Istituto Nazionale di Astrofisica
Osservatorio astronomico di Brera
Universo in fiore
Geografia astronomica
Mario Carpino
[email protected]
INAF-Osservatorio Astronomico di Brera
26 ottobre 2011
Sommario
1. Coordinate celesti
2. Scale di distanza cosmica
3. Movimenti della Terra: rivoluzione
4. Movimenti della Terra: rotazione
Geografia astronomica
Mario Carpino, 26 ottobre 2011
1
Coordinate celesti
Geografia astronomica
Mario Carpino, 26 ottobre 2011
Coordinate polari: concetto generale
Geografia astronomica
Mario Carpino, 26 ottobre 2011
Coordinate polari: concetto generale
Geografia astronomica
Mario Carpino, 26 ottobre 2011
Esempio 1: latitudine e longitudine
Geografia astronomica
Mario Carpino, 26 ottobre 2011
Esempio 1: latitudine e longitudine
Geografia astronomica
Mario Carpino, 26 ottobre 2011
Esempio 1: latitudine e longitudine
Geografia astronomica
Mario Carpino, 26 ottobre 2011
Esempio 2: altezza e azimut
Geografia astronomica
Mario Carpino, 26 ottobre 2011
Esempio 2: altezza e azimut
Geografia astronomica
Mario Carpino, 26 ottobre 2011
Moto diurno degli astri
Zenit
Polo celeste
orizzonte
Geografia astronomica
Mario Carpino, 26 ottobre 2011
Geografia astronomica
Mario Carpino, 26 ottobre 2011
Moto diurno degli astri
Geografia astronomica
Mario Carpino, 26 ottobre 2011
Moto diurno degli astri (al polo)
Geografia astronomica
Mario Carpino, 26 ottobre 2011
Moto diurno degli astri (all’equatore)
Geografia astronomica
Mario Carpino, 26 ottobre 2011
Esempio 3: ascensione retta e declinazione
Geografia astronomica
Mario Carpino, 26 ottobre 2011
Esempio 3: ascensione retta e declinazione
Geografia astronomica
Mario Carpino, 26 ottobre 2011
Esempio 3: ascensione retta e declinazione
Geografia astronomica
Mario Carpino, 26 ottobre 2011
Moto diurno degli astri
Geografia astronomica
Mario Carpino, 26 ottobre 2011
2
Scale di distanza
Geografia astronomica
Mario Carpino, 26 ottobre 2011
Le dimensioni del cosmo
Raggio della Terra: 6378 km (circa 6 ore di volo a 1000 km/h)
circonferenza della Terra: 40.000 km (40 ore di volo)
Distanza Terra-Luna: 384.000 km (16 giorni di volo)
Distanza Terra-Sole: 149.600.000 km (17 anni di volo)
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Mario Carpino, 26 ottobre 2011
Le dimensioni del Sistema Solare
Unità Astronomica (AU): 149.600.000 km
Distanza Sole-Terra:
1 AU
Distanza Sole-Giove:
5,2 AU
Distanza Sole-Nettuno:
30,1 AU
Distanza Sole-TNO:
30-70 AU
Distanza Proxima Centauri: 270.000 AU
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Mario Carpino, 26 ottobre 2011
L’anno-luce
1 anno-luce (ly) = 63.240 AU
= 9,461,000,000,000 km
Distanza Terra-Luna: 1,3 secondi-luce
Distanza Terra-Sole: 8,3 minuti-luce
Distanza Proxima Centauri: 4,24 ly
Diametro Via Lattea: 100.000 ly
Distanza galassie vicine: 1 Mly
Dimensioni Universo: 13,5 Gly
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Mario Carpino, 26 ottobre 2011
Misure di distanza: radar?
Geografia astronomica
Mario Carpino, 26 ottobre 2011
La parallasse stellare
Geografia astronomica
Mario Carpino, 26 ottobre 2011
La parallasse stellare
Geografia astronomica
Mario Carpino, 26 ottobre 2011
La parallasse stellare
Geografia astronomica
Mario Carpino, 26 ottobre 2011
La parallasse stellare
1 secondo d’arco: dimensioni apparenti di un oggetto
posto a una distanza pari a 206.000 volte il suo diametro
(moneta da 1 euro a 4,7 km)
1 parsec (parallasse-secondo) = 206.000 AU = 3.26 ly
Geografia astronomica
Mario Carpino, 26 ottobre 2011
3
L’orbita della Terra
Geografia astronomica
Mario Carpino, 26 ottobre 2011
Le tre leggi di Keplero
Keplero (1571-1630)
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Mario Carpino, 26 ottobre 2011
Prima legge di Keplero
L’orbita di un pianeta è
un’ellisse, di cui il sole
occupa uno dei due
fuochi.
