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La curiosità del mese

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Astronave Terra

La curiosità del mese di marzo 2020 a cura di Gabriele Ghisellini


Fig. 1 - Rappresentazione artistica del moto di rotazione (1 giorno) e rivoluzione (1 anno) terrestre.
Fig. 1 - Rappresentazione artistica del moto di rotazione (1 giorno) e rivoluzione (1 anno) terrestre.

Quando siamo a bordo di un treno, fermi in stazione, ogni tanto capita di vedere un altro treno nel binario vicino muoversi e per un attimo non siamo capaci di distingure se siamo noi a muoverci o se è l’altro treno. Se stiamo facendo una gita in barca, lungo un fiume, e non remiamo, la barca sembrerà perfettamente ferma fintanto che non guardiamo la riva. Quando lo facciamo, ci accorgiamo che la barca in realtà si sta muovendo, con la stessa velocità della corrente del fiume. Quindi la barca è sì ferma rispetto all’acqua del fiume, ma insieme a questa si sta muovendo rispetto alla riva.
Se non abbiamo riferimenti, non sappiamo dire chi è che si muove.

Fig. 2 - L'orbita del sistema solare attorno al centro della Via Lattea. 100 milioni di anni fa eravamo dall'altra parte della galassia.
Fig. 2 - L’orbita del sistema solare attorno al centro della Via Lattea. 100 milioni di anni fa eravamo dall’altra parte della galassia.

Pensiamo a noi, sulla nostra Terra, placidamente fermi. Magari a letto.
Siamo veramente fermi? Neanche per idea ...
Innanzitutto la Terra gira su se stessa, e come sappiamo fa un giro in un giorno.
Se fossimo all’equatore, che è lungo 40 mila chilometri, andremmo alla velocità di circa 460 metri al secondo, cioè a 1670 chilometri all’ora.
Se abitassimo al polo sud o al polo nord, invece, la velocità sarebbe zero.
Dalle nostre parti, in Italia, la velocità è circa 1200 chilometri all’ora.
E come mai non siamo spazzati via da un vento irresistibile? Perchè anche l’aria gira alla stessa velocità.

Fig. 3 - Moto del sistema solare attorno al centro della Via Lattea. Nel suo moto, il sole oscilla nella direzione verticale, e cosi' puo' incontrare nubi molecolari e di polvere, che possono assorbire la sua radiazione.
Fig. 3 - Moto del sistema solare attorno al centro della Via Lattea. Nel suo moto, il sole oscilla nella direzione verticale, e così può incontrare nubi molecolari e di polvere, che possono assorbire la sua radiazione.

Sappiamo anche che la Terra fa un giro intorno al Sole in un anno, e l’orbita della Terra è lunga circa un miliardo di chilometri: li percorriamo a 30 chilometri al secondo.
E non è finita qui: tutto il nostro sistema solare gira intorno al centro della nostra galassia alla velocità di circa 220 chilometri al secondo.
Da quando è nato il sistema solare, circa 5 miliardi di anni fa, abbiamo già fatto 20 giri attorno al centro della Via Lattea.

Fig. 4 - Mappa della temperatura della radiazione cosmica di fondo. Il blu indica piu' freddo, il rosso piu' caldo, come nei rubinetti, anche se la logica imporrebbe il contrario (blu indica frequenze piu' alte, e quindi temperatura piu' calda). Noi (cioe' la Via Lattea e le galassie vicine) stiamo andando verso il centro della macchia rossa.
Fig. 4 - Mappa della temperatura della radiazione cosmica di fondo. Il blu indica più freddo, il rosso più caldo, come nei rubinetti, anche se la logica imporrebbe il contrario (blu indica frequenze più alte, e quindi temperatura più calda). Noi (cioè la Via Lattea e le galassie vicine) stiamo andando verso il centro della macchia rossa.

Abbiamo quindi 20 anni galattici ...
Quindi 100 milioni di anni fa, quando i dinosauri erano i padroni della Terra, questa era dall’altra parte della nostra Galassia. E 200 milioni di anni fa eravamo nuovamente dove siamo ora.
Solo che sarebbe stato difficile accorgersene, perchè anche tutte le stelle vicine ruotano come noi.
Ci sarebbero, è vero, delle piccole differenze, che nel corso dei millenni scompiglierebbero le costellazioni fino a farle diventare irriconoscibili.
E poi, mentre facciamo un giro di giostra attorno alla Galassia, il nostro sistema solare va leggermente su e giù rispetto al piano galattico, incontrando probabilmente delle nubi molecolari che periodicamente potrebbero oscurare parzialmente il Sole.
C’è chi ha proposto che questa è la ragione delle glaciazioni, ma non ne siamo ancora sicuri.
E per finire, la nostra galassia si muove a circa 600 chilometri al secondo verso un punto della costellazione dell’Idra e forse un giorno diventerà una delle tante galassie dell’ammasso della Vergine.

Fig. 5 - La nostra meta fra qualche miliardo di anni: in direzione della costellazione Hydra, verso l'ammasso di galassie della Vergine, verso cui andiamo alla velocita' di 600 chilometri al secondo, circa 52 milioni di chilometri al giorno.
Fig. 5 - La nostra meta fra qualche miliardo di anni: in direzione della costellazione Hydra, verso l’ammasso di galassie della Vergine, verso cui andiamo alla velocità di 600 chilometri al secondo, circa 52 milioni di chilometri al giorno.

E tutto questo turbinio di moti accade anche quando stiamo dormendo, apparentemente immobili nel nostro letto.
Il modo più "semplice" per accorgersi di questo moto è osservare la radiazione cosmica di fondo, che permea tutto l’Universo, visto che è quello che rimane della radiazione che si è formata subito dopo il Big Bang.
Da allora questa radiazione continua a raffreddarsi. Una volta la sua temperatura era miliardi di gradi, adesso è appena 2,7 gradi K (cioè 2,7 gradi sopra lo zero assoluto: se volete I gradi Celsius, corrisponde a -270 C).
Tutti noi sappiamo che se una macchina di formula uno si avvicina a noi il rombo del suo motore è più acuto, e diventa più grave quando si allontana.
Questo succede anche alla luce. Si chiama effetto Doppler. Succede anche se siamo noi a muoverci nel mare di radiazione del fondo cosmico.
Quindi se ci muoviamo rispetto a questo, vedremo della radiazione più "acuta" cioè più blu, provenire dalla zona verso cui stiamo andando.
E una zona più rossa dalla zona da cui ci stiamo allontanando.
Non è difficile immaginare che lo spostamento verso il blu e verso il rosso è proporzionale alla velocità.
Quindi la possiamo misurare, ed è così che abbiamo misurato che tutta la nostra galassia, insieme alle sue vicine, si muove a 600 chilometri al secondo: sempre, anche quando dormiamo e ci sembra di essere placidamente fermi nel nostro letto.



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