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.
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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.
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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.
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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.
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