a = semiasse maggiore
e = eccentricità
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Mario Carpino, 26 ottobre 2011
Eccentricità di un’ellisse
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Mario Carpino, 26 ottobre 2011
Seconda legge di Keplero
Il raggio vettore del
pianeta descrive aree
uguali in tempi uguali
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Mario Carpino, 26 ottobre 2011
Terza legge di Keplero
Geografia astronomica
Mario Carpino, 26 ottobre 2011
Terza legge di Keplero
I quadrati dei periodi di
rivoluzione sono
direttamente
proporzionali ai cubi dei
semiassi maggiori delle
loro orbite
Geografia astronomica
Mario Carpino, 26 ottobre 2011
Perché i pianeti si muovono così?
Galileo Galilei (1564-1642)
Geografia astronomica
Isaac Newton (1642-1727)
Mario Carpino, 26 ottobre 2011
Galileo: fondamenti della dinamica
La forza applicata a un corpo è proporzionale alla sua
accelerazione ( = variazione di velocità nell’unità di tempo)
→ Legge di inerzia: un corpo non soggetto a forze
mantiene il suo stato di quiete o di moto rettilineo
uniforme (la velocità è costante)
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Mario Carpino, 26 ottobre 2011
Newton: gravitazione universale
Tutti i corpi si attirano con una forza proporzionale alla
loro massa e inversamente proporzionale al quadrato
della distanza reciproca
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Mario Carpino, 26 ottobre 2011
Validità delle leggi di Keplero
Condizioni di validità delle leggi di Keplero:
• i pianeti sono soggetti solo all’attrazione del Sole
• i pianeti hanno massa trascurabile
Altrimenti le orbite kepleriane sono perturbate
Geografia astronomica
Mario Carpino, 26 ottobre 2011
Esempio: precessione degli apsidi
Geografia astronomica
Mario Carpino, 26 ottobre 2011
Esempio: precessione degli apsidi
Geografia astronomica
Mario Carpino, 26 ottobre 2011
Esempio: eccentricità orbitale di Nettuno
Geografia astronomica
Mario Carpino, 26 ottobre 2011
Esempio: inclinazione orbitale di Nettuno
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Mario Carpino, 26 ottobre 2011
4
La rotazione terrestre
Geografia astronomica
Mario Carpino, 26 ottobre 2011
Momento angolare
Momento angolare = momento d’inerzia × velocità angolare
L=I×ω
Geografia astronomica
Mario Carpino, 26 ottobre 2011
Dinamica di un corpo in rotazione
Per produrre una variazione di momento angolare è
necessaria una forza che eserciti un momento torcente
(coppia)
Geografia astronomica
Mario Carpino, 26 ottobre 2011
Esempio: precessione di una trottola
Geografia astronomica
Mario Carpino, 26 ottobre 2011
Rigonfiamento equatoriale terrestre
Geografia astronomica
Mario Carpino, 26 ottobre 2011
Rigonfiamento equatoriale terrestre
Geografia astronomica
Mario Carpino, 26 ottobre 2011
Precessione lunisolare
Geografia astronomica
Mario Carpino, 26 ottobre 2011
Precessione lunisolare
Geografia astronomica
Mario Carpino, 26 ottobre 2011
Precessione lunisolare
Geografia astronomica
Mario Carpino, 26 ottobre 2011
Forza mareale
Geografia astronomica
Mario Carpino, 26 ottobre 2011
Deformazione mareale
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Mario Carpino, 26 ottobre 2011
Moto del polo
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Mario Carpino, 26 ottobre 2011
Variazione della lunghezza del giorno
Geografia astronomica
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Variazione della lunghezza del giorno
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Mario Carpino, 26 ottobre 2011
Attrito mareale
Geografia astronomica
Mario Carpino, 26 ottobre 2011
Conseguenze dell’attrito mareale
1. Allungamento della durata del giorno (2,3 ms/secolo)
2. Aumento della distanza Terra-Luna (3,8 cm/anno)
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Mario Carpino, 26 ottobre 2011
