Transcript •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 biografia
 Frequentò l’ università di Tubinga dove
seguì il corso del più famoso astronomo
del tempo, Michael Maestlin
 Nel 1595 scrisse “Mysterium
cosmographicum” nel quale elaborò una
propria teoria cosmologica sul moto dei
pianeti e sulla loro velocità
 Grazie a quest’ opera venne chiamato a
Praga come assistente del Matematico
Imperiale Brahe; nel 1601, alla morte di
questi, gli successe nella prestigiosa
carica
 Nel 1604 scoprì una supernova.
Keplero e la “rivoluzione
scientifica”
Le tre leggi contribuirono attivamente
a portare un cambiamento notevole
nell'ambito della cosiddetta “rivoluzione scientifica”
Elaborò le tre leggi basandosi sugli studi effettuati sul
pianeta Marte.
La prima legge
 I pianeti descrivono
orbite ellittiche
attorno al Sole di cui
esso occupa uno dei
fuochi
afelio
pianeta
Sole
Sole
raggio
vettore
perielio
La seconda legge
 La velocità dei pianeti non è costante, ma segue
una legge secondo la quale il segmento che
congiunge il sole al pianeta descrive aree uguali
in tempi uguali.
La terza legge
 Detta R la distanza media sole-pianeta, il cubo
di tale distanza è proporzionale al quadrato del
periodo T di rivoluzione
Newton e la legge di gravitazione
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 Newton
Nel libro “Principi matematici
della filosofia naturale”, scritto
nel 1687, Isaac Newton elaborò
la teoria della gravitazione
universale, spiegando la forza
attrattiva tra 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.
Da dove nasce la teoria della
gravitazione?
….da una disputa, tenuta qualche anno prima della
pubblicazione del libro, alla quale parteciparono alcuni
personaggi illustri dell’ epoca tra cui l’astronomo Edmund
Halley ed il fisico Robert Hooke
Lo scopo di questa disputa era proprio trovare se esisteva una
forza attrattiva tra Sole e Terra e se esisteva calcolare qual
era.
Hooke e Halley non riuscirono però a calcolare nulla,
allora Hooke decise di chiedere aiuto a Newton (docente
di matematica); subito Newton riuscì a spiegare tutto…
Cosa dice la teoria della
gavitazione?
Due oggetti con massa posti
ad una certa distanza si attirano!!!
Perché si attirano? …perché hanno massa!
m2
d
m1
m1m2
F G 2
d
La nascita dell’universo
Le teorie sull’origine dell’universo:
Stato stazionario: l’universo è sempre
stato così e non è mai cambiato
Big bang: l’ universo ha avuto origine
con una grande esplosione
(tra 15 e 20 miliardi di anni fa)
…ora l’universo è in espansione.
La legge di Hubble
Hubble scoprì che più le galassie sono
distanti, più si allontanano velocemente.
Scoprì quindi la legge che afferma che il
rapporto tra la distanza della galassia e la
sua velocità di recessione è costante:
V=Hd
dove v è la velocità
di recessione della
galassia,
d è la distanza;
la costante H è
chiamata
costante di Hubble.
…conseguenze della legge di
Hubble
 L’universo attuale è in evoluzione
 In un universo in espansione, in tempi passati le
galassie dovevano essere più vicine tra loro
 Il valore maggiormente accettato come età
dell’universo è prossimo ai 15 miliardi di anni,
compatibile con l’ età delle GALASSIE
 La grande esplosione ha lasciato una eco sotto
forma della cosiddetta radiazione cosmica di
fondo presente in tutto l’universo
Il big - bang
La teoria del Big-Bang
è quella più accreditata
in ambito cosmologico e
ha numerose prove sperimentali.
 Quando ci fu la grande esplosione il tempo e lo spazio
non esistevano
 Non si può indagare su ciò che accadde prima del Big Bang
perchè il tempo naque da esso
 Immediatamente dopo il Big-Bang la densità e la
temperatura dell’ Universo erano talmente alti che
non potevano esistere nuclei, atomi, molecole.
 Esso sarebbe poi esploso e si sarebbe espanso diventando
sempre meno caldo e denso
…la storia dell’ universo…
-43
-5 secondi
10
10
secondi
300
110
15
miliardo
000
miliardi
anni
di
3-34
minuti
di
anni
anni
Si
Epoca
creano
Planck
i quark,
inizia
espansione
ISi
quark
Si
Sidi
formano
formano
formano
i universo!!!
nuclei
primi
protoni
di
eelio
neutroni
formano
i pianeti
eatomi
le
galassie
Il
nostro
-33 cm
violenta
nota come
(sistemi
costituiti
da 2 “era
protoni
Dimensioni
dell’universo:
10
dell’inflazione”
e 2 neutroni
fortemente legati)
Dimensioni dell’universo: 10-26 cm
….e poi? Come andrà a finire?
32
927ooooC
10
10
10
10
-270
6000
-255
C
C
C
10 oC
L’evoluzione futura dell’universo
Dipende dalla quantità di materia contenuta
nell’ universo
…infatti ogni parte di materia esercita su ogni altra parte
una forza di attrazione gravitazionale (ricordate Newton?)
che tende a frenare l’espansione dell’ universo
si possono prospettare due differenti scenari futuri…
Il Big Rip è un ipotesi sul destino ultimo dell’universo.
Secondo la teoria le galassie verrebbero separate
le une dalle altre e lo stesso per le stelle
Il Big Crunch sostiene invece che l’universo collasserà
su se stesso bloccando l’espansione e creando un
nuovo Big Bang per ripartire con un ciclo infinito
Osservando le supernove sembra che l’universo non stia
rallentando ma accelerando.