Tip:
Highlight text to annotate it
X
E se potessimo vedere un colore solo?
Immaginiamo ad esempio
di poter vedere solo oggetti di colore rosso
e che ogni altra cosa
sia completamente invisibile.
A quanto pare,
questo è il modo in cui viviamo sempre
perché i nostri occhi possono vedere solo
una minuscola parte dello spettro della luce.
Vari tipi di luce sono intorno a noi ogni giorno
ma sono invisibili all'occhio umano,
dalle onde radio che trasportano le nostre canzoni preferite
ai raggi X che i medici usano per vedere dentro di noi,
alle microonde che riscaldano il cibo.
Per comprendere
come tutto ciò può essere luce,
dobbiamo sapere un paio di cose
sulla natura della luce.
La luce è una radiazione elettromagnetica
che agisce sia come onda, sia come particella.
Le onde luminose somigliano a quelle dell'oceano.
Ci sono onde grandi e piccole,
onde che si infrangono sulla riva
una dopo l'altra,
e onde che arrivano solo di tanto in tanto.
La dimensione di un'onda si chiama lunghezza d'onda
e la misura della sua ripetizione
si chiama frequenza.
Immaginiamo di essere una barca sull'oceano,
che oscilla su e giù con le onde.
Se quel giorno hanno una lunghezza d'onda ampia
ci faranno oscillare solo ogni tanto,
o a bassa frequenza.
Se, invece, hanno una lunghezza d'onda breve,
saranno ravvicinate
e ci faranno dondolare su e giù molto più spesso,
ad alta frequenza.
I vari tipi di luce sono tutti delle onde,
hanno solo lunghezze d'onda e frequenze diverse.
Se conosciamo la lunghezza d'onda o la frequenza
di un'onda di luce,
possiamo anche dedurne l'energia.
Lunghezze d'onda ampie hanno basse energie,
mentre quelle brevi hanno energie elevate.
È facile da ricordare
se pensiamo di essere in barca.
Trovandoci in barca in una giornata
con brevi onde increspate,
saremmo forse anche noi pieni di energie,
correndo qua e là per non far cadere gli oggetti.
Ma su un mare con onde lunghe,
procederemmo rilassati,
con le energie al minimo.
L'energia della luce ci dice
come interagirà con la materia,
ad esempio con le cellule dei nostri occhi.
Ci vediamo perché l'energia della luce
stimola un recettore nel nostro occhio,
chiamato retina.
La nostra retina è sensibile solo alla luce
con uno spettro energetico molto basso
e perciò lo chiamiamo luce visibile.
Nella retina ci sono speciali recettori
chiamati coni e bastoncelli.
I bastoncelli misurano la luminosità,
così sappiamo quanta luce c'è.
Dai coni dipende il colore della luce che vediamo
in quanto coni diversi sono sensibili
a energie luminose diverse.
Alcuni coni sono più stimolati dalla luce
con lunghezza d'onda ampia e bassa energia,
altri sono più stimolati
dalla luce con lunghezze d'onda inferiori, a alta energia.
Quando la luce colpisce il nostro occhio,
la quantità di energia misurata da ogni cono
segnala al cervello di percepire i colori.
L'arcobaleno che percepiamo
è in realtà luce visibile in base alla sua energia.
A un lato dell'arcobaleno
c'è la luce a bassa energia che noi vediamo rossa,
e all'altro lato c'è la luce a energia elevata,
che noi vediamo blu.
Se la luce che splende su di noi
ha un'energia che la retina non può misurare,
non saremmo capaci di vederla.
La luce con lunghezza d'onda troppo corta o energia elevata
viene assorbita dalla superficie dell'occhio
prima ancora di arrivare alla retina,
e la luce con lunghezza d'onda troppo ampia
non ha energia sufficiente
a stimolare in alcun modo la retina.
L'unica cosa che rende un tipo di luce
diverso da un altro è la sua lunghezza d'onda.
Le onde radio hanno lunghezze d'onda ampie,
mentre i raggi X hanno lunghezze d'onda brevi.
E la luce visibile, quella che si riesce a vedere,
è qualcosa di intermedio.
Anche se l'occhio non può percepire la luce
all'infuori dello spettro visibile,
si possono costruire speciali rivelatori
che sono stimolati
dalle altre lunghezze d'onda della luce,
una specie di occhi digitali.
Con questi dispositivi
possiamo misurare la luce
anche se non riusciamo a vederla.
Facciamo un passo indietro e riflettiamo
su tutto ciò per un attimo.
Malgrado appaia diverso,
il calore percepito da un fuoco crepitante
è lo stesso del sole che splende
in una bella giornata,
è lo stesso della luce ultravioletta
dalla quale ci proteggiamo con i filtri solari,
la stessa cosa della TV,
della radio
e del microonde.
Sono tutti oggetti che si trovano sulla Terra,
con cui abbiamo a che fare nella vita quotidiana,
ma c'è qualcosa di ancora più sorprendente.
Anche l'universo emana l'intero spettro della luce.
Quando pensiamo al cielo notturno,
forse pensiamo di essere in grado
di vedere con i nostri occhi splendere le stelle,
ma si tratta solo di luce visibile,
che, come ora sappiamo, è solo una minima parte
dello spettro completo.
Se dovessimo disegnare l'universo
usando solo la luce visibile,
sarebbe come avere un pastello solo...
piuttosto deprimente.
Per vedere l'universo nel suo spettro completo,
abbiamo bisogno degli occhi giusti,
e ciò significa usare speciali telescopi
che ci aiutano a vedere oltre la luce visibile.
Avrete sentito parlare del telescopio spaziale Hubble
e avrete visto le sue belle immagini
riprese in luce visibile e ultravioletta.
Ma forse non saprete
che ci sono 20 telescopi spaziali in orbita,
obiettivi che riescono a vedere parte
dello spettro completo della luce.
Con i telescopi come nostri occhi virtuali,
sia nello spazio che sulla Terra,
riusciamo a vedere cose straordinarie.
Ma la cosa più bella di tutte è che
qualsiasi siano l'energia o la lunghezza d'onda,
la luce che vediamo nell'universo lontano
è la stessa luce
che possiamo sperimentare e studiare sulla Terra.
Poiché sappiamo come la fisica
dei raggi X,
della luce ultravioletta
e delle microonde funziona quaggiù,
possiamo studiare la luce di una stella o di una galassia lontane
e sapere che tipo di cose
succedono anche lì.
Perciò, nella nostra vita quotidiana,
pensiamo più in là di ciò che gli occhi riescono o meno a vedere.
Conoscere appena un po' il mondo naturale
può aiutare a percepire l'intero spettro
che ci circonda ogni istante.