P00- ESPLORARE L`UNIVERSO, I NOSTRI PROSSIMI PASSI nel

P00ESPLORARE L'UNIVERSO, I NOSTRI PROSSIMI PASSI
nel corso dei secoli, l'occhio, e in seguito in modo sempre più potente, gli strumenti di osservazione astronomica
hanno permesso di registrare le informazioni emesse dagli oggetti più lontani. . Partendo da questi dati, l'uomo
costruisce delle rappresentazioni del nostro universo sempre più fedeli ma sempre più complesse. La classifica
degli astri lascia oggi il posto allo studio della loro evoluzione…all'astronomia succede l'astrofisica e la cosmologia. Gli
enormi strumenti sul suolo, lo sviluppo delle capacità di formulazione di un modello e di calcoli e l'astronomia spaziale al di là delle radiazioni percepibili al suolo _ permettono oggi di raccogliere nuove informazioni sulla formazione e
dinamica dell'universo.{749}
Ours de l’exposition :
Conception Centre•Sciences - CCSTI de la région Centre Création
graphique Supersoniks - Tours
Impression Chabrillac - Toulouse
Realizzato per iniziativa del ministero degli Affari esteri europei, con il supporto del ministero per l'insegnamento
superiore e la ricerca, del Conseil régional du Centre e del convegno dei CCSTI,con la partecipazione degli organismi di
ricerca francesi e europei :: CEA, CERN, CNES, CNRS, ESA, ESO, IAP, IN2P3, INSU, IRAM, IRFU, Observatoire
de Paris-Meudon,e delle loro unità nella regione Centre : CBM, LPCE, Station de Radioastronomie de
Nançay et l’Observatoire des Sciences de l’Univers en région Centre.
Ringraziamenti per il loro contributo per la progettazione e l'iconografia : Associazione francese di Astronomia, Biblioteca
nazionale francese, NASA, Canada France Hawaï Télescope, Pôle de l’espace et des étoiles à Nançay et l’Université de
Liège.
Icono « manifesto della mostra » e logo dei partner :
Centre•Sciences / ministero per gli Affari esteri e europei / ministero per l'insegnamento superiore e la ricerca / Conseil
régional du Centre / Convegno dei CCSTI
P01- QUANDO LA TERRA ERA AL CENTRO DEL MONDO
Dall'antichità al medio evo, lungo il bacino del Mediterraneo come in Cina, gli astronomi osservano a occhio
nudo, aiutati dai primi strumenti di misurazione. Queste misurazioni servono per predire gli avvenimenti ma anche a
determinare la posizione degli astri nel cielo, a prevedere le stagioni, i movimenti regolari delle stelle o il verificarsi di una
eclissi. Da queste osservazioni nasce una rappresentazione del mondo, il geocentrismo che sarà di ostacolo fino al
15e secolo alla sviluppo della nostra comprensione attuale. La Terra è allora al centro dell0universo, attorno ad essa gli astri
si spostano secondo movimenti circolari uniformi.
{665}
Le prime misurazioni,
secondo Eratostene (200 a.C circa), la Terra sarebbe rotonda. Con l'aiuto delle meridiani e paralleli, ne
misura la circonferenza con una Quando la terra era al centro del mondo
notevole precisione . Gnomoni, bastoni di Giacobbe, alidade, astrolabi sono i primi strumenti che servono a misurare la
posizione delle stelle nel cielo.
Disegno di stelle,
Le figure delle costellazioni ricevono dai babilonesi i loro nomi ancora in uso come leone, toro o scorpione... la geometria
greca una astronomia che si ispira a testi indiani o arabi. I primi cataloghi di stelle di Ipparco e Tolomeo sono
arricchiti dagli astronomi arabi 8e al 13e secolo.
