Scheda di approfondimento
Qui Universo!
Jean-Philippe Uzan
Per andare oltre
di Jean-Philippe Uzan, astrofisico presso l’Istituto di Astrofisica di Parigi
Un po’ di storia...
La cosmologia tenta di comprendere la natura e le proprietà dell’Universo che ci circonda. L’evoluzione delle
nostre rappresentazioni dell’Universo è collegata da un lato a quella della tecnica (invenzione del cannocchiale, del telescopio...), che stabilisce ciò che possiamo osservare, dall’altro a quella della filosofia e della matematica, che determinano ciò che siamo in grado di pensare, di concepire.
È molto difficile stabilire una data di inizio per l’astronomia: basti pensare che, secondo alcuni archeologi, su
un osso ritrovato a Sergeac e risalente a 32 000 anni a.C. sarebbero rappresentate le osservazioni delle fasi lunari su un periodo di due mesi e mezzo. La nostra visione del mondo si modifica radicalmente in Grecia verso
il VI secolo a.C., quando Pitagora per primo afferma che la Terra è sferica. A questo punto si sviluppano due
scuole di pensiero. Secondo un’interpretazione, di cui si fa portavoce Aristarco di Samo, il Sole si trova al centro dell’Universo, con la Terra e i pianeti che gli ruotano attorno. Questo sistema eliocentrico, però, non
riscuote l’approvazione unanime dei pensatori greci, che per motivi filosofici sviluppati principalmente da
Platone e poi da Aristotele preferiscono collocare la Terra al centro dell’Universo e immaginare che siano il
Sole, la Luna e gli altri pianeti a orbitarle attorno. Dopo essere stato perfezionato da Ipparco e Tolomeo, questo sistema geocentrico consente di riprodurre correttamente tutte le osservazioni dell’epoca e di effettuare
previsioni accurate. Alla caduta del mondo greco-romano queste conoscenze vengono riprese dagli studiosi
arabi, per poi essere riscoperte in Europa durante il Medioevo. Il sistema geocentrico è accettato dalla totalità
degli studiosi fino al XVI secolo, quando si verifica una svolta epocale: Niccolò Copernico ripropone un sistema eliocentrico che, fra mille polemiche, finirà progressivamente per imporsi, soprattutto dopo che gli studi
di Galileo, Keplero e Newton collegano le leggi del moto dei pianeti del Sistema Solare a quelle della gravitazione universale.
Tuttavia, l’Universo si riduce ancora all’odierno Sistema Solare. Con la misura della distanza della stella più vicina da parte di Friedrich Bessel e poi con gli studi di William Herschel, che tenta di tracciare una mappa della Via
Lattea, si comprende che l’Universo è più grande di quanto si credesse, ma si pensa che sia contenuto interamente nella nostra galassia. Il filosofo tedesco Immanuel Kant, però, immagina che esistano altre galassie identiche alla nostra, un’intuizione confermata sperimentalmente da Edwin Hubble nel 1924.
Attualmente i cosmologi cercano di comprendere le proprietà di un Universo in cui si osservano centinaia di
miliardi di galassie e la cui descrizione è radicalmente cambiata a partire dagli anni ’20 del Novecento: grazie al
modello del Big Bang, elaborato da Alexander Friedmann e Georges Lemaître sulla base della teoria della relatività generale di Einstein, oggi sappiamo che l’Universo ha un’età di 13,7 miliardi di anni, è in espansione e ha una
storia. Questo modello è ancora attuale e permette di comprendere l’evoluzione dell’Universo a partire dal suo
primo millisecondo di vita, ma anche di spiegare l’esistenza delle galassie.
Che esperimento si può fare in classe?
Visualizzare l’espansione dell’Universo
Materiale: tre fogli di carta normale, tre di carta da ricalco (trasparente), pennarelli colorati
Disegna su un foglio una ventina di punti, spaziati l’uno dall’altro di circa 2 centimetri: ogni punto rappresenta una galassia del nostro Universo.
Per simulare l’espansione dell’Universo, fotocopiamo questo foglio con un ingrandimento del 150%, poi
ripetiamo l’operazione con la copia ottenuta. Alla fine avremo tre fogli corrispondenti a tre momenti successivi della dilatazione dell’Universo: più distanti sono i punti, maggiore è l’età dell’Universo.
Riportiamo i punti di ciascun foglio sulla carta trasparente, assegnando un colore diverso a ogni «galassia». Si
ottengono così tre copie dello stesso disegno, in cui i puntini colorati hanno la stessa disposizione, ma sono
sempre più spaziati.
Sovrapponendo i fogli di carta da ricalco in modo da far coincidere le tre immagini di una galassia, si osserva che tutti gli altri punti, cioè le altre galassie, sembrano allontanarsi da quella prescelta.
Dato che l’Universo si dilata, ciascuna galassia vede allontanarsi tutte le altre e ha l’impressione di trovarsi al
centro dell’Universo, ma in realtà nessuna occupa un posto «speciale»!
Scheda per l’alunno
Qui Universo!
Jean-Philippe Uzan
1. Quanti pianeti contiene il Sistema Solare?
7
8
9
10
Quale astro non è più considerato un pianeta dal 2006?
Saturno
Giove
Plutone
Urano
2. Completa la tabella con i nomi dei pianeti del Sistema Solare:
Pianeti gassosi
Pianeti tellurici
3.Vero o falso?
A. Per parlare delle distanze all’interno dell’Universo si usano gli anni-luce.
B. La luce percorre 300 000 chilometri al secondo.
C. La luce percorre 9460 miliardi di chilometri all’anno.
Vero
Vero
Vero
Falso
Falso
Falso
4. Come si chiama un insieme di alcune decine di galassie?
Megagalassia
Ammasso
Gruppo
Come si chiama un insieme di alcune centinaia di galassie?
Megagalassia
Ammasso
Gruppo
5. Come si chiama la materia che è presente nella nostra galassia, ma che non si vede e di cui non si conosce la composizione?
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6.Vero o falso?
A. Fino al 1920 si pensava che tutto l’Universo fosse contenuto nella nostra galassia.
B. Oggi gli scienziati sono in grado di osservare tutto l’Universo.
C. Nell’Universo osservabile ci sono circa 10 000 miliardi di galassie.
Cosa ho imparato/Cosa mi ricordo
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Vero
Vero
Vero
Falso
Falso
Falso
Risposte agli esercizi
Qui Universo!
Jean-Philippe Uzan
1. 8
Dal 2006 Plutone non è più considerato un pianeta.
2. Pianeti gassosi: Giove, Saturno, Urano, Nettuno
Pianeti tellurici: Mercurio, Venere, Terra, Marte
3. A. Vero
B. Vero
C. Vero
4. Gruppo
Ammasso
5. Materia oscura
6. A. Vero
B. Falso
C. Falso. Ne esistono più di 100 000 miliardi.
