1. Le caratteristiche delle stelle 2. La vita e la morte delle stelle 3. Le galassie 4. L’universo e il Big Bang

Le caratteristiche delle stelle Indice Le caratteristiche delle stelle • le stelle sono lontanissime dalla Terra; le loro distanze si misurano in anni-luce • 1 anno-luce è la distanza che la luce percorre in un anno, che è pari a quasi diecimila miliardi di km • le stelle si muovono nello spazio una rispetto all’altra; ma a noi sembra che siano a distanze fisse una dall’altra, perché sono lontanissime • se due stelle identiche si trovano a distanze diverse dalla Terra, quella più vicina ci appare più brillante le sorgenti di luce ci appaiono meno luminose se sono lontane 2

Le caratteristiche delle stelle Indice Le caratteristiche delle stelle Esistono tanti tipi di stelle, diversi tra loro per colore e dimensioni. il Sole è molto più grande di una nana bianca una nana bianca è molto più grande di una stella di neutroni Sole nana bianca Sole nana bianca stella di neutroni gigante rossa una stella gigante rossa è molto più grande del nostro Sole 3

Le caratteristiche delle stelle Indice Le caratteristiche delle stelle Il colore delle stelle dipende dalla temperatura della loro superficie. 3000 ºC 40005000 ºC 6000 ºC 10 000 ºC 20 000 ºC 4

Le costellazioni sono un’illusione ottica Indice Le costellazioni sono un’illusione ottica la costellazione di Orione anni-luce Le stelle che compongono le costellazioni non sono in realtà vicine tra loro. 5

La vita e la morte delle stelle Indice La vita e la morte delle stelle Una stella: • nasce quando una nebulosa di gas si addensa e si accendono le reazioni di fusione nucleare • rimane stabile finché la pressione esercitata dalle radiazioni emesse bilancia la gravità della stella stessa • muore quando esaurisce la sua «scorta» di combustibile nucleare 6

La vita e la morte delle stelle Indice La vita e la morte delle stelle l’evoluzione di una stella simile al nostro Sole: stella simile al Sole gigante rossa nana bianca nana nera nebulosa l’evoluzione di una stella molto più massiccia del Sole: nebulosa stella molto più massiccia del Sole supergigante rossa supernova stella di neutroni buco nero 7

La vita e la morte delle stelle Indice La vita e la morte delle stelle Le supernove sono importanti perché queste esplosioni generano e disperdono nello spazio i nuclei degli elementi chimici più pesanti. Il nostro pianeta e il nostro stesso corpo sono formati da atomi creati nel lontano passato da esplosioni di supernova: in questo senso si può veramente dire che siamo «figli delle stelle». I resti di una esplosione di supernova avvenuta nel 1054 nella costellazione del Granchio. 8

La vita e la morte delle stelle Indice La vita e la morte delle stelle Quando una stella supergigante rossa muore, la sua massa è così grande che per gravità attrae tutta se stessa verso il proprio centro. Si forma un buco nero, così denso che non lascia sfuggire da sé più nulla, neanche la luce. Una pallina lanciata sul telo girerà intorno al pompelmo proprio come la Terra orbita intorno al Sole. Il lenzuolo è un modello dello spazio e l’avvallamento simula l’effetto della gravità della stella-pompelmo. Immaginate ora di appoggiare sul lenzuolo un oggetto piccolo ma pesantissimo. Se la tela fosse infinitamente elastica, si formerebbe una fossa profondissima, in cui cadrebbe tutto ciò che si trova sul lenzuolo: è così che si comporta un buco nero. 9

Le stelle non sono distribuite uniformemente nello spazio, Indice Le galassie Le stelle non sono distribuite uniformemente nello spazio, ma sono riunite in galassie. La Via Lattea, che è la nostra galassia, di notte appare come una striscia biancastra che attraversa tutto il cielo. Il Sole è soltanto una tra miliardi di stelle che formano la Via Lattea. 10

La Via Lattea in realtà ha una forma a spirale Indice La Via Lattea in realtà ha una forma a spirale bracci a spirale Sole centro galattico 100 000 anni-luce • ha un diametro di circa 100 000 anni-luce • è spessa circa 20 000 anni-luce nella parte centrale • ruota su se stessa compiendo un giro completo in 200 milioni di anni • il Sole sta su un braccio della spirale, nella periferia della nostra Galassia 11

Indice Le galassie La nostra Via Lattea è soltanto una delle tantissime galassie sparse per l’universo, separate tra loro da enormi distese di spazio vuoto. La foto mostra Andromeda, che è la galassia più vicina alla nostra: dista «soltanto» 2 milioni di anni-luce. 12

L’universo e il Big Bang Indice L’universo e il Big Bang L’universo è un gigantesco spazio quasi completamente vuoto. Nessuno sa se abbia un limite, oppure se si estenda all’infinito. Gli oggetti cosmici più lontani osservati finora distano da noi fino a 13 miliardi di anni-luce. Si tratta di quasar, stelle che emettono onde radio molto intense. 13

L’universo e il Big Bang Indice L’universo e il Big Bang Gli astronomi negli ultimi cento anni hanno scoperto che tutte le altre galassie si stanno allontanando da noi e quanto più sono distanti, tanto più velocemente si allontanano. Disegnate su un palloncino un po’ di puntini a una certa distanza uno dall’altro. Se ora gonfiate il palloncino, mentre si espande ciascun punto si allontanerà da tutti gli altri. La superficie del palloncino rappresenta lo spazio e i puntini sono le galassie: l’universo si sta espandendo e lo spazio che si espande «trascina con sé» le galassie. 14

L’universo e il Big Bang Indice L’universo e il Big Bang Circa 14 miliardi di anni fa il Big Bang ha generato l’universo, il tempo e lo spazio. L’energia, che all’inizio era concentratissima, si è poi dispersa nello spazio in espansione. Oggi ne rimane una traccia sotto forma di «radiazione fossile» a bassissima temperatura (−270 ºC) diffusa in tutto il cielo. Le fluttuazioni nella radiazione fossile (evidenziate dai colori nella figura) riflettono probabilmente le disomogeneità che hanno dato origine alle galassie. 15

Come si evolverà l’universo in futuro? Indice Come si evolverà l’universo in futuro? Si possono fare due ipotesi, che dipendono dalla quantità totale di materia presente nel cosmo: universo aperto universo aperto: se non c’è abbastanza materia nel cosmo, l’universo continua a espandersi diventando sempre più freddo e vuoto, con materia ed energia sempre più rarefatte tempo universo chiuso oscillante: se c’è abbastanza materia, l’espansione si arresta e inizia una contrazione del cosmo, che torna a concentrarsi in un unico punto; poi può avvenire un nuovo Big Bang e il ciclo ricomincia da capo universo chiuso 16