La lentezza della velocità della luce

3 animazioni mostrano quanto la velocità della luce, rapportata all'immensità dello spazio, sia tediosamente lenta.

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Quanto impiega la luce per spostarsi nello spazio?|Shutterstock

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.

 

1. Attorno alla Terra:

 

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.

 

2. Dalla Terra alla Luna:

 

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.

 

3. Viaggio al Pianeta Rosso:

 

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.

 

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La "vicina" Galassia di Andromeda.

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.

 

06 Febbraio 2019 | Davide Lizzani