•Keplero e le sue leggi•Newton e la gravitazione•La nascita dell’universo•La legge di Hubble•L’ evoluzione dell’universo

•Keplero e le sue leggi•Newton e la gravitazione•La nascita dell’universo•La legge di Hubble•L’ evoluzione dell’universo

Giovanni Keplero: la biografiaGiovanni Keplero: la biografia Frequentò l’ università di Tubinga dove Frequentò l’ università di Tubinga dove

seguì il corso del più famoso seguì il corso del più famoso astronomo del tempo, Michael Maestlinastronomo del tempo, Michael Maestlin

Nel 1595 scrisse “Mysterium Nel 1595 scrisse “Mysterium cosmographicum” nel quale elaborò cosmographicum” nel quale elaborò una propria teoria cosmologica sul una propria teoria cosmologica sul moto dei pianeti e sulla loro velocità moto dei pianeti e sulla loro velocità

Grazie a quest’ opera venne chiamato Grazie a quest’ opera venne chiamato a Praga come assistente del a Praga come assistente del Matematico Imperiale Brahe; nel 1601, Matematico Imperiale Brahe; nel 1601, alla morte di questi, gli successe nella alla morte di questi, gli successe nella prestigiosa caricaprestigiosa carica

Nel 1604 scoprì una supernova.Nel 1604 scoprì una supernova.

Keplero e la “rivoluzione Keplero e la “rivoluzione scientifica” scientifica”

Elaborò le tre leggi basandosi sugli studi effettuati sul pianeta Marte.

Elaborò le tre leggi basandosi sugli studi effettuati sul pianeta Marte.

Le tre leggi contribuirono attivamente a portare un cambiamento notevole nell'ambito della cosiddetta “rivoluzione scientifica”

Le tre leggi contribuirono attivamente a portare un cambiamento notevole nell'ambito della cosiddetta “rivoluzione scientifica”

La prima leggeLa prima legge

I pianeti descrivono I pianeti descrivono orbite ellittiche orbite ellittiche attorno al Sole di attorno al Sole di cui esso occupa uno cui esso occupa uno dei fuochidei fuochi SoleSole

perielio

afelio

pianeta

raggio vettore

La velocità dei pianeti non è costante, ma La velocità dei pianeti non è costante, ma segue una legge secondo la quale il segue una legge secondo la quale il segmento che congiunge il sole al pianeta segmento che congiunge il sole al pianeta descrive aree uguali in tempi uguali.descrive aree uguali in tempi uguali.

La seconda leggeLa seconda legge

Detta R la distanza media sole-pianeta, il Detta R la distanza media sole-pianeta, il cubo di tale distanza è proporzionale al cubo di tale distanza è proporzionale al quadrato del periodo T di rivoluzionequadrato del periodo T di rivoluzione

La terza leggeLa terza legge

Newton e la legge di Newton e la legge di gravitazione universalegravitazione universale

Newton calcolò la forza necessaria a mantenere la luna nella sua orbita e la confrontò con la forza che attrae un oggetto verso il centro della terra

… sembra che l’idea per la teoria della gravitazione universale gli venne grazie a una mela

che gli cadde in testa …

Le scoperte di NewtonLe scoperte di Newton

Nel libro “Principi matematici Nel libro “Principi matematici della filosofia naturale”, della filosofia naturale”, scritto nel 1687, Isaac scritto nel 1687, Isaac Newton elaborò la teoria della Newton elaborò la teoria della gravitazione universale, gravitazione universale, spiegando la forza attrattiva spiegando la forza attrattiva tra il Sole e un pianetatra il Sole e un pianeta

La teoria della gravitazione universale spiegava

dal punto di vista teorico le leggi di Keplero e le

inquadrava in un ambito molto più ampio.

La teoria della gravitazione universale spiegava

dal punto di vista teorico le leggi di Keplero e le

inquadrava in un ambito molto più ampio.

Lo scopo di questa disputa era proprio trovare se esisteva Lo scopo di questa disputa era proprio trovare se esisteva una forza attrattiva tra Sole e Terra e se esisteva una forza attrattiva tra Sole e Terra e se esisteva calcolare qual era.calcolare qual era.

Lo scopo di questa disputa era proprio trovare se esisteva Lo scopo di questa disputa era proprio trovare se esisteva una forza attrattiva tra Sole e Terra e se esisteva una forza attrattiva tra Sole e Terra e se esisteva calcolare qual era.calcolare qual era.