{655}
Icono
1.1 - Stonehenge, osservatorio preistorico ? © Centre•Sciences - photo P. Brière
1.2 - Sistema dell'universo di Claudio Tolomeo
(IIe secolo a.C. ) © BNF
1.3 - Misurazioni della Terra di Eratostene © Centre•Sciences
1.4 - Strumenti antichi dell'osservatorio di Pechino© BNF
su ogni poster citate in basso (+logo)
Esplorare l'universo, i nostri prossimi passi
Esposizione realizzata sal Centre•Sciences, CCSTI de la région Centre nel quadro dell'anno
mondiale dell'Astronomia 2009 in seguito all'iniziativa del ministero francese per gli Affari
esteri e europei con la partecipazione scientifica degli organismi di ricerca francese,
dell’ESA e dell’ESO Graphisme Supersoniks - Tours, Impression Chabrillac - Toulouse
P02- MISURARE IL CIELO CON PRECISIONE
Nel 16e secolo, il danese Tycho Brahe portò al massimo della precisione le osservazioni
costruendo grandi strumenti: quadranti, sestanti... osserva l'apparizione di una “nuova stella”
nel 1572 -una supernova- poi la grande cometa del 1577. mostra come questa cometa si sposti tra i pianeti e che la
traiettoria non è non è circolare.
Nel 1543, Niccolò Copernico propone un nuovo modello matematico: i pianeti, tra cui la Terra, girano intorno al Sole. Si
tratta della teoria eliocentrica; il Sole è al centro dell'Universo è sempre finito, limitato dalla sfera delle stelle, ma
queste stelle sono respinte molto lontano per spiegare/giustificare.
{714}
La rivoluzione copernicana
Il sistema eliocentrico animato da movimenti circolari uniformi non spiega tutti i fenomeni osservati, ma propone
una rappresentazione che libera la cosmologia dalla teologia.
Marte retrogrado ?
Alla fine del Medioevo, gli strumenti di misurazione degli angoli, come il quadrante, permettono agli astronomi di
osservare con precisione il cielo e i movimenti dei pianeti. Marte sembra tornare indietro nella sua corsa celeste: in
realtà, gira intorno al Sole, come la Terra, che va più in fretta e “ raggiunge Marte per poi superarlo”. Si tratta del
movimento retrogrado.
{597}
Icono :
2.1- Grande quadrante de Tycho Brahe © BNF
2.2- il sistema eliocentrico di Copernico (1473 - 1543) © BNF
2.3- Stellaburg, l’osservatorio di Tycho Brahe sur l’isola di Hven © BNF
2.4- Movimento retrogrado di Marte © Centre•Sciences
P03- UN NUOVO SGUARDO AL CIELO
Nel 17e secolo, Galileo è il primo a scrutare il cielo con una lente. Cosa vede di nuovo? Molte nuove stelle, montagne
sulla Luna, le fasi di Venere, i satelliti attorno a Giove , le macchie solari,altrettanti scoperte che rimettono in
discussione le precedenti conoscenze.. si da la prova che la Terra non è al centro dell'Universo e che il cielo è pieno di
migliaia di altre stelle che si trovano a distanze molto grandi e variabili. Gli esperimenti di Galileo sulla caduta dei corpi e
sul principio di inerzia apriranno la strada alla meccanica newtoniana .
{611}
La legge delle aree
Keplero determinò nel 1609 delle misure di straordinaria precisione Tycho Brahe che la traiettoria dei pianeti è
un' ellisse di sui il Sole occupa uno dei fuochi, e che la velocità non è costante: Il raggioche unisce il centro del Sole
con il centro del pianeta descrive aree uguali
in tempiuguali, è la legge delle aree. Nel 1618, annuncia che il quadrato dei periodi di
rivoluzione è proporzionale al cubo dell'asse maggiore dell'orbita.
I grandi osservatori
Fino al 19e secolo, lenti e strumenti di misurazione si sviluppano in grandezza e precisione.
Permettono di calcolare le esatte posizioni degli astri, migliorare la precisione delle misurazioni.
Allo stesso modo nascono i grandi osservatori europei di Parigi(1667) e di Greenwich (1675). {733}
Icono :
3.1- Nel 1675, Olaf Rœmer fornisce la prima misura della velocità della luce© Observatoire de Paris-Meudon
3.2- Galileo osserva i satelliti di Giove© Centre•Sciences - Fac-simile de Samuel Roux
3.3- La legge delle aree© Centre•Sciences
3.4- L’osservatorio di Parigi© Observatoire de Paris-Meudon
P04- COMPRENDERE LA MECCANICA CELESTE
Con Newton, la gravitazione e la forza centrifuga mantengono i pianeti in orbita. Nel 1666, decompone la luce
bianca del Sole nei suoi differenti colori e presenta il telescopio a specchi che evita la dispersione della luce. Le lenti
vengono seguite dai telescopi giganti. Dotati con macchine fotografiche, i telescopi permettono di osservare gli
oggetti celesti non visibili a occhio nudo, di studiare la loro composizione e soprattutto la loro evoluzione. I grandi
osservatori diventano laboratori della ricerca in fisica. Gli astronomi si dedicano alla realizzazione di telescopi
grandissimi muniti specchi ingrandenti dal diametro di 10 metri.
