| Ångström (Å) | Unità astronomiche (au) |
|---|---|
| 1 Ångström | 6.68458712227 × 10-22 au |
| 2 Ångström | 1.33691742445 × 10-21 au |
| 3 Ångström | 2.00537613668 × 10-21 au |
| 4 Ångström | 2.67383484891 × 10-21 au |
| 5 Ångström | 3.34229356113 × 10-21 au |
| 10 Ångström | 6.68458712227 × 10-21 au |
| 20 Ångström | 1.33691742445 × 10-20 au |
| 25 Ångström | 1.67114678057 × 10-20 au |
| 50 Ångström | 3.34229356113 × 10-20 au |
| 100 Ångström | 6.68458712227 × 10-20 au |
| Riferimento | Ångström (Å) | Unità astronomiche (au) |
|---|---|---|
| A sheet of A4 paper (long side) | 2.97 × 109 Å | 1.98532 × 10-12 au |
| Average adult human height | 1.7 × 1010 Å | 1.13638 × 10-11 au |
| A football pitch (length) | 1.05 × 1012 Å | 7.01882 × 10-10 au |
| A marathon | 4.2195 × 1014 Å | 0.000000282056 au |
| Height of Mount Everest | 8.849 × 1013 Å | 0.0000000591519 au |
L’ångström è un’unità di lunghezza pari a un decimiliardesimo di metro, ossia 0,1 nanometri. Prende nome da Anders Jonas Ångström, il fisico svedese che la impiegò nella sua mappa dello spettro solare del 1868. Il simbolo è Å, una lettera presa in prestito dall’alfabeto svedese.
L’ångström sopravvive perché corrisponde alla scala degli atomi. Un atomo di idrogeno ha un raggio di circa 0,5 Å. Un legame singolo carbonio-carbonio misura all’incirca 1,5 Å. Esprimere questi valori in nanometri produce decimali scomodi, sicché cristallografi, spettroscopisti e biologi strutturali continuano a preferire l’unità più antica. Le strutture proteiche depositate nelle banche dati pubbliche sono tuttora descritte dalla loro risoluzione in ångström, e una struttura risolta meglio di 2 Å è considerata di alta qualità.
Anche le lunghezze d’onda della luce visibile ricadono in un intervallo comodo. La luce rossa si colloca vicino ai 7000 Å e la violetta intorno ai 4000 Å. Le lunghezze d’onda dei raggi X si raggruppano attorno a 1 Å, ed è esattamente per questo che la diffrazione dei raggi X rivela la spaziatura atomica: la sonda e il bersaglio hanno la stessa dimensione.
L’ångström non fa parte del Sistema internazionale di unità. Il BIPM lo elenca fra le unità ammesse all’uso con il SI ma ne scoraggia nuove applicazioni, preferendo il nanometro o il picometro. Tale indicazione ha avuto scarso effetto nei campi in cui l’unità è radicata. La produzione di semiconduttori ne offre un esempio chiaro. I nodi di processo sono stati indicati in nanometri per decenni ma, via via che le strutture si riducevano, il settore ha cominciato a esprimere lo spessore dell’ossido di gate in ångström, e Intel ha battezzato una generazione della propria tecnologia era Angstrom.
Leggere la letteratura scientifica più antica richiede attenzione. Prima di essere legato al metro, l’ångström era definito rispetto a una precisa riga spettrale del cadmio, e i valori pubblicati agli inizi del Novecento possono discostarsi lievemente da quelli odierni. L’Unione Astronomica Internazionale adottò quella definizione spettroscopica nel 1907, che rimase in vigore finché il metro stesso non fu ridefinito rispetto al cripto nel 1960. Lo scarto è piccolo ma reale, e conta quando si confrontano misure spettrali storiche con quelle attuali.
La conversione è immediata. Un ångström equivale a 10-10 metri, 0,1 nanometri o 100 picometri. Dieci ångström fanno un nanometro.
L’unità astronomica è una lunghezza pari a esattamente 149 597 870 700 metri, ossia quasi 150 milioni di chilometri. Il simbolo è au. Approssima la distanza media fra la Terra e il Sole ed è la misura consueta per le distanze all’interno del sistema solare.
In origine l’unità era definita da quella relazione orbitale anziché da un numero fisso. Le definizioni precedenti la legavano alle proprietà di un corpo ipotetico in orbita attorno al Sole, sicché il suo valore dipendeva dalla costante gravitazionale ed era soggetto a revisione via via che le misure miglioravano. L’Unione Astronomica Internazionale pose fine a questa dipendenza nel 2012 fissando l’unità astronomica come un numero esatto di metri. Il cambiamento semplificò i calcoli e rimosse un inconveniente: un’unità la cui lunghezza si spostava ogni volta che una costante fisica veniva raffinata.
Determinarne il valore fu uno dei grandi problemi dell’astronomia osservativa. I transiti di Venere sul disco solare, osservati da punti molto distanti della Terra, permettevano di triangolare la distanza. Furono allestite spedizioni per i transiti del 1761, 1769, 1874 e 1882, e il primo viaggio di James Cook nel Pacifico fu organizzato attorno all’evento del 1769. Le misure radar verso Venere negli anni Sessanta finirono per fissare la cifra con precisione assai maggiore di qualsiasi metodo ottico.
L’unità rende leggibili le distanze del sistema solare. Mercurio orbita a 0,39 au, Marte a 1,52 au, Giove a 5,2 au e Nettuno a 30,1 au. La fascia di Kuiper si estende fino a circa 50 au. La Voyager 1, l’oggetto umano più lontano, ha superato le 165 au. La luce impiega circa 499 secondi a percorrere un’unità astronomica, sicché il Sole dista poco più di otto minuti luce.
Oltre il sistema solare l’unità diventa scomoda, e gli astronomi passano agli anni luce e ai parsec. Un parsec vale 206 265 au.
La navigazione delle sonde richiede che l’unità sia esatta e non approssimata. Le traiettorie verso i pianeti esterni si calcolano su distanze di decine di unità astronomiche, e un errore nella lunghezza dell’unità stessa si propagherebbe in ogni calcolo di posizione. Fissarne il valore nel 2012 ha eliminato quella fonte di deriva dalle effemeridi usate per la pianificazione delle missioni.
Un’unità astronomica equivale a 149 597 870,7 chilometri, ovvero a circa 92,956 milioni di miglia.