Title: Uno sguardo all
1Uno sguardo allUniverso
2Il nostro domicilio nello spazio
- NellUniverso la nostra casa è la Terra, un
pianeta che orbita intorno ad una stella il
Sole, che insieme ad altri pianeti orbitano
intorno ad esso formando il Sistema Solare. Il
Sole è una delle tantissime stelle che si trovano
nellUniverso. Esso e altre stelle formano una
galassia la Via Lattea. Questa galassia, dove è
situata la nostra casa (la Terra), non è sola ma
è circondata da altre galassie, composte da
milioni di stelle. Linsieme delle galassie
formano lUniverso. La Terra non è un pianeta
come gli altri, ma ospita varie forme di vita in
un sistema chiamato biosfera, tutto questo grazie
alla temperatura moderata e all' acqua allo stato
liquido che lo caratterizzano, ed è proprio lì
che ha avuto origine la vita. La Terra dista dal
Sole 150 milioni di Km, non troppo vicino, non
troppo lontano. La Terra è massiccia e con la sua
forza di gravità mantiene intorno a sé i vapori e
i gas senza farli disperdere nell universo. La
Terra ha anche un satellite la Luna, che con la
sua rotazione mantiene stabile il movimento
terrestre.
Via Lattea
3Dal modello geocentrico al modello eliocentrico
-
Modello
geocentrico - Modello
- eliocentrico
- Nel 400 a.c., Aristotele ispirato
dallidea di Platone concluse che la Terra si
trovava al centro dellUniverso. Per secoli
questa teoria (il modello geocentrico) fu
considerata vera e definitiva, essa venne
perfezionata da Claudio Tolomeo nel 200 d.c.,
mentre in precedenza Aristarco aveva intuito che
il Sole era al centro dell Universo fino ad
allora conosciuto, teoria che non fu presa in
considerazione. Per secoli la teoria geocentrica
non ebbe rivali, ma nel 1600 questa teoria che
era appoggiata anche dalla Bibbia, fu smentita da
Niccolò Copernico che riprese la teoria formulata
da Aristarco molti secoli prima, chiamata teoria
eliocentrica (il modello eliocentrico). Nel 1609
Galileo Galilei osservò il cielo con la sua
invenzione (il cannocchiale) e concluse che
Copernico aveva ragione, e inoltre scoprì che
intorno a Giove orbitavano quattro satelliti e
che la Via Lattea era costituita da miliardi di
stelle.
4Le galassie
5Le galassie sono insiemi di stelle tenute insieme
dalla forza di gravità, tra una stella e un'altra
è presente la materia interstellare, formata da
gas e polveri di bassissima densità. Dove la
materia interstellare si concentra si formano le
nebulose da qui nascono nuove stelle.
Le galassie possono essere di varie forme a
spirale come la galassia in cui viviamo,
ellittiche con forma ovoidale, poi a spirale
sbarrata e irregolare. Le galassie possono avere
da 100 a 3000 milioni di stelle esse non sono in
stato di quiete, infatti, ruotano intorno ad un
asse che passa per il centro della galassia.
La Via Lattea è una galassia a spirale con
100.000 anni luce di diametro. La galassia ruota
su se stessa e in uno dei suoi bracci è
posizionato il Sistema Solare. Per completare un
giro la Via Lattea impiega 200 milioni di anni.
La galassia più vicina a noi è Andromeda che
dista 2 milioni di anni luce ed è l unica a
poter essere vista ad occhio nudo.
6Big Bang
7Luniverso unorigine esplosiva
- Nel XX secolo gli astronomi osservarono che i
corpi celesti si allontanavano tra di loro e
anche dalla Via Lattea, perciò conclusero che
luniverso fosse in continua espansione. Si è
pensato, quindi, che 14 miliardi di anni fa,
luniverso fosse concentrato in un solo punto
denso e caldo, che ad un certo momento esplose
dando vita al Big Bang. Da questa esplosione si
sarebbero, poi, formate le protostelle e i primi
pianeti .Si pensa che dallesplosione del Big
Bang si sia sprigionata unimmensa quantità di
energia e che una piccola parte di essa non sia
ancora scomparsa. - Da ciò derivano due diverse ipotesi
sulluniverso
La forza di gravità dovuta alla materia
delluniverso contrasta questenergia fino a far
sì che luniverso si contrae su se stesso,
concentrandosi nuovamente in un solo punto si
ripeterebbe quindi il Big Bang.
