Siamo figli delle stelle….
… partendo dal Big Bang
Flavio Fusi Pecci
Osservatorio Astronomico
INAF Bologna
Anno Internazionale
dell’Astronomia
Viaggio nell’Universo
Big Bang
L’universo caldo del Big Bang
• Georges Lemaître per primo
suggerì, nel 1931, che
l'intero universo potesse
essere nato a partire da un
atomo primordiale.
• Nel 1949, nel corso di un
popolare programma
radiofonico della BBC,
l'ipotesi di un'origine
dell'universo fu battezzata
sprezzantemente "idea del
Big Bang" dall'astrofisico
inglese Fred Hoyle.
La teoria del Big Bang
INVILUPPO
Trasporto di
energia in
superficie
NUCLEO
Produzione di
energia
Atomo di Idrogeno
1 protone = carica positiva
1 elettrone = carica negativa
Quanti atomi nel
corpo umano??
• Se fosse fatta di acqua … una persona che pesa
100 Kg conterrebbe circa
5.000.000.000.000.000.000.000.000.000
atomi
Reazione Nucleare “protone-protone”
nel Sole e nelle stelle
4 nuclei di Idrogeno producono 1 nucleo di Elio
Energia nucleare?
4 x 1H
4He
+ neutrini + energia
4X
0.007 della massa di
Idrogeno è trasformata in
energia
Sarà sufficiente?
Energia prodotta dal Sole
in un secondo
4 1026 Watt
=
400.000.000.000.000.000.000.000.000 Watt
E = m c2
0.0007 x 2 x 1030 kg x (3 x 108 m/s)2 = 1045 joule
Energia disponibile
= vita presunta > 1010anni
Luminosità
Ancora per circa
4 miliardi di anni !!
M 57
Distanza ~2300
a.l.
Diametro
~2,0 a.l.
Dimensioni
apparenti ~1´,2
Elio
Ossigeno
Azoto
E tutte le altre stelle?
Quelle più piccole
Quelle più grandi
• consumano
poco
• vivono a lungo
• terminano
come
• nane bianche
• consumano
troppo
• vivono poco e …
• …esplodono!
… supernovae, stelle di neutroni, pulsar
buchi neri
Crab Nebula
La pulsar della Nebulosa del Granchio
Buco nero II
Gravita’ e geometria
LE MASSE PROVOCANO
CURVATURA DELLO
SPAZIO-TEMPO
Le abbondanze degli elementi
“… siamo Figli delle Stelle…!!”
Alan Sorrenti 1977
fine
Grazie
Ciao
C’è solo un problema…..
+
R
Forza di Repulsione
Coloumbiana
R0
<10—13
cm
R
Forza di attrazione
NUCLEARE
+
Costruiamo… gli elementi
Possediamo due tipi di mattoni protoni (p
1
Idrogeno
2+2
Elio
3+3
Litio
4+4
Berillio
5+5
Boro
6+6
Carbonio
) e neutroni (n
7+7
Azoto
8+8
Ossigeno
9+9
Fluoro
10+10 Neon
11+11 Sodio
…. ….. …….
)
Come avviene il processo di Fusione?
m1
m2
+
+
m3
+
m1 + m2 > m3
dm
E = mc2
H1
H1
H2
p+
n + e+ + n
H1
He3
He3
He4
4 H1
+
H1
He4
+
H1
He4
H1
C12
H1
N15
N13
p+
O15
H1
C13
N14
4 H1
n + e+ + n
H1
He4
+
2x(
H
REAZIONE 1
)
H
10 milioni di gradi
He4
REAZIONE 2
+
3
He4
100 milioni di
gradi
C12
REAZIONE 3
+
C12
C12
O16
Ne20
+
Ne
800 milioni di
gradi
He4
+
O16
+
+
Ne20
Mg24
Fe56
Fe
Si
Ne
+
Mg
C
+ He
O
H
FOTO-DISINTEGRAZIONE
g
He4 + g
Fe56 +
e- + p+
n
He4 + 4 n
2p + 2n
n+n
Si
Ne
+
Mg
T 1010 oK
processo URCA
n
n
Si
Ne
+
Mg
Si
Ne
+
Mg
n
SUPERNOVA
n
stella di
neutroni
Durante l’esplosione di una supernova
vengono prodotti numerosi NEUTRONI
Fe
56
+g
13 He4 + 4 n
+
Z
- n
e
+ +
n
Z+1
n
p+ + e- + n
formazione degli elementi più pesanti del
FERRO
I nuclei e l’energia di legame
Atomo
Ratomo = 10-8 m = 0,00000001 m
r nucleo = 10-14 m = 0,0000000000001 m
Il nucleo è molto più piccolo
dell’atomo
rn
Nucleo
Ra
La massa dell’atomo è quasi tutta concentrata nel nucleo
Di cosa è fatto il Sole
74% Idrogeno
24% Elio
2% tutto il resto
(“metalli")
Buco nero I
“Big Bang”…. Che cosa è?
