SCIENZE della TERRA LEZIONE N 2 slide N

SCIENZE della TERRA LEZIONE N. 2 slide N. 31 DISTANZE e MISURE ASTRONOMICHE I IPSAR Prof. Fabrizio CARMIGNANI fabcar@hotmail. it www. fabriziocarmignani. com IISS “Mattei” – Rosignano S. (LI)

Sulla Terra per misurare le distanze si usa il "CHILOMETRO“ - Km Questa unità di misura in ASTRONOMIA va ancora bene per esprimere le distanze dei pianeti più vicini, ma quando ci si allontana ulteriormente le cifre diventano troppo lunghe e difficili da gestire Talvolta si ricorre alla FORMA ESPONENZIALE Es. 250 miliardi (scritto 250. 000) diventa: 250 x 109 (cioè 250 moltiplicato 10 alla nona potenza in altre parole 250 seguito da 9 zeri)

Con l’ampliamento dell'UNIVERSO conosciuto si sono adottate diverse unità di misura: 1. Km = 1000 metri usato sulla Terra, e per dimensioni e distanze Pianeti 2. U. A. (UNITÀ ASTRONOMICA)= (149. 600. 000 Km circa) Corrisponde alla distanza media Terra - Sole usata per le più lunghe distanze del Sistema Solare 3. A. L. (ANNO LUCE) = 63. 240 U. A. (63. 240 x 149. 600. 000 Km = 9. 461 miliardi di Km circa) = distanza percorsa in 1 anno dalla LUCE (che viaggia a circa 300. 000 Km/sec) usato in genere per distanze stellari e galattiche 4. PARSEC = 3, 26 A. L. (ANNI LUCE) usato per le grandi misure galattiche e intergalattiche

Esistono anche dei multipli del PARSEC: q q q KILOPARSEC (mille parsec) MEGAPARSEC (1 milione di parsec) GIGAPARSEC (1 miliardo di parsec) Es. la stella più vicina al Sole (ma anche alla TERRA) è Proxima Centauri distante dalla TERA 4, 35 A. L. Utilizzando il Km la distanza sarebbe stata: 4, 35 x 9. 461. 000 La luce che vediamo ora dalla TERRA, di PROXIMA CENTAURI, è partita 4, 5 anni fa dalla STELLA

Comunque si scrivano queste cifre, le DISTANZE ASTRONOMICHE sono così grandi, da non renderci evidenti le reali proporzioni della collocazione degli astri nello spazio Per dare un'idea di queste proporzioni vogliamo fare una specie di giochetto: ridurremo il sistema solare in una scala più piccola, come un architetto farebbe con il plastico di un complesso edilizio Proviamoci e vediamo cosa ne viene fuori

La TERRA, diametro di 12. 756 Km (1. 275. 600. 000 cm ) la riduciamo ad una sferetta di 1 centimetro Cioè riduciamo le sue dimensioni di 1. 275. 600. 000 volte Se facciamo la stessa con altre misure costruiremo con facilità il nostro plastico Dunque: la TERRA è una biglia di 1 cm di diametro la LUNA un pallino di 2, 7 mm distante 30 cm dalla TERRA il SOLE diventa una bella sfera di poco più di 1 metro lontano 117 metri dalla TERRA Possiamo fissare su una tabella alcuni dati per poterli consultare agevolmente

DIAMETRO REALE TERRA Km 12. 756 DIAMETRO DISTANZA IN SCALA REALE Cm 1 Km 384. 400 LUNA Km 3. 476 DISTANZA IN SCALA Cm 0. 27 (2, 7 mm) Cm 30. 13

Diametro reale (Km ) Diametro in scala (cm) Distanza reale dal Sole (U. A. ) Distanza in scala dal Sole (metri) SOLE 1. 394. 000 109. 28 = = MERCURIO 4. 878 0. 38 0, 387 45 VENERE TERRA MARTE GIOVE 12. 104 12. 756 6. 794 142. 984 0. 95 1. 00 0. 53 11. 21 0, 723 1, 000 1, 524 5, 203 85 117 178 610 SATURNO 120. 536 9. 45 9, 555 1. 120 URANO 51. 118 4. 00 19, 218 2. 254 NETTUNO 49. 528 3. 88 30, 110 3. 531 PLUTONE 2. 302 0. 18 39, 482 4. 630

Uscendo dal Sistema Solare la stella più vicina, PROXIMA CENTAURI, la dovremmo mettere lontana 32. 600 Km, quasi un decimo della distanza reale da noi alla Luna La stella ERAKIS (µ-Mu Cephei), stimata la più grande di quelle conosciute, avrebbe il diametro di 1, 3 chilometri, mentre la Via Lattea sarebbe una bella spirale larga 1, 1 miliardi di Km Come potete costatare, pur avendo ridotto le reali dimensioni di 1. 275. 600. 000 volte, siamo di nuovo di fronte a numeri grandissimi

