Ogni notte le stelle ci lambiscono con un fiume di luce preistorica

Ogni giorno, dopo il tramonto del Sole, sotto il cielo stellato, l’uomo vive una “magica” immersione nella preistoria della luce. Tra immaginazione e base scientifica capiamo di che si tratta.

Cielo stellato
Di notte le stelle lambiscono il nostro corpo con un fiume di luce preistorica, emessa addirittura quando homo sapiens si insediava in Europa.

La finitezza della velocità della luce si presta bene a numerose riflessioni. Nel seguente articolo ve ne proponiamo una che ben si adatta al periodo estivo.

Sdraiati sotto un cielo stellato

Immaginate di sdraiarvi all’aperto di notte, su un prato, o in spiaggia, faccia in sù e lontano da fonti luminose. Davanti ai vostri occhi si spiega in tutta la sua bellezza il cielo stellato. Sono circa 4500 le stelle che compongono questo spettacolo, dalla più brillante, la stella Sirio, alle più deboli a stento visibili, tutte contribuiscono allo spettacolo.

La brillantezza di un corpo celeste (sia esso una stella, un pianeta, ma anche un satellite artificiale) viene misurata dagli astronomi utilizzando la scala delle magnitudini. Maggiore è il valore di magnitudine meno brillante è la stella. Ad ogni unità in più della magnitudine, la brillantezza diminuisce di 2.5 volte.

In una notte serena, buia e in assenza del chiarore della Luna, le stelle più deboli visibili ad occhio nudo sono all’incirca di magnitudine 6.

In effetti, il numero totale di stelle visibili ad occhio nudo è di circa 9000. Tuttavia, poiché da qualunque posizione è visibile solo mezzo emisfero celeste, l’osservatore ne vede la metà, appunto 4500 circa.

Fin dove si spinge il nostro occhio

Immaginando di essere ancora sdraiati, i nostri occhi, ma tutto il nostro corpo, viene raggiunto dal flusso di luce proveniente da ciascuna di queste 4500 stelle. E’ come essere sotto una doccia di luce, una doccia speciale dal cui soffione esce luce invece di acqua e dove le stelle più brillanti contribuiscono più di quelle meno brillanti.

In effetti, il nostro corpo è raggiunto dalla luce di molte ma molte più stelle (anche dalla luce di intere galassie lontane). Tuttavia, il flusso di luce da queste stelle più lontane, pur raggiungendo occhio e intero corpo, è così debole da rimanere invisibili all’occhio nudo.

Secondo il fisiologo Selig Hecht della Columbia University, l’occhio umano riesce a rivelare un numero minimo di 5-7 fotoni. Inoltre, l’occhio ha un tempo di risposta allo stimolo luminoso compreso tra 20 e 100 millisecondi.

Se una sorgente luminosa, una stella molto debole, fa giungere all’occhio meno di 5-7 fotoni in un intervallo di tempo superiore ai 20 millisecondi, l’occhio non riesce a vederla. Tuttavia, questi fotoni emessi da stelle invisibili all’occhio comunque raggiungono il corpo e anche questi si sommano alla doccia di luce a cui siamo esposti.

Cielo stellato
In una notte di cielo stellato, senza chiarore di Luna, ci raggiunge la luce di circa 4500 stelle.

La luce può essere descritta come onda elettromagnetica, ma anche come particella, cui viene dato il nome di fotone.

La brillantezza di una stella dipende dalla sua luminosità, cioè da quanta luce questa emette, e dalla distanza. Stelle molto luminose ma molto distanti appaiono deboli, viceversa, stelle deboli ma molto vicine appaiono brillanti.

Le 4500 stelle visibili ad occhio nudo, la cui luce ci inonda la notte, si trovano a distanze diverse dalla Terra, alcune a pochi anni luce altre a diverse migliaia di anni luce.

Se poi consideriamo anche quelle stelle la cui luce comunque ci raggiunge, ma che sono così deboli da non essere percepite dall’occhio, allora le loro distanze sono molto maggiori, di decine di migliaia di anni luce.

Una doccia di luce preistorica

Sempre sdraiati, mentre contempliamo il cielo, il nostro corpo è inondato da una miscela di luce proveniente da un ampio intervallo di distanze; in parte questa luce viene da stelle vicine, avendo impiegato pochi anni luce per raggiungerci, in parte da stelle molto lontane, avendo impiegato decine di migliaia di anni luce.

La velocità con cui la luce di propaga è finita, essa ha un valore di circa 300.000 km/s. Un anno luce è la distanza percorsa dalla luce in un anno, equivalente a 300.000 km moltiplicato per i secondi di un intero anno, 31.557.600. In un anno la luce attraversa circa 9.5 mila miliardi di km.

Giocando proprio con la finitezza della velocità della luce, considerando che quella delle stelle più lontane che ci raggiunge, sempre mentre siamo sdraiati, è stata emessa migliaia di anni fa, possiamo immaginare che questa doccia di luce sia veramente speciale.

Doccia di luce
Una doccia di luce ci inonda, dove fotoni giovani di poche decine di anni si mescolano a fotoni preistorici.

È una doccia di luce preistorica. Si tratta di una miscela di luce prodotta sia poche decine di anni fa mescolata a quella prodotta decine di migliaia di anni fa, quando i primi homo sapiens iniziavano a comparire in Europa.

E' bene ricordare che anche di giorno la luce delle stelle ci raggiunge. Tuttavia, il flusso totale di luce proveniente dalle stelle è di appena qualche milionesimo rispetto a quello del Sole.

Se di giorno siamo inondati da una doccia di luce solare, giovane, poiché impiega appena 8 minuti per raggiungerci, al calar del Sole, non appena compaiono le stelle, avviene la magia: veniamo inondati di luce preistorica.

Sarà proprio questa la magia della notte?