L’origine dell’Universo
Secondo la teoria del Big Bang, l’Universo si originò circa 14 mld di
anni fa in una sorta di gigantesca esplosione chiamata Big Bang,
nel corso della quale furono liberate tutta l’energia e la materia
esistenti.
Da allora, l’Universo è in continua espansione e raffreddamento per
cui le galassie in esso contenute si stanno progressivamente
allontanando tra loro, inoltre, la velocità di espansione sta
accelerando.
Dal momento della sua formazione, l’Universo ha cominciato a espandersi e questa espansione
dura tutt’ora.
Due possibili ipotesi sul futuro dell’Universo:
1. Ipotesi dell’Universo aperto l’Universo si espanderà
all’infinito perché la forza di espansione supera quella di
attrazione (dovuta alla gravità);
2. Ipotesi dell’Universo chiuso la forza di attrazione supererà
quella di espansione per cui tutta la materia e l’energia
dell’Universo si riunirà in un unico punto in una grande
implosione detta Big Crunch.
Le galassie
Le galassie sono enormi agglomerati di stelle tenuti insieme dalla
forza di gravità. Quelle più piccole contano circa 100 mln di stelle,
quelle più grandi anche più di 3 mld.
a spirale
ellittica
a spirale barrata
irregolare
La Via Lattea, la nostra galassia, è una galassia a spirale.
Ha un diametro di circa 100.000 a.l.
Così è come ci apparirebbe in un cielo notturno senza inquinamento
luminoso....
Il Sistema solare occupa una
posizione periferica in uno dei
bracci della spirale e dista 28
mila a.l. dal centro galattico.
Il sistema solare segue il moto di
rotazione della galassia che
compie un giro completo in circa
200 mln di anni.
Il sistema solare
IL SOLE
Il sole è una stella che dista dalla Terra 150 mln di Km e la sua luce impiega circa
8,3 minuti per giungere sul nostro pianeta.
Oltre al movimento di rotazione intorno al proprio asse (di circa 26 giorni),
presenta un moto di rivoluzione intorno al centro della Via Lattea che avviene in
circa 200 mln di anni.
Composizione del sole
2%
He
26%
H
72%
STRUTTURA DEL SOLE
E’ costituito da una serie di strati concentrici di diversa densità, temperatura
e pressione.
Si distinguono due parti:
• interna: comprende il nucleo, la zona di radiazione e la zona di convezione;
• esterna: comprende la fotosfera, la cromosfera e la corona solare.
STRUTTURA DEL SOLE: parte interna
Nel nucleo vengono raggiunte temperature elevatissime di circa 15 mln di gradi.
La densità è talmente elevata che nel piccolo volume del nucleo (1,5% di quello del Sole) si
concentra circa metà della massa del Sole.
La materia si trova in uno stato fisico particolare detto plasma (il quarto stato della
materia).
All’interno del nucleo ci sono tutte le condizioni fisiche perché avvengano reazioni di fusione
nucleare (vedi dopo).
Questa energia si diffonde dal nucleo sotto forma di radiazioni per cui la zona successiva
prende il nome di zona di radiazione, seguita dalla zona di convezione in cui il plasma
caldissimo sale in superficie, si raffredda e ridiscende.
STRUTTURA DEL SOLE: parte esterna
Dopo la zona di convezione troviamo la fotosfera, la sottile superficie luminosa visibile del
Sole dove la T raggiunge i 6000°C.
Sulla fotosfera sono visibili le macchie solari, zone scure più fredde del diametro di migliaia
di Km che hanno un ciclo di circa 11 anni (si formano, si accrescono e diminuiscono).
STRUTTURA DEL SOLE: parte esterna
Intorno alla fotosfera si estende la cromosfera, uno spesso involucro di gas
incandescenti.
Più all’esterno troviamo la corona solare, uno spesso alone luminoso visibile per
es. durante le eclissi.
La corona è attraversata da un flusso di particelle cariche che costituiscono il
vento solare che, in determinate zone dà luogo alle aurore polari.
Nella corona sono inoltre visibili le protuberanze solari che possono essere
dovute a eruzioni o brillamenti solari ovvero esplosioni di plasma che ricadono sul
sole o si mescolano con il vento solare.
L’ENERGIA DEL SOLE
L’energia del sole non deriva da semplici reazioni chimiche in cui gli
elementi si combinano tra loro, bensì da reazioni nucleari in cui gli
elementi sono in grado di trasformarsi in elementi differenti perché
appunto ne viene modificato il nucleo.
Nel caso specifico, 4 nuclei di idrogeno (costituiti da 4 protoni) si
fondono per formare 1 nucleo di elio (costituito da 2 protoni e 2
neutroni).
