astronomia astrofisica cosmologia una veloce passeggiata fra le stelle…. osservatorio astronomico...
Post on 02-May-2015
212 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Astronomia AstrofisicaAstronomia AstrofisicaCosmologiaCosmologia
“Una veloce passeggiata fra le stelle….”
Osservatorio Astronomico di Bologna Via Ranzani 1 www.bo.astro.it
Direttore: Flavio Fusi Pecci, 051-2095766
L’L’UUniversoniverso ..... .....
…….è molto grande.è molto grande
... più di 13 miliardi di anni luce
circa 100,000,000,000,000,000,000,000
di chilometri
L'anno luce è la distanza che la luce percorre in un anno
300.000 km/s x 60 sec x 60 min x 24 ore x 365 giorni = = 9.460 miliardi di chilometri
• Il lato di una stanza è di circa 10 metri, e la luce impiega circa 30 nanosecondi per percorrerlo.
• Il raggio della Terra misura 6378 km, e in secondo la luce potrebbe percorrere 7 volte la sua
circonferenza.• La Luna è lontana dalla Terra 1,25 secondi luce,
circa 30 diametri terrestri.• Il Sole dista dalla Terra 8 minuti e 20 secondi luce (1
A.U., circa 150.000.000 km).• Plutone dista 40 A.U. dal Sole, circa 5,30 ore luce.
• La stella più vicina è a 4,5 anni luce.• Il centro della Via lattea si trova a 25.000 anni luce
da noi.• Una dimensione della grandi galassie, come la
nostra, è di circa 100.000 anni luce.• La galassia di Andromeda si trova a circa 2.000.000
anni luce.• Il più vicino ammasso di galassie si trova a
50.000.000 di anni luce.• Gli oggetti più lontani osservati si trovano a oltre
10.000.000.000 anni luce.
…….e rappresentato da .e rappresentato da grandi numerigrandi numeri
La temperatura varia tra-270 e 10.000.000.000 o C.
L’intensità dei campi magnetici varia tra0,000000001 e 1.000.000.000.000 Gauss.
In una galassia ci possono essere tra10.000.000.000 e 1.000.000.000.000 di stelle
Le galassie sono almeno 1.000.000.000.000
Gli astronomi sono dei “detective” Gli astronomi sono dei “detective” alla ricerca del suo codice a alla ricerca del suo codice a
barre barre
Alla ricerca del codice a barre Alla ricerca del codice a barre dell’universo dell’universo
Chi sono i testimoni ?Chi sono i testimoni ?….. e i sospetti ?….. e i sospetti ?
I testimoni o i sospetti sono i punti luminosi
che si trovano in cielo, che sono chiamati
pianeti, stelle, galassie, etc.
Come interrogare un
sospetto che si trova ad una
distanza di centinaia, migliaia,
miliardi di anni luce?
Porta le informazioni lo spettro Porta le informazioni lo spettro elettromagnetico (e non solo…)elettromagnetico (e non solo…)
Alle frequenze più alte abbiamo i raggi gamma, i raggi X e la luce ultravioletta.
La radiazione infrarossa, le microonde e le onde radio occupano la regione a bassa frequenza dello spettro.
Nel mezzo, su un intervallo di frequenze molto stretto, troviamo la luce visibile.
La luce visibile è costituita da onde elettromagnetiche (cioè vibrazioni di
campi elettrici e magnetici) che si propagano nello
spazio.
I diversi volti dellI diversi volti della Via Latteaa Via Lattea
radio
infrarosso
luce visibile
raggi X
raggi gamma
e degli uomini e degli uomini
Infrarosso
Raggi X
Forse è meglio la luce visibile
La luce visibileLa luce visibile
Oltre ad avere la capacità di illuminare gli oggetti vicini a noi,
la luce visibile ci fornisce importanti
informazioni sulla natura (fisica,
chimica, etc.) degli oggetti dell’universo
• Gli ammassi globulari sono concentrazioni di stelle, da diecimila a un milione, molto vecchie.
