Concetti Chiave
- L'universo è composto da materia, spazi vuoti ed energia, con una piccola parte visibile rispetto al 95% di massa costituita da gas e particelle invisibili.
- Newton ha proposto un modello statico dell'universo, sostenendo che il tempo scorre con velocità fissa e che lo spazio è omogeneo, ma il suo modello si rivelò fragile.
- La Teoria della Relatività Generale di Einstein ha introdotto il concetto di "spazio-tempo", evidenziando la curvatura dello spazio attorno ai corpi celesti e la possibilità di un universo dinamico.
- Friedmann ha dimostrato che l'universo può espandersi, portando a una comprensione che non sono gli astri a muoversi, ma lo spazio stesso che si dilata.
- Hubble ha scoperto che le galassie si allontanano con una velocità proporzionale alla loro distanza, evidenziando l'espansione dell'universo attraverso il fenomeno del "red shift".
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
- Cos'è l'universo e quali sono le sue componenti principali?
- Quali sono le teorie storiche sulla formazione dell'universo?
- Qual è il contributo di Einstein alla comprensione dell'universo?
- Come è stata dimostrata l'espansione dell'universo?
- Qual è l'analogia utilizzata per spiegare l'espansione dell'universo?
L'universo è l'insieme di tutta la materia, degli spazi vuoti e dell'energia. La materia visibile rappresenta solo una piccola parte, mentre il 95% della massa totale è costituito da gas, polveri e particelle subatomiche invisibili.
Le prime risposte scientifiche sulla formazione dell'universo risalgono al 600 con Newton, che sosteneva un tempo fisso e uno spazio infinito. Tuttavia, la sua visione fu messa in discussione da Olbers nel 18226, che si chiedeva perché il cielo apparisse nero.
Nel 1917, Einstein presentò un nuovo modello dell'universo basato sulla Teoria della Relatività Generale, introducendo il concetto di "spazio-tempo" e la curvatura dello spazio attorno ai corpi celesti. Tuttavia, inizialmente pensava a un universo statico, introducendo la "costante cosmologica".
Nel 1922, Friedmann rielaborò le equazioni di Einstein, suggerendo che l'universo può espandersi. Nel 1929, Hubble osservò che le galassie si allontanano, evidenziando il red shift, e scoprì che la velocità di allontanamento è proporzionale alla distanza.
L'espansione dell'universo è spesso paragonata a un palloncino che si gonfia, dove i punti disegnati sulla superficie rappresentano le galassie che si allontanano man mano che il palloncino si espande.
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