Introduzione all’Astronomia.

L’ è quella scienza che oggi cerca di descrivere ed interpretare l’Universo studiando la radiazione elettromagnetica che emettono i corpi celesti.

Il nostro occhio (strumento conoscitivo meraviglioso ma molto limitato..) di tutto lo spettro elettromagnetico “vede” un solo tipo di radiazione: la luce visibile.

La luce viaggia inalterata nello spazio a circa 300.000 km/s. Un valore notevole ma pur sempre finito e con ciò si spiega un carattere particolare dell’Astronomia: quando guardiamo degli oggetti celesti molto lontani da noi nello spazio, non li vediamo come sono ora, ma come erano nel passato.

Il Sole, ad esempio, è la stella più vicina con una distanza media dal nostro pianeta di circa 150 milioni di km. La luce che ogni istante abbandona la superficie solare per raggiungere quella della Terra impiega circa 8 minuti e mezzo: questo implica che il Sole osservato in qualsiasi momento è un’immagine “vecchia” più o meno di 8 minuti…

La propagazione della luce viene considerata come un processo di trasferimento dell’energia da un punto ad un altro dello spazio in cui non si richiede la presenza della materia in quantità ponderabile, ne come veicolo dell’energia, ne come mezzo attraverso il quale l’energia possa trasferirsi. Quando dell’energia si trasferisce nello spazio con un processo di questo tipo siamo soliti dire che siamo in presenza di un particolare tipo di radiazione: la radiazione luminosa.

Quella luminosa, come tutte le radiazioni elettromagnetiche, è costituita da onde di frequenza variabile: ma onde di cosa? Sappiamo che le onde su una corda elastica sono oscillazioni delle parti costituenti la corda stessa. Anche il suono obbedisce ad un comportamento di carattere ondulatorio ed è associato all’oscillazione delle particelle dell’aria o del mezzo in cui si propaga. Cosa oscilla invece in un’onda luminosa ?

L’onda luminosa viene generata in particolari condizioni dall’oscillazione di cariche elettriche. Queste generano attorno a se effetti elettrici e magnetici (descrivibili ricorrendo al concetto di campo) con caratteri ondulatori e capaci di propagarsi nello spazio senza alcun bisogno di supporto materiale. Le onde si propagano in direzione ortogonale a quella di oscillazione, proprio come le onde del mare si propagano orizzontalmente mentre l’acqua in realtà oscilla in alto e in basso. Praticamente la radiazione elettromagnetica deriva dalla propagazione di campi elettrici che generano campi magnetici e viceversa.

Il meccanismo che emette le onde luminose è l’atomo stesso. L’elettrone legato all’atomo emette energia solo quando salta da orbite esterne ad orbite più interne; viceversa assorbe energia per portarsi da orbite interne ad orbite più esterne. Normalmente gli atomi occupano le orbite più interne dove hanno energia più bassa.

L’energia trasportata dalla radiazione EM è proporzionale alla sua frequenza. Al crescere della frequenza si hanno onde radio, microonde, radiazione infrarossa, luce visibile, radiazione ultravioletta, raggi X e raggi gamma. Tutti i tipi di radiazione formano il cosidetto spettro elettromagnetico.

La luce visibile rappresenta solo una piccola porzione dell’intero spettro. La radiazione EM presente nel cosmo ha lunghezze d’onda molto diverse. Quella che noi vediamo con i nostri occhi non è altro che una piccolissima parte dello spettro elettromagnetico.

 

Alessandro Onali

 

About Alessandro