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EFFETTO DOPPLER: determinato dall'avvicinamento o dall'allontanamento di una sorgente luminosa (ma anche sonora) rispetto all'osservatore. Se la sorgente è in avvicinamento si ha uno spostamento della lunghezza d'onda verso il blu, se in allontanamento lo spostamento è verso il rosso.

Continuando nella nostra saga di conoscere i passi che ci hanno avvicinato a diverse teorie sull’origine dell’Universo, non poteva mancare uno dei geni più vivaci dei nostri, se non di tutti i tempi, Albert Einstein che, nel 1915 avanzò la sua teoria generale della relatività.

Questa teoria ruppe per la prima volta la visione meccanicistica dell’universo basata sul modello newtoniano elaborato nel XVIII secolo. Newton postulava un universo infinito e immutabile, che funzionava come un orologio obbedendo a leggi del moto preordinate. Questa visione dell’universo era statica.

Fu Edwin Hubble, che, nel 1929, servendosi di un potente telescopio, mostrò che l’universo era molto più grande di quanto si fosse pensato in precedenza. Ma la scoperta veramente inaspettata è stata l’ossarvazione che la luce, viaggiando dalla sorgente in moto fino ai nostri occhi, subiva un cambiamento di frequenza. Considerando i colori dello spettro, quando una sorgente luminosa si muove verso di noi, si osserva che i colori della luce si spostano verso il violetto assumendo quindi una frequenza maggiore, mentre allontanandosi dall’osservatore osserviamo lo spostamento verso frequenze più basse, e quindi una tendenza al rosso. Tale teoria fu chiamata ‘Effetto Doppler’, dal nome dell’austriaco Christian Doppler che per primo la elaborò.

Effetto Doppler: Redshift

Per capire come questa teoria sia implicata nelle teorie dell’universo partiamo dall’osservazione che le stelle mostrano una luce con uno spostamento verso l’estramità rossa dello spettro, suggerendo l’ipotesi che le galassie si stanno allontanando con velocità proporzionale alla distanza delle galassie stesse. Fu Hubble ad osservare tale fenomeno, ma lui stesso non riteneva assolutamente che nell’espansione dell’universo.

Fu lo stesso Hubble ad osservare che vi era una relazione fra il redshift (lo spostamento verso il rosso) e la distanza, valutata, quest’ultima, in base alla luminosità apparente delle galassie. Man mano che la distanza di osservazione aumentava si notavano via via oggetti che si allontanavono a velocità sempre maggiori. All’epoca di Hubble, le galassie più distanti avevano una velocità stimata di 40.000 km al secondo, negli anni ‘60 furono individuati oggetti nolto più distanti, che avevano anche velocità pari a 240.000 km/s.

Basandosi su queste osservazioni è stata sviluppata l’ipotesi dell’”Universo in espansione”. Inoltre le “equazioni di campo” della teoria della relatività generale di Einstein potevano essere interpretate in modo tale da conformarsi a tale ipotesi. Secondo tale teoria l’Universo in passato era molto più piccolo rispetto ad oggi, portando alla deduzione della nascita dell’Universo da un singolo denso nucleo di materia.

Questa idea non era originariamente quella di Hubble, ma era stata avanzata già nel 1922 da Aleksandr Friedmann, matematico russoe in seguito da George Lemaître, prelato belga, nel 1927, che parlava di un “uovo cosmico”. Il passo in avanti che tali teorie avevano indubbiamente apportato è stata la rottura della visione dell’Universo come entità chiusa e statica.

Tali teorie ricevettero un notevole impulso dalle osservazioni di Hubble e di Wirtz. E, basandosi su di esse, Lemaître tentò di dimostrare che la finitezza dell’universo nello spazio doveva conportarne la finitezza anche nel tempo: doveva aver avuto un inizio. Per la Chiesa cattolica tale teoria aveva un’importanza assai rilevante, reintroducendo l’idea di un Creatore.

“Ritenni allaora,” avrebbe ricordato Hannes Alfvén anni dopo, “che la teoria di Lemaître fosse motivata dal bisogno di conciliare la sua fisica con la dottrina ecclesiastica della creazione ex nihilo”.

Lemaître fu premiato in seguito con la nomina alla carica di direttore dell’Accademia pontificia della scienza.