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Novembre2008 Lorigine degli elementi Si parlerà dei processi che : - hanno trasformato gli atomi originati dal Big Bang nelle specie che abitano la terra.

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Presentazione sul tema: "Novembre2008 Lorigine degli elementi Si parlerà dei processi che : - hanno trasformato gli atomi originati dal Big Bang nelle specie che abitano la terra."— Transcript della presentazione:

1 novembre2008 Lorigine degli elementi Si parlerà dei processi che : - hanno trasformato gli atomi originati dal Big Bang nelle specie che abitano la terra. -attraverso una continua complessificazione della materia, - nellipotesi che tutto sia avvenuto seguendo le leggi della natura. - seguendo il quadro che appare dalle osservazioni, Paolo Saraceno IFSI-INAF

2 di Paolo Saraceno edito da Mursia IL CASO TERRA Quale è lorigine dellUniverso e del mondo che ci circonda ? Quale il suo futuro ? Come è nata la vita sulla terra ? Perchè sugli altri pianeti non cè vita animale evoluta ? Grandi estinzioni sono ancora possibili? Si può essere ottimisti sul futuro della nostra specie ? Lorigine del nostro pianeta e la ricerca della vita nell Universo Venerdì 15 febbraio 2008 alle ore 18 in Via Sparano, Bari tel 080\ La libreria LATERZA presenta il libro: ? Big Bang Popolazione Mondiale 3.6 miliardi danni A.D miliardi Popolazione Mondiale ? Un processo di crescente complessificazione

3 1) IlBig Bang: che ha prodotto i due atomi più semplici che esistono in natura Idrogeno (H) Elio (He) + + N N + 2) Le stelle: dove si sono costruiti tutti gli altri atomi. schema che seguiremo: 3) Le molecole: costituite da più atomi legati tra di loro 4) La vita e la sua evoluzione

4 Con il Big Bang, 13.7 miliardi di anni or sono, comincia la nostra storia un fatto accettato con difficolta Tra le ragioni che rendevano difficile accettare il Big Bang, alcune erano legate alla questione dellorigine della vita Espansione di in secondi

5 Perchè lUniverso era troppo giovane per permettere levoluzione che si osservava sulla Terra Fred Hoyle combatte per tutta la vita lidea di Big Bang ( inventò il nome Big Bang, per deridere il modello ). Per lorigine della vita sostenne la teoria della panspermia che richiedeva allUniverso di esistere da sempre

6 Le combinazioni possibili per un enzima sono: ~ Le combinazioni possibili per il DNA : ~ E gli atomi delluniverso solo : ~ 10 80, Ipotizzando che sulla Terra: - esista tanta acqua da coprirla con un oceano profondo 10 Km ( litri ) - in cui si produce un miliardo di catene di DNA al secondo per ogni litro dacqua. In 10 miliardi di anni (la Terra esiste da 4) si sarebbero prodotte solo catene. Si sarebbe esplorato solo un infinitesimo dei casi possibili: 1 ogni 10 61

7 LUniverso è troppo giovane per aver allinenato in modo casuale le basi che formano la sequenza del DNA La natura poi è ancora più complessa

8 LISOMORFISMO è ancora più inspiegabile combinazioni possibili per DNA : ~ La stessa mutazione in almeno 2 individui di una specie è impossibile Ancora più impossibile in individui di specie diverse !!!

9 Ragno granchio. I ragni granchi si avvalgono del loro perfetto mimetismo per catturare gli insetti che impollinano i fiori. Il colore dei fiori e del ragno sono programmati da geni simili.

10 Espansione di in secondi Il Big Bang è avvenuto 13.7 anni fa, la Terra è nata da soli 3.8 milardi di anni. La spiegazione dellorigine della vita e della sua evoluzione deve essere compatibile con questi tempi, per restare nellambito della Scienza.

