Fusi Pecci - Siamo figli delle stelle partendo dal Big Bang
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Siamo figli delle stelle…. … partendo dal Big Bang Flavio Fusi Pecci Osservatorio Astronomico INAF Bologna Anno Internazionale dell’Astronomia Viaggio nell’Universo Big Bang L’universo caldo del Big Bang • Georges Lemaître per primo suggerì, nel 1931, che l'intero universo potesse essere nato a partire da un atomo primordiale. • Nel 1949, nel corso di un popolare programma radiofonico della BBC, l'ipotesi di un'origine dell'universo fu battezzata sprezzantemente "idea del Big Bang" dall'astrofisico inglese Fred Hoyle. La teoria del Big Bang INVILUPPO Trasporto di energia in superficie NUCLEO Produzione di energia Atomo di Idrogeno 1 protone = carica positiva 1 elettrone = carica negativa Quanti atomi nel corpo umano?? • Se fosse fatta di acqua … una persona che pesa 100 Kg conterrebbe circa 5.000.000.000.000.000.000.000.000.000 atomi Reazione Nucleare “protone-protone” nel Sole e nelle stelle 4 nuclei di Idrogeno producono 1 nucleo di Elio Energia nucleare? 4 x 1H 4He + neutrini + energia 4X 0.007 della massa di Idrogeno è trasformata in energia Sarà sufficiente? Energia prodotta dal Sole in un secondo 4 1026 Watt = 400.000.000.000.000.000.000.000.000 Watt E = m c2 0.0007 x 2 x 1030 kg x (3 x 108 m/s)2 = 1045 joule Energia disponibile = vita presunta > 1010anni Luminosità Ancora per circa 4 miliardi di anni !! M 57 Distanza ~2300 a.l. Diametro ~2,0 a.l. Dimensioni apparenti ~1´,2 Elio Ossigeno Azoto E tutte le altre stelle? Quelle più piccole Quelle più grandi • consumano poco • vivono a lungo • terminano come • nane bianche • consumano troppo • vivono poco e … • …esplodono! … supernovae, stelle di neutroni, pulsar buchi neri Crab Nebula La pulsar della Nebulosa del Granchio Buco nero II Gravita’ e geometria LE MASSE PROVOCANO CURVATURA DELLO SPAZIO-TEMPO Le abbondanze degli elementi “… siamo Figli delle Stelle…!!” Alan Sorrenti 1977 fine Grazie Ciao C’è solo un problema….. + R Forza di Repulsione Coloumbiana R0 <10—13 cm R Forza di attrazione NUCLEARE + Costruiamo… gli elementi Possediamo due tipi di mattoni protoni (p 1 Idrogeno 2+2 Elio 3+3 Litio 4+4 Berillio 5+5 Boro 6+6 Carbonio ) e neutroni (n 7+7 Azoto 8+8 Ossigeno 9+9 Fluoro 10+10 Neon 11+11 Sodio …. ….. ……. ) Come avviene il processo di Fusione? m1 m2 + + m3 + m1 + m2 > m3 dm E = mc2 H1 H1 H2 p+ n + e+ + n H1 He3 He3 He4 4 H1 + H1 He4 + H1 He4 H1 C12 H1 N15 N13 p+ O15 H1 C13 N14 4 H1 n + e+ + n H1 He4 + 2x( H REAZIONE 1 ) H 10 milioni di gradi He4 REAZIONE 2 + 3 He4 100 milioni di gradi C12 REAZIONE 3 + C12 C12 O16 Ne20 + Ne 800 milioni di gradi He4 + O16 + + Ne20 Mg24 Fe56 Fe Si Ne + Mg C + He O H FOTO-DISINTEGRAZIONE g He4 + g Fe56 + e- + p+ n He4 + 4 n 2p + 2n n+n Si Ne + Mg T 1010 oK processo URCA n n Si Ne + Mg Si Ne + Mg n SUPERNOVA n stella di neutroni Durante l’esplosione di una supernova vengono prodotti numerosi NEUTRONI Fe 56 +g 13 He4 + 4 n + Z - n e + + n Z+1 n p+ + e- + n formazione degli elementi più pesanti del FERRO I nuclei e l’energia di legame Atomo Ratomo = 10-8 m = 0,00000001 m r nucleo = 10-14 m = 0,0000000000001 m Il nucleo è molto più piccolo dell’atomo rn Nucleo Ra La massa dell’atomo è quasi tutta concentrata nel nucleo Di cosa è fatto il Sole 74% Idrogeno 24% Elio 2% tutto il resto (“metalli") Buco nero I “Big Bang”…. Che cosa è?
