LE GALASSIE E LA STRUTTURA DELLUNIVERSO La filosofia

LE GALASSIE E LA STRUTTURA DELL’UNIVERSO

"La filosofia è scritta in questo grandissimo libro che continuamente ci sta aperto innanzi a gli occhi, io dico l'universo. Egli è scritto in lingua matematica, e i caratteri son triangoli, cerchi ed altre figure geometriche, senza i quali è un aggirarsi vanamente per un oscuro laberinto“ [Galileo Galilei, Dialogo sui due massimi sistemi, 1623] http: //www. ovo. com/video/scienza-e-salute/astronomia

Un angolo dell’Universo: la Via Lattea • La Via Lattea (dal latino Via Lactea) è la galassia alla quale appartiene il Sistema Solare insieme ad almeno altri 200 miliardi di stelle, pianeti, migliaia di ammassi e nebulose ; • È la Galassia per antonomasia, poiché il nome deriva dal greco Γαλαξίας (Galaxias, latte di Era che allatta Eracle nella mitologia greca). • In base agli studi più recenti, la Via Lattea è, da un punto di vista strettamente morfologico, una galassia spirale barrata, composta da un nucleo (centro in direzione del Sagittario) attraversato da una struttura a forma di barra, dalla quale si dipartono i bracci di spirale che seguono un andamento logaritmico. Nella spirale logaritmica il raggio cresce ruotando. A mano a mano che si avvicina al centro, la curva ci si "avvolge" intorno senza mai raggiungerlo

• La Via Lattea è una gigante, con una massa compresa tra 750 e 1. 000 miliardi di masse solari, un diametro di circa 100. 000 anni luce e uno spessore che va da dai 15. 000 a. l. , al centro, a circa 1. 000 a. l verso i bordi. • Appartiene al Gruppo locale, un piccolo gruppo di 3 grandi ed oltre 30 piccole galassie, nel quale occupa la seconda posizione per dimensioni ma la prima per massa. • È avvolta da un'enorme nube di gas caldo molto rarefatto che si estende per 300. 000 anni luce ed ha una massa pari a quella dell'intera galassia.

Universo a “Bolle” • Le galassie tendono a riunirsi in gruppi • Sono noti ammassi e super ammassi galattici, estesi per centinaia di megaparsec • Sono stati individuati ampi volumi di spazio privi di materia visibile: è come se tutte le galassie fossero distribuite lungo la superficie di enormi “bolle” vuote dal diametro di decine di Mps • L’Universo sembra avere una struttura cellulare o spugnosa

Origine ed evoluzione dell’Universo La teoria del Big Bang

“Una pioggia di materia, che si allontanava in tutte le direzioni a partire da un punto centrale, in un giorno senza ieri”. La prima volta che qualcuno propose l’idea del Big Bang per spiegare l’origine e l’evoluzione dell’ Universo lo fece così, pur non parlando ancora di una grande esplosione, quanto piuttosto avanzando l’ “ipotesi di un atomo primitivo”. Era il 1927, e l’autore dell’intuizione era Georges Lemaître (1894 -1966), un sacerdote belga con la passione per l’astronomia e la fisica.

• La teoria del Big Bang ha lo scopo di spiegare cosa accadde alle origini dell’Universo: scienziati ed astronomi hanno infatti chiarito che il nostro Universo ha avuto un’origine precisa. Prima di quel momento non c’era nulla. Ma cosa è accaduto esattamente? Secondo il modello Standard il nostro Universo ha iniziato ad esistere come entità singola circa 13, 7 miliardi di anni fa. • Il termine Big Bang implica una condizione iniziale estremamente calda e densa dalla quale si sarebbe generato un processo di espansione che continua tuttora. L’Universo quindi inizialmente era un elemento singolo, estremamente caldo, denso e infinitamente piccolo. • Ma dove questo processo trae origine? Resta un mistero. Il Bing Bang si riferisce al processo evolutivo che da questa condizione ha portato a quella attuale.

Le prove a sostegno della Teoria del Big Bang • È stato ragionevolmente confermato che esiste un momento in cui l’Universo ha avuto inizio. • È stato constatato che le galassie si allontanano ad una velocità proporzionale alla loro distanza: questo principio prende il nome di Legge di Hubble. Se la distanza fra gli ammassi di galassie sta aumentando oggi, tutti gli oggetti spaziali dovevano essere più vicini in passato: resta confermato che l’Universo è in espansione e che una volta era compatto. • Sono state riscontrate prove del calore iniziale che ha portato alla nascita dell’Universo (la Radiazione cosmica di fondo a microonde di 3 K che permea tutto l’Universo). • La presenza abbondante di elementi leggeri come H ed He.

Effetto Doppler http: //ww 2. unime. it/weblab/ita/doppler_ita. htm • Si verifica quando la sorgente della radiazione e l'osservatore sono in moto relativo l'uno rispetto all'altra, provoca variazioni di colore dello spettro: all'aumento della frequenza associato all'avvicinamento tra sorgente e osservatore corrisponde uno spostamento della radiazione verso l'estremità violetta dello spettro; alla diminuzione della frequenza associata all'allontanamento relativo corrisponde uno spostamento verso il rosso.

Legge di Hubble • Le righe spettrali della luce proveniente dalle stelle e dalle altre galassie appaiono tutte spostate verso l'estremità rossa dello spettro, rispetto alle corrispondenti righe spettrali della luce proveniente da sorgenti situate sulla Terra. Lo spostamento verso frequenze minori viene chiamato con il termine inglese di redshift (letteralmente spostamento verso il rosso) e sta a indicare che le sorgenti di luce provenienti da altre galassie si stanno allontanando dalla nostra. • Lo spostamento verso il rosso delle galassie lontane è tanto maggiore quanto maggiore risulta la distanza della galassia dalla Terra e, in base all'entità di tale spostamento, si può calcolare la velocità con cui una galassia o una stella si allontanano dalla Terra.

Qual è il destino dell’Universo? • Attualmente all'espansione dell'universo si contrappone la forza di gravità (attrattiva). Si è scoperto però che a grandi distanze sembra agire una forza repulsiva che fa accelerare l'espansione. Questa forza, associata ad un'energia del vuoto viene chiamata energia oscura.

Non si sa se l'energia oscura rimarrà costante, diminuirà o aumenterà. Per questo motivo potremo avere un universo che tornerà a contrarsi (Big Crunch), potrà espandersi per sempre (Espansione infinita) lasciando un cielo senza galassie, oppure potrà espandersi cosi violentemente da far letteralmente vaporizzare gli atomi (Big Rip). Ovviamente il tutto avverrà tra alcune decine di miliardi di anni

Multiversi Alcuni scienziati pensano che, come bolle nella schiuma, possano esistere infiniti universi paralleli come il nostro.