L’ENERGIA DEL SOLE
altissima
pressione
fusione
1 nucleo di elio (He)
4 nuclei di idrogeno (H)
o protoni
altissima
temperatura
L’ENERGIA DEL SOLE
La massa del nuovo nucleo di elio è inferiore alla somma delle masse dei nuclei di
idrogeno di partenza, questo perché una piccola frazione di materia si trasforma in
energia secondo l’equazione di Einstein:
E = mc2
Dall’equazione si evince come anche una piccolissima massa possa trasformarsi in
un’enorme quantità di energia.
E’ ciò che fa il sole da circa 5 mld di anni bruciando ogni secondo circa 600 mln di
tonnellate di H; quando questo si esaurirà il sole si spegnerà come qualsiasi altra stella
e noi con lui. Questo avverrà tra circa altri 5 mld di anni.
Perchè ci spegneremo con il Sole?
Perché il sole è l’unica «inesauribile» sorgente di energia capace di mantenere in vita il
nostro pianeta perché la sua energia, catturata dalle piante grazie al processo di
fotosintesi, viene utilizzata per costruire le molecole biologiche indispensabili alla
sopravvivenza di tutta la comunità vivente.
Il Sole non interagisce solo con la biosfera, ma anche con la geosfera; è infatti il motore
delle forze esogene responsabili del continuo modellamento della superficie terrestre.
I PIANETI DEL SISTEMA SOLARE
I PIANETI DEL SISTEMA SOLARE
I pianeti del sistema solare sono corpi celesti che non emettono luce propria, ma
risplendono di luce solare riflessa.
Sono in tutto otto.
I primi quattro partendo dal Sole, ossia Mercurio, Venere, Terra e Marte, sono detti
pianeti interni e sono di tipo roccioso.
Gli altri quattro, cioè Giove, Saturno, Urano e Nettuno, sono detti pianeti esterni e sono
di tipo gassoso, essendo formati in prevalenza da gas come idrogeno, elio e metano.
I PIANETI DEL SISTEMA SOLARE
I PIANETI DEL SISTEMA SOLARE
I pianeti compiono un moto di rotazione attorno al proprio asse ed un moto di
rivoluzione intorno al Sole, descrivendo orbite ellittiche.
ALTRI CORPI
• Nanopianeti
• Asteroidi
• Comete
• Meteoriti
ALTRI CORPI
• Nanopianeti
•
•
•
Asteroidi
Comete
Meteoriti
Sono piccoli pianeti che si trovano in una
regione che si estende oltre l’orbita di Nettuno
detta fascia di Kuiper.
Include Plutone, il nono pianeta del Sistema
solare, che è poi stato declassato nel 2006
dall’Unione Astronomica Internazionale.
ALTRI CORPI
•
Nanopianeti
• Asteroidi
•
•
Comete
Meteoriti
Sono anche detti pianetini e sono piccoli corpi
rocciosi che, al momento della formazione del
Sistema solare, non sono riusciti ad aggregarsi
in veri e propri pianeti. Costituiscono oggi la
fascia degli Asteroidi che separa i pianeti
rocciosi dai pianeti gioviani.
La Luna si è probabilmente originata in seguito
all’impatto tra la Terra ed un asteroide grande
quanto Marte.
ALTRI CORPI
•
•
Nanopianeti
Asteroidi
• Comete
•
Meteoriti
Sono piccoli corpi composti da un nucleo di
ghiaccio e polveri.
Quando si avvicina al Sole, il calore provoca la
sublimazione del nucleo con la formazione di una
chioma (nube di vapori misti a polveri) che,
spinta dal vento solare, si allunga in una coda di
polveri.
Le comete possono originarsi dalla fascia di
Kuiper e principalmente dalla nube di Oort.
ALTRI CORPI
•
•
Nanopianeti
Asteroidi
• Comete
•
Meteoriti
ALTRI CORPI
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•
Nanopianeti
Asteroidi
Comete
• Meteoriti
Sono piccoli frammenti di comete o asteroidi costituiti da
materiale roccioso o metallico.
Possono raggiungere la superficie terrestre provocando la
formazione di grossi crateri come in Arizona.
ALTRI CORPI
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•
•
Nanopianeti
Asteroidi
Comete
• Meteoriti
Se i frammenti sono molto piccoli può succedere che, a
contatto con l’atmosfera, brucino completamente lasciando
scie luminose chiamate meteore o stelle cadenti.
1° LEGGE DI KEPLERO
3° LEGGE DI KEPLERO
t2/d3 = costante
Inoltre, la velocità orbitale media è inversamente
proporzionale alla distanza media del pianeta dal
Sole.
http://www.gunn.co.nz/astrotour/?data=tours/retrograde.xml
2° LEGGE DI KEPLERO
LEGGE DI GRAVITAZIONE UNIVERSALE
