Luce su traiettorie curve

Luce su traiettorie  curve 

(Light on Curved Paths)

L'effetto “lente gravitazionale”: uno strumento potente per astrofisici e cosmologi

Karl-Heinz Lotze & Silvia Simionato

Friedrich Schiller University Jena, Germany

 

L'osservazione, durante una eclissi totale nel 1919, che la luce delle stelle  può essere incurvata dal campo gravitazionale del Sole, rese famoso Albert Einstein, che aveva previsto tale fenomeno, in tutto il mondo.  Nel corso degli anni, la deflessione gravitazionale della luce è diventata un potente strumento di indagine per gli astronomi; non solo il Sole, ma anche le galassie e gli ammassi di galassie possono essere  lenti gravitazionali,  in grado di deflettere la  luce di sorgenti  ancora più lontane. L'effetto “lente gravitazionale” ci fornisce indizi sulle proprietà di galassie molto giovani e molto lontane, che sarebbero altrimenti inosservabili.  Inoltre, esso fornisce un metodo per misurare la velocità di espansione dell'Universo e ci consente di indagare la natura e la distribuzione della materia oscura.

Seguendo un approccio storico e facendo uso di quelli che Einstein definiva “Gedankenexperimente” cioè “esperimenti ideali, concettuali” cercheremo di spiegare perchè e come, sotto l'influsso di campi gravitazionali, la luce venga deflessa da un percorso rettilineo e come la previsione teorica avanzata da Einstein venne confermata osservando una eclisse totale di Sole. Presenteremo inoltre delle nuove scoperte fatte dagli storici della scienza sui primi calcoli che Einstein stesso fece su tale fenomeno.

Sono ormai molte le immagini prese, per lo più, dal telescopio spaziale Hubble, che dimostrano la diffusione nel cosmo dell'effetto di lente gravitazionale e le sue applicazioni astrofisiche. 

Infine, dimostreremo come sia molto istruttivo, a scopo didattico, simulare l'effetto di lente gravitazionale con lenti tradizionali fatte di vetro.