{702}
La spettroscopia
L’analisi dello spettro solare rivela la firma degli elementi chimici della nostra stella, come l'idrogeno ma anche
l'elio, ancora sconosciuto sulla terra. La spettroscopia ci informa sulla composizione di una stella e sulla sua
evoluzione, sulla natura gassosa delle nebulose e sullo spostamento degli astri; si apre così all'astrofisica.
Nuovi oggetti
Halley osserva la traiettoria delle comete e nota che le stelle non hanno posizioni fisse.
Herschel scopre Urano nel 1781 e le prime stelle doppie. Mostra che il Sole si sposta nello
spazio osserva le nebulose e deduce dalla distribuzione delle stelle la forma della nostra
galassia.
{662}
Icono :
4.1- Il telescopi di 193 cm dell’Osservatorio dell' Haute-Provence © Observatoire de ParisMeudon
4.2- Spettro della luce solare© Centre•Sciences - foto Olivier Morand
4.3- Principi ottici del telescopio © Centre•Sciences
4.4- negativo dei merletti del Cigno © Observatoire de Paris-Meudon
05- NUOVE FINESTRE SULL' UNIVERSO
Studiando la natura elettromagnetica della luce, Maxwell suggerisce a partire dal1865 la possibilità di una radiazione
a altre lunghezze d'onda. Nel 1932, Karl Jansky analizza i disturbi radio e dedusse la loro origine celeste dalla
regolarità della loro apparizione, la nostra Via lattea; è l'inizio della radioastronomia che permette una osservazione di
oggetti fino ad allora sconosciuti, come i quasar e i pulsar
Ogni corpo emana delle onde elettromagnetiche tra cui l'energia è tanto pi+ grande tanto più la temperatura è elevata..
L’Universo impiega tutta la tavolozza di energia. Osservando l'insieme dello spettro, l'astronomia accede alle energie
estreme..
{678}
Universo in radio
Van de Hulst scopre nel 1943 la possibilità di una riga spettrale radio : quella dell'idrogeno a 21 cm di lunghezza d'onda.
I radiotelescopi permettono allora lo studio dell'universo, per determinare l'età, comprendere la sua evoluzione ,
costruire e verificare le teorie come la costante di Hubble.
L’astronomia spaziale
Nel 20e secolo, l’astronomia spaziale permette di osservare tutte le lunghezze d'onda, in
particolare le radiazioni che non possono attraversare l'atmosfera terrestre: numerosi satelliti
artificiali scrutano oggi l'Universo con l' infrarosso, l’ultravioletto, i raggi e gamma. {630}
Icono :
5.1- Il miglioramento dei recettori, del trattamento e dell'analisi dei dati hanno raddoppiato la sensibilità dei radiotelescopi©
Observatoire de Nançay / CNRS - foto J. Berezne
5.2- la nostra galassia, la Via lattea © CNRS - foto M. Marcelin
5.3- Lo spettro elettromagnetico e la nostra galassia, vista delle onde radio ai raggi gamma © NASA/ Centre•Sciences
5.4- Nel 1961, Iouri Gagarine è il primo uomo a vedere dallo spazio la erra girare su se stessa© NASA
P06- SOLE, UN STELLA COME LE ALTRE
Vicina a noi, il Sole è la stella più facile da osservare. Sotto l'effetto della gravità, questa massa di idrogeno supera
nel nucleo il 15 milioni di gradi. A questa temperatura, gli atomi di idrogeno si fondono in elio, sprigionando una energia
colossale che equilibra il collasso e porta la superficie a 5 700° C.
Il campo magnetico del Sole, intendo e complesso, e all'origine delle macchie, delle protuberanze e delle
eruzioni solari. Osservando le sue vibrazioni, il satellite Soho percepisce la struttura e i movimenti interni generanti l'
effetto dinamo. Con il sole come modello, gli astronomi osservano l'attività delle stelle e scrutano in onde radio
l'interazione magnetica con la materia interstellare.
