La fine dell`universo

L'universo intorno a noi
UNIVERSO
L'universo viene definito come tutto ciò che
esiste:
il che comprende tutta la materia e l'energia, i
pianeti, le stelle, le galassie e il contenuto
dello spazio intergalattico.
COME E QUANDO SI È FORMATO L'UNIVERSO?
ORIGINE: BIG-BANG
ETA': 13,7 MILIARDI DI ANNI
l'universo iniziò ad espandersi a partire da una
condizione iniziale estremamente calda e
densa
questo processo di espansione continua tuttora
L'UNIVERSO è COSTITUITO DA TUTTO CIO'
CHE SI è ORIGINATO DALL'ESPLOSIONE
DEL BIG BANG E DALLO SPAZIO IN CUI SI
DILATA
Evoluzione dell'universo
andando a ritroso nel tempo, densità e
temperatura tendono a infinito: tutta la
materia e l'energia erano concentrate in un
piccolissimo punto: l'atomo primordiale.
Con una violentissima esplosione ha avuto
inizio l'espansione dell'universo e il suo
progressivo raffreddamento
Con che tempi
si è formato
l'universo?
13,7 miliardi
di anni: Big Bang
(partono espansione e raffreddamento)
Dopo 1 secondo: particelle subatomiche
Dopo 10 secondi: nuclei atomici
Dopo 300.000 anni: atomi e separazione della luce che inizia a
“correre”
Dopo 1 miliardo di anni: formazione delle galassie
Come facciamo a trovare indizi sulla storia dell'universo?
Studiamo la luce che arriva dallo spazio
a. Viaggio nel tempo:
LA LUCE SI MUOVE NEL VUOTO A 300.000 Km/sec: più la stella
che osservo è lontana più l'immagine che mi arriva è “vecchia”
b. Effetto doppler:
Se la galassia che osservo si sta allontanando, la luce, che è una
radiazione (onda) si ALLUNGA: il colore cambia e alla fine
l'onda può diventare così lunga da non essere più nello
spettro visibile: arrivo anche agli infrarossi e alle onde radio
Cosa abbiamo scoperto?
1. le galassie sono ancora in allontanamento: red shift
2. abbiamo trovato tracce della prima esplosione di
luce: la radiazione cosmica di fondo! È così stirata
che è finita nello spettro delle microonde!
Il futuro dell'universo...
Tre scienziati si sono aggiudicati il Nobel per la fisica 2011
per la scoperta dell'espansione accelerata dell'universo
attraverso l'osservazione dell'esplosione di stelle.
«Hanno studiato diverse decine di stelle esplodenti,
chiamate supernovae, e scoperto che l'universo si sta
espandendo a un ritmo sempre più rapido»
La fine dell'universo: il Big Freeze
il nostro Universo è in una fase di espansione accelerata,
cioè la velocità con cui l'universo si sta espandendo
aumenta sempre di più
le galassie si allontaneranno le une dalle altre sempre di
più: il loro spostamento verso il rosso sarà così grande da
rendere difficile la loro osservazione e l'universo apparirà
oscuro.
L'ipotesi di fine dell'universo è allora il Big Freeze, il grande
freddo.
In questa "fine", l'universo si espanderà talmente tanto, che
la distanza tra una stella e l'altra lo renderà un luogo
freddo e desolato
LE UNITA' DI MISURA
U.A. = unità astronomica
= distanza media Terra-Sole
= 149,6 milioni di km
a.l.= anno luce
= distanza percorsa dalla luce in un
anno
= 9.461 miliardi di km
QUANTO E' GRANDE L'UNIVERSO?
il diametro dell'universo osservabile è di minimo 93 miliardi di
anni luce.
Secondo la relatività generale, lo spazio può espandersi con
velocità maggiore di quella della luce, anche se possiamo
vedere solamente una piccola porzione dell'universo a causa
delle limitazioni imposte dalla velocità della luce stessa.
Finché non potremmo osservare oltre i limiti imposti dalla luce
(o, in generale, da ogni radiazione elettromagnetica), non si
può stabilire se le dimensioni dell'universo siano finite o
infinite.
Materia oscura e energia oscura
l'attuale universo è costituito dal
Per spiegare l'accelerazione
72% di energia oscura, dal 23%
dell'espansione, la maggior
di materia oscura, dal 4,6% di
parte dell'energia dell'universo
materia ordinaria e da meno
deve essere costituita da una
dell'1% di neutrini.
componente con un'alta
pressione negativa,
materia oscura, che non emette
soprannominata "energia
luce e non interagisce con la
oscura"
normale materia barionica.
La pressione negativa è una
proprietà dell'energia del vuoto,
ma l'esatta natura dell'energia
oscura rimane uno dei grandi
misteri del Big Bang.
STELLA= corpo celeste che brilla di luce propria perchè
genera energia nel proprio nucleo attraverso processi di
fusione nucleare;
tale energia è
irradiata nello
spazio sotto forma
di onde
elettromagnetiche e
particelle elementari
La “nostra” stella è il
Sole
Diam: 1.400.000 km
Età: 4,5 miliardi di
anni
Galassia
= ammasso di miliardi di stelle e
materia interstellare (polveri e gas)
La nostra Galassia
= la Via Lattea
Costituita da 100
miliardi di stelle in
rotazione

DIAMETRO:
100.000 ANNI-LUCE
SISTEMA SOLARE = è il sistema planetario costituito
da TUTTI gli oggetti celesti mantenuti in orbita
dalla forza di gravità del Sole
vi appartiene anche
la Terra.
È costituito da otto pianeti,
dai rispettivi satelliti
naturali, da cinque pianeti
nani e da miliardi di corpi
minori (asteroidi, comete,
meteoroidi e polvere
interplanetaria).
diametro di circa 80 UA
Età: 4,5 miliardi di anni
La vita di una stella: nascita e fase adulta...
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Le stelle si formano all'interno
delle nubi molecolari a seguito di
una turbolenza che crea un
vortice
La protostella si “accende”
(REAZIONI
TERMONUCLEARI) a 15
milioni di gradi
Le stelle trascorrono circa il 90%
della propria esistenza in una
fase di stabilità durante la quale
fondono l'idrogeno del proprio
nucleo in elio a temperatura e
pressione elevate
Cosa succede quando finisce l'idrogeno?
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Quando l'idrogeno è
consumato la stella si
contrae e si surriscalda e
si dilata; al centro l'elio si
trasforma in carbonio: è la
gigante rossa
Se la stella è più grande
del Sole espelle gli strati
più esterni o esplode
(supernova)
Se è 100 volte più grande
del Sole, collassa in un
BUCO NERO