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cos'è un anno luce Fonte foto: Shutterstock
SCIENZA

A quanti km corrisponde un anno luce?

In questo articolo vedremo qual è il significato di anno luce, a quanto equivale in chilometri e quali sono le altre unità di misura usate dagli astronomi.

La vastità dell’universo di cui facciamo parte non poteva essere misurata con le unità di misura che solitamente utilizziamo qui sulla Terra. Naturale, parlando dello Spazio per eccellenza, che ospita una quantità indescrivibile, e praticamente impossibile da quantificare con precisione scientifica, di corpi celesti. Da questa esigenza, nasce dunque l’anno luce, misura di distanza comunemente utilizzata in astronomia per esprimere le distanze con (e fra) oggetti celesti posti al di fuori dal sistema solare.

Questo significa che è particolarmente adatto per le distanze su scala interstellare, inimmaginabili per chi, come noi, ha una percezione dello spazio e del tempo limitata al nostro pianeta. Ecco perché ora andremo a scoprire insieme la definizione esatta di anno luce, e soprattutto a quanto questo corrisponde se volessimo tradurlo in chilometri. Non solo, esploreremo anche altre unità di misura utilizzate comunemente dagli astronomi, così da avere un quadro completo degli strumenti più validi nello studio sempre attuale dell’Universo e dei suoi straordinari segreti.

Cos’è un anno luce

L’anno luce, abbreviato in ly o al, è una misura di distanza che viene utilizzata in astronomia. Corrisponde alla distanza percorsa dalla luce nel vuoto nell’arco di un anno terrestre. In alternativa, possiamo dire che equivale alla distanza che un oggetto percorrerebbe se viaggiasse a velocità uguale a quella della luce nel vuoto, ossia quasi 300.000 chilometri al secondo, per un anno tropico, cioè 365 giorni, 5 ore, 48 minuti e 46 secondi.

La determinazione della velocità della luce, come molti di voi già sapranno, si deve all’astronomo danese Ole Rømer, che nel nel XVII secolo ipotizzava che la luce avesse una velocità enorme ma non infinita, come erroneamente si pensava fino ad allora. Fu proprio lui a definire precisamente la velocità della luce nel 1676, mentre lavorava all’osservatorio reale di Parigi diretto al tempo da Giovanni Domenico Cassini.

Tornando all’anno luce, esiste una definizione precisa data dall’UAI, ovvero l’Unione astronomica internazionale, che recita: “L’anno luce è la distanza che un fotone percorre nello spazio vuoto in assenza di campo gravitazionale o magnetico in un anno giuliano". Per completezza, c’è da chiarire che un anno giuliano ha una durata di 365,25 giorni, mediamente composti da 86.400 secondi ciascuno, pari in totale a 31.557.600 secondi.

Esistono comunque altre unità di misura delle lunghezze accomunate con l’anno luce, dei veri e propri sottomultipli come possono essere ad esempio il mese luce, la settimana luce, il giorno luce, l’ora luce, il minuto luce e il secondo luce. Per quanto poco diffuse, queste sono ottenute considerando la distanza percorsa dalla luce in una certa unità di tempo. Per fare qualche esempio, la distanza della Terra dalla Luna è pari a circa 1,282 secondi luce, mentre al distanza del nostro pianeta dal Sole è pari a 8 minuti luce.

A quanto corrisponde un anno luce

L’anno luce, al contrario di quanto si potrebbe pensare a questo punto e in relazione al suo nome, che può trarre in inganno!, non è però un’unità di misura del tempo né tanto meno della “quantità" di luce, ma solo della distanza percorsa dalla radiazione elettromagnetica, la luce stessa, nel vuoto nell’intervallo di un anno. In ogni caso, è assolutamente corretto affermare che l’osservazione diretta di un corpo celeste distante un certo numero di anni luce riesce a mostrarci quello stesso corpo celeste come era lo stesso numero di anni fa e non nel momento preciso della sua osservazione.

Spingendoci nei tecnicismi, un anno luce equivale precisamente a circa 9.460.730.472.581 chilometri. 9.460 miliardi di km, se quel numero lunghissimo dovesse “spaventarci", o ancora circa 63.241 volte la distanza fra la Terra e il Sole, nota come unità astronomica. Capirete allora che ci troviamo di fronte ad una distanza enorme su scala umana, pari ad oltre 236 milioni di volte la circonferenza della Terra e calcolata a partire dalla velocità della luce nel vuoto (c).

Considerando che questa è pari a 299.792,458 chilometri al secondo, il valore dell’anno luce è dato dalla seguente formula: 299.792,458 km/s · 355,25 d · 86.400 s/d ≃ 9.461 · 10^12 km. Per farci un’idea ancora più concreta, basti pensare che la distanza tra il Sole e la Terra equivale a circa 8,3 minuti luce, dove un minuto luce è la distanza percorsa dalla luce viaggiando nel vuoto per un minuto.

