Concetti Chiave
- L'universo è composto principalmente da materia invisibile, rappresentando circa il 95% della sua massa totale, con la materia visibile costituita da corpi celesti che emettono luce.
- Newton nel 1600 propose un universo statico con spazio infinito e astri distribuiti omogeneamente, un modello poi superato da osservazioni e teorie successive.
- Einstein nel 1917 introdusse il concetto di "spazio-tempo" nella sua Teoria della Relatività Generale, suggerendo che la curvatura dello spazio-tempo è influenzata dalla massa dei corpi celesti.
- Friedmann nel 1922 eliminò la costante cosmologica di Einstein, proponendo un universo in espansione con una curvatura decrescente nel tempo.
- Hubble nel 1929 scoprì che le galassie si allontanano con velocità proporzionale alla loro distanza, confermando l'espansione dell'universo attraverso l'effetto Doppler osservato negli spettri delle galassie.
Definizione dell'universo
L’universo è definibile come l’insieme di tutta la materia, degli spazi vuoti tra essa e dell’energia. Parte della materia dell’universo è aggregata in corpi celesti ed è possibile distinguerli con facilità solo quelli che emettono energia sotto forma di luce. La materia visibile è soltanto però una piccola parte dell’universo infatti i gas, le polveri, le particelle subatomiche che non vediamo formano all’incirca il 95% della massa totale dell’universo.
Universo in espansione:
Domande sull'universo
le domande retoriche che l’uomo si è sempre fatto dall’inizio di tutti i tempi sono quelle sulla formazione dell’universo, domande che ci affascinano e che hanno spinto in tanti a fare spiegazioni più o meno plausibili. Le prime risposte di base scientifica sulla formazione dell’universo ci vennero date nel 600 da Newton il quale sosteneva che il tempo scorresse sempre e comunque con una velocità fissa e che lo spazio si estendesse all’infinito. Inoltre l’universo è caratterizzato all’infinito da astri posizionati tutti allo stesso modo con una distribuzione omogenea. In caso contrario le stelle collasserebbero l’una sulle altre a causa dell’attrazione gravitazionale. Per questo l’universo espostoci da Newton è molto fragile e nel 18226 venne superato dall’astronomo Olbers che non si spiegava perché allora il cielo c appariva nero.
Teoria di Einstein
Un nuovo modello globale dell’universo venne poi presentato solo nel 1917 da Einstein basato sulla sua Teoria della Relatività Generale secondo cui il tempo e lo spazio non possono essere dissociati formando l’insieme unico “spazio-tempo”. Questo “spazio tempo” rettilineo in ogni sua direzione si curva intorno ad un corpo celeste e tanto maggiore è la massa del corpo celeste tanto maggiore sarà la curvatura che viene definita da Einstein “geodetica”. Dato che l’universo ha una massa enorme significa che al suo esterno lo “spazio-tempo” deve avere una curvatura enorme. Secondo la legge della relatività esisterebbe una curvatura tale che l’universo potrebbe chiudersi su sé stesso. Ma dato che Einstein pensava un universo statico, omogeneo e isotropo…i suoi calcoli lo portavano ad una determinazione invece dinamica e per evitare ciò egli introdusse la “costante cosmologica” al fine di ottenere un universo statico [poi riconobbe ke qll fu il più grave errore della sua vita].
Espansione dell'universo
Nel 1922 Il russo Friedmann rielaborò le equazioni di Einstein eliminando la costante cosmologica e rendendosi conto che l’universo può espandersi con una curvatura che decresce nel tempo con il dilatarsi della materia. Quindi non sono gli astri che man mano si allontanano ma è lo spazio che dilatandosi porta con sé gli oggetti dietro. Mancavano però riscontri, riscontri che vennero però portati avanti qualche anno dopo 1929 da Hubble. Hubble si accorse osservando con un telescopio che gli spettri della luce di alcune galassie erano gli stessi di quelli della via lattea ma con righe nere spostate verso il rosso (red shift). Ciò era dovuto all’effetto Doppler di allontanamento di queste galassie dalla nostra. Inoltre scoprì che le galassie più distanti sono e più si allontanano con una velocità maggiore. Quindi la velocità di allontanamento delle galassie è proporzionale alla distanza.
[esempio palloncino su cui sono disegnati dei punti che gonfiando il palloncino qst punti si allontanano].
Domande da interrogazione
- Qual è la composizione dell'universo secondo il testo?
- Come ha contribuito Newton alla comprensione dell'universo?
- Qual è stato l'errore riconosciuto da Einstein nella sua teoria dell'universo?
- Cosa ha scoperto Hubble riguardo l'espansione dell'universo?
- Qual è l'effetto osservato da Hubble che ha confermato l'espansione dell'universo?
L'universo è composto da materia visibile, che è solo una piccola parte, e da gas, polveri e particelle subatomiche che costituiscono circa il 95% della massa totale.
Newton ha proposto che il tempo scorre con una velocità fissa e che lo spazio si estende all'infinito, con una distribuzione omogenea degli astri.
Einstein ha introdotto la "costante cosmologica" per ottenere un universo statico, ma successivamente ha riconosciuto che questo fu il più grave errore della sua vita.
Hubble ha scoperto che le galassie si allontanano dalla nostra con una velocità proporzionale alla loro distanza, evidenziando l'espansione dell'universo.
Hubble ha osservato il "red shift" negli spettri della luce delle galassie, dovuto all'effetto Doppler, che indica l'allontanamento delle galassie dalla nostra.
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