L’effetto Doppler: ve lo spiego con una molla

L’altro giorno tentavo di spiegare alla mia metà il significato di redshift, letteralmente spostamento verso il rosso, una parola che, da Astrofisico, pronuncio molto più spesso della parola distanza, e vedremo poi perché. E mi sono chiesto: “e mò, come faccio a spiegarglielo in modo estremamente semplice?”.

Però prima di parlare di redshift in ambito astrofisico (e lo farò in un articolo successivo), in questo articolo partirò dal cosiddetto Effetto Doppler. Questo è un fenomeno fisico che avviene ogni volta che l’emettitore di un suono o di un segnale luminoso si allontana dall’ascoltatore/osservatore o vi si avvicina. E’ quell’effetto che avviene quando un treno o un’ambulanza si avvicinano (vedi immagine a destra), il suono cambia, ci avete fatto caso? Questo cambiamento è dovuto ad un cambio di frequenza del suono. Il suono è la sensazione che proviamo in seguito alla vibrazione di un corpo, che si propaga nell’aria o qualsiasi altro mezzo elastico, e raggiunge il nostro orecchio. Se l’emettitore e il ricevitore si muovono l’uno rispetto all’altro, allora la frequenza del suono che il ricevitore riceve è diversa dalla frequenza di emissione. La frequenza del suono che percepiamo aumenta o diminuisce se il treno si avvicina o si allontana, perché i fronti d’onda si infittiscono se l’emettitore si avvicina, o si diradano se si allontana.

Serve una similitudine semplice. Pensate ad una molla, è l’onda sonora che si propaga, fotografata in un istante, le spire sono i fronti d’onda. Fate tenere un’estremità alla vostra metà, e voi tenete l’altra. Iniziate ad allontanarvi dalla vostra metà, le spire della molla si allontaneranno, la distanza delle spire aumenterà e quindi la loro frequenza diminuisce, mentre se ritornerete ad avvicinarvi, la frequenza ritornerà ad aumentare. Pensate alla molla come alla propagazione dell’onda sonora. Percepirete un suono con una frequenza modificata, come quello della sirena di un’ambulanza che si avvicina o si allontana.

L’effetto Doppler e il redshift sono concetti importantissimi in Astronomia e nello studio dell’Universo, lo vedremo nei prossimi articoli.