Nelluniverso cè un energia oscura che
tenderebbe ad accentuarne lespansione
allinfinito
8Le stelle
Le stelle ruotano intorno a se stesse e sono
formate dall 80 di idrogeno e il 20 di altri
gas. Esse emettono energia sotto forma di luce,
calore ed altri tipi di radiazioni
elettromagnetiche. Quest energia si crea tramite
reazioni di fusioni nucleari. Le stelle si
differenziano per le dimensioni, la temperatura
superficiale e letà. Le stelle che vediamo sono
circa 6000. La luminosità che vediamo ad occhio
nudo è chiamata luminosità apparente. Però se la
stella è più vicina a noi ci appare più luminosa
e viceversa, per questo gli scienziati
distinguono le stelle in base alla luminosità
assoluta, che è lenergia che realmente emana una
stella.
Le stelle hanno
vari colori le stelle rosse arrivano ai
3.500C, quelle bianche a 10.000C, quelle
azzurre a più di 40.000C. Le stelle più calde e
luminose sono le più giovani, il Sole è a metà
del suo ciclo vitale, come dimostra il suo colore
giallo.
9La vita delle stelle
10La vita delle stelle comincia da una nebulosa che
è un ammasso di gas e polveri sparse in una
galassia. Se una nebulosa si addensa si forma un
nucleo che attira a sé altre polveri e gas. Nel
corso di migliaia di anni la stella si
ingrandisce sempre fino a diventare una
protostella. Quando la temperatura di una
protostella aumenta si innescano le reazioni di
fusione termonucleare, dalle quali si sprigiona
molta energia è nata una stella. Se lenergia
prodotta dalle reazioni termonucleari e la forza
di gravità si bilanciano la stella entra in una
fase di equilibrio che può durare anche 5
miliardi di anni. Alla fine di questo arco di
tempo, il combustibile, lidrogeno, finisce e si
innescano altre fusioni termonucleari di cui
lelio è il carburante. La stella entra in una
fase di declino e diventa più grande, si
raffredda e diventa rossa.
Protostella
Stella
Nebulosa
11- Se la stella ha una massa simile al Sole si forma
una gigante rossa, la quale a poco a poco perde
gli strati esterni lasciando scoperto il nucleo
si è formata una nana bianca. Dopo il
raffreddamento la nana bianca si trasforma in una
nana nera che è una stella morta. Se la stella è
qualche volta più grande del Sole si trasforma in
una super gigante rossa, la quale può rapidamente
collassare formando una super nova che sprigiona
molta luce.
Nana bianca
Gigante rossa
Super gigante rossa
Nana nera
12- Da questo accumulo di elementi chimici si possono
formare altre nebulose e altre stelle, alcune
volte, però, il nucleo di una supernova
sopravvive e si forma una stella di neutroni o un
buco nero. La stella di neutroni è chiamata così
perché è un insieme di neutroni concentrata in un
piccolissimo spazio. Alcune volte, le stelle di
neutroni, girano su se stesse emettendo degli
impulsi elettromagnetici. Se il nucleo della
supernova è molto grande può contrarsi fino a
diventare piccolissimo e molto denso tanto da
esercitare una grande forza di attrazione capace
di attrarre anche la luce si è formato un buco
nero.