{753}
Delle pulci per l'Universo
Accedendo a invisibili campi magnetici, la radioastronomia permette di studiarne l'influenza nella formazione e
l'evoluzione degli astri. Per escludere le perturbazioni generate dall'uomo, vengono sviluppati trattamenti informatici e
elettronici indispensabili, in particolare per il radiotelescopio SKA.
Interferometro
Combinando il segnale di numerosi recettori, un interferometro raggiunge la risoluzione di uno
strumento unico dal diametro pari alla distanza che li separa, a condizione di “ritardare”
precisamente i loro segnali. L’interferometro, prestissimo realizzato in radio, permette la realizzazione di strumenti
giganti (SKA in radio, VLT in ottica…).
{693}
Icono :
6.1- I venti solari sono all'origine delle aurore nell'alta atmosfera dei pianeti © CNRS / INSU / LPG - foto G. Gronoff
6.2- La corona solare, durante l'eclissi del 1999 in Iran © CNRS / IAP - foto J. Mouette
6.3- Il campo magnetico della stella V374 Pegasi… sorprendente nella sua semplicità © CNRS / LATT-OMP / INSU
6.4- A Nançay, le antenne Embrace prefigurano il radiotelescopio Square Kilometre Array © SKA Project Office
P07- ESPLORARE IL NOSTRO SISTEMA SOLARE
Esplorare il nostro sistema solare
Contando otto pianeti in orbita attorno al Sole, numerose lune attorno a questi, e un gran numero di asteroidi, il
sistema solare è il più accessibile alle nostre esplorazioni. Nel 2005, il modulo europeo Huygens della missione Cassini
si è poggiato sulla superficie di Titano, mostrando un paesaggio di ciottoli di acqua ghiacciata, di mari oscuri e di letti di
fiume in cui sarebbero colati degli idrocarburi.
Con la missione spaziale, i ricercatori hanno “per procura “ la possibilità
di visitare il più
possibile per interrogarsi sulla formazione del sistema solare, la presenza dell'acqua, o
rintracciare una chimica organizza la cui presenza confermerebbe la facilità di riproduzione del
fenomeno:.
{716}
Esiste la vita al di là della Terra?
Da dove viene l'acqua, l'elemento indispensabile per la vita?da una pioggia di meteoriti e micrometeoriti? Gli
acidi amminici, mattoni elementari delle proteine, sono stati sintetizzati dall'atmosfera, l fonti calde sottomarine o
importate dallo spazio? L’esplorazione del sistema solare deve contribuire alla comprensione di questa chimica
prebiotica, come l'analisi dei più antichi indizi sulla Terra.
Testimone del nostro passato
Comete e asteroidi ci informano sulla formazione del sistema solare. Generato dalla materia
primitiva che ha formato il sole e i pianeti, permettono di risalire a 4,5 miliardi di anni nel
nostro passato. La sonda Rosetta, dopo dieci
2014.
anni
di
esplorazione incontrerà una cometa nel
{732}
Icono :
7.1- Saturno e il suo satellite Titano, visti da Cassini © NASA/JPL/SSI
7.2- Integrazione della sonda Rosetta sotto la cuffia di Ariane© ESA/CNES/Arianespace
7.3- La superficie di Titano© ESA/NASA/JPL/University of Arizona
7.4- Tracce di microrganismi fossili che risalgono a 3,45 miliardi di anni fa, nei sedimenti
australiani del Pilbara © F. Westall et al. / Geol. Soc. Amer. Spec. Pub.
P08- CACCIA AGLI ESOPIANETI
Nel 1995, Mayor e Queloz annunciano la scoperta di un pianeta attorno la stella 51 Pegasi, lanciando la caccia agli
esopianeti, oggetti non stellari in orbita attorno a una stella. La presenza di un pianeta massiccio attorno a una stella
può essere palesato grazie alle variazioni dell'orbita della stella. La realizzazione dello spettrometro ipersensibile come
l'HARPS collocato a La Silla in Cile, permette ormai di osservare circa tra i primi 300 esopianeti, la presenza di pianeti
rocciosi sempre più vicini al modello terrestre. L'osservazione di questi nuovi sistemi planetari interroga la nostra
comprensione sulla formazione del sistema solare..
