Costanti fisiche e grandezze astronomiche

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1 Costanti fisiche e grandezze astronomiche velocità della luce, c c= 2, m/s costante di gravitazione universale, G G= 6, N m 2 /kg 2 costante della legge di Coulomb (nel vuoto), k k= 1/4πε 0 = 8, N m 2 /C 2 carica elementare, e e= 1, C costante di Planck, h h= 6, J s costante di Boltzmann, k k= 1, J/K costante di struttura fine, α α = 1/137,04 = 7, massa del protone, m p m p = 1, kg = 938,27 MeV/c 2 massa del neutrone, m n m n = 1, kg = 939,57 MeV/c 2 massa dell elettrone, m e m e = 9, kg = 0,511 MeV/c 2 elettronvolt, ev 1 ev = 1, J massa del Sole, M S raggio del Sole, R S luminosità del Sole, L S Unità Astronomica, UA parsec, pc anno luce, al M S = 1, kg R S = 6, m L S = 3, W 1 UA = 1, m 1 pc = 3, m 1 al = 9, m lunghezza di Planck, l P l P = (G h/2πc 3 ) 1/2 = 1, m tempo di Planck, t P t P = (G h/2πc 5 ) 1/2 = 5, s massa di Planck, m P m P = (c h/2πg) 1/2 = 2, kg densità di Planck, d P d P = 2πc 5 /(h G 2 ) = 5, kg/m 3 energia di Planck, E P E P = c 2 (c h/g) 1/2 = 4, J GeV temperatura di Planck, T P T P = c 2 (c h/2πg) 1/2 /k = 1, K 209

2 Indice 2dF Galaxy Redshift Survey, collaborazione, Cygni, stella, 7, A abbondanze cosmiche, , 159, , 194, 196 Abbot, Charles, accoppiamento, costante di, adrone, 156, 162 Albireo, Alpher, Ralph, , 164 ammasso aperto, ammasso di galassie, 62, 82, 93-94, 103, 105, 107, 110, 162, , 167, 169, , 207 ammasso globulare, 15, 17, 37, 45-47, 49, 52, 55, 207 Andromeda, galassia in (vedi M31) annichilazione, di particelle, ,171 antimateria, 145, 155, 157, 162 Antropico, Principio, 152 aperto, modello, atomo primitivo, teoria dell, B Baade, Walter, 37, 39, 54, 175, 178 barione, 145, , , , 186, 189, , , 207 barioni, oscillazioni acustiche dei, 201, 207 barionica, materia, 123, 140, 157, , 167, 169, 172, 185, , 207 Bessel, Friedrich Wilhelm, 7, 22-24, 26 Bethe, Hans, 130 Big Bang, , , , 139, 146, , , , , 191, 195 Big Crunch, , 124, 181, 205 blueshift, 24, 69 Bondi, Hermann, 131 BOOMERanG, esperimento, bosone, 142, 147, 155, 162 Burbidge, Geoffrey, Burbidge, Margaret, Burke, Bernard, 134 C Campbell, William, 48, campo, teoria quantistica del, 143, 147 candela-standard, 30, 35-36, 41, 52-53, 68, 70, 73-74, 126, , , 201 Casimir, effetto, 199 cattura neutronica, ,

