Stefano Pugnetti ha scritto:
> ... Tra le prove del movimento di rotazione
> della Terra attorno al Sole, il libro menziona l'aberrazione stellare, un
> "effetto" a causa del quale "quando osserviamo una stella con un telescopio,
> dobbiamo puntare il nostro strumento in una direzione che non corrisponde
> realmente alla linea che congiunge l'osservatore alla stella."
Permettimi prima di tutto una pignoleria terminologica: e' meglio
parlare di "rivoluzione" della Terra attorno al Sole, per distinguerla
dalla rotazione su se stessa.
La prima obiezione che mi viene da fare alla frase che citi e' questa:
ma come faccio ad accorgermi che debbo puntare il telescopio "in una
direzione che non corrisponde ecc."?
La risposta e' che questa direzione cambia col moto della Terra attorno
al Sole: e' la variazione che si puo' osservare. Se ne accorse per primo
Bradley nella prima meta' del '700. (Diversi anni fa, la storia fu
raccontata in Scientific American, e prob. sara' stata pubblicata anche
nella traduzione italiana. Non ho a portata di mano l'indicazione
esatta, ma se t'interessa posso cercarla.)
Meno facile e' la spiegazione teorica. Dipende dal modello che vogliamo
farci della luce, e per avere una previsione esatta occorrerebbe far
entrare in ballo la relativita'.
Mi contento del modello piu' semplice, in cui la luce viene descritta
come uno sciame di particelle, come pensava Newton. Allora l'effetto si
spiega come conseguenza del cambiamento di riferimento: la velocita'
(vettoriale) delle particelle rispetto a noi (Terra) dipende dal nostro
sistema di riferimento. Poiche' la velocita' (vettoriale) della Terra
cambia nel corso dell'anno, lo stesso fa la velocita' (vettoriale) della
luce che arriva dalla stella.
Si vede (chissa' se riesci a vederlo?) che queste direzioni formano un
cono, per cui la stella non ci appare sempre allo stesso posto in cielo,
ma sembra descrivere una piccola ellisse nel corso dell'anno.
> Il libro inoltre non specifica se questo effetto dipenda anche dalla distanza
> della stella dalla Terra.
Da quello che ho detto puoi capire che la distanza non c'entra: questo
distingue l'aberrazione dalla parallasse, che e' un effetto puramente
geometrico, ed e' importante solo per stelle relativamente vicine (e
comunque e' sempre molto piu' piccola dell'aberrazione).
Osservazione di livello "avanzato": trattando l'aberrazione come ho
fatto, si vede che la velocita' della luce non cambia solo in direzione,
ma anche in grandezza, il che va contro l'invarianza ecc.
Infatti la teoria che ho accennato e' non relativistica. Come ho detto,
si puo' fare una teoria relativistica, ma e' decisamente piu' complicata
(non paurosamente: basta saper usare per bene le trasf. di Lorentz).
La teoria non relativistica da' il risultato corretto al primo ordine in
v/c, essendo v la vel. orbitale della Terra. Sicuramente sai che v/c e'
circa 10^(-4), per cui il termine di secondo ordine e' trascurabile, a
meno che non si riesca a misurare l'aberrazione con 4 cifre
significative almeno. Oggi questo e' diventato possibile, per cui e'
necessario usare la formula relativistica per avere accordo con le
osservazioni.
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Elio Fabri
Dip. di Fisica - Univ. di Pisa
Sez. Astronomia e Astrofisica
Received on Tue Jan 23 2001 - 11:48:50 CET