Viaggio virtuale nell’UNIVERSO

DIMENSIONI REALI: pianeti ROCCIOSI TERRA (Earth, diametro Ø 12. 756 km) - VENERE (Venus, Ø 12. 104 km), MARTE (Mars, Ø 6. 794 km) - MERCURIO (Mercury, Ø 4. 880 km) PLUTONE (Pluto, Ø 2. 274 km). N. B. : la LUNA (diametro di 3. 476 km) è più grande di Plutone e più piccola di Mercurio

DIMENSIONI REALI: pianeti GASSOSI e ROCCIOSI GIOVE (Jupiter, diametro Ø 142. 984 km) - SATURNO (Saturn, Ø 120. 536 km) URANO (Uranus, Ø 51. 118 km) - NETTUNO (Neptune, Ø 49. 532 km)

DIMENSIONI REALI: SOLE e pianeti SOLE (Sun, diametro Ø 1. 390. 000 km)

La TERRA ripresa da circa 6 miliardi di Km di distanza (oltre l'orbita di Nettuno) dalla sonda Voyager 1 (1990) Photo NASA

DIMENSIONI REALI: STELLE ARCTURUS (Arturo, alfa a Boötis, Ø 22. 101. 000 km), POLLUX (Polluce, beta b Geminorum, Ø 11. 120. 000 km) SIRIUS (Sirio, alfa a Canis Majoris, Ø 2. 335. 000 km) A questa scala GIOVE è grande un pixel la TERRA è invisibile

DIMENSIONI REALI: STELLE ANTARES (alfa a Scorpii, Ø 1. 330. 000 km) BETELGEUSE (alfa a Orionis, 903. 500. 000 km) ALDEBARAN (alfa a Tauri) - RIGEL (beta b Orionis) A questa scala il SOLE è grande un pixel GIOVE è invisibile stella più grande conosciuta è VY Canis Majoris (Ø 2. 900. 000 km) è più del doppio (in diametro NON in volume!) di Antares

STELLE “vicine” al SOLE (raggio 15 A. L. ) ANNO LUCE (A. L. ) = circa 9. 461. 000 km La velocità (CELERITAS) della luce è: C = 299. 792, 458 km/s (circa 300. 000 Km/sec)

DINTORNI SOLE (raggio 250 A. L. )

DINTORNI SOLE (raggio 5. 000 A. L. ) Si cominciano a vedere i BRACCI ("arm" in inglese) a spirale della Via Lattea (nostra Galassia)

DINTORNI SOLE (raggio 10. 000 A. L. ) Nebulose e ammassi stellari

CENTRO VIA LATTEA (nostra Galassia)

VIA LATTEA (nostra Galassia) GALASSIA a SPIRALE

VIA LATTEA (nostra Galassia) La Via Lattea, Ø di circa 100. 000 A. L. , è una galassia a spirale Il Sole è posto a circa 27. 000 A. L. dal centro della Via Lattea, nel braccio di Orion, tra il braccio a spirale del Perseus e quello del Sagittarius

DINTORNI VIA LATTEA Il GRUPPO LOCALE del quale fanno parte la Via Lattea (Milky Way) e le sue galassie satelliti, la Grande Nube di Magellano (LMC, Large Magellanic Cloud) e la Piccola Nube di Magellano (SMC, Small Magellanic Cloud) Le distanze dalla Via Lattea sono espresse in MIGLIAIA di ANNI LUCE (kly, kilo light years)

DINTORNI GRUPPO LOCALE SUPERAMMASSI (supercluster) di galassie in un raggio di 500 milioni di A. L. da noi La Via Lattea e il suo ammasso (Gruppo Locale) fanno parte del superammasso della VIRGO Nell'universo attualmente conosciuto (almeno 15 miliardi di A. L. ) si stima che ci siano 100 miliardi di galassie mediamente costituite da 100 miliardi di stelle

Siamo figli delle Stelle… La ricetta per fare un uomo di media corporatura è la seguente: 15 kg di carbonio, 4 di azoto, 1 di calcio, mezzo di fosforo, 200 g di sodio, 150 di potassio, 150 di cloro, qualche grammo di una quindicina di altri elementi (tra i quali alcuni esotici, come il selenio, il litio e il vanadio in dosi infinitesimali) e 4 secchi d’acqua da 10 litri. I 40 litri d’acqua a loro volta si possono ottenere combinando 5 Kg di idrogeno e 35 Kg di ossigeno. Costo commerciale del tutto: poche migliaia di lire. […] I 5 Kg di idrogeno e il pizzico di litio vengono dal big-bang, risalgono a 15 miliardi di anni fa. Gli altri ingredienti sono più recenti, per produrli l’universo ha dovuto evolversi per vari miliardi di anni, miliardi di stelle hanno dovuto nascere, splendere, morire, rinascere nel seno di nebulose generate da collassi stellari. I 15 Kg di carbonio sono stati costruiti dentro una stella nella fase terminale della sua vita, unendo 3 atomi di elio. I 35 Kg di ossigeno derivano dalla fusione di carbonio ed elio nel nòcciolo di stelle caldissime. Il ferro è cenere di stelle esaurite. Anche calcio, fosforo, zolfo, cloro, sodio e azoto vengono da caldissime fucine stellari. Le tracce di elementi ancora più pesanti ci arrivano dalle supernove. Insomma, … siamo nati dalle stelle Piero Bianucci, Nati dalle stelle