3 Capire l Universo Cefeidi, 31-39, 41-42, 44-45, 52, 62-66, 68, 70, 109, CERN, laboratorio, 143, 147, 156 Chandrasekhar, limite di, 182 chiuso, modello, 95, 105, 119, COBE (Cosmic Background Explorer), missione, 135, 151, , 172, 185, , collasso gravitazionale, 94-95, 165, 172, , 186, 198, 205 colore, carica di, comovente, sistema, 106, , 115, 118, 165, 203 confinamento, proprietà di, 145, 147, 156 conteggio stellare, 13-14, 26, 49, 55 corpo nero, 133, , 164, 172 costante cosmologica, 94-96, 101, , 127, 130, , 161, , 194, 196, , critico, modello, Curtis, Heber, 47-57, 59, 65-66, 77 curva di luce, 34, 36, 38, 43, 53, 65, 183, 201 curvatura dello spazio, 87, 92-95, 106, 119, 124, 153, , 200 curvatura, parametro di, 102, 106, D Dark Energy Survey, collaborazione, 203 d Arrest, Heinrich, 21 de Bernardis, Paolo, 193 de Sitter, Willem, 69, 73, 78, 84, 101 de Vaucouleurs, Gerard, 53, debole, interazione, , , 156, 162 decelerazione, parametro di, 122, , 178, , 183 degenerazione, pressione di, 182 densità critica, , 152, , 169, , 207 densità, parametro di, , 152, , , deuterio, 158, deuterone, 158, 160 Dicke, Robert, disaccoppiamento, 157, , 172 distanza, 6-9, 21-39, 41, 52-54, 65, 70-72, 74-75, 85-88, 106, 108, distanza delle coordinate, , 120 distanza di diametro angolare, , 202 distanza di luminosità, , 115, , 181, 202 distanza, indicatori di, 38, 52, 70-72, 126, , 202 distanza propria, , Doppler, Christian, 24 Doppler, effetto, 22-25, 44-45, 48, 68, 74, , 135, 164, 167 Doroshkevich, A.G., 133 Dreyer, John, 16, 21 dualismo onda-corpuscolo,

4 Indice E Einstein, Albert, 50, 59, 69, 78, 84-85, 89-97, , , 129, 184, , , 208 elettrodebole, interazione, 143, , 149, 156, 162 elio, 34, 130, 132, 136, , 182, 197 energia d interazione, , energia oscura, 194, 196, 200, equazione di campo, 93-96, 101, 196, 198 equazione di stato, 94-95, , 204 Euclide, postulati di, 86 F fattore di scala, , 110, , , 130, 138, , 150, 152, 154, 162, 180, 196, , 203 Fizeau, Hyppolite, 24 fluttuazione quantistica, , 186, 193 forte, interazione, , 149, 162 forze, unificazione delle, 143, , 149, 151, 156, 196 Fourier, analisi di, , 201 Fowler, William, 132 Freedman, Wendy, Friedmann, Alexander A., , 119, 129 Friedmann, equazione di, , 127, , 184, 196 Frost, Edwin B., G Galassia (vedi Via Lattea), galassie, formazione delle, 165, 167, 201, 207 Galle, Johann G., 21 Gamow, George A., , 158, 164 geodetica, linea, 88, 92, 95, 193 geometria euclidea, 85-87, 105, 120, , , 173, 184, 194 geometrie non euclidee, 88, 95, , , 122, 124 Glashow, Sheldon, 143 gluone, 142, , 147, 155, 162 Gold, Thomas, 131 Grande Attrattore, 164 Grande Dibattito, Grande Unificazione, Teoria della (GUT), 143, 147, 149, 151, 196 gravitone, 142, 144, 147 Greenstein, Jesse, 175 Gruppo Locale, 164 GUT, era, 149, 150, 162 GUT, vedi Grande Unificazione, Teoria della 213