Buco nero
Stella di neutroni
Supernova
13Le costellazioni
- Guardando il cielo di notte, gli antichi
astronomi, videro alcuni raggruppamenti di stelle
che raffiguravano forme geometriche o figure
mitologiche le costellazioni. La costellazione
più conosciuta è quella dello zodiaco. In tutto
le costellazioni sono 88 e ognuna ha una
posizione predefinita nello spazio. Dal nostro
emisfero si vedono le costellazioni boreali,
dallaltro emisfero invece quelle australi. Le
costellazioni più importanti sono lOrsa
Maggiore e lOrsa Minore, in questultima si
trova la stella polare, che punta sempre verso
nord. Le costellazioni non si trovano in un unico
piano, ma si possono trovare anche a grandi
distanze luna dalle altre. Però noi la vediamo
su un piano piatto.
14I componenti del sistema solare
15- I pianeti rocciosi
-
Venere - B Terra
-
-
Marte -
-
- Mercurio
16I pianeti gassosi
-
-
- Saturno
-
Nettuno -
- Urano
Giove
17- Il Sistema Solare è un insieme di corpi
celesti che ruotano intorno al Sole esso
comprende i pianeti con i loro satelliti, gli
asteroidi e le comete. I pianeti sono corpi
celesti che non sono luminosi ma risplendono di
luce solare. La parola pianeta deriva dal greco
vagabondo infatti gli antichi ritenevano che
questi pianeti fossero stelle vaganti nel cielo.
Nel Sistema Solare i pianeti conosciuti fino al
2006 erano nove, successivamente lUnione
Astronomica Internazionale ha stabilito di
declassare Plutone dai pianeti di prima categoria
a pianeta nano, in quanto Plutone non ha le
caratteristiche come quelle di un corpo celeste
per essere definito tale pertanto ufficialmente i
pianeti del Sistema Solare sono otto. I pianeti
compiono un moto di rotazione intorno al proprio
asse in un tempo detto periodo di rotazione.
18- I pianeti più vicini al Sole sono
Mercurio, Venere, Terra e Marte sono chiamati
pianeti interni o rocciosi, sono uguali tra di
loro, hanno unelevata intensità. I pianeti
esterni più lontani Giove, Saturno, Urano e
Nettuno sono formati soprattutto di gas e sono
perciò chiamati pianeti gassosi. Tutti i pianeti
hanno dei satelliti (tranne Mercurio e Venere),
questi sono più piccoli e li accompagnano sempre.
La Terra ha un solo satellite, la Luna, mentre
Giove, Saturno, Urano, e Nettuno, ne hanno di
più. Oltre lorbita di Plutone cè la fascia di
Kuiper dove le temperature sono inferiori a
-230C .
19Gli asteroidi e le comete
20- La fascia degli asteroidi tra lorbita di Marte e
quella di Giove è una fascia di pianetini, corpi
rocciosi di dimensioni variabili. Alcuni
asteroidi hanno orbite che li portano ad
avvicinarsi alla Terra con il rischio di una
possibile collisione catastrofica. Le comete
sono corpi di modeste dimensioni la cui massa è
concentrata in un piccolo nucleo di ghiaccio e
polvere. Quando la cometa si avvicina al Sole la
sua coda di polvere si allunga fino a 10.000 Km.
Le comete si formano da due serbatoi situati
nella lontana periferia del sistema solare il
primo è la fascia di Kuiper e il secondo è la
nube di Oort. I meteoriti sono piccoli frammenti
di comete o asteroidi, costituiti da materiale
roccioso o metallico. Quando questi frammenti
sono piccoli, e passano attraverso latmosfera si
riscaldano lasciando scie luminose che danno
leffetto di stelle cadenti.
21I movimenti dei pianeti e la gravitazione
universale
Il movimento dei pianeti è descritto dalle tre
leggi di Keplero. La prima legge dice che le
orbite dei pianeti intorno al sole sono delle
ellissi e il Sole occupa uno dei due fuochi. La
distanza dei pianeti dal Sole cambia sempre,
quando il pianeta è più lontano dal Sole si dice
che è allafelio, quando è più vicino si dice che
è al perielio. La seconda
legge afferma che la velocità con cui un pianeta
percorre la sua orbita non è sempre uguale,
perché la distanza dei pianeti col Sole è sempre
diversa e quindi dipende dalla lontananza e dalla
vicinanza rispetto al Sole
22- La terza legge di Keplero dice che la
velocità con cui i pianeti percorrono l' orbita è
minore quando aumenta la sua distanza dal Sole, e
viceversa. - Keplero però non riuscì a capire le cause
di questi moti, che furono, poi, individuate da
Newton che le espresse con la legge della
gravitazione universale, la quale dice che la
forza di attrazione dipende dalla massa dei
pianeti e dalla distanza che li separa dal Sole.
