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0344. La luce proveniente dall'orizzonte cosmologico non dovrebbe avere un redshift infinito?

 

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La luce proveniente dall'orizzonte cosmologico non dovrebbe avere un redshift (spostamento verso il rosso) infinito, dal momento che proviene da una regione che si allontana alla velocità della luce, e quindi l'orizzonte non dovrebbe, propriamente, essere invisibile a noi? (Stefano Carloni) (2221_3180_5515,1)

 

sem_esperto_gialloIn astrofisica icona_glossario si definiscono vari orizzonti . Se il nostro web-nauta per orizzonte cosmologico intende quello che si chiama in genere orizzonte delle particelle di un osservatore, cioè la distanza che la luce ha viaggiato da t=0 fino al tempo attuale, allora l'affermazione è corretta. Difatti, l'orizzonte delle particelle è inosservabile per definizione. Dire che un oggetto ha redshift icona_glossario (spostamento verso il rosso) z significa dire che, quando la sua luce è stata emessa, l'universo era più piccolo di un fattore 1+z (l’universo è in espansione icona_esperto[291] , icona_esperto[191] ). Poiché il fattore di scala (grandezza che ci dice di quanto si è espanso l'universo ad un dato tempo) tende a zero per t -> 0, allora nello stesso limite z deve tendere all'infinito. Un ipotetico "oggetto" vicino all'orizzonte di particella verrebbe quindi visto come era a t->0 (e dunque z -> /infinito ). Questa conclusione però non ha tanto a che fare con la velocità a cui l'orizzonte si allontana, quanto col fatto che il segnale luminoso che lo definisce viene emesso all'origine dei tempi. Peraltro, l'orizzonte ha percorso ad oggi una distanza maggiore di ct (c è la velocità della luce), visto che l'universo si è espanso durante il viaggio del fotone. In un certo senso l'orizzonte cosmologico o orizzonte delle particelle di un osservatore cresce a velocità maggiore di quella della luce icona_esperto[316] ,icona_esperto[313] , senza che ciò contraddica la relatività ristretta icona_glossario icona_esperto[111] ,icona_esperto[76] : l'espansione è espansione dello spazio, non moto dell'oggetto attraverso lo spazio. Di quest'ultimo fatto va tenuto conto quando si tenta di conciliare il redshift di oggetti cosmologici (si osservano oggi tranquillamente quasars icona_glossario con z tra 6 e 7) con l'interpretazione semplicistica del redshift come effetto Doppler . Lo spostamento verso il rosso della luce può essere infatti conseguenza di uno tra tre effetti : Doppler, gravitazionale e espansione cosmica. Nell’universo che noi osserviamo i tre spostamenti possono essere all’opera allo stesso tempo: quello più significativo è appunto quello cosmologico. La radiazione più lontana che possiamo misurare possiede z =~ 1100, ed è la radiazione di fondo . Oltre non si possono comunque osservare fotoni perché l'universo era nello stato di plasma (opaco alla luce).

Paolo Natoli – Fisico


 

 
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