5 Capire l Universo H Hale, George H., 50-51, 62, 70 Harrison, Edward, 191 Harvard College, Osservatorio, 30, 32-33, 38-39, 43, 51, Heisenberg, Werner K., 171 Herschel, Caroline, 3-4, 6, 10-11, 15, Herschel, John, 16, 19, 21 Herschel, William F., 1-19, 21, 23, 26, 47, 65, 208 Hertzsprung, Ejnar, 36, Higgs, particella di, 156 High-Z Supernovae Search Team, 182 Hooker, telescopio, 50-51, 59, 62-63, 68, 176 Hoyle, Fred, , 135 Hubble, costante di, 72-74, , 114, , , 175, , 185, , 207 Hubble, diagramma di, 72, , , , , 207 Hubble, Edwin P., 50-51, 56, 59-75, 77-78, 84, 95-96, , 110, , 126, , 178, 208 Hubble, flusso di, 176, 179 Hubble, legge di, 70, 74-75, 78, , , Hubble, lunghezza di, 116, 118 Hubble, sfera di, Hubble, Telescopio Spaziale (HST), 36-37, 111, 126, , 180, 185 Hubble, tempo di, 104, 178 Humason, Milton L., 62-63, 70, 72-73, 78, 114, I idrogeno, 24, 113, 130, 132, , , , 165, , 182 indeterminazione, principio di, , 191, 203 inflatone, 151 inflazione, , , 164, , , 191, , , 208 interazione fondamentale, , , 149, 155 isotropia, 80-83, 94, 135, 165 K Kant, Immanuel, 13, 17, 21, 65 Kapteyn, Jacobus Cornelius, 26-28, 47, 49, 55, 57 L Lange, Andrew, 193 Large Hadron Collider (LHC), acceleratore, 156 Le Verrier, Urbain, 21 Leavitt, Henrietta S., 30, 32-36, 38-39, 41-42, 44, 65, 71, 180 Leida, Osservatorio di, 26, 78 Lemaître, Georges, lente gravitazionale, 92, 168, 180, 203, 207 Li, Ti-Pei,

6 Indice Lick, Osservatorio, 48, 50-51, 66 litio, 158, Liu, Hao, 206 lookback time, , 115, 118 Lowell, Osservatorio, 56, 61, Lundmark, Knut E., M M31, galassia, 15, 52-54, 63-65, 69, 72 Magellano, Nubi di, 31, 33, 35-39, 41-42, 44, 180 magnitudine apparente, 14, 29-31, 34-36, 38, 48, 52, 74-75, 183 magnitudine assoluta, 29-31, 35-36, 38, 52, 65, 72, 75, , 183 mappa del mondo di Milne, 109, 112, 115, 118, 126 massa gravitazionale, 89-90, 97, 99 massa inerziale, 89-90, 97 materia oscura, 123, 140, 156, , , 172, 186, 194, 196, 201, 203, meccanica quantistica, 149, mesone, 145 Messier, Charles, 15-18, 21 metrica, 87-88, 94, 102, 106 Milne, Edward A., , 112, 119, 127 modello FRW, 101, 106, 124, 126, 130, 152 modulo di distanza, 31, 38 monopolo magnetico, 150, 154, 162 Monte Wilson, Osservatorio, 45, 50-52, 57, 59, 62-65, 68, 70, 109, , 178 moto proprio, 22-25, 84 N nebulosa planetaria, 15, 17, 66 Nettuno, 21 neutralino, 169 neutrini, disaccoppiamento dei, 157, neutrino, 144, 157, , 162, 169, 191 New General Catalogue (NGC), 16 non-barionica, materia, 123, 140, 162, , 172, , 194, 196 Novikov, I., 133 nucleone, , nucleosintesi primordiale, 156, 160, 162 O Olbers, Heinrich W., 22 omogeneità, 36, 55, 70, 82, 94, 103, 152, 173, 183 orizzonte cosmologico, , 139, 151, 154, , 186, 187, 192 orizzonte degli eventi, 149 orizzonte, problema dell, 151,

