Visualizzazione post con etichetta legge di hubble. Mostra tutti i post
Visualizzazione post con etichetta legge di hubble. Mostra tutti i post

mercoledì 29 maggio 2013

Domande e risposte: Se l’Universo si espande, perché ci sono galassie che si scontrano?



Il valore della costante di Hubble, quindi il tasso con cui si espande lo spazio attorno a noi, ci suggerisce la risposta a questa domanda, una delle più frequenti in merito al complesso concetto di espansione dell’Universo.
La costante di Hubble afferma che ogni milione di parsec, quindi ogni circa 3 milioni di anni luce dal punto di osservazione, la velocità di allontanamento rispetto all’osservatore aumenta di circa 70 km/s.
Questo sembra proprio un valore estremamente piccolo: basti pensare a quanto sia grande una distanza di oltre 3 milioni di anni luce!
In effetti, è sufficiente fare qualche semplice calcolo per capire meglio. 

Nel caso di una stella distante da noi circa 1000 parsec (3260 anni luce), la velocità di recessione sarebbe pari a circa 0,07 km/s, un valore piccolissimo se confrontato con il moto attorno al centro della Galassia, pari a oltre 200 km/s!
La situazione è ancora più chiara se consideriamo i pianeti. Anche il più distante dalla Terra, Nettuno, a causa dell’espansione dell’Universo si allontanerebbe da noi a circa 10 nm, 10 miliardesimi di metro, al secondo! Questo valore è così piccolo da risultare assolutamente trascurabile, di gran lunga sopravanzato dalle interazioni gravitazionali con il Sole, gli altri pianeti, i suoi stessi satelliti. 

Siamo arrivati a un’importante conclusione: l’espansione dell’Universo non si nota per piccole scale, perché è svariati ordini di grandezza sopravanzata da molte altre variabili, prima su tutti la forza di gravità. Per osservare l’effetto dobbiamo rivolgere il nostro sguardo necessariamente verso galassie estremamente lontane, affinché lo spazio che ci separa sia sufficientemente vasto da notare velocità di recessione comparabili, o superiori, con quelle gravitazionali. 

Il limite per il quale l’espansione dell’Universo si fa sentire può essere identificato come la distanza alla quale competono velocità di espansione superiori ai 1.000 km/s. Questo limite si trova a circa 50 milioni di anni luce. Entro questa distanza, l’espansione dell’Universo può essere trascurata.
Quando i moti gravitazionali all’interno di un certo spazio sono maggiori dell’espansione dell’Universo, allora le interazioni gravitazionali sono ancora possibili. 

Gli ammassi di galassie hanno diametri di qualche decina di milioni di anni luce, quindi da un estremo all’altro la velocità di recessione tra due galassie potrebbe superare i 1000 km/s. I moti gravitazionali attorno al centro di massa, però, possono essere anche dieci volte superiori e di fatto l’ammasso non viene disperso. 

Per distanze inferiori, le cose sono ancora più semplici. La galassia di Andromeda, distante 2,3 milioni di anni luce, si dovrebbe allontanare da noi a una velocità di circa 50 km/s, ma la reciproca attrazione gravitazionale è così forte che, sebbene lo spazio di espanda, le due galassie si avvicinano a circa 100 km/s. Questo non significa che lo spazio non si espande, ma solamente che per piccole distanze prevale l’effetto risultante delle interazioni gravitazionali, quindi i moti attraverso lo spazio.