• Gli ammassi aperti sono oggetti giovani e contengono quindi molte stelle calde e luminose.
• Sono tenuti assieme dalla mutua attrazione gravitazionale
Ammassi galatticiAmmassi galattici
Formazione ed evoluzione delle Formazione ed evoluzione delle galassie galassie
Le galassie hanno subito una profonda
evoluzione dal tempo della loro
formazione.
In particolare le grandi galassie crescono “cannibalizzando” piccole galassie.
Nuclei galattici Nuclei galattici
Il nucleo di una galassia è come un profondo pozzo. Facile caderci, difficile uscirne. Gas e stelle si accumulano nel centro.
Negli anni ‘60 la scoperta dei Quasar e di enormi Buchi Neri.
Anche al centro della nostra Galassia si trova un Buco Nero 3 milioni di volte più grande del Sole.
Le grandi strutture dell’universoLe grandi strutture dell’universo
Un esempio:
Coma clusterDistanza 300 milioni
anni luce Dimensione 20
milioni anni luce
Contiene migliaia di
galassie
Gamma Ray BurstGamma Ray BurstI Gamma Ray Burst (GRB) sono misteriosi fenomeni che hanno
origine nel lontano universo.
Si pensa siano legati alla formazione di stelle ai neutroni e ai buchi neri.
All’inizio era “tutto in un punto!”All’inizio era “tutto in un punto!” “Le Cosmicomiche” di Italo Calvino “Le Cosmicomiche” di Italo Calvino
Le evidenze in favore delLe evidenze in favore del “Big Bang” “Big Bang”
• L’espansione dell’Universo• La presenza di una radiazione fossile
che permea tutto in maniera omogenea ed isotropa
• La nucleosintesi e la composizione chimica dell’universo primordiale e delle
stelle che oggi osserviamo
La storia dell’universoLa storia dell’universo
L’universo conserva traccia L’universo conserva traccia dell’esplosionedell’esplosione
Una radiazione elettromagnetica omogenea ed isotropa a ~ 3 0K (circa -270 °C) che permea l’intero universo …ma con “lievi increspature”
La radiazione cosmica di fondoLa radiazione cosmica di fondo
Circa 400.000 anni dopo il Big Bang, l’universo è diventato trasparente, e la radiazione ha potuto propagarsi liberamente: la sua temperatura attuale è di circa 2,7 gradi Kelvin (cioè -270 grade centigradi).
In questa radiazione vediamo le tracce delle fluttuazioni che hanno dato origine alle strutture che osserviamo oggi.
Le scoperte piu’ recentiLe scoperte piu’ recentiC’e un nuovo tipo di materia che
non conosciamo:dall'analisi degli effetti gravitazionali, si può stabilire che esiste anche un tipo di materia che noi non possiamo vedere (non produce luce), anzi la maggior parte dell'universo
sembra non sia dello stesso tipo di materia di cui sono fatte le stelle.
La chiamiamo "materia oscura"
Distanza
z
Breaking news!Breaking news!“Ultimissime “Ultimissime dall’universo”dall’universo”
L’ espansione staaccelerando!!!
Curve teoricheper vari valori
del parametro di accelerazione
“energia oscura”(energia del vuoto ??) stadominando l’evoluzione
dell’universo!!!!!
Composizione dell’universoComposizione dell’universo
Galassie, stelle, pianeti e gas sono meno del 5% del totale!
Il 95% sarebbe
materia oscura circa il 25%
ed
energia oscura circa il 70%!
Materia oscura: i candidatiMateria oscura: i candidati
Hubble, Stazione Spaziale (AMS)GLAST, Planck, LISA
INFINITAMENTE PICCOLO
INFINITAMENTE GRANDE
Il futuro dell’UniversoIl futuro dell’Universo
Siamo in un universo Siamo in un universo specialespeciale??Molti indizi suggeriscono che delle condizioni
dell’Universo anche solo infinitesimamente differenti avrebbero dato luogo ad un modo inospitale...
