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Costante di Hubble


Nel 1929 l'astronomo Edwin Hubble, compiendo osservazioni su alcune galassie distanti, scoprì che esse si stavano allontanando dalla Terra a una velocità molto elevata e direttamente proporzionale alla loro distanza. Questa scoperta ha trovato successive conferme ed è alla base della teoria dell'espansione dell'Universo. La costante H0 di proporzionalità tra velocità di allontanamento e distanza, secondo la relazione v=H0d, è chiamata 'costante di Hubble' e il suo valore è stato calcolato sempre più accuratamente nel corso degli anni: dal suo inverso si ricava il tempo di espansione dell'Universo. Per calcolare la costante di Hubble bisogna fare il rapporto tra la velocità di allontanamento e la distanza delle galassie più lontane. Mentre la determinazione delle velocità non presenta problemi, quella delle distanze è molto difficile (l'immagine mostra 6 dei 38 ammassi di galassie osservati ai raggi X dal telescopio spaziale Chandra, la cui distanza varia da 1,4 a 9,3 milioni di anni luce). Uno dei metodi più precisi si basa sull'osservazione di stelle variabili chiamate 'cefeidi', dei veri e propri 'metri cosmici'. Infatti, la luminosità assoluta di una cefeide varia nel tempo con un periodo che dipende dalla luminosità stessa: calcolato questo periodo si ricava pertanto la luminosità assoluta e, dal valore della luminosità apparente, anche la distanza.
Una difficoltà di questo metodo deriva dall'eventuale presenza di polvere, che assorbe la luce, soprattutto alle lunghezze d’onda corrispondenti al colore blu, dove sono riprese la maggior parte delle immagini fotografiche: l’assorbimento della polvere può portare a determinazioni di luminosità errate. Si può ovviare a tale problema utilizzando rivelatori CCD (charge coupled device), con i quali si ottengono misure accurate di flussi luminosi. Questi rivelatori sono sensibili anche nell’infrarosso, dove la polvere è assorbita meno, per cui dalla misurazione di flussi a diverse lunghezze d’onda si possono correggere gli errori dovuti alla presenza della polvere.
Nuove tecniche sono state sviluppate per la determinazione di distanze elevate, tra cui quella che utilizza la relazione di Tully-Fisher tra la velocità rotazionale di una galassia spirale e la sua luminosità. Indicatori di distanza importanti sono anche le supernovae di tipo Ia, che si pensano derivare dall’esplosione di una nana bianca, che presentano tutte all’incirca lo stesso picco di luminosità.

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