Che cos'è un Redshift?

Un redshift è uno spostamento nella frequenza di un'onda elettromagnetica causata dal movimento di un oggetto. La luce proveniente da oggetti che si allontanano da un osservatore ha le sue onde luminose spostate verso la parte rossa dello spettro. Il redshift è comunemente osservato in astronomia, in particolare nell'osservazione di oggetti molto distanti. L'effetto non si limita alle radiazioni elettromagnetiche nel campo visibile, sebbene il termine abbia preso piede perché alcuni oggetti astronomici sfuggenti sono diventati rossi.

Redshift è il risultato dell'effetto Doppler. L'effetto Doppler si applica alle onde sonore e alle onde elettromagnetiche ed è spesso sperimentato dall'uomo su base giornaliera. Il clacson di un treno in avvicinamento suona più acuto di quando il treno si sta allontanando, anche se il clacson stesso produce un suono di tono costante. Questo perché il suono viaggia a una velocità uniforme in un dato mezzo: è la frequenza dell'onda sonora che cambia in base al movimento del treno. Un effetto simile si verifica con la luce, con una luce a frequenza inferiore derivante da una sorgente che si sta allontanando nello spazio.

All'interno dello spettro visibile della luce, le onde luminose a bassa frequenza sono percepite dagli umani come rosse. Le onde luminose ad alta frequenza sono viste come blu. Pertanto, uno spostamento verso il rosso risulterà dalla luce la cui fonte si sta allontanando da un osservatore. Una galassia, ad esempio, che si sta allontanando dalla Terra ad alta velocità può apparire di colore rosso. Allo stesso modo, una galassia in avvicinamento potrebbe apparire blu se la sua velocità fosse entro un certo intervallo.

Sebbene il termine redshift implichi una variazione di colore, l'effetto Doppler si applica all'intero spettro elettromagnetico. Tutta la radiazione, di cui la luce visibile è di un tipo, viene spostata in base alla velocità relativa della sorgente di radiazione. Un oggetto astronomico che si sta allontanando con una velocità sufficiente può "spostarsi" dall'intero spettro visibile, anche oltre il rosso. La radiazione risultante ricevuta da un osservatore sarebbe nel raggio di radiazione infrarossa, che è invisibile ad occhio nudo. Pertanto, gli astronomi usano il termine redshift per indicare qualsiasi spostamento della radiazione verso frequenze più basse.

Negli anni 1920, l'astronomo americano Edwin Hubble e altri osservarono che la maggior parte delle galassie sembravano spostate verso il rosso, con una quantità di spostamento verso il rosso proporzionale alle loro distanze dalla Terra. Più lontane erano le galassie, più velocemente sembravano allontanarsi dalla Terra. Questa tendenza si chiama legge di Hubble e ha fornito alcune delle prime prove a supporto di un modello di universo in espansione che ha avuto origine da un Big Bang. In un'esplosione, particelle di velocità variabile aumentano tutte le distanze da tutte le altre particelle. Lo stesso vale in un universo "esplosivo": tutte le galassie sembrerebbero allontanarsi da qualsiasi osservatore.