Quanto sono lontane le stelle? #1

Continuiamo a cercare insieme di dare delle risposte alle domande poste qui: Tabby Star, AKA KIC 8462852. L'argomento è piuttosto complesso e ho preferito dividerlo in due parti. Cominciamo!

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Siete in autostrada, il sole è sorto da poco e potete vederlo sul mare alla vostra destra. State andando a Nord. Dovete andare a prendere un’amica o un amico all’aeroporto di Pescara, per poi riportarla nella vostra casa di Vieste, sul Gargano.
Vi mettete comodamente a 130Km/h così che guardando fuori alla vostra destra vedrete il guardrail sfrecciarvi accanto, così come i cartelli su di esso. Focalizzando l’attenzione un pochino oltre noterete i cespugli che costeggiano l’autostrada passarvi velocemente davanti, ma non come bolidi. Assolutamente non come i cartelli che avete accanto. Ma voi volete vedere il paesino in basso oltre i cespugli, e state tranquilli, perché nonostante la dimensione dei cespugli sia maggiore di quella del paesino (tanto da coprirlo del tutto) inconsciamente sapete benissimo che quando i cespugli saranno passati, il paesino in lontananza sarà ancora lì ad aspettarvi. Magari non tutto, ma in buona parte. E il sole? Beh il sole rimane lì nonostante la vostra corsa verso l’aeroporto. Lo vedete salire, ma mai spostarsi. Quantomeno non nell’oretta che impiegate da Termoli a Pescara. Tornando indietro poi avremo il fenomeno inverso, questa volta il sole sarà alla nostra sinistra, e i fastidiosi cartelli correranno nella direzione opposta a prima, come i cespugli. Ma la loro velocità sarà rimasta la stessa.

Tutto qua!

Si, tutto qua. Avete capito bene, ora avete tutti gli strumenti per capire come si valuta la distanza di una stella. Una volta il mio insegnante di fotografia mi disse: “Quando avrai imparato, capirai che essere un buon fotografo non vuol dire fare sempre ottime foto in ogni condizione di luce, bensì sapere quando è il momento di scattare e quando è inutile.” Allo stesso modo gli astronomi sanno di quali stelle possono calcolare la distanza, di quali possono essere più o meno precisi nel farlo, e di quali non la conosceremo mai.

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La nostra auto chiamata Terra percorre ogni anno un giro avanti e indietro ben più lungo di quello Vieste-Pescara. Nei sei mesi di andata percorre 300 MILIONI di Chilometri, lo stesso dicasi per i sei mesi di ritorno. Grazie a questo “giro giro tondo” che continuiamo a fare ogni anno le stelle a noi più vicine sembrano disegnare un ovale nel cielo notturno. NON parliamo di un valzer che avviene durante una sola notte, ma di un lentissimo movimento che dura 6 mesi in un verso, e sei mesi nell’altro. La posizione della stella una notte è come sbirciare un film fotogramma per fotogramma. Prima che valutassimo l’ipotesi che non fosse l’universo a girarci intorno ma che fossimo noi a farlo intorno a una stella per altro ai margini di una galassia, le equazioni per gestire i moti anche solo dei pianeti, erano molto complesse. Una volta ridimensionata la nostra importanza invece tutto appariva più semplice. Tanti pachino che ruotano su piatti di portata ovali.

Il nostro solito piccolo passo indietro

Ma prima di addentrarci in calcoli di oggetti lontani, come abbiamo calcolato la distanza dalla stella a noi più vicina? E soprattutto, come abbiamo scoperto che la terra fosse una “sfera”?
Beh per scoprirlo dobbiamo fare un salto indietro nel tempo di più di 2000 anni. Siamo intorno al secondo secolo AVANTI cristo, quindi prima e non dopo cristo. Ebbene a quel tempo quei “barbari” davano già per scontato che la terra fosse una sfera e non piatta.
Ora mi diverte pensare come al giorno d’oggi su internet si diffondano teorie astruse sul Terrapiattismo che un bambino in seconda elementare munito di un potentissimo strumento tecnologico come una scopa, potrebbe confutare in pochi minuti.

