Introduzione alla cosmologia

Introduzione alla
Cosmologia:
da Dante al Big Bang
Luigi A. Smaldone
[email protected]
Dipartimento di Fisica
Università degli Studi di Napoli Federico II
Planetario di Caserta
Esigenza di comprensione
Nut
Geb
Esigenza di umanizzare
Nut
Shu
Geb
Esigenza di interpretare fenomeni complessi
Ra
Paradosso di Olbers (1826):
Se l’universo è infinito, uniforme, statico con
stelle e galassie, ogni punto del cielo notturno
deve essere brillante come la superficie di una
stella
Cosmologia Medievale:
Una bella rappresentazione Geocentrica
Cosa dice Dante, affacciandosi verso …
Un punto vidi che raggiava lume
acuto si’, che ‘l viso ch’elli affoca
chiuder conviensi per lo forte acume
Dante, Paradiso XXVIII, 16-18
… forse usava questa rappresentazione ?!
rappresentazione cinquecentesca
Hyeronimous Bosch
1504
ma su tutti i libri di testo c’è:
Problemi di cartografia:
Rappresentare su un
piano (2D) una
superficie in 3 D !!!
Non è possibile
senza deformazione
(è una varietà !)
Vi soddisfa questa deformazione?
Mappa ortografica
La mappa stereografica
La mappa gnomica
La proiezione cilindrica:
La proiezione di Mercatore:
Un altro tipo di proiezione:
(carta equidistante azimutale
carta esponenziale, al-Biruni)
Usata per
mappe di volo
Mappa egocentrica per Roma:
Mappa egocentrica per Roma:
Roma
una rappresentazione meno deformante:
Entro 15 a.l. da noi
Entro 250 a.l. da noi
Entro 5000 a.l. da noi
Entro 50000 a.l. da noi
Entro 350000 a.l. da noi
Immagini dal passato: 175 mila anni fa
Entro 4 M.a.l. da noi
Immagini dal passato: 2 milioni di anni fa
Entro 100 M a.l. da noi
Immagini dal passato: 60 milioni di anni fa
Immagini dal passato: 100 milioni di anni fa
Entro 1000 M a.l. da noi
Immagini dal passato: 210 milioni di anni fa
Immagini dal passato: 500 milioni di anni fa
Immagini dal passato: miliardi di anni fa
Miliardi di anni fa: dettagli
Immagini dal passato: 8 miliardi di anni fa
Fin dove si può arrivare?
…. fino a quando l’universo diventa opaco
La radiazione di Fondo Cosmico: l’universo aveva
300000 anni e la temperatura era di 3000 K; si è
espansa ed ora è a 3 K
… altro ingrediente è l’espansione (Hubble)
… se torniamo indietro nel tempo
l’Universo 7 miliardi di anni fa
… se torniamo indietro nel tempo
l’Universo 14 miliardi di anni fa
oltre alle 3 coordinate spaziali ne occorre una quarta: il tempo
l’espansione … un panettone che lievita
Una possibile rappresentazione:
Soluzione al paradosso di Olbers :
l’universo è temporalmente finito!
… l’ultimo ingrediente: la gravità
Il moto di due particelle
In Relatività Generale
… l’ultimo ingrediente: la gravità
pwww.pbs.org/wnet/hawking/strange/html/gravity.html
Una rappresentazione:
Un punto vidi che raggiava lume a
microonde si’, che ‘l viso ch’elli affoca
chiuder conviensi per lo forte acume
… un Dante del 2000
La struttura a larga scala
L’espansione e le strutture
in coordinate assolute
in coordinate comoventi
La geometria …
Euclidea
Sferica
Iperbolica
dipende dalla massa totale dell’universo
Il Destino
dell’Universo