Uno smile nello spazio, spiegato grazie ad Einstein

Lo smile è una emoticon, ovvero un disegno stilizzato di una espressione umana ed è usato quotidianamente da molti come strumento di comunicazione attraverso le chat, Internet e gli SMS.

La sua invenzione risale al 1963 e il suo primo utilizzo di massa si ebbe negli anni ’80 del secolo scorso ad opera dei fratelli Murray e Bernard Spain, che utilizzarono il logo per vendere bottoni, tazze per il caffè, magliette, etichette adesive e bigiotteria, grazie all’immediatezza con cui riusciva a comunicare un piccolo senso di benessere.

Di recente il gigantesco telescopio orbitante Hubble, scrutando lo spazio profondo, ha fatto una simpatica scoperta: un ammasso di galassie, nominato con la sigla SDDSS J1038+4849, sembra proprio avere, dalla nostra prospettiva, l’aspetto di una faccina sorridente.

Come è possibile che delle galassie così distanti (quasi 4,5 miliardi di chilometri dalla Terra) possano apparire come linee curve che formano i contorni della faccina?

L’effetto è dovuto alla gravità, che in base alla teoria della Relatività Generale di Einstein è una forza che non solo attira la materia, ma anche la luce, deformandone la traettoria quando percorre lunghe distanze. Un fenomeno detto

“gravitational lensing“, lente gravitazionale in italiano, perchè funziona come una lente di vetro: quando un oggetto molto massiccio si trova tra l’osservatore e la sorgente di luce, questo deforma la luce e in alcuni casi la concentra, ingrandendo o restringendo l’immagine.

Qui sopra vediamo come l’immagine di una galassia (1) viene deflessa da un ammasso di galassie (2) e appaia simile a un arco (3) vicino all’ammasso di galassie nell’immagine visibile dalla Terra. In pratica la galassia più lontana sembra sdoppiarsi ed assottigliarsi. Le linee a e b descrivono le posizioni fittizie della galassia.

In alcuni casi, dato che la massa che funge da lente può non essere perfettamente sferica (vedi un ammasso di galassie o una stella binaria), l’immagine può anche quadruplicarsi. Quando la Terra, la massa interposta e l’oggetto sono perfettamente allineati si può assistere alla formazione di  un immagine circolare detta “Einstein Ring“.

Ecco spiegato perchè questa faccina cosmica esiste. Chi non si trovasse nel nostro stesso punto di osservazione, ovvero fuori la Terra o dal nostro Sistema Solare, non avrebbe questa prospettiva e non vedrebbe queste galassie come riusciamo noi (quindi niente smile per gli extraterrestri!).

La spiegazione dell’effetto: le due galassie gialle che costituiscono gli occhi (cerchiate in rosso), piegando lo spazio-tempo distorcono l’immagine di una galassia più distante, che per una fortunata coincidenza va a costituire proprio i contorni e la bocca (in verde) della faccina! 🙂

Ecco invece la foto originale di Hubble, prima della post-produzione che ne ha esaltato i particolari.

Finito lo stupore iniziale, adesso è il momento delle speculazioni filosofiche sul perchè quegli oggetti siano lì e ci appaiano in questo modo…

Daniele Perna

(Fonti: www.media.inaf.it, Wikipedia, Flickr, www.spacetelescope.org)