7 Capire l Universo P parallasse, 6-11, 22-23, 29, 35-36, 39, 41 parsec, 8-9 particella elementare, 142, 144, 156, 160, 169, 204 Payne-Gaposchkin, Cecilia, 65 Penzias, Arno, , 190 periodo-luminosità, relazione, 36 Perlmutter, Saul, 182, 184 perturbazione adiabatica, 191, 195 piattezza, problema della, 152, 154, 194 picco acustico, , 202 Pickering, Edward Charles, 32, 39, 51 Planck, energia di, 147, 149 Planck, era di, 149, 162 Planck, massa di, 149 Planck, missione, 163, 206 plasma, , 163, , 189 Popolazione I (di stelle), 37, 39, 178 Popolazione II (di stelle), 37, 178 Popper, Karl, 79 potere risolutivo, 12, 17 pressione di radiazione, 171, 197 Principio Copernicano, Principio Cosmologico, 80, 82, 94, 96, 101, 103, 131, 165 Principio Cosmologico Perfetto, 131, 135 principio d equivalenza, 90, Principio di Mediocrità (vedi Principio Copernicano) Q quark, , 147, , 162, 191 quark-adroni, transizione di fase, 156 quasar, 92-93, , 135, 168, 181 quintessenza, R radiativa, era, , 166, 200 radiazione cosmica di fondo (CBR), 81, 94, 118, , , 170, 172, 175, 185, , , 201, radiazione termica, 136 redshift, 24, 68-71, 73-74, 80, 96, , , , , 138, , , , 192, 195, , 204 Relatività Generale, teoria della, 69, 78, 85, 88-99, 116, 119, 124, 149, 153, 198, 200, 205, 207 Relatività Ristretta, teoria della, 85, 99, 116 ricombinazione, era della, 139, , 157, , 167, 172, 187, 189, , Robertson, Howard P., 102 Russell, Henry N., 42-44,

8 Indice S Sachs-Wolfe Integrato, effetto, 206 Sachs-Wolfe, effetto, 92 Sakharov, Andrei, 155, 191 Salam, Abdus, 143 Sandage, Allan, 72, Sawangwit, Utane, scala acustica, 189, , scattering, superficie dell ultimo, 118, , 151, 163, , 172, 187, 189, 194 Schmidt, Brian, 182 Schwarzschild, Martin, 27, 49, 149, 175 Schwarzschild, raggio di, 149 Shanks, Tom, Shapley, Harlow, 36, 42-57, 59, 63-66, 70-71, 77, 81, 95 Silk, Joseph, 191 sistema binario (stellare), 10, 15, 22, 43-44, 48, 52, 182 Slipher, Vesto M., 56, 61, 68-70, 96 Sloan Digital Sky Survey, collaborazione, 202 Sombrero, galassia, 56 spaziotempo, 85, 87-89, 91-96, 123, 154, , 196, 200 spettro di potenza angolare, , 201, 207 Stato Stazionario, teoria dello, 131, 135 stella doppia, 9-11, 23, 43 struttura fine, costante di, 147 strutture, formazione delle, 167, , 191, 200, , 205, 207 superammasso di galassie, 79-80, 179, 206 supernova, 15, 53-54, 126, 131, 162, , , 185, Supernova Cosmology Project, 182, 184 supernova tipo Ia, 126, 177, Supersimmetria, 156, 169, T Tamman, Gustav, Tevatron, acceleratore, 155 trizio, 158 Tutto, Teoria del, 143, U unificazione elettrodebole, era dell, 146, 156 V van Maanen, Adriaan, 57, 66, 77 Via Lattea, 6, 12-13, 17-18, 21, 26, 29, 32-33, 36, 38, 41, 44-45, 49, 52-57, 61-65, 68-69, 72, 95, , 122, 164, 175, 178 virtuale, particella, 171 visione del mondo di Milne, 109, 112, 126 vuoto, energia del, 154, 196, 198, , 208 vuoto, equazione di stato, 198,

9 Capire l Universo W Walker, Arthur G., 102 Weinberg, Steven, 143 Wien, legge di, 137 Wilson, Robert, , 190 WIMP, particelle, 169, 208 Wirtz, Carl W., 96 WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe), missione, 73, 135, 151, 160, 163, 172, 185, , , 202, 206 Wright, Thomas, 13, 21 X Xion, Shao-Lin, 206 Y Yerkes, Osservatorio, 50, Z Zel dovich, Yakov, 191 zone of avoidance, 18, 45, 55 Zwicky, Fritz, 54, 167, 169,