La legge di Hubble

La legge di Hubble afferma che le galassie si stanno allontanando l'una dall'altra a velocità che sono direttamente proporzionali alla loro distanza. In altre parole, più una galassia è lontana, più velocemente si sta allontanando da noi. Questa osservazione è stata basata sulla misurazione dello spostamento verso il rosso delle galassie (redshift) che indica un allontanamento. La relazione è espressa come v=Hd, dove v è la velocità di allontanamento di una galassia, d è la sua distanza da noi e H è la costante di Hubble (circa 69,9 km/s Mpc).

$$ v=H \cdot d $$

La legge di Hubble è stata introdotta dallo scienziato Edwin Hubble nel 1929 e rappresenta una delle scoperte più rivoluzionarie nell'ambito dell'astronomia e della cosmologia. Ha rivelato l'espansione dinamica dell'universo e ha gettato le basi per lo sviluppo della teoria del Big Bang.

Studiando alcune decine di galassie, Hubble notò che esse si allontanavano dalla Via Lattea con una velocità proporzionale alla loro distanza. Un fenomeno chiave osservato da Hubble fu il redshift: maggiore era la distanza di una galassia, maggiore era il suo spostamento verso il rosso nello spettro elettromagnetico. Ciò indicava un allontanamento netto delle galassie e una correlazione diretta tra velocità e distanza.

Poiché la Via Lattea non si trova al centro di un sistema di riferimento, Hubble dedusse che "tutte" le galassie si stavano allontando tra loro. Tuttavia, non si trattava di un semplice movimento delle galassie nello spazio, bensì di un'espansione dell'intero tessuto dello spazio-tempo.

Un modo comune per visualizzare l'espansione dello spazio-tempo è pensare alle galassie come punti sulla superficie di un palloncino in espansione. Man mano che il palloncino si gonfia, i punti (galassie) si allontanano l'uno dall'altro, ma non perché si muovono sulla superficie, bensì perché la superficie stessa si sta espandendo.

La legge di Hubble, con la sua osservazione dell'allontanamento delle galassie, induce a pensare che l'universo è in espansione. Ma per avere una visione completa e coerente dell'universo in espansione, è essenziale fare un'assunzione sull'uniformità dell'espansione stessa. Qui entra in gioco il principio cosmologico. La legge di Hubble è una manifestazione di questo principio.

Secondo il principio cosmologico, l'universo appare omogeneo e isotropo se osservato su grandi scale ed è indipendentemente dal punto di osservazione. In altre parole, l'espansione dovrebbe manifestarsi in modo uniforme e identico da qualsiasi punto di osservazione nell'universo. Ciò significa che ogni osservatore, in qualsiasi galassia, vedrà le galassie allontanarsi da lui in un modo che rispetta la legge di Hubble, proprio come lo vediamo dalla Terra.

Ad esempio, tornando all'esempio della metafora dei palloncini, l'osservatore nella galassia A vede le altre due galassie (B,C) allontanarsi. Allo stesso modo anche l'osservatore nella galassia B vede le altre due (A,C) allontanarsi. E lo stesso accade dal punto di vista dell'osservatore nella galassia C. È un semplice esempio che dovrebbe rendere più chiaro il significato del principio cosmologico.

Quindi, se l'universo è in espansione andando a ritroso nel tempo l'universo dovrebbe aver avuto origine da un punto iniziale, uno stato molto più piccolo e denso. Questo ragionamento ha portato alla nascita della teoria del Big Bang, che suggerisce che l'universo sia iniziato come una singolarità infinitamente piccola e densa.

In conclusione, la legge di Hubble ha aperto la porta a un vivace dibattito sulla natura e il destino dell'universo, svelando un cosmo dinamico e in continua espansione e ponendo le basi per la teoria del Big Bang e la cosmologia moderna. Sebbene l'idea di un universo in espansione sia ora ampiamente accettata, le questioni sulla sua età esatta, la sua geometria e il suo destino finale sono ancora oggetto di ricerca e discussione.