| Anni luce (ly) | Nanometri (nm) |
|---|---|
| 1 Anno luce | 9.46073047258 × 1024 nm |
| 2 Anni luce | 1.89214609452 × 1025 nm |
| 3 Anni luce | 2.83821914177 × 1025 nm |
| 4 Anni luce | 3.78429218903 × 1025 nm |
| 5 Anni luce | 4.73036523629 × 1025 nm |
| 10 Anni luce | 9.46073047258 × 1025 nm |
| 20 Anni luce | 1.89214609452 × 1026 nm |
| 25 Anni luce | 2.36518261815 × 1026 nm |
| 50 Anni luce | 4.73036523629 × 1026 nm |
| 100 Anni luce | 9.46073047258 × 1026 nm |
| Riferimento | Anni luce (ly) | Nanometri (nm) |
|---|---|---|
| A sheet of A4 paper (long side) | 3.13929 × 10-17 ly | 297000000 nm |
| Average adult human height | 1.7969 × 10-16 ly | 1.7 × 109 nm |
| A football pitch (length) | 1.10985 × 10-14 ly | 1.05 × 1011 nm |
| A marathon | 4.46002 × 10-12 ly | 4.2195 × 1013 nm |
| Height of Mount Everest | 9.3534 × 10-13 ly | 8.849 × 1012 nm |
L’anno luce è la distanza che la luce percorre nel vuoto durante un anno giuliano, pari a esattamente 9 460 730 472 580 800 metri, ovvero a circa 9,46 bilioni di chilometri. Il simbolo è ly.
È un’unità di distanza e non di tempo, punto che il nome oscura e che provoca una confusione tenace. La sua esattezza discende da due grandezze definite: la velocità della luce è fissata a 299 792 458 metri al secondo, e l’anno giuliano è definito come esattamente 365,25 giorni da 86 400 secondi. Il prodotto delle due dà una cifra priva di qualsiasi incertezza di misura.
Il pregio dell’unità è rendere esplicita la velocità finita della luce. Osservare un oggetto a dodici anni luce significa vederlo com’era dodici anni fa, e questo ritardo non è una curiosità ma il fondamento della cosmologia osservativa. Le galassie più lontane osservate distano miliardi di anni luce, sicché i telescopi sono di fatto strumenti per guardare nel passato.
Le distanze vicine appaiono modeste alla scala dell’unità. Proxima Centauri, la stella più vicina al Sole, dista 4,25 anni luce. Sirio 8,6. Il centro della Via Lattea si trova a circa 26 000 anni luce dalla Terra, e la galassia si estende per all’incirca 100 000. La Galassia di Andromeda dista circa 2,5 milioni di anni luce ed è visibile a occhio nudo da un sito buio, il che ne fa l’oggetto più remoto che la maggior parte delle persone vedrà mai direttamente.
Gli astronomi professionisti preferiscono in genere il parsec, che discende naturalmente dalla misura della parallasse, e le riviste riportano le distanze in parsec, kiloparsec e megaparsec. L’anno luce prevale nella divulgazione perché non richiede altra spiegazione che la velocità della luce.
Unità affini applicano lo stesso principio a scale minori. Il secondo luce, circa 300 000 chilometri, si avvicina alla distanza Terra-Luna, e gli ingegneri delle radiocomunicazioni usano il nanosecondo luce, all’incirca 30 centimetri, quando ragionano sulla propagazione del segnale lungo un cavo. Il minuto luce e l’ora luce compaiono di tanto in tanto nelle descrizioni del sistema solare esterno.
Un anno luce equivale a 63 241 unità astronomiche, circa 0,3066 parsec o 9,4607 bilioni di chilometri.
Il nanometro è la miliardesima parte del metro. Si forma applicando al metro il prefisso SI nano, che vale 10-9, e si scrive nm. Il prefisso deriva dal greco nanos, che significa nano.
È la scala di lavoro dell’ottica e dell’elettronica moderne. La luce visibile si estende da circa 380 nm all’estremo violetto a 750 nm all’estremo rosso, il che fa del nanometro l’unità consueta per descrivere il colore in termini fisici. Un puntatore laser che emette a 532 nm è verde; uno a 650 nm è rosso. La luce ultravioletta sta sotto i 380 nm e l’infrarossa sopra i 750 nm.
La biologia usa l’unità di continuo. La doppia elica del DNA è larga circa 2 nm. Un virus tipico misura fra 20 e 300 nm. Le membrane cellulari hanno uno spessore di circa 7 nm. Queste dimensioni stanno al di sotto della risoluzione dei microscopi ottici convenzionali, limitata dalla lunghezza d’onda della luce stessa a circa 200 nm.
La produzione di semiconduttori ha reso il nanometro familiare anche fuori dalla scienza. I nodi di processo hanno portato nomi come 90 nm, 45 nm, 14 nm, 5 nm e oltre. La cifra non corrisponde più ad alcuna caratteristica misurabile precisa del chip: è diventata una denominazione commerciale più che una dimensione fisica, benché le strutture sottostanti misurino davvero nanometri. Il gate di un transistor moderno è largo poche decine di atomi.
La nanotecnologia prende nome dall’unità e per convenzione riguarda le strutture fra 1 e 100 nm. In questo intervallo i materiali si comportano spesso in modo diverso, perché gli effetti di superficie cominciano a prevalere sulle proprietà di massa.
Misurare a questa scala richiede strumenti che non si affidino alla luce visibile. I microscopi elettronici risolvono dettagli inferiori al nanometro impiegando elettroni, la cui lunghezza d’onda effettiva è assai più corta di quella della luce. I microscopi a forza atomica funzionano in altro modo: trascinano una punta affilata sulla superficie e ne registrano la deflessione. Entrambi sono stati indispensabili allo sviluppo della nanotecnologia, giacché un campo avanza a fatica finché il suo oggetto resta invisibile.
Un nanometro equivale a 10 ångström, 1000 picometri o 0,001 micrometri. Un foglio di carta è spesso all’incirca 100 000 nm.