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L`Uomo e L`universo - ISIS "GIULIO NATTA"

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L`Uomo e L`universo - ISIS "GIULIO NATTA"
ISIS Giulio Natta (Bg)
Percorso interdisciplinare
Esame di Stato 2013/2014
L’Uomo e L’universo
Luca Tombini
Classe V D Liceo Scientifico Tecnologico
1
L’Uomo e L’universo
L’astronomia ha affascinato il genere umano da quando la sua curiosità lo ha spinto a levare gli occhi al cielo. L’uomo sin
dai tempi più remoti si è soffermato a contemplare il cielo, così che il suo mondo interiore di paure, di inquietudini, di angosce,
si è arricchito di una dimensione nuova, quella della riflessione e della consapevolezza di esistere al centro di qualcosa di
sconosciuto e misterioso, che ha chiamato universo. La molteplicità e l’apparente indipendenza dei movimenti osservati nel
cielo porta al diffondersi di mitologie ricche di dei e di semidei: politeisti sono i Babilonesi, gli Egizi, i Cinesi, gli Indiani e gli
stessi Greci, sino a quando la formazione di una coscienza filosofica e religiosa più progredita porta a riconoscere nell’unità
del cosmo un’unica causa prima, che in esso si rispecchia. Per la storia dell’astronomia hanno un’importanza fondamentale i
Babilonesi. Le loro osservazioni riguardano per lo più i movimenti dei sette astri conosciuti fin dai tempi preistorici: il Sole,
la Luna, Mercurio, Venere, Marte, Giove e Saturno, che sono da essi ritenuti gli unici corpi mobili sullo sfondo delle stelle
fisse. Le successive e importantissime considerazioni sull’universo risalgono ai filosofi dell’antica Grecia, dove per la prima
volta l’astronomia si è presentata con un “impianto” scientifico, superando le motivazioni prevalentemente empiriche e la
subordinazione al pensiero religioso che l’aveva caratterizzata presso i popoli della Mesopotamia e dell’Egitto. Si passa poi
alle grandi civiltà antiche, da quelle asiatiche a quelle messicane delle quali facevano parte anche abili osservatori per
esaminare la volta celeste. Ancora oggi all’uomo capita di fantasticare sui misteri dell’universo, su ciò che esso rappresenta e
sul suo significato nascosto, sull’origine del cosmo e sul suo divenire. Chissà quante volte ci siamo chiesti quant’è grande
l’universo, quali siano le sue origini e cosa si celi dietro di esso. Queste domande se l’erano appunto poste anche gli uomini
dell’antichità. Di particolare importanza allora fu l’ipotesi di Tolomeo che affermava come la Terra fosse costituita da una
sfera circondata da un certo numero di sfere di cristallo su cui erano situati i pianeti e le stelle, il cui movimento era a velocità
uniforme. In seguito il sistema di Tolomeo è stato sostituito dalla teoria eliocentrica dell’astronomo polacco Niccolò
Copernico (1473-1543). Egli affermava che il sole è al centro dell’universo, poiché è l’astro più luminoso, che dà luce e calore
agli altri pianeti e astri. Affermava, inoltre, che i pianeti si muovono secondo orbite “solide” e circolari. In seguito Edwin
Hubble, astronomo americano, (1889-1953) è riuscito per primo a calcolare quanto sono lontane le galassie situate oltre la via
lattea, servendosi di un telescopio collocato sul Monte Wilson. Nello stesso tempo l’abate Georges Lemaitre (1894-1966),
astronomo belga, prendendo spunto dalle osservazioni sull’allontanamento delle galassie di Hubble e dalle equazioni sulla
relatività generale di Albert Einstein ha elaborato l’ormai nota teoria del Big Bang, la quale rappresenta solo una soluzione
in mezzo a tante altre possibili, anche se è del resto la soluzione più valida e plausibile. Ulteriori scoperte in campo
astronomico hanno portato a comprendere come il Sistema Solare sia compreso in una galassia composta da miliardi e miliardi
di stelle, la Via Lattea, e che ne esistono anche altre al di fuori di essa. Attenti studi sulla distribuzione di queste galassie e
sulla loro riga spettrale hanno portato a gran parte della cosmologia moderna.
Questa curiosità, da sempre ha colpito anche me, ed e’ proprio per questa ragione che ho voluto approfondire questo
interessantissimo argomento, analizzando dal punto di vista scientifico, l’evoluzione, le esplorazioni e i limiti umani nella
scoperta dell’universo e la sua importanza nella letteratura. Questo è il percorso che ho voluto scegliere e seguire
principalmente per dare risposta alle mie numerose curiosità.
Luca Tombini
L’uomo e l’universo
2
Scienze:Origine ed
evoluzione dell’universo
Fisica: Effetto
Doppler relativistico
Storia: La scoperta
dello spazio
Matematica: Lo zero
e l’infinito
L’uomo e
l’universo
Filosofia: Kant
Italiano: Giovanni
Pascoli “La vertigine”
Ed. Fisica: Gli effetti dello
spazio sul corpo umano
Luca Tombini
L’uomo e l’universo
Chimica: Meteoriti
3
Matematica
“Lo zero e l’infinito”
“Nulla è più interessante del nulla,
nulla è più intrigante del nulla e
nulla è più importante del nulla.”
“Vorrei il bello nell'infinito, invece
vi trovo soltanto il dubbio.”
-Gustave Flaubert-
-Ian Steward-
Luca Tombini
L’uomo e l’universo
4
Lo zero e l’infinito
Un simbolo per indicare il vuoto:




Storia della sua scoperta:

Gli Indiani (VII Sec.) furono i primi ad utilizzare
lo zero per indicare il concetto di nulla.
Gli Arabi importarono il concetto in Europa.
Leonardo da Pisa (Fibonacci) dimostrò l’utilità
di tale numero e battezzò lo zero arabo zephirum
che diventò poi zero.
Il suo valore venne negli anni successivi a poco a
poco rivalutato fino a costituire le basi del calcolo
infinitesimale del VIII Sec.


I primi cenni di infinito risalgono agli
antichi Greci.
Fino al VII Sec., l’infinito
filosoficamente accettabile era
solamente potenziale.
Solamente in tempi recenti, tuttavia, il
simbolo “infinito” ha preso le
sembianze dell’interpretazione che ne
dà l’analisi matematica.
Relazioni tra i due concetti
Forme indeterminate:
L’uomo ( 0) e l’universo ( ∞).
n ∞ =0
Teorema di de l’Hôpital:
Tale teorema permette di risolvere forme
indeterminate del tipo
e
, derivando
il numeratore e il denominatore.
Luca Tombini
L’uomo e l’universo
5
Scienze
Origine ed evoluzione dell’universo
Luca Tombini
L’uomo e l’universo
6
Origine ed evoluzione
dell’universo
Teoria dell’Universo inflazionario
Teoria dell’Universo
stazionario
Gamow, descrisse un universo in
continua evoluzione a partire da uno
stato caldo e denso, attraverso un
iniziale Big Bang.
Basata
sul
Principio
Cosmologico
Perfetto,
secondo il quale l’universo
deve apparire in media
sempre uguale.
Universo in espansione: Legge
di Hubble. Le galassie si stanno
allontanando con velocità tanto
più alta quanto più sono lontane.
Futuro
dell’Universo
Densità critica: linea di
demarcazione tra un
universo chiuso e aperto
d > Ωo
d = Ωo
d < Ωo
Universo chiuso
Espansione
rallentata
Universo aperto
Espansione senza fine
Big crunch’
crunch cioè
cioe una
grande implosione
dovuta
ad
un’attrazione della
materia sempre piu’
forte.
Luca Tombini
L’uomo e l’universo
7
Chimica
Meteoriti (ferrosa di Nandan)
Luca Tombini
L’uomo e l’universo
8
Origins
Fragment of Siderite’s
group
The fall was recorded in 1516,
but it was found in the city of
Nandan in 1958.
This group represent
It’s composed of more of 10
minerals, like Kamacite and
Taenite but the main element is
Iron
30% of known meteorites
But what is a “Meteorite”?
A meteorite is a solid
piece of debris of
asteroids or comets.
It survives to the impact
with the Earth
When it enters the
atmosphere, became a
falling star
Three categories of
meteorites
Rocky
Ferrous (also known as
Siderites)
Iron-rocky
Contains residues of
water and Amino acids
Life exists throughout
the Universe
Theory of Panspermia
Luca Tombini
L’uomo e l’universo
9
Fisica
Effetto Doppler relativistico
“
Due cose sono infinite: l’universo e la
stupidità umana, ma riguardo
l’’universo ho ancora dei dubbi.”
-Albert Einstein-
Luca Tombini
L’uomo e l’universo
10
Effetto Doppler
Applicabile solamente nelle
onde richiedenti un mezzo di
propagazione.
Christian Andreas Doppler nel
1845, scoprì che la frequenza di
un’onda periodica, rilevata da un
ricevitore in moto rispetto alla
sorgente dell’ onda, e` diversa da
quella rilevata da un ricevitore in
quiete rispetto alla sorgente.
La luce, come tutte le altre
radiazioni elettromagnetiche
non ha bisogno di alcun
mezzo di propagazione.
Due postulati:
1)
2)
Principio di relatività
ristretta: Le leggi e i principi
della fisica hanno la stessa
forma in tutti i sistemi di
riferimento inerziali.
Principio di invarianza di c:
La velocità della luce e` la
stessa in tutti i sistemi di
riferimento inerziali.
Teoria della Relatività
ristretta di Einstein
(1905).
Effetto Doppler relativistico
Einstein generalizzò l’effetto Doppler a tutte le
radiazioni elettromagnetiche.