{679}
Nascita planetaria
La diversità osservata dei sistemi di esopianeti sconvolge la gerarchia planetaria Un pianeta gigante nasce vicino alla sua
stella oppure migra? La simulazione digitale permette di testare le ipotesi come quelle della migrazione delle giganti
gassose... all'origine di un bombardamento tardivo della Luna, 3,9 miliardi di anni fa.
Stars discrete ?
L’osservazione diretta di un pianeta in prossimità di una stella richiede uno strumento di grande diametro per
distinguerle. Il satellite CoRoT, con un telescopio di 30 cm, sorveglia le variazioni di luminosità delle stelle. Molto
sensibile, può rintracciare il passaggio di esopianeti davanti alla loro stella.
{677}
Icono :
8.1- Vista d'insieme del Very Large Telescope © ESO
8.2- Sviluppo al Laboratorio di Astrofisica di Grenoble, l’interferometro Amber combina la luce infrarossa dei telescopi
del VLT © CNRS / Photo E. Perrin
8.3- Primo esopianeta fotografato direttamente con l'ottica adattativa Naco al VLT © ESO
8.4- Sensibile a minime variazioni di una stella,, CoRoT fornisce la sua messe di esopianeti © CNES - illustrazione D.
Ducros
P09- NEL CUORE DELLE NEBULOSE
veri e propri girelli, di vaste masse di gas si condensano in stelle. Al termine della loro vita, le stelle più massicce, nella
dinamica di formazione più rapida, arricchiscono il mezzo di carbone, ossigeno e altri elementi sintetizzati.
Le grandi nuvole interstellari, ricche di molecole e polveri sono la sede di una complessa chimica., osservabile
principalmente in onde radio millimetriche e in infrarossi. La sensibilità aumentata degli strumenti ha permesso di
identificare più di 140 molecole compresi i precursori degli acidi amminici , quei mattoncini elementari delle proteine,
dimostrando così il carattere universale della chimica organica che conduce la vita:
{700}
Esobiologia
Per esplorare le origini della vita, biologi , chimici, paleontologi come astronomi cercano di identificare sistemi
chimici capaci di auto riproduzione e di evoluzione, due qualità richieste a minima per il passaggio della materia alla
vita. Gli acide ribonucleici (RNA) e i viroidi sono particolarmente studiati in questo ambito
Astrochimica
Per sondare le reazioni chimiche al cuore delle nebulose, gli astronomi devono osservare le onde millimetriche .
Poiché queste sono assorbite dal vapore acqueo, le loro osservazioni necessitano un cielo favorevole,come nel
deserto dell'Atacama per il futuro ALMA, o nello spazio con il satellite Herschel.
{681}
Icono
9.1- Formazione di stelle nella nebulosa della Carena vista dal telescopio spaziale Hubble © NASA / ESA / IAA
9.2- I\radiotelescopi rintracciano un precursore diretto della glicina, elemento elementare dell'RNA© IRAM
9.3- I viroidi sembrano i più vicini a una forma di vita primitiva © IBMP 9.4- Prime antenne di d’Atacama Large Millimeter
Array au Paranal © ESO
P10- DALLE GALASSIE AGLI AMMASSI
Le galassie, arcipelaghi di materia nell'Universo, sembrano ognuna vicino a cento miliardi di stelle. Le galassie a
spirale,come la via lattea, presentano un disco di gas e di polvere in rotazione in cui si formano le stelle. La loro
altissima velocità di rotazione in periferia lascia gli astronomi perplessi: una parte della materia deve essere nascosta oppure
è la gravita che si modifica a questa scala?
La distribuzione della materia visibile o no, permette di comprendere la formazione e l'evoluzione delle galassie e
degli ammassi. L'osservazione a grandissime distanze_ circa 10 miliardi di anni luce - mostra un universo giovane in cui
le galassie, già in piena formazione di stelle si concentrano all'intersecarsi di vasti filamenti di gas.
{779}
Quanto pesa una galassia?
