1^ notte

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Salve ragazzi e ragazze!
Cominciamo con questa pagina la nostra avventura
alla scoperta del cielo. Ci avventureremo, nelle
prossime pagine, oltre il nostro Sistema Solare per
scoprire le stelle. Sì, proprio le stelle che vediamo ogni
volta che si fa buio, se è sereno, come puntini luminosi
distribuiti nel cielo notturno. Ragioniamo un po’ su quel
che realmente vediamo, avremo delle sorprese.
Intanto diciamo che al dì le stelle non le vediamo solo perché la luce del Sole
sovrasta qualunque altra fonte luminosa. Anche la luce della Luna piena, ad
esempio, fa “sparire” molte stelle dalla volta celeste.
Ma concentriamoci su quel che possiamo vedere ogni notte. Innanzitutto diciamo
che le stelle che possiamo vedere con gli occhi non sono poi tantissime, anche se
tanti modi di dire ci invitano a pensare che le stelle visibili siano milioni o addirittura
un numero “infinito”.
Un cielo stellato così come lo puoi vedere con i
Il cielo visto da un potente telescopio molto
tuoi occhi
lontano dalle città
Ad occhio nudo possiamo vedere distintamente circa 4-5000 stelle in una notte
bella trasparente e scura, magari in un luogo distante dalle luci artificiali. In città il
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numero di stelle visibili è molto minore, proprio per la presenza di luci artificiali: in
una piazza molto illuminata, di una grande città ma anche di un piccolo paese, il
numero di stelle visibili si riduce in modo drastico, arriva a poche decine. Come
abbiamo già detto, spesso basta poco per tornare a vedere un bel cielo, è
sufficiente scostarsi da fonti di luce molto forti.
Le stelle visibili ad occhio sono quindi molte ma non moltissime, ma cosa vediamo
noi effettivamente? Per esagerare potremmo dire che quel che vediamo è un
cielo “sbagliato” rispetto a quello reale.
La luce che ci arriva dalle stelle,
infatti, quando entra nell’atmosfera
può venire deviata nella sua
traiettoria. L’atmosfera si comporta,
in qualche modo, come l’acqua
all’interno di un recipiente, un
acquario per esempio o una
boccia per i pesci rossi, che altera la
posizione in cui noi vediamo gli
oggetti.
Di quanto si spostano le stelle per questo effetto varia al variare della loro
posizione in cielo.
La posizione delle stelle che stanno allo zenit, ovvero esattamente sulla nostra
verticale, sopra la nostra testa, non subisce alcuna deviazione, ma, man mano
che scendiamo verso l’orizzonte, l’effetto diventa più cospicuo. A metà strada fra
lo zenit e l’orizzonte la deviazione dovuta alla rifrazione è già cospicua, circa un
trentesimo del diametro della Luna. Ma se scendiamo ancora diventa assai più
forte: all’orizzonte la posizione della stella ci appare spostata di ben mezzo grado,
praticamente tanto quanto è il diametro apparente della Luna.
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Quello che vediamo di notte è quindi l’ immagine delle stelle che viene deviata
dalla posizione che le spetterebbe tanto più quanto più ci si allontana dallo zenit
verso l’orizzonte.
Potete fare una piccola esperienza con
una torcia luminosa piccola ed una
boccia d’acqua, o l’acquario se
l’avete. Fatevi aiutare da un compagno
o qualcuno di casa, voi state da una
parte della boccia d’acqua, dall’altra
parte il vostro compagno muoverà la
torcia a destra e sinistra e in alto e in
basso, ma sempre in modo che sia
puntata su di voi.
Noterete facilmente la differenza fra la posizione reale della torcia luminosa e
quella che vi appare.
Ma questo è solo l’inizio, un altro effetto che sposta la posizione vera delle stelle
nella volta celeste è l’aberrazione. A tenerne conto con precisione è piuttosto
complicata, ma il concetto che sta alla base è semplice da capire.
L’aberrazione è stata “scoperta” da James Bradley nel 1729, quando i telescopi
erano assai rudimentali e non c’erano computer per fare i conti. La luce che ci
proviene dalle stelle viene deviata a causa del moto della Terra. Noi ovviamente
non ce ne accorgiamo perché la gravità ci tiene sulla crosta terrestre e tutto,
compresa la atmosfera, si muove con noi, ma la Terra, ruotando attorno al Sole, si
muove alla bella velocità di 30 chilometri al secondo (più di 100.000 chilometri
all’ora!). La sua velocità quindi non è trascurabile rispetto a quella della luce e
bisogna tenerne conto.
Nel suo moto attorno al Sole la Terra quindi per sei mesi andrà “incontro” alla luce
che ci proviene da una data stella, mentre per i seguenti sei mesi andrà nella
stessa direzione della luce stellare.
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A noi succede insomma qualcosa di
simile a quel che accade quando
piove. Anche se le gocce di pioggia
vengono
giù
perfettamente
perpendicolari, se ci muoviamo
dobbiamo inclinare l’ombrello in
avanti per non bagnarci.
La stella, durante l’ anno, sembrerà descrivere in cielo una minuscola ellissi che
ha un diametro di un trentesimo del diametro della Luna.
È tutto forse? Nemmeno per idea, non abbiamo preso in considerazione il punto
più importante: la distanza delle stelle. La luce che ci proviene da esse viaggia
alla maggiore velocità possibile in natura: 300.000 km al secondo. Non è poco ed
è molto difficile da immaginare. A questa velocità si può andare da Palermo a
Torino in 1/300 di secondo, o “correre” i cento metri in un trentamilionesimo di
secondo, parecchio di meno del record mondiale !