= lunghezza d'onda osservata



= lunghezza d'onda emessa
Applicabile nei sistemi
stellari doppi,
nell’osservazione del
movimento delle galassie e
nell’eliosismologia.
= velocità della sorgente
= velocità della luce (299.792.458 m/s)
Luca Tombini
L’uomo e l’universo
11
Letteratura
italiana
Giovanni Pascoli
“La vertigine”
Luca Tombini
L’uomo e l’universo
12
La vertigine (Giovanni Pascoli)
Si racconta di un fanciullo che aveva
perduto il senso della gravità...
I
Uomini, se in voi guardo, il mio spavento
cresce nel cuore. Io senza voce e moto
voi vedo immersi nell'eterno vento;
voi vedo, fermi i brevi piedi al loto,
ai sassi, all'erbe dell'aerea terra,
abbandonarvi e pender giù nel vuoto.
Oh! voi non siete il bosco, che s'afferra
con le radici, e non si getta in aria
se d'altrettanto non va su, sotterra!
Oh! voi non siete il mare, cui contraria
regge una forza, un soffio che s'effonde,
laggiù, dal cielo, e che giammai non varia.
Eternamente il mar selvaggio l'onde
protende al cupo; e un alito incessante
piano al suo rauco rantolar risponde.
Ma voi... Chi ferma a voi quassù le piante?
Vero è che andate, gli occhi e il cuore stretti
a questa informe oscurità volante;
che fisso il mento a gli anelanti petti,
andate, ingombri dell'oblio che nega,
penduli, o voi che vi credete eretti!
Ma quando il capo e l'occhio vi si piega
giù per l'abisso in cui lontan lontano
in fondo in fondo è il luccichìo di Vega...?
Allora io, sempre, io l'una e l'altra mano
getto a una rupe, a un albero, a uno stelo,
a un filo d'erba, per l'orror del vano!
a un nulla, qui, per non cadere in cielo!
II
Oh! se la notte, almeno lei, non fosse!
Qual freddo orrore pendere su quelle
lontane, fredde, bianche azzurre e rosse,
su quell'immenso baratro di stelle,
sopra quei gruppi, sopra quelli ammassi,
quel seminìo, quel polverìo di stelle!
Su quell'immenso baratro tu passi
correndo, o Terra, e non sei mai trascorsa,
con noi pendenti, in grande oblìo, dai sassi.
Io veglio. In cuor mi venta la tua corsa.
Veglio. Mi fissa di laggiù coi tondi
occhi, tutta la notte, la Grande Orsa:
se mi si svella, se mi si sprofondi
l'essere, tutto l'essere, in quel mare
d'astri, in quel cupo vortice di mondi!
Veder d'attimo in attimo più chiare
le costellazioni, il firmamento
crescere sotto il mio precipitare!
Precipitare languido, sgomento,
nullo, senza più peso e senza senso.
Sprofondar d'un millennio ogni momento!
Di là da ciò che vedo e ciò che penso,
non trovar fondo, non trovar mai posa,
da spazio immenso ad altro spazio immenso;
forse, giù giù, via via, sperar... che cosa?
La sosta! Il fine! Il termine ultimo! Io,
io te, di nebulosa in nebulosa,
di cielo in cielo, in vano e sempre, Dio.
13
Pascoli e l’universo
Interessi astronomici dell’autore
La cosiddetta poesia “astrale”, in cui il
poeta esamina con sgomento, le profondità
siderali del cosmo, delle distanze e dello
spazio sconfinato, del nostro pianeta
immerso nel vuoto.
1909: I “nuovi poemetti”
“La vertigine”
Riflessione sui misteri che
si celano dietro la figura di
Dio.
Senso di smarrimento cosmico
unito al fascino dell’universo.
Ruolo insignificante
dell’uomo nei confronti
dell’universo.
Attaccamento al
nido
Speranza di trovare riposo e
pace nel grembo di Dio
Il componimento nella sua totalità, rappresenta
l’esiguità della Terra nei confronti dell’universo
e ci induce alla profonda e complessa
riflessione sull’esistenza di Dio, entità percepita
come assente rispetto alle vicende umane.
14
Filosofia
Kant
“Il cielo stellato sopra di me e
la legge morale dentro di me”
-Immanuel Kant-
Luca Tombini
L’uomo e l’universo
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Kant
Il cielo stellato sopra di me
Cos’è l’uomo?
Di fronte al cielo stellato viene
sminuita l’importanza
dell’uomo
Piccolo granello nell’enorme
meccanismo deterministico
della natura.
La legge morale dentro di me
Con la legge morale l’uomo è
libero e immenso davanti
alla natura
CONTRADDIZIONE!
Supera le leggi naturali;
dà uno scopo alla sua vita:
realizzare dei valori
Prevale il sentimento
dell’importanza dell’uomo
nell’universo
“La legge morale mi rivela una
vita indipendente dall'animalità”
Luca Tombini
L’uomo e l’universo
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Storia
La conquista dello spazio
“È già un progresso il
desiderio di progredire.”
- Charles Rollin -
Luca Tombini
L’uomo e l’universo
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Conquista dello spazio
USA
Arruolamento di scienziati,
prigionieri di Guerra, del centro
Peenemunde.
Iniziali insuccessi
1957
Nascita della
NASA
1958 - 1959
URSS
Messa in orbita del primo
satellite artificiale: Sputnik 1
La sonda Lunik 2 lasciò sulla
Luna una targa con il volto di
Lenin.
Prime esplorazioni spaziali
con le sonde Explorer 1, 3 e
Vanguard 2
Avvio del progetto Gemini per
lo sviluppo delle tecniche di
rendez-vous (contatto tra due
veicoli nello spazio.
Con il progetto Apollo 11,
ideato dallo scienziato Verner
Von Braun permise
l’allunaggio di tre astronauti:
Armstrong, Collins e Aldrin.
1961 - 1966
Juri Gagarin, primo
cosmonauta ad andare
in orbita.
La sonda Lunik 9
atterra per la prima
volta sul suolo lunare.
16 Luglio
1969
Attualmente la ricerca aerospaziale si
orienta principalmente su 4 campi:
commerciale, militare, di ricerca civile ed
esplorazioni interplanetarie.
Luca Tombini
L’uomo e l’universo
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Ed. Fisica
Gli effetti dell’universo sul corpo
umano
Luca Tombini
L’uomo e l’universo
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L’assenza di gravità sul corpo umano
Effetti nocivi sulla salute, alcuni sistemi
fisiologici iniziano ad alterarsi.
Mal di spazio
SAS: Sindrome da
Adattamento allo Spazio.
Effetti più significativi dopo una
protratta assenza di peso.
Sistema cardiovascolare
Sistema scheletrico
Sistema muscolare
Spostamento dei fluidi
(fluid shift), la quantità e la
distribuzione dei fluidi
organici viene alterata.
Perdita di calcio e
fosforo nelle ossa. Si
può prevenire
tramite l’esercizio
fisico.
I muscoli si
indeboliscono in
seguito ad uno scarso
utilizzo.
Luca Tombini
L’uomo e l’universo
Sistema vascolare
Deformazione dei globuli rossi.
20
Bibliografia

