Mar 15

Grande Universo, grandi orologi **

L’articolo appena uscito è di quelli che ti lasciano un po’scombussolato. Siamo di fronte a una scoperta di grande importanza o è solo una combinazione dovuta a piccoli numeri? Certo è che le ripercussioni sarebbero enormi soprattutto per i futuri studi sulla formazione delle galassie. Inoltre, la ricerca ha un punto chiave che alcuni potrebbero considerare debole, ma a me fa sempre l’effetto opposto: si basa su una fisica di estrema semplicità…

Sarebbe bello poter avere degli orologi sparsi qua e là nell’Universo. Magari non precisi come quelli atomici, ma ben visibili e numerosi. Poco importerebbe la loro forma e le loro dimensioni, sarebbe sufficiente che fossero molto grandi e molto comuni. Trovatone uno, ci si potrebbe sistemare sopra qualche sedile asteroidale e ammirare lo spettacolo delle stelle davanti a noi. Saremmo sicuri che, se fossimo posti ai confini esterni dell’orologio, le ore passerebbero con grande precisione e ci ritroveremmo nella stessa posizione originale dopo un giro completo, qualsiasi orologio avessimo scelto.

In poche parole, questi orologi, grandi o piccoli, regolari o irregolari che siano, segnerebbero tutti lo stesso tempo. Ovviamente, grande Universo, grandi orologi, tempo molto lungo… Un giro completo della “lancetta” impiegherebbe più o meno un miliardo di anni!

Bene, è ora di svelare il mistero legato a questi orologi così numerosi, così ben visibili  e così ben sincronizzati. Essi non sono altro che le galassie! E poco conta se sono piccole e irregolari o grandi e a forma di disco perfetto… L’importante è stabilire con esattezza il loro bordo esterno (dove si misura il tempo) e poi vedremmo una velocità di rotazione del tutto equivalente, come se fossero dei sistemi per misurare il tempo costruiti come un singolo blocco. Spieghiamoci meglio (anche perché ho visto in giro qualche incomprensione abbastanza pesante…), utilizzando una formuletta che appare nel testo dell’articolo e che stupisce per la sua semplicità:

t = 2πR/V

t è il periodo di rotazione, ossia il tempo necessario per compiere un giro completo, V è la velocità e R è il raggio dell’orologio (ops… della galassia). E’ facile notare che se la galassia è piccola (R piccolo), deve essere piccola anche la velocità, in modo da ottenere lo stesso periodo di una galassia gigantesca (R grande) con una V molto più elevata. D’altra parte, cari amici, il periodo necessario per compiere un giro completo è esattamente lo stesso per il Big Ben di Londra e per il vostro micro orologio da polso…

Attenzione a non confondersi, però… Il nostro Sole gira attorno alla galassia in solo 230 milioni di anni circa, altro che un miliardo! Sì, ma il nostro Sole non si trova sul bordo esterno dell’orologio e nessuno vieta che la galassia abbia una ben chiara rotazione differenziale. Qualcosa di simile a ciò che capita alla Terra e a Giove: non hanno certo lo stesso periodo orbitale.

Questo risultato che sembra perfino troppo semplice per essere vero, si basa su un ristretto numero di galassie, ma dalle dimensioni e forme molto diverse. Il punto chiave è stato quello di trovare i limiti esterni dell’orologio. Scrutando bene il passaggio da stelle periferiche ad alone galattico (lui segue altre regole così come gli ammassi globulari) si è visto che esiste una popolazione di stelle sia molto giovani (ciò che ci si aspettava ai confini di una struttura in continua crescita) sia molto vecchie. Il che vuol dire che quel limite non è una qualcosa di variabile, ma un qualcosa di abbastanza costante. Abbastanza da poterlo studiare con varie tecniche e ricostruire la parte finale dell’orologio. Se poi all’esterno qualcuno ci vorrà mettere un po’ di materia oscura, qualche spruzzata di energia repellente e perfino un po’ di rucola o di prezzemolo, faccia pure… l’importante è che l’orologio abbia confini ben stabiliti. Mettendosi in quella posizione, il “giorno” (o l’ora o l’anno o quello che volete) di una galassia sarebbe sempre lo stesso: un miliardo di anni!

Gli autori, trovano conferme a questa visione estremamente semplice e quasi “ironica” delle formazione galattica anche attraverso misure di densità.

Tuttavia, andiamo con i piedi di piombo. Ci vorranno ancora conferme e osservazioni sempre più numerose e accurate che i prossimi giganteschi radiotelescopi sapranno dare tra non molto. Solo così il modello a orologio svizzero e i meccanismi di formazione galattica come un tutt'uno, con limiti e regole stabilite fin dall’inizio, potrebbero essere qualcosa di più che un bel sogno.

Comunque sia, io ho già scritto la letterina per Babbo Natale: un bell’orologio a disco come quello dell’immagine che segue… Per i bambini, però, non pretendete troppo: basta la piccola Nube di Magellano!

galassia

Articolo originale QUI

 

QUI parliamo di una ricerca (basata su 153 galassie a spirale e irregolari, 25 ellittiche e 62 nane), secondo la quale la rotazione di tutti i tipi di galassie seguirebbe una legge simile, dipendente direttamente dalla materia visibile.

7 commenti

  1. Paolo

    Caro Enzo, per un grande universo ci vogliono grandi orologi :mrgreen:

    A parte le battute, se l’ipotesi venisse confermata sarebbe davvero interessante…

    Una sola domanda, ma la formula è stata ricavata empiricamente oppure anche teoricamente?

    E’ interessante poiché assomiglia molto alla formula del moto circolare uniforme, ma V ed R sono invertite 8-O :

    t = 2π R/V (moto circolare uniforme)… tra l’altro V = ωR, per cui t = 2π/ω

    t = 2πV/R (orologi galattici)…tra l’altro V/R = ω (velocità angolare)

    Paolo

  2. caro Paolo,

    è facile invertire le formule quando ci sono io di mezzo... :-| In realtà, la formula è proprio quella del moto circolare uniforme! (avevo invertito R con V :roll:  :oops: :). GRAZIE!

    In realtà, le osservazioni sembrano proprio rispecchiare il moto circolare e quindi basta la solita formuletta a descrivere l'andamento costante dell'orologio. La linearità tra V e R  viene fuori proprio dalle osservazioni eseguite su diverse galassie. Se guardi le prime pagine del lavoro originale, la faccenda è spiegata abbastanza facilmente... (a parte i miei "soliti" errori)....

  3. SANDRO

    Se fosse confermata sarebbe una scoperta veramente interessante nella sua (apparente) semplicità e che porta ad altre riflessioni più profonde: è difficile pensare che sia un caso...  :wink:

  4. Gimar

    Chissà un "Einstein" cosa riuscirebbe ad tirar fuori da una cosa del genere, naturalmente se venisse confermata! Vista la rivoluzione ricavata dalla costanza della velocità della luce.

    Velocità angolare costante ma solo per i strati esterni, è giusto Enzo? Visto che hai, giustamente, fatto notare che gli strati interni (vedi sole) sono più veloci.

     

  5. sì, caro Gimar... d'altra parte la rotazione differenziale deve esistere... Mah... staremo a vedere....

  6. Gimar

    Grazie e mi scuso per lo strafalcione... (gli strati :oops: )

  7. nessuno strafalcione...figurati! :wink:

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