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1 Il Sistema geocentrico delle sfere celesti COSMOLOGIE ANTICHE.

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Presentazione sul tema: "1 Il Sistema geocentrico delle sfere celesti COSMOLOGIE ANTICHE."— Transcript della presentazione:

1 1 Il Sistema geocentrico delle sfere celesti COSMOLOGIE ANTICHE

2 Il sistema eliocentrico copernicano

3 I nove mondi vichinghi

4 L'universo secondo il pensiero cosmologico scandinavo In questo rozzo tentativo di rappresentazione grafica dell'universo scandinavo, l'universo è racchiusa in una sorta di bolla sferica, sostenuta dal frassino Yggdrasill. Ásgarðr è qui posta in cima a una montagna al centro del disco di Miðgarðr, che è a sua volta circondato dall'anello formato dal serpente Jörmungandr. Si riconoscono il ponte Bifröst e, in profondità, i fiumi Élivágar.

5 Cosmologia sumera

6 Cosmologia biblica

7 Cosmologia maya

8 8 La nascita della cosmologia moderna

9 La scoperta delluniverso Fino al 1921: universo = nostra galassia 1921 Hubble scopre (attraverso le Cefeidi) che alcune Nebulose hanno una distanza di oltre anni luce e quindi sono esterne alla nostra galassia il cui diametro è solamente di anni luce.

10 LAMBULANZA E FERMA FREQUENZA BASE, SUONO NORMALE AMBULANZA SI AVVICINA FREQUENZA MAGGIORE SUONO PIU ACUTO AMBULANZA SI ALLONTANA FREQUENZA MINORE SUONO PIU GRAVE EFFETTO DOPPLER

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12 La frequenza della luce emessa aumenta (colore blu) rispetto ad un osservatore al quale la sorgente si avvicina e diminuisce (colore rosso) rispetto ad un osservatore rispetto al quale la sorgente si allontana

13 Dispersione della luce con un prisma

14 Schema di uno spettrografo. La luce proveniente dalla lampada viene suddivisa dal prisma nelle sue componenti di diverso colore e va a formare nel piano focale della seconda lente altrettante immagini della fenditura d'ingresso. SPETTROSCOPIA

15 Spettri di emissione e spettri di assorbimento

16 Spettro della luce: colori e frequenze Spettro a righe SPETTROSCOPIA

17 Il reshift Ovvero lo spostamento delle righe spettrali verso la banda rossa dello spettro luminoso

18 Idrogeno Azoto Zolfo La distanza delle galassie

19 Red shift

20 z = v/c = ( osservata - laboratorio )/ laboratorio e quindi v = z x c (c=299792km/s) Esempio: osservata = 6602 A ; laboratorio =6562 A allora z = v= z x c = x = 1826 km/s Il redshift

21 V=DxH 0 H 0 =75 km/s/Mpc Ad esempio V=1826km/s D=1826/75=24.3Mpc Legge di Hubble

22 I dati ottenuti da Hubble nel 1929

23 I dati ottenuti successivamente

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25 Z=1.0 Z= Miliardi di anni Velocità e distanza delle galassie più lontane Velocità (km/s)

26 Riga di emissione dellidrogeno Questa riga viene emessa a 1216Å. Dato che da terra vediamo lemissione spostata a 8300Å possiamo dedurre che il quasar si allontana a circa il 95% della velocità della luce.

27 Età delluniverso A seconda del valore della costante di Hubble si ottiene una differente età delluniverso. Infatti, se indichiamo con R la distanza raggiunta da una galassia al tempo T (relativamente allorigine delluniverso), con V la sua velocità attuale (ipotizzando una velocità costante nel tempo) e con H la costante di Hubble si ha: R = V x T(1) V = H x R(2) Sostituendo la (1) nella (12) si ottiene: V = HVTda cui:1 = HxT e quindi T = 1/H

28 La determinazione dell'età delluniverso dipende quindi dal valore di H, ma risulta piuttosto imprecisa in quanto è difficile la misura della distanza d delle galassie lontane in modo indipendente dal red-shift. Il valore di riferimento (anno 2005) è intorno ai 72 km/(sec· Mpc) (72 ± 8) km/(sec· Mpc). Dalla legge di Hubble si deduce quindi che letà dell'Universo é compresa tra 13 e 14 miliardi di anni