Quindi l' attrazione tra due corpi è direttamente
proporzionale al prodotto della loro massa, e
inversamente proporzionale al quadrato della loro
distanza. I pianeti dovrebbero percorrere la loro
orbita con il moto rettilineo uniforme ma a causa
del Sole il moto è curvilineo.
23La Terra
- La Terra è il terzo pianeta più distante dal
Sole, il 70 dell' acqua presente sulla sua
superficie è liquida, il che insieme alla
presenza dell' atmosfera, ricca di ossigeno,
permette la vita. La sua temperatura media è di
15C e possiede un satellite, la Luna.
24Il Sole
25-
- Il Sole è costituito per il 75 da
idrogeno e per il 25 da elio. Dista dalla Terra
150 milioni di Km. Nella parte interna del Sole
si trova il nucleo, dove le temperature sono
elevatissime, motivo per cui gli atomi al suo
interno si trasformano in un fluido, il plasma
(nuclei atomici ed elettroni liberi). Quando ci
sono reazioni di fusioni termonucleari, i nuclei
di idrogeno si uniscono liberando molta energia
che si diffonde attraverso la zona radiativa e si
libera in quella convettiva. La parte esterna del
Sole comprende la fotosfera, la parte luminosa
visibile, dove affiorano i flussi convettivi del
plasma e la temperatura è di 6000C circa. Qui
sono visibili le macchie solari, che sono delle
zone scure e più fredde, circondate da molti
raggi luminosi più chiari perciò facilmente
visibili dalla Terra. - Intorno alla fotosfera cè la cromosfera,
- formata da gas incandescenti ed infine
- più allesterno cè la corona solare,
- un alone poco luminoso ,ma molto esteso.
Essa è attraversata da particelle cariche,
che costituiscono il vento solare.
Nella corona solare sono visibili
anche le protuberanze solari, getti di
plasma.
26-
- Lenergia del Sole deriva da reazioni
nucleari, che vanno a modificare i suoi elementi
trasformandoli in altri. Lidrogeno presente al
suo interno sotto forma di plasma, a causa delle
reazioni nucleari si trasforma in elio i nuclei
di idrogeno si fondono tra loro formando il
nucleo dellelio, costituito da due protoni e due
neutroni questa è la fusione termonucleare.
Mentre lidrogeno si sta trasformando in elio,
una piccola quantità di materia sparisce e si
trasforma in energia. Molti scienziati da molti
anni stanno cercando di riprodurre la fusione
nucleare in laboratorio, usando un isotopo
dellidrogeno, il deuterio, al fine di poter
costruire centrali per la produzione di energia
basate sulla fusione nucleare controllata.
27Lorigine del Sistema Solare
28- La maggior parte degli scienziati sostiene
che il Sistema Solare è nato da una nube
interstellare fredda, formata per il 90 da
molecole di idrogeno, il 9 da atomi di elio, e
il restante da gas e polveri, che si è poi
addensata. Nella parte interna della nube si è
formato il protosole, che grazie alle fusioni
termonucleari ha cominciato a brillare. I pianeti
sono stati formati da alcuni aggregati, chiamati
planetesimi. Secondo gli scienziati la prima
nebulosa era costituita allesterno per lo più da
gas, e ha dato origine ai pianeti gassosi (Giove,
Saturno, Urano e Nettuno), ai nanopianeti e alle
comete. Invece allinterno cera del materiale
solido che ha dato origine ai pianeti rocciosi.
Tra Marte e Giove sono rimasti alcuni pezzi di
nebulosa che hanno dato origine alla fascia degli
asteroidi.
29FINE
GRAZIE PER LATTENZIONE