11 Dopo il Big Bang la costruzione del nostro mondo. La temperatura e densità diminuiscono con il tempo Dopo 0.1 sec si formano i primi protoni e neutroni… A circa 2.5 sec cominciano le reazioni Nucleari : H => He a 3.6 min le reazioni nucleari si fermano: densità troppo bassa per continuare 3/4 1/4 LUniverso a 3.6 minuti Dal Big Bang

12 Espansione di in secondi Dopo circa anni la temperatura scende a circa 3000 °C e i nuclei di H e He catturano gli elettroni liberi. Nascono i primi atomi LUniverso continua ad espandersi e a raffreddarsi e diviene buio. Dopo circa 300 milioni di anni la materia si condensa in nubi compatte che rapidamente diventano stelle che riportano la luce nellUniverso

13 1)IlBig Bang: che ha prodotto i due atomi più semplici che esistono in natura Idrogeno (H) Elio (He) + + N N + 2) Le stelle: dove si sono costruiti tutti gli altri atomi. schema 3) Le molecole: costituite da più atomi legati tra di loro 4) La vita e la sua evoluzione.

14 Come nasce una stella ? La gravità comprime la materia sin tanto che al suo centro si raggiungono temperature 15 milioni di gradi necessarie a vincere la repulsione columbiana dei protoni e permettere alle forze nucleari di agire

15 Dipende dallequilibrio tra lenergia prodotta al suo interno e la forza di gravità che tende a farla colassare. Il diametro delle stelle Quando una stella produce: -molta energia diviene una gigante - poca a energia diviene una nana

16 20/04/ La zona in cui si raggiunge la temperatura necessaria alla fusione è tanto più grande quanto più grande è la massa della stella Log M/M o Log L/L o 6 -4 L M 4 M L Vita / / /1000

17 17 L M 4 M L Vita Elementi 11 1 H He C 2 161/ / /1000 tutti gli elementi Unaltra differenza tra stelle piccole e grandi è che le stelle grandi raggiungono temperature più alte al centro, necessarie a costruire gli atomi pesanti Fe Si C He H

18 C, N, O, Si, Mg Fe, Ni, Pb, U.... NUBI MOLECOLARI GIGANTI H2, CO, NH 3, H 2 O, CS, OH, CH … M= Mo Dense Cores D= 0.5 a.l. M =1 -50 Mo T. = K NASCITA STELLE Funzione di massa STELLA fusione nucleare produce atomi piu pesanti L M 4 1 / M 3 Nane Bianche Stelle Neutroni Buchi neri Massa esclusa dal ciclo evolutivo

19 Le stelle, come gli organismi biologici: nascono, vivono e muoiono. LUniverso è quindi, diverso da quello che è stato in passato e da quello che sarà in futuro E un processo in continua evoluzione: ad ogni generazione, la composizione chimica della materia da cui nascono le stelle è diversa da quella della generazione precedente e nascono stelle diverse Quando muoiono rimettono in circolo gran parte della loro massa per far nascere altre stelle, come fanno gli organismi biologici. Unevoluzione cominciata nello spazio interstellare e poi continuata sulla Terra con le specie biologiche

20 Dallinizio dellUniverso si è consumato poco idrogeno minuti dopo il Big Bang 14.5 miliardi danni dopo il Big Bang Big Bang Universo Attuale La creazione di queste piccole quantità di atomi pesanti è il combustibile che ha illuminatolUniverso negli ultimi 13.7miliardi danni.

21 Big Bang Universo Attuale Crosta Terrestre Esseri viventi Terra 13.7 miliardi di anni 3.6 miliardi di anni Come si sono concentrati sulla terra gli elementi necessari alla vita

22 1)IlBig Bang: che ha prodotto i due atomi più semplici che esistono in natura Idrogeno (H) Elio (He) + + N N + 2) Le stelle: dove si sono costruiti tutti gli altri atomi. schema 3) Le molecole: costituite da più atomi legati tra di loro 4) La vita e la sua evoluzione.

23 3.8 miliardi di anni fa finisce il bombardamento dei meteoriti la Terra si solidifica 4.6 miliardi di anni fa Nasce la terra

24 La terra primordiale Stromatoliti: rocce di carbonato di calcio (CaCO3) Derivano dalla fossilizzazione di grandi colonie di cianobatteri che inducono la trasformazione del bicarbonato di calcio Ca(HCO 3 ) 2, disciolto nellacqua, in carbonato di calcio (CaCO3) che precipita catturando al suo interno i cianobatteri.

25 La terra primordiale La terra quando è nata la vita Controllo ?? La vita è chimica

26 Lorigine delle specie

27 Dopo il Cambriano esplode levoluzione (0) milioni danni fine del Cambriano (+ 140) i primi anfibi – 300 (+150) i rettili colonizzano la terra. – 250 (+260) i Dinosauri : i più grandi animali che siano mai esistiti sulla terra La natura che aveva sonnecchiato per 3000 milioni danni esplode !!