Gli astronomi lo stimano contando la massa delle stelle, del gas e delle polveri da una parte, e estrapolando dalla sua
velocità velocità di rotazione la massa richiesta affinché essa non si disperda da un'altra parte. Le galassie sembrano
allora da 5a 10 volte più massicce rispetto a quanto la materia visibile lo lasci pensare
nascondino con la materia
L’universo si limita a ciò che si vede? Sebbene invisibile, la materia può essere rintracciata tramite un effetto
gravitazionale. L'esperienza Eros ha notato un picco di luminosità di stelle allontanate “deformate” dalla materia nera.
Molto rare, il loro ritrovamento ha implicato la realizzazione dei dispositivi CCD a grande campo.
{663}
Icono
10.1- Hubble Ultra Deep Field © NASA / ESA / S. beckwith
10.2- Il futuro Extremely Large Télescope, 100 volte più sensibile del VLT © ESO
10.3- Le galassie M81 et M82 viste da dispositivi a grande campo Megacam © Canada France Hawaï Telescope
10.4- Schema dell'effetto di lente gravitazionale © Université di Liegi
P12- PRIMI ISTANTI DELL'UNIVERSO
Per ottenere delle indicazioni sul passato lontano dell'Universo, i fisici provocano violente collisioni di particelle in
acceleratori a alta energia. Ricreano, in un piccolo volume e in un brevissimo istante, le condizioni fisiche estreme
dell'universo primordiale.
Da questi shock nascono numerose particelle _ materializzate di energia incidente- che non esistono più nell'
Universo; fugaci, si trasformano rapidamente in particelle più stabili. Ma l?universo non ha perso la possibilità di far
riapparire in seno ad esso, secondo le leggi fisiche invariabili, questi oggetti che non contiene più.
{683}
Bestiario di particelle
Le particelle elementari di dividono in due famiglie. I bosoni veicolano le quattro interazioni forte debole,
elettromagnetica , gravitazionale:- mentre i fermioni costituiscono la materia ordinaria- elettroni, neutrini,
quark,”bassi” e “alti” - e altre particelle la cui osservazione necessita energie estreme.
Fondo diffuso cosmologico
380 000 anni dopo il big-bang, la dissociazione tra materia e energia permessa dall'inflazione consente alla luce di
propagarsi liberamente. Si tratta di quel chiarore fossile di cui si osserva la straordinaria uniformità in tutte le direzioni. Gli
astronomi osservano nei “grumi” del fondo cosmologico l'impronta dei primi istanti dell' Universo.
{737}
Icono
12.1- Collisione di protoni simulata nel Large Hadron Collider © CERN
12.2- Per ricreare le condizioni dell'Universo primordiale, a altissime temperature a altissima densità di energia, il grande
collisionatore di adroni© LHC / CERN
12.3- L’IRFU partecipa alla realizzazione del rilevatore Alice per lo studio di particelle a condizioni estreme di
densità e di temperatura © CERN - foto A. Saba
12.4- il fondo diffuso cosmologico © Planck, the scientific program - ESA
P13- MISTERIOSE ONDE GRAVITAZIONALI
Peri i fisici, nel modello standard, le relazioni tra particelle e forze - forte,debole, e elettromagnetica - sono di grande
coerenza tranne nel caso della gravità, descritta geometricamente. La teoria di Einstein predice l'esistenza di onde
gravitazionali, come perturbazioni del campo gravitazionale che si propagano nello spazio alla velocità della luce.
Ma la debolissima interazione con la materia ne rende delicato il rilevamento, esperimento tentato con strumenti come
Virgo. Gli astronomi avranno accesso a numerosi oggetti compatti,la cui luce non esce mai, come dai cuori delle supernove dei
sistemi di buchi neri in orbita uno attorno all'altro.
{707}
La grande unificazione
All'Istituto di Alti Studi Scientifici, matematici e fisici quantistici si interrogano sui primi istanti dell'universo con un
gesso bianco sulla lavagna nera. Le ipotesi dei fisici sono numerose,matematicamente precise, molto
speculative sul quadro in cui si sviluppano, quello delle corde. Tendono verso una teoria quantica della gravitazione.
Un bosone di peso!
« nella famiglia dei bosone vorrei … il gravitone!” Secondo la concezione quantica, questa particella sarebbe
responsabile della propagazione dell'interazione gravitazionale, come il fotone trasmette l'interazione elettromagnetica.