Immaginiamoci la scena, un uomo entra in una casa di Alessandria (dove la famigliola felice è in vacanza) per diffondere il verbo e convincere i presenti che ciò che hanno sempre creduto è frutto di un complotto. La terra non è tonda come hanno fatto credere loro, bensì PIATTA. Allora guardiamo il nostro piccolo amico, mettere in imbarazzo l’uomo all’ingresso. Il nostro piccolo amico esordirebbe dicendo: “Scusi signore, ho qui su Skype un mio amichetto che vive in una casa fuori ad Assuan. Oggi il caso vuole che sia proprio il 21 Giugno, data in cui il sole è allo ZENIT (vi ricordate abbiamo scoperto cosa fosse nel post precedente Ma come diavolo si trova una stella in cielo ) e quindi la sua luce essendo sulla verticale entra nel pozzo della casa del mio amico senza sbattere contro le pareti. Ed ecco qui una sua foto in cui si vede il sole riflettersi completamente sull’acqua in fondo al pozzo. Il punto è signore, che invece qui non è così. E se usciamo fuori glielo dimostro.” Il bimbo si fa accompagnare fuori in giardino svita il manico di una scopa e lo pianta bene in terra stando attento a metterlo in verticale rispetto al pavimento. “Ora, vede quell’ombra alla base della scopa? Bene facendo così, così e così… troviamo essere di 7°. La distanza approssimativa tra qui e il mio amichetto google maps dice essere di 5000 stadi, ovvero 787,5 km. Questo vuol dire che la Terra compie un arco tra qui e Assuan di 7° tanto da mostrare ombre diverse alla stessa ora e alle stesse condizioni di illuminazione.”

La potente equazione da risolvere a questo punto è la seguente:

7° : 360° = 787,5 : X

Ovvero se nelle stesse condizioni voglio passare da un arco a tutta la circonferenza a quanti chilometri arriverò? Ebbene questa proporzione fu risolta nel primo secolo avanti cristo da Eratostene, e guardate un po’… fa 40.500km. Oggi sappiamo essere 40.009km. La precisione di un esperimento così complesso fu impressionante per l’epoca e paradossalmente mai eguagliata anche nei secoli a seguire.

Ora abbiamo le basi logiche e anche la contestualizzazione per capire bene come si arrivò a calcolare la distanza di una stella. Nel prossimo post vedremo realmente come fare e magari ci faremo al solito anche due calcolati spicci.

Lasciamo sedimentare per un po' quello che abbiamo scoperto:

1. la velocità apparente con cui vediamo muoversi degli oggetti dal nostro punto di vista varia a seconda della loro distanza da noi. I cartelli stradali vanno velocissimi, i cespugli un po' meno, i palazzi in riva al mare vanno molto lenti e il sole all'orizzonte è praticamente fermo.
2. Un paio di regolette di geometria e un pochino di ingegno furono sufficienti più di due millenni fa per determinare con grande precisione la circonferenza del nostro pianeta.
3. La conoscenza non tramandata si perde. Nei secoli infatti non solo nonostante gli sforzi non si riuscì a replicare la precisione dell'esperimento di Eratostene, ma si mise in dubbio persino che la Terra fosse sferica.

Rimuginiamoci un pochino e la prossima volta colmeremo le nostre curiosità.

Nel frattempo, se volete andarvi a spulciare meglio la parte matematica potreste dare un’occhiata a questo link:
Dimensioni della Terra e misura di Eratostene
Tutta la dimostrazione geometrica sulle dimensioni della terra in sostanza ha l’obiettivo di dimostrare che l’angolo formato dall’ombra è lo stesso che troviamo al centro della terra e che unisce i raggi terrestri passanti per Alessandria e per Siene (Assuan).

Per ogni curiosità o dubbio resto a vostra disposizione!