Museo dell’ Astronomia Archive

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Cosa ci circonda ?

Hubble ultra deep field

Ultra Deep Field

Cosa ci circonda esattamente? Questa immagine è una delle più importanti per lo studio dell’ oggi: si tratta dell’Hubble Ultra Deep Field. Diciamo, (molto semplicemente) che si tratta di una  “fotografia” che riprende una piccolissima parte del cielo. Dal punto di vista tecnico l’immagine, ripresa dall’ Hubble Space Telescope, un telescopio spaziale che si trova a circa 600 km di altezza, copre una superficie equivalente a quella di un granello di sabbia tenuto alla distanza di un braccio dal nostro occhio, ovvero grossomodo a una parte su tredici millioni dell’intera superficie della sfera celeste. Nonostante ciò, sono state riprese circa 10.000 galassie: essa è l’immagine più profonda dell’ mai raccolta nello spettro della luce visibile, e ci permette di guardare indietro nel tempo di 13 miliardi di anni circa.

In accordo con la teoria del Big Bang, l’Universo ha un’età finita, quindi dovremmo aspettarci che le galassie molto distanti (e perciò molto giovani) appaiano diverse dalle galassie più vecchie che vediamo oggi: questo infatti è visibile nel HUDF.

L’HUDF mostra le prime galassie emerse dai cosidetti “secoli bui”, il periodo immediatamente successivo al Big Bang, quando le prime stelle cominciavano a scaldare l’Universo freddo e buio. Subito dopo il Big Bang, nell’Universo appena nato e in veloce espansione, la distribuzione di materia era piuttosto omogenea. Col tempo, la regina di tutte le forze, la gravità, cominciò ad agire, lenta ma inesorabile.

Sotto l’influenza della forza di gravità, piccoli mucchi di materia “normale” cominciarono ad agglomerarsi e a formare zone la cui densità era superiore alla media. Senza stelle ad illuminare lo spazio, l’Universo viveva i suoi tempi bui…

Nelle zone dove la densità dei cumuli era più alta, veniva attratta ancora più materia e cominciava la competizione tra l’espansione dello spazio e la gravità. Dove vinceva la gravità le regioni smettevano di espandersi, cominciando a collassare su se stesse, nascevano così le prime stelle e le prime galassie. Nei punti dove la densità era altissima nacquero le strutture più grandi che conosciamo: gli ammassi di galassie.

In 15 anni l’HST ha 80.000 orbite intorno alla Terra per un totale di 3.500.000.000 di km: 24 volte la distanza tra il sole ed in nostro  pianeta..

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Come e quando è nato l’Universo ?

I cosmologi hanno provato a rispondere a questa domanda con la teoria del BIG BANG. Naturalmente, per fare in modo che la lettura dell’articolo non sia troppo noiosa, cercheremo di essere meno tecnici possibile …

Prima della sua nascita l’ era concentrato in un punto materiale ipotetico dalla densità e temperatura inimmaginabili. Si ipotizza che circa 14 miliardi di anni fa ci potrebbe essere stata un’esplosione catastrofica che generò lo spazio ed il tempo; la materia contenuta all’interno del punto immaginario cominciò ad occupare lo spazio in modo progressivo in tutte le direzioni.

Interviene successivamente la regina di tutte le forze: la gravità. La materia comicia a formare dei “grumi” più densi dai quali nasceranno poi tutte le strutture che popoleranno il nostro Universo (stelle, galassie).

Da allora l’universo continua ad espandersi e a raffreddarsi …

Ma questa continua espansione doveva essere notata in qualche modo nello spazio che contiene le galassie.

Nel 1929, mentre osservava il cielo, Edwin notò che le galassie si allontanavano da noi con una velocità proporzionale alla loro distanza: più erano distanti, più velocemente si allontanavano.

Questo fenomeno, conosciuto come recessione delle galassie, giustificava l’ipotesi di un universo in espansione.

Proviamo a pensare all’universo come ad un palloncino, su cui sono applicati dei coriandoli che rappresentano le galassie… Se soffiamo dentro, ne provochiamo l’espansione, che causa l’allontanamento dei coriandoli-galassie gli uni dagli altri…in ogni direzione.

Ma la teoria del big bang prevedeva un universo primordiale estremamente caldo, che poi si raffreddava con l’espansione.

La temperatura iniziale era elevatissima, incommensurabile, ma poi è andata diminuendo diluendosi nello spazio fino ai giorni nostri: un po’ come un fuoco d’artificio; esplode, scaglia tutto attorno le scintille che, allontanandosi l’un l’altra, si raffreddano.

E’ rimasta una traccia di questo immenso calore iniziale, presente in ogni punto dell’universo: la radiazione cosmica di fondo (o radiazione fossile). Questa radiazione, che corrisponde ad una bassissima temperatura misurabile in ogni punto del cosmo, venne rilevata per la prima volta nel 1965, quando due ingegneri della Bell Telephone (Arno Pentias e Robert Wilson) scoprirono per caso l’esistenza di tale irraggiamento di fondo, che proviene da tutte le direzioni dello spazio, come se riempisse tutto l’Universo, e che corrisponde a una temperatura di circa 3° K. Tale radiazione, che rappresenterebbe quanto resta dell’ dispersa dall’esplosione primordiale, è stata perciò chiamata radiazione fossile o CMBR ( microwave background radiation).