Da dove nasce la teoria della Da dove nasce la teoria della gravitazione?gravitazione?

…….da una disputa, tenuta qualche anno prima della .da una disputa, tenuta qualche anno prima della pubblicazione del libro, alla quale parteciparono alcuni pubblicazione del libro, alla quale parteciparono alcuni

personaggi illustri dell’ epoca tra cui l’astronomo personaggi illustri dell’ epoca tra cui l’astronomo Edmund Halley ed il fisico Robert HookeEdmund Halley ed il fisico Robert Hooke

…….da una disputa, tenuta qualche anno prima della .da una disputa, tenuta qualche anno prima della pubblicazione del libro, alla quale parteciparono alcuni pubblicazione del libro, alla quale parteciparono alcuni

personaggi illustri dell’ epoca tra cui l’astronomo personaggi illustri dell’ epoca tra cui l’astronomo Edmund Halley ed il fisico Robert HookeEdmund Halley ed il fisico Robert Hooke

Hooke e Halley non riuscirono però a calcolare nulla, Hooke e Halley non riuscirono però a calcolare nulla, allora Hooke decise di chiedere aiuto a Newton (docente allora Hooke decise di chiedere aiuto a Newton (docente di matematica); subito Newton riuscì a spiegare tutto…di matematica); subito Newton riuscì a spiegare tutto…

Hooke e Halley non riuscirono però a calcolare nulla, Hooke e Halley non riuscirono però a calcolare nulla, allora Hooke decise di chiedere aiuto a Newton (docente allora Hooke decise di chiedere aiuto a Newton (docente di matematica); subito Newton riuscì a spiegare tutto…di matematica); subito Newton riuscì a spiegare tutto…

Cosa dice la teoria della Cosa dice la teoria della gavitazione?gavitazione?

Due oggetti con massa posti ad una certa distanza si attirano!!!

Due oggetti con massa posti ad una certa distanza si attirano!!!

Perché si attirano? …perché hanno massa!Perché si attirano? …perché hanno massa!

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La nascita dell’universoLa nascita dell’universo

Le teorie sull’origine dell’universo:Le teorie sull’origine dell’universo:Le teorie sull’origine dell’universo:Le teorie sull’origine dell’universo:

Big bangBig bang: : l’ universo ha avuto origine l’ universo ha avuto origine con una grande esplosione con una grande esplosione (tra 15 e 20 miliardi di anni fa)(tra 15 e 20 miliardi di anni fa)……ora l’universo è in espansione.ora l’universo è in espansione.

Big bangBig bang: : l’ universo ha avuto origine l’ universo ha avuto origine con una grande esplosione con una grande esplosione (tra 15 e 20 miliardi di anni fa)(tra 15 e 20 miliardi di anni fa)……ora l’universo è in espansione.ora l’universo è in espansione.

Stato stazionarioStato stazionario: : l’universo è sempre l’universo è sempre stato così e non è mai cambiatostato così e non è mai cambiatoStato stazionarioStato stazionario: : l’universo è sempre l’universo è sempre stato così e non è mai cambiatostato così e non è mai cambiato

La legge di HubbleLa legge di Hubble

HubbleHubble scoprì che più le galassie sono scoprì che più le galassie sono distanti, più si allontanano velocemente. distanti, più si allontanano velocemente. Scoprì quindi la legge che afferma che il Scoprì quindi la legge che afferma che il rapporto tra la distanza della galassia e rapporto tra la distanza della galassia e la sua velocità di recessione è costante:la sua velocità di recessione è costante:

V=Hddove v è la velocità dove v è la velocità di recessione della di recessione della galassia,galassia,d è la distanza; d è la distanza; la costante H è la costante H è chiamata chiamata costante di Hubble.costante di Hubble.

dove v è la velocità dove v è la velocità di recessione della di recessione della galassia,galassia,d è la distanza; d è la distanza; la costante H è la costante H è chiamata chiamata costante di Hubble.costante di Hubble.

