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L'UNIVERSO

Vincenzo Rivela & Sebastian Moscato

COS'È L'UNIVERSO?

L’universo è l’insieme di corpi, alcuni luminosi come le stelle, altri opachi come la terra e la luna, dispersi in uno spazio che si estende in ogni direzione. Le distanze che separano tali corpi, sono talmente elevate che per definirle è stato necessario sviluppare nuove unità di misura della lunghezza. Tra queste ricordiamo:

PARSEC

UNITÀ ASTRONOMICA

ANNO LUCE

15

11

(parallasse-secondo pc) corrisponde a 3,26 a.l. Una stella dista di un parsec

se l’angolo tra la terra,

la stella e il sole misura 1'' di grado.

(U.A) corrisponde a 1,496 x 10 m, ovvero la distanza media tra la Terra-Sole. In genere, tale misura, viene utilizzata entro i limiti del Sistema Solare.

(a.l) corrisponde a 9,461 x 10 m, ovvero la distanza che percorre la luce in un anno. Tale misura viene utilizzata per esprimere distanze sensibilmente più grandi rispetto a U.A.

COS'È?

LA SFERA CELESTE

La sfera celeste è una sfera immaginaria collocata attorno alla Terra, nella quale si vedono proiettate le stelle. La Sfera celeste sembra ruotare intorno alla Terra, ma in realtà è la Terra che ruota intorno al suo asse. Nel corso di 6 ore, le stelle percorrono un giro antiorario di 90°, a eccezione di una; la Stella polare. Se ci trovassimo invece, nell'emisfero meridionale della Terra, avremmo l'impressione che le stelle ruotino tutte in senso orario attorno a un punto detto "Polo sud celeste", che si trova all'interno di un gruppo di stelle chiamato Croce del Sud.

LA SFERA

CELESTE

LE COORDINATE CELESTI E ALTAZIMUTALI

La posizione assoluta degli astri sulla sfera celeste può essere inidicata utilizzando le coordinate celesti, mentre quella relativa rispetto a un osservatore può essere indicata tramite le coordinate altazimutali.

Le coordinate altazimutali vengono utilizzate per trovare la posizione degli astri in maniera relativa, cioè rispetto alla località in cui si trova l'osservatore.

Le coordinate altazimutali sono:

  • L'altezza, cioè la distanza angolare fra l'orizzonte celeste e la stella
  • L'azimut, cioè la distanza angolare fra la direzione Sud individuata dal meridiano del luogo e la perpendicolare calata dalla stella sull'orizzonte celeste, procedendo in senso orario

Le coordinate celesti vengono utilizzate per trovare la posizione degli astri in maniera assoluta, ovvero indipendentemente dalla località in cui si trova l'osservatore. Le coordinate celesti sono:

  • La declinazione, cioè la distanza angolare tra l'astro considerato e il piano dell'Equatore celeste
  • L'ascensione retta, cioè la distanza angolare dell'astro dal meridiano celeste che passa per il punto γ

PUNTI DI RIFERIMENTO SULLA SFERA CELESTE

Nonostante la sfera celeste sia soltanto un'astrazione essa è utile quando si vuole determinare la posizione di un astro rispetto alla Terra. Per fare questo occorre fissare alcuni elementi di riferimento:

I POLI CELESTI NORD E SUD: I punti in cui l’asse terrestre

incontra la sfera celeste.

LO ZENIT: è il punto in cui la verticale innalzata sopra

l’osservatore posto in un qualsiasi posto, incontra la sfera

celeste.

IL NADIR: il punto nella direzione opposta.

L’ORIZZONTE CELESTE: la circonferenza che si ottiene

tagliando la sfera celeste con un piano perpendicolare alla

retta verticale rispetto all’osservatore.

IL MERIDIANO CELESTE DEL LUOGO: è la circonferenza

massima dove si trovano il polo nord e sud celesti, Nadir e

Zenit.

EQUATORE CELESTE: E' la proiezione nello spazio del piano equatoriale terrestre.

EST e OVEST sono i punti in cui si intersecano l’orizzonte celeste e l'equatore celeste

LE STELLE

Le stelle sono corpi gassosi ad altissima temperatura che emettono energia sotto forma di radiazioni elettromagnetiche, in conseguenza delle reazioni nucleari che avvengono al loro interno.Lo studio delle radiazioni elettromagnetiche che emettono le stelle fornisce informazione sui gas che le compongono. Gran parte di una stella è formata da idrogeno ed elio; gli altri elementi chimici, tutti insieme, non superano il 2%. Le stelle appaiono di diversa luminosità a seconda delle dimensioni, della temperatura e della distanza che ci separa da ciascuna di esse.

LA NASCITA DELLE STELLE

MAGNITUDINE

SPETTROSCOPIO

LO SPETTROSCOPIO

LA MAGNITUDINE

LA NASCITA DELLE STELLE

Gli spazi che troviamo tra le stelle non sono vuoti. Essi sono infatti occupati dalle nebulose cioè cumuli di polveri sottili e gas freddi. Ne esistono tre tipi: nebulose a riflessione, nebulose a emissione e nebulose oscure. Quando all'interno delle nebulose si innescano dei moti turbolenti, le particelle della nube si avvicinano e si aggregano: si formano così i globuli di Bok ovvero zone di maggiore densità. Se all'interno dei globuli la contrazione prosegue, l'energia delle particelle cresce, la temperatura del globulo aumenta ed esso si trasforma in una protostella. Grazie alla gravità, la protostella ruota sempre più vorticosamente fino a creare un disco attorno a sé.

