Se ti è mai capitato di sentire passare un’ambulanza a sirene spiegate, probabilmente hai notato una cosa curiosa: mentre si avvicina, il suono è più acuto, quasi penetrante. Ma appena ti supera e si allontana, il tono diventa più grave, più basso. Questo cambiamento repentino non è un’illusione acustica, né tantomeno un trucco del mezzo. È un fenomeno fisico ben studiato che prende il nome di Effetto Doppler.

Un suono che cambia… ma perché?

Immagina questa scena: sei fermo sul marciapiede, magari stai aspettando il bus o facendo una passeggiata. In lontananza senti arrivare un’ambulanza. Man mano che si avvicina, il suono della sirena ti sembra sempre più acuto. Poi, nel giro di pochi secondi, ti passa davanti, e subito il suono cambia — si abbassa, si fa più cupo. È un’esperienza che tutti abbiamo vissuto, eppure raramente ci fermiamo a pensare al motivo.

Quel cambiamento di tonalità è causato dalla velocità della sorgente sonora rispetto a te, l’ascoltatore. È il cuore dell’Effetto Doppler.

Un po’ di scienza (senza troppi numeri)

L’Effetto Doppler prende il nome dal fisico austriaco Christian Doppler, che nel 1842 lo teorizzò per spiegare come la frequenza di un’onda percepita cambia quando c’è movimento tra la sorgente e l’osservatore.

In parole povere, succede questo:

• Se qualcosa che emette onde (come il suono) si avvicina a te, le onde si “comprimono”, arrivando più ravvicinate: il suono ti sembra più acuto.
• Se quella stessa cosa si allontana, le onde si “allungano”, diventano meno frequenti: il suono ti sembra più grave.

Non è il suono che cambia davvero. È la frequenza con cui ti raggiunge a cambiare, a causa del movimento.

Prova a immaginarlo come onde sull’acqua

Per visualizzarlo meglio, pensa a una barchetta che emette onde in uno stagno. Se la barca è ferma, le onde si propagano in cerchi regolari tutt’intorno. Ma se la barca si muove, le onde davanti a lei si “schiacciano” (si fanno più vicine), mentre quelle dietro si allungano.

Ora, sostituisci l’acqua con l’aria e le onde con il suono: hai appena visualizzato l’effetto Doppler!

L’effetto Doppler oltre il suono: anche la luce!

E qui le cose si fanno ancora più affascinanti. L’effetto Doppler non riguarda solo il suono, ma tutte le onde, comprese quelle della luce. E indovina un po’? Gli astronomi lo usano tutti i giorni per esplorare l’universo.

Quando osserviamo una stella o una galassia lontana, possiamo capire se si sta avvicinando o allontanando da noi proprio grazie a un “Doppler cosmico”:

• Se la luce si sposta verso il rosso (redshift), significa che si sta allontanando.
• Se si sposta verso il blu (blueshift), si sta avvicinando.

È anche grazie a queste osservazioni che abbiamo scoperto che l’universo si sta espandendo!

Dove ci capita di sperimentarlo nella vita reale?

Anche se spesso non ci pensiamo, l’effetto Doppler è ovunque:

• Quando un’auto da corsa ti sfreccia accanto, e il rombo del motore cambia tono.
• Nei radar della polizia: sì, quelli che rilevano la velocità! Usano proprio l’effetto Doppler per capire quanto vai veloce.
• Nelle previsioni del tempo: i radar meteorologici usano onde per capire come si muovono le nuvole.
• Persino nella medicina, per controllare il flusso sanguigno nei vasi attraverso l’ecodoppler.

L’Effetto Doppler è una di quelle meraviglie della fisica che possiamo sperimentare nella vita quotidiana e che, allo stesso tempo, ci collega ai misteri del cosmo. È affascinante pensare che lo stesso principio che ti fa sentire una sirena cambiare tono mentre passa… sia lo stesso che ci permette di misurare l’espansione dell’universo.

Quindi la prossima volta che senti passare una moto o un treno e noti quel cambiamento di suono, sorridi: hai appena “ascoltato” l’universo in movimento.