Sembra semplice, ma in realtà la risposta è molto complessa. Seguiteci con attenzione ed immergiamoci nei meandri dello spazio profondo

Innanzitutto “perché il cielo qui sulla Terra è azzurro durante il giorno ?”. Il cielo è azzurro perché i raggi solari, attraversando l’atmosfera, colpiscono le particelle presenti nell’aria e vengono diffusi in tutte le direzioni. Il colore blu del cielo è un risultato del processo di diffusione ovvero i fotoni del blu tendono ad essere più facilmente diffusi rispetto a quelli del rosso (effetto noto come Rayleigh). Al contrario di notte la Terra (a seconda del luogo in cui si vive) si trova in direzione opposta al Sole; dunque lo spazio è nero perché non ci sono sorgenti luminose vicine come il Sole appunto. Se fossimo sulla Luna, che non ha atmosfera, il cielo sarebbe nero sia di giorno che di notte. Lo si può vedere nelle fotografie riprese durante le missioni Apollo. Arriviamo alla domanda difficile.

Alternanza giorno/notte emisfero Australe. Credit: ESO

Se l’Universo è pieno di stelle e galassie, perché la luce proveniente da esse non si somma, rendendo il cielo sempre luminoso ?

Se l’Universo fosse infinitamente grande e fosse sempre esistito, ci aspetteremmo che il cielo notturno fosse chiaro perché sarebbe illuminato dalla luce di tutte queste stelle. Infatti se guardassimo in ogni direzione nello spazio, troveremmo una stella. Ma sappiamo per esperienza (anche visiva) che lo spazio è scuro! Questa contraddizione prende il nome di “Paradosso di Olbers”. Spiegherò questo paradosso con la teoria più accreditata.

L’Universo non è infinitamente vecchio, ma ha un’età stimata intorno ai 13,7 miliardi di anni. Dunque noi possiamo vedere solo le sorgenti luminose che si trovano a meno di 13,7 miliardi di anni luce di distanza, cioè la distanza che la luce percorre in 13,7 miliardi di anni. Questo vuol dire che la luce delle stelle che si trovano più lontane non è ancora giunta ai nostri occhi e dunque non contribuisce a rendere luminoso il cielo anche di notte.

L’ammasso di galassie della Fornace. Credit: ESO
https://www.eso.org/public/switzerland-it/images/eso1612a/

E non è finita qua. C’è un’altra motivazione.

Antepongo una piccola spiegazione per essere più chiaro: come sappiamo esiste lo spettro elettromagnetico ovvero l’insieme di tutte le possibili frequenze delle radiazioni elettromagnetiche. L’uomo vede nell’ottico che rappresenta una frequenza centrale: al di sopra troviamo gli infrarossi, le microonde e le onde radio mentre, al di sotto, l’ultravioletto, i raggi X e i raggi gamma (frequenze rilevabili sono attraverso strumentazioni).

Lo spettro elettromagnetico

E allora cosa succede nell’Universo?

L’Universo è in espansione (come provato da Hubble) e quindi le sorgenti di luce, come le stelle o meglio le galassie, si stanno allontanando da noi: la lunghezza d’onda della radiazione che riceviamo aumenta, cioè la luce della sorgente si sposta verso l’infrarosso (il cosiddetto REDSHIFT). Questo significa che la radiazione delle stelle che si stanno allontanando da noi si sposta verso il lato rosso dello spettro, tanto da non più essere visibile. Per farvi un esempio concreto,questo effetto è simile all’effetto Doppler, ovvero quando un’ambulanza con la sirena accesa prima si avvicina all’osservatore e poi si allontana. Ecco perché lo spazio è nero!

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