Per conoscere la composizione chimica delle stelle si usa lo spettroscopio. Questo strumento analizza la luce emessa dalle stelle, separando le radiazioni che la costituiscono. Si forma così lo spettro stellare. Il più semplice spettroscopio è il prisma di vetro che divide la luce in colori dell'arcobaleno. Nella luce bianca, il passaggio da un colore all'altro è graduale e per questo il loro spettro viene chiamato spettro graduato. Mentre, lo spettro delle stelle, è chiamato spettro a righe di assorbimento perché i colori sono separati da linee sottili.

La magnitudine è l'unità di misura della luminosità, cioè l'intensità della luce di una stella. Gli antichi greci avevano diviso in 6 classi le stelle in base alla loro luminosità. La prima di queste era la più luminosa e l'ultima era la meno luminosa. Gli studiosi hanno notato che tra le classi stabilite dagli antichi greci vi era una differenza di luminosità di circa 2,5 volte. Grazie ai nuovi strumenti sono nate nuove classi di magnitudine. Tutte le misure che siamo riusciti ad individuare sono solo apparenti poiché l'osservazione è compiuta dalla Terra. Si tratta infatti di magnitudine apparente. Per confrontare la luminosità delle stelle serve quindi misurare la magnitudine assoluta. Il colore delle stelle dipende dalla temperatura della loro superficie.

LE

STELLE

I BUCHI NERI

Un buco nero è una regione dello spazio in cui il campo gravitazionale è così forte che qualsiasi elemento giunga nelle vicinanze viene attratto e catturato, senza possibilità di sfuggire, inoltre fa perdere la propria identità e la propria luce a qualsiasi elemento che si avvicini. Addirittura nemmeno un raggio di luce è in grado di sfuggire alla “cattura” di un buco nero, nonostante la luce abbia una velocità elevata.

LE GALASSIE

L'insieme di tutte le stelle e le nebulose visibili dalla Terra senza grandi telescopi fanno parte di un grande insieme di corpi celesti chiamato Galassia che comprende anche la Via Lattea, formata da innumerevoli stelle. Se però osserviamo il cielo al telescopio notiamo che lo spazio attorno alla Galassia è disseminato da numerosissime macchie bianche, ognuna delle quali formata da stelle che gli astronomi chiamano galassie. Ognuna di esse ha un nome proprio. La nostra Galassia ha la forma di un disco con un nucleo allungato, da cui partono lunghi bracci a spirale. Tutte le stelle dei bracci ruotano intorno al centro della Galassia. Una galassia comprende anche numerosi ammassi stellari, cioè gruppi di stelle, molto vicini tra loro. Gran parte di questi ammassi si trova al di fuori del disco centrale e forma una specie di nuvola sferica, chiamata alone galattico.

LE

GALASSIE

LA DISTRIBUZIONE DELLE GALASSIE NELL'UNIVERSO

Al di fuori della nostra sono stati scoperti miliardi di galassie che differiscono per forma e dimensione.

Se ne distinguono 4 tipi:

  • Galassie a spirale
  • Galassie a spirale barrata
  • Galassie ellittiche
  • Galassie irregolari

Le galassie tendono a riunirsi in ammassi di galassie. Gli ammassi di galassie a loro volta sono raccolti in superammassi. Nell'Universo sono sono presenti numerose radiosorgenti, cioè oggetti che emettono onde radio. Alcune di esse sono risultate galassie molto lontane ma con un'emissione così intensa da essere chiamate radiogalassie. Le pulsar sono invece radiosorgenti da cui provengono segnali a intervalli di tempo regolari. Dallo spazio arrivano anche altri segnali, i quàsar, che hanno rivelato la presenza di oggetti straordinari nell'universo.

L'ORIGINE DELL'UNIVERSO

All'inizio del tempo l'Universo doveva essere concentrato in un volume più piccolo di un atomo, con una densità pressochè infinita e con una temperatura di miliardi e miliardi di gradi. Non sappiamo come si sia formato, ma in un determinato istante tale "uovo cosmico" si è squarciato in un esplosione immane, ovvero il Big Bang. Dopo la sua nascita si sarebbe verificata una violentissima espansione, che quasi instantaneamente avrebbe fatto aumentare il volume dell'Universo di miliardi e miliardi di volte (inflazione). Al termine della fase di inflazione, mentre si libera una gran quantità di calore, la sfera di fuoco prese a espandersi con un ritmo più lento.

L'ORGINE

DELL'UNIVERSO

Legge di Hubble

Secondo la legge Hubble le galassie si stanno allontanando con velocità tanto più alta quanto più sono lontane. Ciò si può spiegare ammettendo un Universo in continua espansione come nel modello oggi più accreditato ovvero l'Universo inflazionario che è attualmente in espansione accelerata.

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