……conseguenze della legge di conseguenze della legge di HubbleHubble

L’universo attuale è in evoluzioneL’universo attuale è in evoluzione In un universo in espansione, in tempi In un universo in espansione, in tempi

passati le galassie dovevano essere più passati le galassie dovevano essere più vicine tra lorovicine tra loro

Il valore maggiormente accettato come età Il valore maggiormente accettato come età dell’universo è prossimo ai 15 miliardi di dell’universo è prossimo ai 15 miliardi di anni, compatibile con l’ età delle GALASSIEanni, compatibile con l’ età delle GALASSIE

La La grande esplosione ha lasciato una eco ha lasciato una eco sotto forma della cosiddetta radiazione sotto forma della cosiddetta radiazione cosmica di fondo presente in tutto l’universocosmica di fondo presente in tutto l’universo

Il big - bangIl big - bangLa teoria del Big-Bang La teoria del Big-Bang

è quella più accreditata è quella più accreditata in ambito cosmologico e in ambito cosmologico e

ha numerose prove sperimentali.ha numerose prove sperimentali.

La teoria del Big-Bang La teoria del Big-Bang è quella più accreditata è quella più accreditata in ambito cosmologico e in ambito cosmologico e

ha numerose prove sperimentali.ha numerose prove sperimentali.

Quando ci fu la grande esplosione il tempo e lo spazio Quando ci fu la grande esplosione il tempo e lo spazio non esistevanonon esistevano Non si può indagare su ciò che accadde prima del Big Bang Non si può indagare su ciò che accadde prima del Big Bang perchè il tempo naque da essoperchè il tempo naque da esso Immediatamente dopo il Big-Bang la densità e la Immediatamente dopo il Big-Bang la densità e la temperatura dell’ Universo erano talmente alti che temperatura dell’ Universo erano talmente alti che non potevano esistere nuclei, atomi, molecole.non potevano esistere nuclei, atomi, molecole. Esso sarebbe poi esploso e si sarebbe espanso Esso sarebbe poi esploso e si sarebbe espanso

diventando sempre meno caldo e densodiventando sempre meno caldo e denso

……la storia dell’ universo…la storia dell’ universo…

10-43 secondi

1032 oC1027 oC

10-34 secondi

1010 oC

10-5 secondi

109 oC

3 minuti300 000 anni

6000 oC

1 miliardo di anni

-255 oC

15 miliardi di anni

-270 oC

Ora

!!!

Epoca di PlanckEpoca di Planck

Dimensioni dell’universo: 10Dimensioni dell’universo: 10-33 -33

cmcm

Si creano i quark, inizia Si creano i quark, inizia espansione violenta nota come espansione violenta nota come

“era dell’inflazione”“era dell’inflazione”

Dimensioni dell’universo: 10Dimensioni dell’universo: 10-26-26 cmcm

I quark formano protoni e neutroniSi formano nuclei di elio (sistemi costituiti da 2 protoni e 2 neutroni fortemente legati)

Si formano i primi atomiSi formano i pianeti e le galassieIl nostro universo!!!….e poi? Come andrà a finire?….e poi? Come andrà a finire?

L’evoluzione futura L’evoluzione futura dell’universodell’universo

Dipende dalla quantità di materia Dipende dalla quantità di materia contenuta nell’ universo contenuta nell’ universo

……infatti ogni parte di materia esercita su ogni altra infatti ogni parte di materia esercita su ogni altra parte una forza di attrazione gravitazionale (ricordate parte una forza di attrazione gravitazionale (ricordate

Newton?) Newton?)

che tende a frenare l’espansione dell’ universoche tende a frenare l’espansione dell’ universo

……infatti ogni parte di materia esercita su ogni altra infatti ogni parte di materia esercita su ogni altra parte una forza di attrazione gravitazionale (ricordate parte una forza di attrazione gravitazionale (ricordate

Newton?) Newton?)

che tende a frenare l’espansione dell’ universoche tende a frenare l’espansione dell’ universo

si possono prospettare due differenti scenari futuri…si possono prospettare due differenti scenari futuri…si possono prospettare due differenti scenari futuri…si possono prospettare due differenti scenari futuri…

Il Il Big CrunchBig Crunch sostiene invece che l’universo sostiene invece che l’universo collasserà su se stesso bloccando l’espansione e collasserà su se stesso bloccando l’espansione e creando un nuovo Big Bang per ripartire con un creando un nuovo Big Bang per ripartire con un ciclo infinitociclo infinito

Osservando le supernove sembra che l’universo non stia Osservando le supernove sembra che l’universo non stia rallentando ma accelerando.rallentando ma accelerando.

Il Il Big RipBig Rip è un ipotesi sul destino ultimo dell’universo. è un ipotesi sul destino ultimo dell’universo.

Secondo la teoria le galassie verrebbero separate Secondo la teoria le galassie verrebbero separate

le une dalle altre e lo stesso per le stellele une dalle altre e lo stesso per le stelle