Tutte storte le stelle in cielo

Sir Arthur Eddington (Kendal, 28 dicembre 1882 – Cambridge, 22 novembre 1944)

Siamo in piena Prima Guerra Mondiale. Nel 1916 l’astronomo olandese Willem de Sitter spedì al suo amico Arthur Eddington, direttore dell’Osservatorio di Cambridge, una copia dell’articolo di Albert Einstein pubblicato nel 1911 sugli Annalen der Physick, intitolato “L’influenza del campo gravitazionale sulla propagazione della luce”, che contiene la formula necessaria a determinare l’entità di questo fenomeno.

La forza di gravità non sarebbe più un’azione a distanza fra i corpi, come indicava la Teoria della gravitazione universale di Isaac Newton, bensì l’effetto della curvatura imposta dalla massa alla geometria dello spazio-tempo. Non più una forza ma un effetto geometrico. Una visione assai suggestiva, che necessitava di una verifica sperimentale. Il problema era riuscire a misurare la curvatura dello spazio-tempo provocata da una massa, ma affinché l’effetto fosse misurabile serviva una grande massa. La deflessione della luce, secondo lo stesso articolo di Albert Einstein, forse poteva essere verificata misurando la posizione delle stelle più vicine al Sole durante la totalità di un’eclisse. Una massa così grande vicino a casa nostra era proprio quella del Sole.

La curvatura dello spazio-tempo impone anche alla luce di incurvare la propria traiettoria. Così, la luce delle stelle in prossimità del Sole durante un’eclisse verrà “piegata” dalla sua presenza, ed esse in cielo appariranno in una posizione lievemente diversa rispetto a quando il Sole non si trova nei paraggi. Per misurare lo spostamento delle stelle, perciò, occorre confrontare la loro posizione in due immagini, prese con e senza il Sole. Senza il Sole è facile: basta fotografarle di notte. Ma con il Sole davanti? Ci vuole un’eclisse.

L’immagine mostrata qui è probabilmente l’immagine con la massima risoluzione dell’eclisse del 1919 ed è il risultato dell’applicazione di moderne tecniche di elaborazione delle immagini sulla copia della piastra – tra cui ripristino dell’immagine, riduzione del rumore e rimozione di artefatti. Essa svela dettagli sbalorditivi nella corona solare, una protuberanza gigante che emerge dalla parte superiore destra del Sole e le stelle nella costellazione del Toro che sono stati usate per confermare le previsioni della relatività generale. Fonte ESO: https://www.eso.org/public/italy/images/potw1926a/ Crediti:
ESO/Landessternwarte Heidelberg-Königstuhl/F. W. Dyson, A. S. Eddington, & C. Davidson

Le riviste scientifiche tedesche non potevano giungere in Gran Bretagna, nazione nemica alla Germania, e fu quindi necessaria una triangolazione con la neutrale Olanda per far sì che la nuova teoria varcasse la Manica. Fu proprio Arthur Eddington il principale artefice della fortuna di Albert Einstein. Oltre a contribuire in maniera determinante alla diffusione della Relatività Generale, egli riuscì a convincere la comunità astronomica inglese e il governo di Sua Maestà a condurre una verifica della deflessione gravitazionale della luce in occasione dell’eclissi totale di Sole prevista per il 29 maggio 1910. L’eclissi sarebbe stata divisibile solo nella fascia equatoriale dell’Atlantico e furono perciò organizzate due spedizioni, una verso la città brasiliana di Sobral, nella giungla amazzonica, l’altra verso l’Isola di Principe, un possedimento portoghese al largo delle coste occidentali dell’Africa.

Le nuvole, che il 29 maggio si spostavano in cielo rischiando di rendere impossibili le osservazioni, tennero col fiato sospeso Eddington, ma alla fine, fortunatamente entrambe le spedizioni riuscirono a scattare le fotografie decisive.

La deflessione della luce delle stelle risultò pari a 1,98” – un angolo mille volte più piccolo del disco della Luna – in perfetto accordo con le previsioni della Relatività. Le misure della deflessione avevano un certo margine di incertezza, ma la media era in perfetto accordo con la predizione relativistica.

Fu alla sede della Royal Society a Londra che venne data la comunicazione ufficiale dei risultati di Eddington e dei suoi collaboratori la sera del 6 novembre 1919. Fu così che il New York Times, dall’altra parte del mondo, venne fuori con un titolo molto ad effetto: Tutte storte le luci in cielo – Trionfa la teoria di Einstein. Le stelle non sono dove sembrava o si era calcolato che fossero, ma non c’è da preoccuparsi.

Albert Einstein fu ovviamente molto soddisfatto. A una studentessa che gli chiedeva come avrebbe reagito se le osservazioni fossero state in contrasto con la teoria, rispose: “Mi sarebbe dispiaciuto per il buon Dio, perché la teoria è corretta”.

© Illustrated London News, 22-November-1919

 

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Informazioni su Sabrina Masiero

Direttore Responsabile della Didattica e Divulgazione presso la Fondazione GAL Hassin-Centro Internazionale delle Scienze Astronomiche, Isnello, (Palermo) e associata INAF-Osservatorio Astronomico di Palermo. Ho lavorato presso INAF-Osservatorio Astronomico di Padova e la Fundaciòn Galileo Galilei, FGG-Telescopio Nazionale Galileo, La Palma, Isole Canarie nell'ambito dei pianeti extrasolari.

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