Un eventuale bosone di Higgs darebbe la massa alle particelle
{695+28}
Icono
13.1- Lo strumento Virgo vicino Pisa © CNRS / EGO - VIRGO
13.2- Regolazione del rilevatore di onde gravitazionali di Virgo © CNRS / EGO - VIRGO
13.3- L’interferometro LISA potrà captare le onde gravitazionali, come l'onda sulla superficie dell'acqua © ESA
13.4- Nel 1964 Peter Higgs introduce l'idea di un ipotetico bosone che dona massa alle
particelle © CERN
P14- ALLE ALTE ENERGIE
Il collasso di una stella, se la sua massa è sufficiente, forma un oggetto compatto dotato di alta gravità: le stelle e i
buchi neri sono circondati di campi di forza gravitazionale estremi e si manifestano come potenti fonti di raggi X o gamma.
Se l'atmosfera è opaca ai raggi gamma, le particelle vi interagiscono: sono all'origine di un fascio molto direttivo
che può essere osservato al sole. Per questo effetto Cerenkov, lo strumento dell'HESS riconosce e interpreta le
fonti con numerosi telescopi che funzionano stereoscopia dotati ognuno di obiettivi molto sensibili e rapidi
{687}
Burst gamma
Scoperti
per
caso
nucleari
atmosferici,
osservando
i
burst
gli
esperimenti
gamma
hanno
un'origine cosmologica. Eventi tra i più+ energetici
dell'Universo,
l'emissione
di
luce
gamma
è
associata al collasso di una stella che eietta delle
ventate di materia a velocità vicina a quella
della luce.
Innovazione tecnologica
gli strumenti di ricerca fanno ricorso a tecnologie fuori dal comune. Gli ingegneri sviluppano e realizzano questi
equipaggiamenti insieme alle industrie. Immaginata all''Istituto di Ricerca sulle leggi Fondamentali dell'Universo,
l'elettronica del trattamento dei segnali in tempo reale a intervalli elevati attrezzano numerosi laboratori.
{720}
Icono
14.1- In Namibia, il telescopio HESS per « Hautes Energies Stéréoscopique Système » ©
CNRS
14.2- La fine violenta di una stella, SN1987 A © ESO
14.3- Numero di galassie dell'Universo giovane nasconde un buco nero massiccio mascherato da gas e polveri
dell'ambiente © ESA
14.4- MATACQ,
IRFU
elettronica di digitalizzazione dei segnali sviluppata da IN2P3 et le CEA ©
P15- SULLE TRACCE DEI NEUTRINI
Conosciamo l'Universo tramite le sue luci, i fotoni. Sfuggono difficilmente delle regioni dente e
calde delle stelle , nuclei attivi delle galassie e altre fonti molto energetiche. Per l'Universo
lontano, bisogna utilizzare un messaggero che interagisca debolmente: il neutrino.
L'osservazione di neutrini a alta energia permette di studiare la fisica degli oggetti più violenti
dell'universo, forse all'origine dei raggi cosmici. Quelli a bassa energia posso rivelare la materia
nera. Per rilevare i neutrini, bisogna utilizzare dei rilevatori estremamente potenti e quindi
sensibili alle perturbazioni, come quelli di Antarès immersi a 2 500 metri nel Mediterraneo
{706}
Nelle profondità dell'oceano
I neutrini attraversano la Terra in permanenza. Per osservare il cielo dell'emisfero sud, con gli occhi rivolti allAntartide
scovano la debole luce nata dall'interazione con la Terra, ben protetta da una blindatura naturale dal mare al largo di Tolone.
Astroparticelle
L’astronomia delle particelle studia l' infinitamente piccolo e contribuisce alle grandi questioni dell'universo: se l'essenziale
dell'Universo resta da chiarire, la teoria della « supersimmetria » prevede l'esistenza di particelle elementari massicce
accumulate nel cuore degli astri: le Wimps, annientandosi, emetterebbero dei neutrini…
{605}
Icono :
15.1- Messa in acqua di Antarès, un osservatorio sul mare © CNRS / CPPM - foto JF. Dars
15.2- Principio di Antarès © CNRS / IN2P3 / UJF - illustrazione F.Montanet
15.3- gli occhi del telescopio sotto-marino © CNRS / CPPM - foto M. Chevais
15.4- Sulle tracce dei neutrini © Centre•Sciences