28 A -250 milioni danni (a 260 milioni danni dal Cambriano) compaiono i Dinosauri Che si estinguono a - 65 milioni danni

29 Con la scomparsa dei dinosauri i mammiferi diventano le specie predominanti, allinizio deponevano uova … poi si adattarono ai nuovi ambienti e progressivamente comparvero cavalli, elefanti, rinoceronti, lupi e scimmie. Il resto è storia recente: milioni danni letà di Lucy - 2 lhomo abilis anni lHomo erctus e la scoperta del fuoco scompare il Neandertal e si afferma il Sapiens Sapiens cioè noi

30 Nascita la vita Costruendo strutture organiche sempre più complesse Cellula Il mattone costituente di ogni vivente In quella prima cellula cera già la sintassi con cui si scriveranno le istruzioni per costituire gli organismi più complessi. E inizia un nuovo processo di complessificazione tutto molecolare

31 Levoluzione della vita è stata levoluzione della cellula che nel tempo è divenuta sempre più complessa

32 Cellula Il mattone costituente di ogni vivente Che nel tempo diviene più complessa Colonie di Cellule 1.8 miliardi Tessuto Un insieme di cellule simili Organo Composto da tessuti diversi Organismi Composto da organi e tessuti diversi Costruendo strutture organiche sempre più complesse Negli organismi la complessità cresce con levoluzione

33 Cellula Il mattone costituente di ogni vivente Che nel tempo diviene più complessa Colonie di Cellule 1.8 miliardi Tessuto Un insieme di cellule simili Organo Composto da tessuti diversi Organismi Composto da organi e tessuti diversi Gruppi Composti da più individui della stessa specie Per alcune specie come api o formiche la vita dei singoli individui ha poco senso

34 Cellula Il mattone costituente di ogni vivente Che nel tempo diviene più complessa Colonie di Cellule 1.8 miliardi Tessuto Un insieme di cellule simili Organo Composto da tessuti diversi Organismi Composto da organi e tessuti diversi Gruppi Composti da più individui della stessa specie Popolazioni Linsieme dei gruppi che vivono sullo stesso territorio Allinterno dei gruppi e delle popolazioni - gli individui collaborano - si scambiano informazioni - realizzano strutture complesse Nasce: levoluzione culturale Un processo che caratterizza molte specie (cera anche tra i dinosauri) Che nella specie uomo ha la sua massima espressione. Creando strutture sociali e fisiche sempre più complicate. (per interpretarle nasce: il diritto, leconomia, la sociologia, la psicologia ecc.)

35 Evoluzione Culturale Avviene in tutte le specie che usanola propria intelligenza per migliorare la qualità della vita, inventando cose utili, acquisendo esperienza e trasferendola ad altri individui della specie. - evolve attraverso le invenzioni equivalenti alla mutazioni nella evoluzione biologica - si trasmette attrverso la conoscenza, anche tra individui della stessa generazione -selezione attraverso le scelta delle delle invenzioni migliori - si sviluppa ogni volta che una innovazione è diffusa allinterno di una specie - accellera ogni volta che cresce la capacità di comunicare tra gli individui. Nelluomo alcune tappe sono: milioni di anni: Homo Abilis si differenziano dagli animali costruendo i primi utensili anni nascita del linguaggio la scrittura Gutemberg inventa la stampa e inizia lera moderna -Oggi con i calcolatori che permettono di immagazzinare grandi quantità dinformazioni e le reti che le mettono a disposizione di tutti.

36 La complessificazione delluniverso.. Big Bang H He Stelle gli atomi Le molecole ? Gli organismi ?? Gruppi e popolazioni ? O H H H2O

37 conclusione 1)LUniverso è in continua evoluzione 2) il mondo in cui viviamo è il risultato di un processo di complessificazione della materia - iniziato con il Big Bang - proseguita allinterno delle stelle con la costruzione degli atomi più pesanti. - nel mezzo interstellare con le molecole e una chimica sempre più complessa - sulla Terra con la nascita e levoluzione della vita - infine con strutture sociali complesse che condizionano levoluzione biologica

38 Rischiamo di fare anche noi la fine dei dinosauri?? Non dimentichiamo che la maggior parte delle specie del passato si è estinta. FINE


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