Ricordiamo che la luce riflessa dalla Luna ci arriva in poco più di un secondo,
quella emessa dal Sole in circa 8 minuti. Noi insomma vediamo il sole “vecchio” di
8 minuti. Per arrivare fino al pianeta nano Plutone, la luce solare impiega circa 5
ore e mezzo .
Le stelle sono tutte molto ma molto più distanti dei corpi del Sistema Solare, anche
la più distante cometa della nube di Oort dista da noi molto meno della più vicina
stella, Proxima della costellazione del Centauro. Proxima, come molti di voi
sapranno, è una parola latina che significa la più vicina e le è stato dato questo
nome proprio perché è la stella meno distante da noi. La luce che parte da
Proxima del Centauro impiega ben 4 anni per arrivare a noi. Ma tutte le altre sono
molto più distanti e, fra quelle che vediamo ad occhio nudo, ce ne sono alcune
talmente distanti che la loro luce impiega decine di migliaia di anni per arrivare
fino a noi. Le stelle quindi potrebbero, ora, essere diverse da quelle che vediamo,
ma noi non lo possiamo sapere.
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Quel che vediamo quindi, quando alziamo gli occhi al cielo, è un cielo di stelle la
cui posizione viene alterata da vari effetti e che sono in uno stato “vecchio” di un
tempo che può variare dai pochi alle molte migliaia di anni. E non possiamo farci
nulla.
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Forse queste considerazioni vi faranno guardare il cielo in modo un po’ diverso,
comunque ci fanno riflettere su una particolarità dell’Astronomia rispetto alle altre
scienze. L’Astronomia è una scienza osservativa, ma non sperimentale. Forse detto
così può sembrare un discorso un po’ filosofico e di poco conto, ma non lo è
affatto ed è molto importante. Cerchiamo di capire perché.
Cambiamo completamente campo e dimentichiamoci per un attimo
dell’Astronomia, delle stelle e tutto il resto.
Supponiamo di essere dei chimici e volere
studiare come si scioglie una sostanza
solida in un liquido. Per fare questo
possiamo
procedere
con
metodo
sperimentale: prendiamo un contenitore
con dell’acqua e versiamo una certa
quantità di sale nell’acqua. Quello che
potremo verificare è che il sale si scioglie
nell’acqua, ma se continuiamo a versare
sale nell’acqua, infatti, oltre una certa
quantità il sale non si scioglierà più.
Ma per capire bene come funziona la questione possiamo fare di più, possiamo
ripetere l’esperimento usando acqua più fredda, e scopriremmo che la quantità
di sale che riusciamo a sciogliere è minore, oppure potremmo usare acqua più
calda. Ma possiamo anche cambiare liquido o sostanza da sciogliere.
Possiamo, in pratica, crearci una serie di casi sperimentali variando le condizioni
in cui il fenomeno avviene e, soprattutto, ripetere l’esperienza tutte le volte che
vogliamo.
Potremo poi ragionare su tutti i dati sperimentali raccolti e potremo cercare di
estrarre una legge generale che descriva come una sostanza solida si sciolga in
un liquido.
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Anche se esposto in questo modo risulta un po’ semplificato, questo è il modo di
procedere delle scienze sperimentali: sperimentare, misurare e dalle misure
cercare di arrivare alla comprensione del fenomeno osservato e ad una legge
che lo descriva.
Per l’Astronomia non è proprio così. Non possiamo infatti “sperimentare”,
intervenendo sul fenomeno, come abbiamo fatto poco sopra con l’acqua ed il
sale. Non possiamo fare una stella in laboratorio, renderla più calda o più grande.
Come ne usciamo? Come facciamo allora ad applicare il metodo sperimentale
della scienza al caso del cielo?
Possiamo “osservare” i corpi ed i fenomeni celesti e, da questi, ottenere i dati di
cui abbiamo bisogno per capire come sono fatti e quali fenomeni accadono in
cielo. Le nostre speranze e possibilità di capire le stelle, ad esempio, sono legate
all’unico segnale che ci proviene da quei corpi, cioè la radiazione. Dato che
stiamo usando gli occhi il segnale che ci porta informazioni è la luce visibile.
Sembra poco e forse un po’ scoraggiante, ma la luce ci dà abbastanza
informazioni per ricostruire come sono distribuite le stelle nel cielo , di cosa sono
“fatte” e cosa “accade” in questi oggetti.
Che cosa vediamo realmente in cielo quando guardiamo le stelle ad occhio
nudo?
La luce che vediamo ci dà due diversi tipi di informazione: osservando quanta
luce ci arriva da una determinata stella ci permette di capire dove essa è situata
e, come vedremo, quanto distante è da noi. Ma della luce possiamo anche fare
una analisi quantitativa.
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Sappiamo come la luce del Sole sia composta di
vari componenti che, miscelati, ci danno una
apparenza complessiva di colore bianco. Ma
basta un arcobaleno, o il riflesso della luce
sull’acqua in determinate condizioni o il suo
passaggio attraverso qualche vetro spesso per far
apparire
i “colori” di cui la luce solare è
composta.
La analisi della luce, delle sue componenti, ci racconta molto del corpo da cui
proviene ed in particolare quali elementi chimici sono coinvolti nel fenomeno che
ha portato alla emissione di quella luce.
Se volete potete costruire il semplice spettroscopio descritto nell’allegato ed
eseguire le varie esperienze per verificare in modo semplice e convincente quel
che abbiamo appena detto.
Ricorda che se vuoi avere altre
informazioni, vedere più immagini
o anche rivolgere una domanda
direttamente ad un astronomo
puoi
recarti
sul
sito
Web
www.scopriticielo.it. Entra nel sito e
clicca sul tuo Osservatorio, quello
di Monte Azzurro.
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