L'effetto Doppler della luce

L'effetto Doppler della luce si verifica quando la sorgente della radiazione elettromagnetica si sta spostando rispetto all'osservatore.

Nota. Il fenomeno dell'effetto Doppler delle onde elettromagnetiche è simile a quello che si verifica con le onde sonore.

Un esempio pratico

Una persona osserva una stella nel cielo notturno.

In questo caso la stella è la sorgente S della luce mentre il nostro pianeta T è il punto di osservazione.

un esempio di effetto Doppler se la sorgente si allontana

Se la stella si sta muovendo in una direzione opposta rispetto alla Terra, le onde elettromagnetiche arrivano con una frequenza minore.

Perché la frequenza delle onde si riduce?

La distanza tra la stella e la Terra aumenta progressivamente nel tempo.

Pertanto, le onde luminose della stella devono percorrere una maggiore quantità di spazio per giungere sulla Terra.

Per questa ragione le vediamo arrivare con una frequenza minore.

Nota. La stella continua a emettere le onde elettromagnetiche con la stessa frequenza. Noi le vediamo arrivare con minore frequenza perché lo spazio che devono percorrere è maggiore.

A causa della minore frequenza cambia anche il colore della luce.

Si sposta verso il colore rosso ( redshift ).

lo spostamento verso il rosso

E se la stella si avvicina alla Terra?

Viceversa, se la stella sta viaggiando verso la Terra, le onde luminose ci arrivano con una frequenza maggiore.

La distanza tra la stella e laTerra si riduce progressivamente nel corso del tempo.

la sorgente luminosa si avvicina

Pertanto, l'osservatore vede le onde luminose arrivare con più frequenza.

La radiazione elettromagnetica si sposta sulle frequenze più alte dello spettro della luce visibile.

lo spostamento verso il blu della luce ( blueshift )

Per questo motivo la luce di un oggetto che si sta avvicinando a noi è di colore blu o viola ( blueshift ).

Lo spostamento verso il rosso ( redshift )

Lo spostamento verso il rosso della luce è alla base di diverse teorie cosmologiche sull'evoluzione dell'Universo.

Osservando le galassie più lontane, si può notare la loro luce spostarsi sulle lunghezze d'onda del rosso ( redshift ).

esempio di galassia che si sta allontanando

Pertanto, le galassie più lontane e antiche si stanno allontanando da noi.

In base a questa teoria l'Universo è in continua espansione.

Lo spazio si dilata come la gomma di un palloncino quando si gonfia.

Se disegniamo due punti ( A e B ) su un palloncino sgonfio, quando lo gonfiamo i due punti si allontanano tra loro.

l'esempio di un palloncino che si gonfia per spiegare la dilatazione dello spazio dell'Universo

Per lo stesso motivo le galassie si allontanano le une alle altre mentre l'Universo si espande.

Nota. Dall'espansione continua dell'Universo si può dedurre anche il Big Bang. In passato il cosmo era concentrato in un unico punto molto denso, poi esploso. E' la teoria del Big Bang.
dal Big Bang all'espansione accelerata dell'universo

L'espansione del cosmo non sta però decelerando come si potrebbe pensare.

Al contrario l'espansione dell'Universo sta accelerando.

E questo lo possiamo dedurre dal redshift della luce.



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