Miniapprofondimento a cura di Franco Luigi Fabbri
In cosmologia si utilizza un sistema di riferimento detto comovente nel quale l’espansione dell’universo si rappresenta con l’ espansione del sistema di coordinate di riferimento. Se immaginiamo un dolce di forma cubica che lievita, i canditi nel suo interno si sposteranno nel processo di lievitazione allontanandosi reciprocamente ma, se esprimiamo la loro posizione riferendoci come unità di misura alla lunghezza del lato del cubo, essi appariranno immobili. Un sistema di coordinate cartesiane segnate sui lati del dolce costituisce il sistema di coordinate comoventi con il processo di lievitazione. Allo stesso modo immaginiamo un mappamondo gonfiabile : città e paesi resteranno immobili sulla griglia di riferimento dei meridiani e paralleli quantunque esso venga gonfiato. Il sistema di riferimento costituito da meridiani e paralleli in questo caso costituisce un sistema di riferimento comovente (*) I punti p(1,1) e p(3,1) sono sempre nelle stesse posizioni rispetto alla griglia di riferimento ma, agli istanti t=t1 e t=t2, le dimensioni dei quadrati della griglia sono diverse a causa della variazione di scala. Questo causa, di fatto un allontanamento dei punti nello spazio. Il sistema di riferimento costituito dalla griglia viene detto “comovente”. Con la definizione di coordinate comoventi è possibile fornire una descrizione dell’universo indipendente dal tempo a cui lo si osserva e dal corrispondente fattore di espansione. I movimenti tra oggetti astronomici dovuti all’espansione dell’universo sono nulli nel sistema comovente, in esso si evidenziano solo gli spostamenti dovuti alle velocità peculiari dei singoli oggetti. Ogni galassia è infatti dotata di una velocità rispetto al sistema di coordinate comoventi, la velocità peculiare appunto, che può essere diretta in qualunque direzione ed assumere qualunque valore. Velocità di allontanamento e velocità peculiare si sommano come vettori. Lo spostamento in frequenza della radiazione proveniente delle varie galassie sarà determinato da questa velocità totale. Poiché la velocità relativa tra due oggetti astronomici dovuta all'espansione del fattore di scala è direttamente proporzionale a quanto essi sono lontani la velocità totale ( espansione + peculiare) per oggetti prossimi può assumere valori di qualunque segno: quindi è possibile osservare in galassie vicine alla nostra spostamenti sia verso il rosso che verso il blu (la galassia di Andromeda , ad esempio, presenta uno spostamento verso il blu). Per le galassie lontane invece la velocità dovuta all’espansione prevale comunque sulla velocità peculiare e quindi si osservano solo spostamenti verso il rosso. Il nostro sistema solare non è comovente! La sua velocità e di circa di 370 km/s relativa all'Universo visibile. Anche la nostra galassia, la Via Lattea si muove con tutto il Gruppo Locale di Galassie di cui fa parte, ad una velocità peculiare di 600 km/s rispetto al sistema comovente del nostro Universo come derivato dalle misura sperimentali del parametro di Hubble.