Verrebbe dunque da chiedersi in quanto tempo possiamo percorrere oggi la distanza di 9.460 miliardi di km. Per rispondere, dobbiamo sapere che la velocità di fuga dalla Terra è di circa 40.000 km/h. Sfruttando, grazie alle nostre sonde, l’effetto fionda dei fly-by attorno a vari pianeti, siamo in grado di lanciare una navicella fino a 60.000 km/h, e addirittura superare il tetto degli 80.000 km/h come nel celebre caso di New Horizons. Facendo un rapido calcolo, per percorrere un anno luce a 80.000 chilometri orari impiegheremmo circa 13.500 anni terrestri.

Esempi concreti di anno luce

Ora che abbiamo dato una definizione di anno luce e abbiamo chiarito a quanto corrisponde un anno luce in chilometri, 9.460 miliardi di km, appunto, è opportuno fare alcuni esempi concreti per quantificare ancora di più questa singolare e utile unità di misura. Come prima cosa, possiamo pensare che un anno luce impiega circa 1,28 secondi per coprire la distanza che separa la Terra dalla Luna. In più, in una scala in cui la Terra avesse un diametro di 1 cm, un anno luce corrisponderebbe a una distanza di 7.423,80 km.

Non solo, sappiamo che alla luce occorrono circa 8,33 minuti, o 8 minuti e 20 secondi, per viaggiare dal Sole al nostro pianeta. E ancora, un’ora luce corrisponde a circa 1,08 miliardi di chilometri, che equivale circa alla distanza tra il Sole e Saturno, mentre la stella più vicina alla Terra ad esclusione del Sole è Proxima Centauri, che da noi dista 4,23 anni luce.

Il disco della nostra galassia, la Via Lattea, ha poi un diametro di circa 100.000 anni luce. Quella di grandi dimensioni più vicina alla nostra è la galassia di Andromeda, che si può trovare ad una distanza di 2,5 milioni di anni luce. In aggiunta, gli scienziati hanno osservato che il Gruppo Locale ha un diametro di circa 10 milioni di anni luce, e che il quasar più vicino alla Terra, conosciuto con il nome 3C 273, si trova a circa 3 miliardi di anni luce.

Poiché si presuppone comunemente che il Big Bang sia avvenuto circa 14 miliardi di anni fa, l’universo osservabile, supposto di forma sferica e nel caso non fosse in espansione, presenterebbe un raggio di circa 13.820.000.000 anni luce. Infine, nell’Universo gli oggetti osservabili più lontani si trovano a 13,2 miliardi di anni luce.

Tutti questi numeri si traducono in considerazioni sbalorditive per gli esseri umani. Non a caso, nel momento in cui osserviamo una stella che dista dalla Terra 20 anni luce, significa che noi in quel momento stiamo vedendo la luce emessa da quella stella esattamente 20 anni prima. Se dovesse spegnersi in questo preciso istante, la vedremmo allora scomparire solo tra 20 anni.

Allo stesso modo, visto che il Sole dista dalla Terra 8 milioni luce, la luce solare che vediamo e percepiamo è quella che è stata emessa dal Sole proprio 8 minuti prima. Un ulteriore esempio è quello offerto dalla galassia di Andromeda, che ci appare così com’era 2.5 milioni di anni fa perché la sua distanza da noi è di circa 2.5 milioni di anni luce.

Unità di misura alternative

Oltre al più diffuso anno luce, gli astronomi utilizzano due altre unità di misura, ovvero le unità astronomiche (UA) e i parsec. Le unità astronomiche, in particolare, vengono utilizzate soprattutto per misurare le distanze nel sistema solare. Una unità astronomica, stando alla letteratura scientifica, corrisponde alla distanza media che separa la nostra Terra dalla stella a lei più vicina, il Sole. Si parla di quasi 150 milioni di chilometri, 149.597.870 a voler fare i pignoli. Passando ai parsec, questi vengono usati dagli studiosi per esprimere le distanze tra le stelle.

Un parsec, il cui nome è una abbreviazione di “parallasse secondo", equivale a 3,26 anni luce. Ciò sta ad indicare che corrisponde alla distanza dalla quale un ipotetico osservatore vedrebbe il raggio medio dell’orbita terrestre, quindi una unità astronomica sotto un angolo di un secondo d’arco. Concetti sicuramente non facilissimi, ma che definiscono l’osservazione di stelle, pianeti e corpi celesti in generale.

Ricapitolando, allora, possiamo dire che una unità astronomica equivale a circa 150 milioni di chilometri, che sul piano fattuale si traducono nella distanza misurabile tra la Terra e il Sole. Un anno luce corrisponde, per conseguenza logica, a 63.067 UA, cioè 9.460.000.000.000 di chilometri. Un parsec, invece, corrisponde come già detto in precedenza a 3,26 anni luce.

In UA, la cifra si assesta sui 205.597 UA, che a loro volta sono 30.840 miliardi di chilometri. Detto questo, l’al resta l’unità di misura più diffusa e probabilmente più semplice da spiegare e comprendere. E che si adatta alla maggior parte degli oggetti spaziali che “popolano" il cielo.

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