  • RIASSUMENDO…
    1. Abbiamo uno stato iniziale di fluttuazioni di temperatura dovute all’aggregarsi della materia esplosa nelle prime fasi…
    2. aggregazioni di materia sempre più grandi si spostano per effetto della gravità verso zone con maggiore densità…
    3. nascono le prime stelle dopo 400 milioni di anni dal big bang…
    4. le stelle cominciano a raggrupparsi formando le prime galassie…
    5. miliardi di galassie compongono l’universo che oggi conosciamo…

Alessandro Onali

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Introduzione all’Astronomia.

L’ è quella che oggi cerca di descrivere ed interpretare l’ studiando la radiazione elettromagnetica che emettono i corpi celesti.

Il nostro occhio (strumento conoscitivo meraviglioso ma molto limitato..) di tutto lo spettro elettromagnetico “vede” un solo tipo di radiazione: la luce visibile.

La luce viaggia inalterata nello spazio a circa 300.000 km/s. Un valore notevole ma pur sempre finito e con ciò si spiega un carattere particolare dell’Astronomia: quando guardiamo degli oggetti celesti molto lontani da noi nello spazio, non li vediamo come sono ora, ma come erano nel passato.

Il Sole, ad esempio, è la stella più vicina con una distanza media dal nostro pianeta di circa 150 milioni di km. La luce che ogni istante abbandona la superficie solare per raggiungere quella della Terra impiega circa 8 minuti e mezzo: questo implica che il Sole osservato in qualsiasi momento è un’immagine “vecchia” più o meno di 8 minuti…

La propagazione della luce viene considerata come un processo di trasferimento dell’ da un punto ad un altro dello spazio in cui non si richiede la presenza della materia in quantità ponderabile, ne come veicolo dell’, ne come mezzo attraverso il quale l’ possa trasferirsi. Quando dell’ si trasferisce nello spazio con un processo di questo tipo siamo soliti dire che siamo in presenza di un particolare tipo di radiazione: la radiazione luminosa.

Quella luminosa, come tutte le radiazioni elettromagnetiche, è costituita da onde di frequenza variabile: ma onde di cosa? Sappiamo che le onde su una corda elastica sono oscillazioni delle parti costituenti la corda stessa. Anche il suono obbedisce ad un comportamento di carattere ondulatorio ed è associato all’oscillazione delle particelle dell’aria o del mezzo in cui si propaga. Cosa oscilla invece in un’onda luminosa ?

L’onda luminosa viene generata in particolari condizioni dall’oscillazione di cariche elettriche. Queste generano attorno a se effetti elettrici e magnetici (descrivibili ricorrendo al concetto di campo) con caratteri ondulatori e capaci di propagarsi nello spazio senza alcun bisogno di supporto materiale. Le onde si propagano in direzione ortogonale a quella di oscillazione, proprio come le onde del mare si propagano orizzontalmente mentre l’acqua in realtà oscilla in alto e in basso. Praticamente la radiazione elettromagnetica deriva dalla propagazione di campi elettrici che generano campi magnetici e viceversa.

Il meccanismo che emette le onde luminose è l’atomo stesso. L’elettrone legato all’atomo emette energia solo quando salta da orbite esterne ad orbite più interne; viceversa assorbe energia per portarsi da orbite interne ad orbite più esterne. Normalmente gli atomi occupano le orbite più interne dove hanno energia più bassa.

L’energia trasportata dalla radiazione EM è proporzionale alla sua frequenza. Al crescere della frequenza si hanno onde radio, microonde, radiazione infrarossa, luce visibile, radiazione ultravioletta, raggi X e raggi gamma. Tutti i tipi di radiazione formano il cosidetto spettro elettromagnetico.

La luce visibile rappresenta solo una piccola porzione dell’intero spettro. La radiazione EM presente nel cosmo ha lunghezze d’onda molto diverse. Quella che noi vediamo con i nostri occhi non è altro che una piccolissima parte dello spettro elettromagnetico.

 

Alessandro Onali

 

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Museo dell’ Astronomia

Il del dell’ (MusA) si sviluppa secondo un tracciato di circa 80 metri lineari, attraverso varie macrosezioni, alcune delle quali delimitate anche fisicamente e inserite in ambienti oscurati per garantirne una migliore fruibilità. Varie le tematiche affrontate, dall’evoluzione dell’, al , sino all’ ed ai .

Lo sviluppo dei contenuti di queste tematiche avviene sia attraverso l’utilizzo di pannelli multilingue realizzati da sia con il supporto di riproduzioni in scala, molte delle quali realizzate ad hoc per MusA.  Fra queste la serie completa dei pianeti del sistema solare, riprodotti accuratamente in scala, e la zona , con le ricostruzioni del suolo lunare e di Marte.

Di particolare effetto la zona dedicata alla gravità, dove trovano posto delle bilance che, simulando la gravità della Luna e di Marte, consentono ai visitatori di confrontare il loro peso rispetto a quello sulla Terra.