29 Densità critica d* e destino delluniverso Levoluzione delluniverso dipende dal valore della sua densità d, confrontata con un d* valore detto densità critica, circa uguale a kg/dm 3, ovvero 3 atomi di idrogeno per metro cubo. Se d d* allora luniverso di espanderà per sempreUniverso Aperto Se d > d* allora luniverso collasserà infine in un big crunchUniverso Chiuso

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31 Fisica e geometria (2) appare non vi è nessuna forza campo di deformazione spaziale La deformazione dello spazio appare quindi come l'azione di una forza che acceleri il nostro oggetto e ne curvi la traiettoria. In realtà non vi è nessuna forza, nel senso classico del termine, ma solo un campo di deformazione spaziale originato dalla massa ed estendentesi all'infinito. spazio stesso ad essere deformato Non cè più bisogno di postulare una forza agente a distanza: il corpo di piccola massa si muove sempre nello stesso modo, ma è lo spazio stesso ad essere deformato.

32 Evoluzione delluniverso e geometria dello spazio-tempo. Densità minore di d* universo aperto curvature negativa Densità uguale a d* universo aperto curvature nulla: universo euclideo Densità maggiore di d* universo chiuso curvature positiva Big crunch

33 Il Big Bang

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35 Le varie fasi dellevoluzione delluniverso dopo il big bang interazioni Luniverso si espande e si raffredda, (T 0 = K) attraversando diverse fasi durante le quali si sono separate le varie interazioni e si è sviluppata la materia (quark, protoni, neutroni ) materia oscura Dopo i primi 3 minuti (T < 10 9 K) luniverso è composto da protoni, neutroni, nuclei leggeri, elettroni, fotoni, neutrini e materia oscura. Dopo circa anni la radiazione si separa dalla materia e luniverso diventa trasparente ovvero la materia e la radiazione cessano di trasformarsi luna nellaltra primi atomi Dopo qualche centinaio di milioni di anni la temperatura è scesa sotto i 4000 gradi e si formano i primi atomi, nei miliardi di anni successivi si formano le prime stelle di prima generazione (200 – 400 milioni di anni) e le prime galassie.

36 Le prove sperimentali del modello standard La radiazione cosmica di fondo CMB (Cosmic Microwave Background) La radiazione cosmica di fondo è ciò che rimane dei fotoni primordiali. Corrisponde ad una temperatura di 2.73 K (spettro di corpo nero) Ha molta meno energia di quando è stata emessa a causa dellenorme red shift dovuto allespansione delluniverso (z dellordine di 1000) Lo spostamento spettrale ha portato la radiazione nello spettro delle microonde ( = 0.2 cm). La radiazione è isotropa, (ovvero ci giunge da tutte le direzione perché il Big Bang è accaduto ovunque !) ed è stata scoperta casualmente da due astronomi Penzias e Wilson nel 1964.

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38 Mappatura delle fluttuazioni della CMB rilevata dal WMAP della NASA nel La radiazione catturata in questa immagine risale a anni dopo il Big Bang. Le disomogeneità che si possono osservare corrispondono alle piccole disomogeneità nella distribuzione della materia che hanno prodotto le aggregazioni per attrazione gravitazionale da cui sono nate stelle e galassie.

39 Attraverso il modello standard del Big Bang è possibile calcolare la concentrazione di Elio 3 e 4, Deuterio e Litio nelluniverso. Le previsioni sono confermate dalle misure. Nessuna altra ragione, attualmente riesce a spiegare tali concentrazioni, se non il Big Bang. Abbondanza degli elementi leggeri

40 La materia oscura Prove e natura Esistono prove indirette dellesistenza di un tipo di materia invisibile (la cui massa dovrebbe addirittura superare quella della materia visibile) che lega galassie e ammassi di galassie attraverso lattrazione gravitazionale. La natura di questa materia è tuttavia ancora sconosciuta (neutrini?, particelle sconosciute?)


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