Filosofia: Materiale didattico vario fornito dal Professor Rho Stefano.

Matematica: Materiale didattico vario fornito dalla Professoressa Bellini Antonella.

Antonello La Vergata, Franco Trabattoni, Filosofia cultura cittadinanza vol.3 Da Schopenhauer ad oggi,
La Nuova Italia, Gennaio 2011.

Walker, Corso di Fisica Vol.2, Termologia Onde Relatività, linx, 2011.

Walker, Corso di Fisica Vol.3 Elettromagnetismo Fisica atomica e subatomica, linx, 2011.

Beatrice Panebianco, Mario Gineprini, Simona Seminara, LetterAutori Percorsi ed esperienze letterarie
Ilsecondo Ottocento e il Novecento, Zanichelli, Febbraio 2011.

Angela Mossudu, Temi di Geografia generale, Edizione mista, Tramontana, 2011.

Harold Hart, Christopher M. Hadad, Leslie E. Craine, David J. Hart, Chimica Organica, Settima
Edizione, Scienze Zanichelli, Marzo 2012.

Marco Manzoni, Francesca Occhipinti, Fabio Cereda, Rita Innocenti, Leggere La Storia Dalla Guerra
Fredda Alla Globalizzazione, Vol.3B, Einaudi Scuola, Febbraio 2007.

Lamberto Lamberti, Laura Mereu, Augusta Nanni, Corso di Matematica per i Licei scientifici
sperimentali, Vol.2B, 2011.

Materiale personale (Meteorite ferrosa di Nandan, spiegazione).
Luca Tombini
L’uomo e l’universo
21
Sitografia

http://www.matematicamente.it /Borlengo-zero.pdf

http://www.math.it/eventi/BOMBIERI.pdf

http://www.syllogismos.it/history/Bellinzona.pdf

http://www.wikipedia.org

http://www.studenti.it

http://www.ebay.com

http://www.google.it/images

Altri siti Web di ricerca.
Luca Tombini
L’uomo e l’universo
22
“Il vero mistero del mondo
è il visibile non
l’invisibile.”
-Oscar Wilde-
Luca Tombini
L’uomo e l’universo
23
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