Keplero e le sue leggi Newton e la gravitazione La nascita dell’universo La legge di Hubble L’ evoluzione dell’universo

Giovanni Keplero: la biografia Frequentò l’ università di Tubinga dove seguì il corso del più famoso astronomo del tempo, Michael Maestlin Nel 1595 scrisse “Mysterium cosmographicum” nel quale elaborò una propria teoria cosmologica sul moto dei pianeti e sulla loro velocità Grazie a quest’ opera venne chiamato a Praga come assistente del Matematico Imperiale Brahe; nel 1601, alla morte di questi, gli successe nella prestigiosa carica Nel 1604 scoprì una supernova.

Keplero e la “rivoluzione scientifica” Le tre leggi contribuirono attivamente a portare un cambiamento notevole nell'ambito della cosiddetta “rivoluzione scientifica” Elaborò le tre leggi basandosi sugli studi effettuati sul pianeta Marte.

La prima legge I pianeti descrivono orbite ellittiche attorno al Sole di cui esso occupa uno dei fuochi Sole perielio afelio pianeta raggio vettore

La seconda legge La velocità dei pianeti non è costante, ma segue una legge secondo la quale il segmento che congiunge il sole al pianeta descrive aree uguali in tempi uguali.

La terza legge Detta R la distanza media sole-pianeta, il cubo di tale distanza è proporzionale al quadrato del periodo T di rivoluzione

Newton e la legge di gravitazione universale Newton calcolò la forza necessaria a mantenere la luna nella sua orbita e la confrontò con la forza che attrae un oggetto verso il centro della terra … sembra che l’idea per la teoria della gravitazione universale gli venne grazie a una mela che gli cadde in testa …

Le scoperte di Newton Nel libro “Principi matematici della filosofia naturale”, scritto nel 1687, Isaac Newton elaborò la teoria della gravitazione universale, spiegando la forza attrattiva tra il Sole e un pianeta La teoria della gravitazione universale spiegava dal punto di vista teorico le leggi di Keplero e le inquadrava in un ambito molto più ampio.

Da dove nasce la teoria della gravitazione? ….da una disputa, tenuta qualche anno prima della pubblicazione del libro, alla quale parteciparono alcuni personaggi illustri dell’ epoca tra cui l’astronomo Edmund Halley ed il fisico Robert Hooke Lo scopo di questa disputa era proprio trovare se esisteva una forza attrattiva tra Sole e Terra e se esisteva calcolare qual era. Hooke e Halley non riuscirono però a calcolare nulla, allora Hooke decise di chiedere aiuto a Newton (docente di matematica); subito Newton riuscì a spiegare tutto…

Cosa dice la teoria della gavitazione? Due oggetti con massa posti ad una certa distanza si attirano!!! Perché si attirano? …perché hanno massa! m1 m2 d

La nascita dell’universo Le teorie sull’origine dell’universo: Stato stazionario: l’universo è sempre stato così e non è mai cambiato Big bang: l’ universo ha avuto origine con una grande esplosione (tra 15 e 20 miliardi di anni fa) …ora l’universo è in espansione.

La legge di Hubble Hubble scoprì che più le galassie sono distanti, più si allontanano velocemente. Scoprì quindi la legge che afferma che il rapporto tra la distanza della galassia e la sua velocità di recessione è costante: V=Hd dove v è la velocità di recessione della galassia, d è la distanza; la costante H è chiamata costante di Hubble.

…conseguenze della legge di Hubble L’universo attuale è in evoluzione In un universo in espansione, in tempi passati le galassie dovevano essere più vicine tra loro Il valore maggiormente accettato come età dell’universo è prossimo ai 15 miliardi di anni, compatibile con l’ età delle GALASSIE La grande esplosione ha lasciato una eco sotto forma della cosiddetta radiazione cosmica di fondo presente in tutto l’universo

Il big - bang La teoria del Big-Bang è quella più accreditata in ambito cosmologico e ha numerose prove sperimentali. Quando ci fu la grande esplosione il tempo e lo spazio non esistevano Non si può indagare su ciò che accadde prima del Big Bang perchè il tempo naque da esso Immediatamente dopo il Big-Bang la densità e la temperatura dell’ Universo erano talmente alti che non potevano esistere nuclei, atomi, molecole. Esso sarebbe poi esploso e si sarebbe espanso diventando sempre meno caldo e denso

…la storia dell’ universo… 300 000 anni 6000 oC 1 miliardo di anni -255 oC 109 oC 3 minuti 15 miliardi di anni -270 oC Ora!!! 1010 oC 10-5 secondi 10-43 secondi 1032 oC 1027 oC 10-34 secondi Si creano i quark, inizia espansione violenta nota come “era dell’inflazione” Dimensioni dell’universo: 10-26 cm Epoca di Planck Dimensioni dell’universo: 10-33 cm I quark formano protoni e neutroni Si formano nuclei di elio (sistemi costituiti da 2 protoni e 2 neutroni fortemente legati) Si formano i pianeti e le galassie Si formano i primi atomi Il nostro universo!!! ….e poi? Come andrà a finire?

L’evoluzione futura dell’universo Dipende dalla quantità di materia contenuta nell’ universo …infatti ogni parte di materia esercita su ogni altra parte una forza di attrazione gravitazionale (ricordate Newton?) che tende a frenare l’espansione dell’ universo si possono prospettare due differenti scenari futuri…

Il Big Rip è un ipotesi sul destino ultimo dell’universo. Secondo la teoria le galassie verrebbero separate le une dalle altre e lo stesso per le stelle Il Big Crunch sostiene invece che l’universo collasserà su se stesso bloccando l’espansione e creando un nuovo Big Bang per ripartire con un ciclo infinito Osservando le supernove sembra che l’universo non stia rallentando ma accelerando.