La natura geometrica della gravit`a: Relativit`a Generale tra i grandi
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La natura geometrica della gravità: Relatività Generale tra i grandi successi e le sfide odierne Francesca Lepori Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati (SISSA), Trieste Marzo 2017 Abstract A distanza di un secolo dalla sua prima presentazione alla comunità scientifica, la Relatività Generale è ancora oggi il modello di riferimento per la descrizione degli effetti gravitazionali. Nella prima parte del mio intervento introdurrò le idee alla base di questa rivoluzionaria teoria: l’equivalenza di gravità e accelerazione, la transizione dalla concezione newtoniana di spazio e tempo assoluti allo spaziotempo dinamico di Einstein e il ruolo delle geometrie non euclidee. Dopo aver discusso le basi teoriche, mi soffermerò su due test classici della Relatività Generale: la precessione del perielio di Mercurio e la deflessione dei raggi luminosi. Infine, presenterò una panoramica su alcuni argomenti di ricerca oggi molto caldi che coinvolgono direttamente la teoria di Einstein: le onde gravitazionali, i buchi neri e l’incompatibilità con la meccanica quantistica, l’espansione accelerata dell’Universo. 1 Gravity always wins: breve viaggio alla scoperta dei corpi collassati nella Via Lattea Mario Cadelano Universitá degli Studi di Bologna, Bologna Marzo 2017 Abstract Gli stadi finali di vita di una stella sono determinati dall’azione della forza gravitazionale dovuta alla massa della stella stessa. Tale forza può portare al collasso gravitazionale della stella producendo tre categorie di oggetti dalle caratteristiche uniche ed affascinanti: le nane bianche, le stelle di neutroni ed i buchi neri. Pur trattandosi, de facto, di stelle morte, questi oggetti sono in grado di dar luogo ai fenomeni più energetici della Galassia e di alterare la normale evoluzione stellare di eventuali stelle circostanti. Pertanto, da decenni, questi “cadaveri stellari” sono oggetto di studio da parte della comunità scientifica. L’obiettivo del mio intervento è quello di presentare le principali proprietà fisiche di questi oggetti e le moderne tecnologie utilizzate in astrofisica per studiarne la natura. 1 Un viaggio di 13 miliardi di anni: la teoria del Big Bang e il Modello Cosmologico Standard Riccardo Murgia Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati (SISSA), Trieste Marzo 2017 Abstract La teoria del Big Bang prevede che il nostro Universo abbia avuto inizio in condizioni di pressione e temperatura elevatissime, per poi espandersi e raffreddarsi progressivamente. Il modello più accreditato della sua evoluzione è il cosiddetto Modello Cosmologico Standard, secondo il quale l’Universo è oggi costituito per oltre il 95% da due componenti la cui natura ci è ignota, ovvero la materia oscura e l’energia oscura. Le attuali osservazioni consentono di testare tale modello cosmologico con estrema precisione, permettendoci di studiare una storia lunga più di 13 miliardi di anni, oggetto di indagine di svariate branche della fisica, dall’astronomia alla fisica delle particelle elementari. Nel mio intervento cercherò di raccontare questa storia, soffermandomi sia sui successi della teoria nello spiegare l’evoluzione dell’Universo, sia sui diversi problemi ancora aperti. 1 Duro a morire. Il modello standard delle particelle elementari. Matteo Cadeddu Universitá degli Studi di Cagliari, Cagliari Marzo 2017 Abstract Quando ci si vuole riferire a un canone che viene preso come riferimento si usa la parola “standard”. Non è un caso che ad uno dei modelli più di successo nella fisica delle particelle venga attribuito questo appellativo: Modello Standard, per l’appunto. Esso descrive matematicamente le particelle elementari e le loro interazioni ed è stato sviluppato nell’arco di più di 50 anni. Uno dei tasselli fondamentali di questo modello, il cosiddetto bosone di Higgs, è stato scoperto nel 2012, all’acceleratore di protoni LHC di Ginevra. D’altra parte l’LHC non si ferma qui! Tra le sue ambizioni c’è anche quella di trovare effetti oltre il modello standard, trovare cioè qualcosa che non sia spiegato da quest’ultimo. A tutt’ora, sembrerebbe che il modello standard funzioni alla perfezione! Tuttavia esistono forti segnali che non possa essere la teoria definitiva. Esistono infatti alcune particelle un po’ anarchiche, i neutrini, che continuano a rivelarci sorprese. Inoltre c’è il problema della materia oscura: manca all’appello circa il 90% della materia dell’universo, chiamata non a caso oscura. La speranza è che nei prossimi anni si riesca a risolvere alcuni di questi affascinanti misteri. 1
