La luce è l’unico strumento che gli astronomi possiedono per studiare
il cosmo e gli oggetti che lo popolano. È quindi molto importante capire
com’è e quali sono le sue proprietà.
Innanzitutto essa diminuisce d’intensità all’aumentare della distanza
della sorgente dall’osservatore. Cosa vuol dire? Che a una distanza di 2 metri
una lampadina illumina una stanza. Se posta a 200 metri essa ci sembra un
puntino luminoso molto piccolo. Questo vuol dire che la distanza indebolisce
la luminosità di una fonte di luce. Sapere questo è estremamente
utile perché, data la luminosità assoluta di un corpo celeste,
possiamo dedurne la distanza in base alla luminosità che la fonte appare
avere. Esistono delle leggi matematiche che stabiliscono questo dato.
Una proprietà della luce che in genere risulta piuttosto sbalorditiva
è legata alla sua velocità. I raggi luminosi sono dei segnali
( come quelli sonori ) che partono dalla sorgente e arrivano all’osservatore.
Contrariamente a quanto la nostra esperienza quotidiana sembra indicarci,
oggi noi sappiamo che la velocità con cui si propaga la luce è
finita ( e non infinita come si riteneva in passato ). Essa percorre circa
300.000 Km in un secondo. Vuol dire che un segnale luminoso partito da una
sorgente posta a 300.000 km, impiega circa 1 secondo per arrivare a noi.
La Luna per esempio, orbita ad una distanza dalla
Terra di circa 384.000 Km. Quindi l’immagine che noi vediamo della Luna
è vecchia di un secondo! E quando è vecchia l’immagine
del Sole? Facciamo un po’ i conti: esso dista da noi circa 150 milioni
di Km. Se dividiamo per 300.000 ( che è il numero di Km fatti dalla
luce in un secondo ) otteniamo 500. Questo è il numero di secondo che
un raggio di luce partito dal Sole impiega per giungere fino a noi sulla Terra.
500 secondi sono 8,3 minuti. Quindi l’immagine che noi vediamo del Sole
in realtà è vecchia di 8 minuti!
E quella di Plutone? Beh, Plutone dista mediamente dal Sole
5.913 milioni di Km. Diviamo questo numero per 300.000, otteniamo 19710 secondi,
che equivalgono a 328,5 minuti, che a loro volta sono 5,475 ore. Quindi un
osservatore sul Sole vedrebbe Plutone com’era 5 ore e mezzo prima.
Questo vale per ogni oggetto nell’universo. Più esso è lontano
e più vecchia sarà la sua immagine.
Un’altra proprietà interessante e molto utile per gli astronomi riguarda
la scomposizione del raggio di luce. Quando questo passa attraverso un prisma
viene diviso nei colori primari dell’iride. In natura è il fenomeno
dell’arcobaleno. Le goccioline d’acqua sospese nell’aria fungono da prisma
e separano nei 7 colori i raggi del Sole. Questa proprietà della luce
permette agli astronomi in determinate condizioni di conoscere la composizione
chimica e la distanza della sorgente. Vediamo di spiegare brevemente come.
Definiamo spettro stellare la striscia di colori ( dal rosso al blu ) ottenuta
dalla separazione del raggio di una stella attraverso un prisma. È stato
notato che gli spettri sono solcati da delle piccole linee nere. Gli studi
sulla chimica ci hanno insegnato che ciascuna di quelle linee corrisponde
a un determinato elemento chimico. Questo ci dice che quel determinato elemento
è presente nella stella. È questa proprietà che ci permette
di dire di quali materiali sono fatte le stelle. Questa tecnica viene usata
anche con le galassie e le nebulose.
L’analisi di queste righe scure sullo spettro ci permette anche di stimare
se la sorgente si sta avvicinando o si sta allontanando da noi. In quale modo?
Facciamo un esempio. Quando si sta avvicinando un’auto della polizia a sirene
spiegate, sentiamo il suono diventare più forte e acuto a mano a mano
che l’auto si avvicina. Il volume massimo lo avvertiamo quando ci passa nel
punto più vicino. A mano a mano che l’auto si allontana, sentiamo il
volume della sirena diminuire d’intensità.
Con la luce degli oggetti in movimento succede un po’ la stessa cosa. Il segnale
che ci indica se la sorgente si avvicina o no consiste nel fatto che vediamo
le righine nere dello spettro spostate verso il rosso ( se si sta allontanando
) o verso il blu ( se si sta avvicinando ). Questo, chiamato effetto Doppler,
unitamente ad altre leggi fisiche e cosmologiche, ci fornisce un’indicazione
sulla distanza e sul moto delle sorgenti luminose.
Abbiamo visto come le enormi distanze dello spazio concorrono ad affievolire
i raggi di luce che ci provengono dagli oggetti astronomici. Soltanto negli
ultimi anni ci si è accorti del fatto che anche l’uomo contribuisce
a rendere difficoltosa l’osservazione del cielo.
L’inquinamento dell’aria, dell’acqua e del suolo fanno parte della nostra
vita da decine di anni. Poche persone però sanno cosè l’inquinamento
luminoso. Per inquinamento luminoso si intende qualunque alterazione della
quantità naturale di luce presente di notte nell’ambiente esterno e
dovuta ad immissione di luce di cui l’uomo abbia responsabilità. Nella
maggioranza dei casi le cause dell’inquinamento sono le illuminazioni esterne,
anche se a volte capita che le luci progettate per interni (come quelle delle
vetrine ) sfuggano all’esterno degli edifici.
Ovviamente buona parte di queste luci è preposta a scopi di sicurezza,
ma ce ne sono tantissime che hanno come unico scopo quello pubblicitario o
decorativo. Queste sono spesso puntate direttamente verso l’alto oppure non
sono ben schermate e non riescono a direzionare efficacientemente la luce
verso il punto voluto. Questa viene poi dispersa verso il cielo.
L’impedimento all’osservazione del cielo è soltanto uno dei tanti effetti
negativi di questo tipo di inquinamento. Infatti bisogna considerare innanzitutto
lo spreco energetico e di risorse e le conseguenze che un’illuminazione nottura
"a giorno" ha sulla vita animale e vegetale. Queste infatti possono
subire un’alterazione dei loro cicli.
Il fenomeno è particolarmente accentuato nelle città. Le zone
poco densamente popolate, come le campagne e le montagne, risentono meno di
questo problema. Ma è solo una questione di tempo e prima o poi anche
queste zone saranno invase da fonti di luce non necessarie. Del resto i nostri
genitori e i nostri nonni possono testimoniare come il cielo nelle città
sia cambiato negli ultimi 30 anni.
Astronomi e astrofili in tutto il mondo lavorano per sensibilizzare l’opinione
pubblica nei confronti di questo problema e hanno presentato proposte di legge
per limitarne gli effetti deleteri. Purtroppo raramente viene ascoltata la
loro opinione.