L’espansione avrebbe potuto essere cosi’ veloce da non consentire la formazione di strutture.
Un’espansione appena piu’ veloce non avrebbe permesso altri atomi oltre l’idrogeno
Una forza gravitazionale appena piu’ forte (o debole) avrebbe generato stelle totalmente diverse.
Una forza elettro-magnetica appena diversa avrebbe prodotto atomi troppo piccoli o troppo grandi...
SSi può dire chei può dire che……Il nostro universo ha avuto origine dal Big Bang
circa 14 miliardi di anni fa
La densità media è vicina a quella critica, dunque la geometria dell’universo è (praticamente) piatta (per cui la
somma degli angoli di un triangolo fa 180°)
Il 25% del contenuto dell’universo è sotto forma di materia oscura e il 70% sotto forma di energia oscura che
accelera l’espansione
Le osservazioni indicano che l’universo è infinito (senza escludere un universo finito) e che l’universo si espanderà
per sempre
ma …….
… forse esistono altri universi….. forse esistono altre dimensioni
…. forse il processo di formazione di universi è eterno...
… … l’uomo torna al centro?l’uomo torna al centro?
L’Universo deve avere quelle proprietà che in un qualche momento della sua storia permettono alla vita di
svilupparsi.Ciò è possibile se esiste un insieme di altri universi, con
diversi valori delle costanti fondamentali. Solo negli universi con i valori opportuni
(come il nostro) si forma la vita, e solo quegli universi possono essere osservati.
… chissà ??
Infiniti inizi ?Infiniti inizi ?
Forse il nostro non è l’unico universo.
Il Big Bang da cui ebbero origine lo spazio e il tempo che conosciamo potrebbe essere stato solo uno degli infiniti inizi che generano
infiniti universi
Vorrei cambiare il mio universo
Altri universi ?Altri universi ?
Tanti big bang ?Tanti big bang ?Come il nostro cosmo si e’ enormemente espanso nei
primi istanti , lo stesso potrebbe accadere ovunque e
in ogni momento.
Una infinità distesa di spazio da cui emergono bolle di energia, o big bang, semi
di tanti universi.
Due possibili risposte:Due possibili risposte:
1) La “Teoria del Tutto”1) La “Teoria del Tutto”
2) il Principo Antropico
Una (futura) teoria della fisica che spiega tutti gli aspettidell’Universo, include queste che sembrano coincidenze
Puo’ esistere la Teoria di Ogni Cosa? (TOC)
Se l’Universo non fosse cosi’ noi non ci saremmo...
L’Universo e’ stato fatto per noi......esistono INFINITI UNIVERSI, con leggi fisiche
diverse. Solo in quella (infinitesima) parte di Universi in cui le condizioni lo consentono, la
“vita” e’ possibile... il Multiverso
Verso una teoria super-unificataVerso una teoria super-unificata
Progressi recenti, ad es. la:
“Teoria delle stringhe a molte dimensioni”
E’ possibile arrivare ad una descrizioneunificata delle forze in uno spazio a 11 dimensioni:
Il nostro spazio-tempo a 4 dimensioni e’ una membranadi questo spazio piu’ ampio
Le altre dimensioni non sono facilmente osservabiliperche’ “arrotolate” su loro stesse
Gli esperimenti del prossimo futuroGli esperimenti del prossimo futuro
Nuove misure su grandissimo campione di Supernovae
Nuove misure a precisione ancora maggiore sul Cosmic Microwave Background
Anche: ricerca e studio “Buchi Neri” -> Relativita’ Generale Studio oggetti quasi-stellari ad alto redshift
I grandi progetti I grandi progetti
Large Binocular TelescopeLarge Binocular Telescope
AgileAgile
Giant Magellan Telescope Giant Magellan Telescope
Thirty Meter Telescope Thirty Meter Telescope
E - ELT E - ELT
Planck telescope Planck telescope
James Webb Space Telescope James Webb Space Telescope
top related