, affermano gli scienziati, che stimano che quel raggio di luce arrivato fino a noi dopo un viaggio di 13 miliardi di anni, corrisponda a qualcosa che ora si trova a 47 miliardi di anni luce da noi. E questo sarebbe, adesso e circa, il raggio dell’Universo osservabile da qualunque punto della Terra. Buon viaggio.
Di: Davide Lizzani
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