Figli delle stelle (Alan Sorrenti) 1977 Come le stelle noi soli nella notte ci incontriamo come due stelle noi silenziosamente insieme ci sentiamo. Non c'è tempo di fermare questa corsa senza fiato che ci sta portando via e il vento spegnerà il fuoco che si accende quando sono in te, quando tu sei in me. Noi siamo figli delle stelle figli della notte che ci gira intorno noi siamo figli delle stelle non ci fermeremo mai per niente al mondo. noi siamo figli delle stelle senza storia senza età eroi di un sogno noi stanotte figli delle stelle ci incontriamo per poi perderci nel tempo. Come due stelle noi riflessi sulle onde scivoliamo come due stelle noi, avvolti dalle ombre noi ci amiamo io non cerco di cambiarti so che non potrò fermarti tu per la tua strada vai addio ragazza ciao, io non ti cercherò dovunque tu sarai, dovunque io sarò. Noi siamo figli delle stelle figli della notte che ci gira intorno noi siamo figli delle stelle non ci fermeremo mai per niente al mondo. noi siamo figli delle stelle senza storia senza età eroi di un sogno noi stanotte figli delle stelle ci incontriamo per poi perderci nel tempo. Canzone pop-disco scritta ed interpretata da Alan Sorrenti del 1977. La canzone è uno dei pochi esempi di musica disco italiana, effettivamente cantata in lingua italiana, dato che fino a quel momento i gruppi italiani di genere avevano sempre cantato in lingua inglese. Il singolo fu uno straordinario successo in Italia, riuscendo a scalzare dalla prima posizione dei dischi più venduti Un'emozione da poco di Anna Oxa e rimanendo in vetta per una settimana, prima di lasciare il posto a Stayin' Alive dei Bee Gees. In totale il disco rimase nella top ten per sedici settimane consecutive, e risultò essere l'ottavo singolo più venduto dell'anno

LEGGE di TITIUS - BODE KEPLERO (1571 -1630) enunciò le sue famose 3 leggi sui moti dei pianeti che vedremo successivamente. In particolar modo con la III legge si mette in evidenza come le distanze dei pianeti dal Sole siano in relazione ai rispettivi periodi orbitali, a prescindere dalla massa. Nonostante ciò, alcuni astronomi del 1700 volevano ricercare una qualche 'regolarità' nella disposizione dei pianeti, tentando di trovare una formula che desse per ogni pianeta la sua distanza dal Sole TIETZ J. Daniel, latinizzato TITIUS (Konitz, Prussia 1729 - Wittenberg 1796) aveva formulato a tal proposito una sua 'legge', che Johann BODE (Amburgo 1747 - Berlino 1826) riprese nel 1778, passando alla storia come: LEGGE di TITIUS-BODE

La 'legge', che non ha alcun fondamento scientifico, stabilirebbe quindi con una certa approssimazione le distanze dei pianeti dal Sole (fino ad Urano ed inclusi gli asteroidi) espresse in U. A. Essa è così formulata: Si prende la seguente sequenza di numeri, basata sul numero 3 0 - 3 - 6 - 12 - 24 - 48 - 96 - 192 Aggiungendo 4 ad ogni numero, si ottiene 4 - 7 - 10 - 16 - 28 - 52 - 100 - 196 Ogni nuovo numero si divide per 10 e si ottiene: 0, 4 - 0, 7 - 1, 6 - 2, 8 - 5, 2 - 10 - 19, 6 Che corrispondono all’incirca, alle distanze dei pianeti dal SOLE espresse in UNITA’ ASTRONOMICHE

LEGGE di TITIUS-BODE 0, 4 0, 7 1 1, 6 2, 8 5, 2 10 19, 6 Infatti le reali distanze dal Sole espresse in UA sono: MERCURIO VENERE TERRA MARTE ASTEROIDI GIOVE SATURNO URANO 0, 38 0, 72 1, 00 1, 52 2, 80 5, 20 9, 53 19, 2 Peccato che, come nel caso dell'influenza della Luna piena sui 'lupi mannari' o quella delle costellazioni dello zodiaco sul carattere della gente, non si riesca a dimostrare il perché.

FINE della LEZIONE N. 2 A bis Distanze e misure astronomiche Grazie per l’attenzione! E ricordatevi…! …Considerate la vostra semenza fatti non foste a viver come bruti ma per seguir virtute e canoscenza DANTE ALIGHIERI (Divina Commedia, INFERNO, canto XXVI , 118 -120) Prof. CARMIGNANI Fabrizio fabcar@hotmail. it www. fabriziocarmignani. com