Perché la luce delle galassie molto lontane appare spostata verso il rosso (redshift)?

Risposta corretta: Per l’espansione dello spazio che allunga le lunghezze d’onda

La risposta corretta è: Per l’espansione dello spazio che allunga le lunghezze d’onda. Non è la galassia che attraversa uno spazio fermo: è lo spazio stesso che si dilata mentre il fotone viaggia, allungandone la lunghezza d’onda e rendendo la luce più rossa (redshift cosmologico). Più una galassia è lontana, maggiore è lo spostamento verso il rosso, come descritto dalla legge di Hubble–Lemaître. Questo effetto è diverso dal normale effetto Doppler locale: su grandi scale domina l’espansione metrica dell’Universo. Il risultato è uno spostamento sistematico di tutto lo spettro, incluse le righe spettrali, che ci permette di misurare distanze e tempi cosmici.

Curiosità: gli astronomi usano un numero, z, per quantificare il redshift; ad esempio z = 1 indica che la lunghezza d’onda è raddoppiata. Un’immagine utile è il palloncino che si gonfia: i puntini (galassie) si allontanano non perché si muovono sulla superficie, ma perché la superficie stessa si espande.

Attenzione alle false piste: - Rotazione della Terra (effetto Doppler): l’effetto esiste ma è minuscolo e non spiega il redshift delle galassie lontane. - Gravità della Via Lattea: il redshift gravitazionale dovuto alla nostra Galassia è trascurabile su scale cosmologiche. - Polvere interstellare: la polvere arrossa attenuando di più il blu, ma non sposta le righe spettrali; il redshift cosmologico sì.