Lezioni di Astronomia 5 – La Cosmologia Bologna 5 maggio 2010 Liceo Scientifico Copernico 1

I fatti : - 1916: la Teoria della Relatività Generale

- 22 maggio 1919: prima conferma sperimentale della teoria di Einstein.

London News 22 november 1919 London News 22 november 1919

Einstein non trova soluzioni statiche per l’universo e introduce nelle sue equazioni una costante ad hoc. - 1922 Alexander Friedmann : tre possibili modelli non statici per l’universo (1888-1925)

- 1927 George Lemaitre, sulla base dei dati di Hubble ipotizza che l’universo sia in espansione e che si sia originato da un atomo primitivo (1894-1966) - 1929 Hubble mostra che le galassie si allontanano con velocità proporzionale alla distanza.

V= 1 milione anni luce/100 milioni anni = 0.01 anni luce/anno= 3000 km/s V= 2 milioni anni luce/100 milioni anni = 0.02 anni luce/anno= 6000 km/s

Lemaitre (1927)

solo 3 e dipendono dal contenuto in massa (ed energia) dell’universo - 1930 Robertson e Walker ritrovano il risultato di Friedmann (e di Lemaitre). Le “metriche” possibili per l’universo sono solo 3 e dipendono dal contenuto in massa (ed energia) dell’universo Quest’ultimo determina la storia dell’universo e la sua “geometria”

la presenza di espansione fa qualunque sia la geometria la presenza di espansione fa supporre uno stato iniziale di elevata densità e temperatura

E’ il Big Bang, l’atomo primordiale di Lemaitre -1948 Gamow e collaboratori invocano il Big Bang per giustificare l’abbondanza osservata di He e predicono la radiazione di fondo.

La ricombinazione dell’ idrogeno T 3000 K t= 400 000 anni La ricombinazione dell’ idrogeno T 3000 K t= 400 000 anni

casualmente rilevano la radiazione di fondo (Nobel per la Fisica 1978) -1964 Penzias e Wilson casualmente rilevano la radiazione di fondo (Nobel per la Fisica 1978) E’ il trionfio del Big Bang

A sostegno della teoria del Big Bang L’espansione dell’ Universo L’abbondanza osservata di He, D e Li La radiazione cosmica di fondo a 2.7 K

Quale futuro per l’universo ? L’universo è “aperto”

La massa è solo quella che vediamo?

Anche con la materia oscura, l’universo resta aperto È un problema ? Sì 1998

COBE 1992 WMAP 2008

H era più grande nel passato (cresce con la distanza) Se l’espansione decelera col tempo, H era più grande nel passato (cresce con la distanza)

1998, l’universo sta accelerando

Possiamo esistere siamo salvi!

è la densità di energia di materia (visibile e oscura) energia del vuoto

da uno sparuto numero di stelle Siamo granellini di polvere originati da uno sparuto numero di stelle