INDICE ANALITICO. ed età dell Universo, 32, 34, 174 ed evoluzione dell Universo, 21, 32, 39, 41, 46, 49, 200

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1 RINGRAZIAMENTI Innanzitutto, un immenso grazie per il lavoro profuso nella realizzazione di questo libro a Marina Forlizzi della Springer, che è stata la prima a crederci, e a Corrado Lamberti, per i preziosi suggerimenti. Ho inoltre un particolare debito di gratitudine nei confronti di Margherita Hack, che ha scritto la prefazione. Poi, grazie a Nicola Vittorio, per avermi introdotto (ormai quasi quindici anni fa) alla ricerca in cosmologia. La maggior parte delle opportunità di crescita che ho avuto in questo mestiere è merito suo, e gliene sono enormemente grato. Grazie ai miei insegnanti, e ai tanti colleghi con cui ho collaborato nel corso degli anni. A ognuno sono debitore di una parte di quello che so. In particolare, grazie a George Smoot per quello che ho imparato lavorando al suo fianco per un paio di anni a Berkeley. Un pensiero per gli amici, vecchi e nuovi, del gruppo di cosmologia dell Università di Roma Tor Vergata, con cui condivido quotidianamente non solo le fatiche e le soddisfazioni della scienza, ma anche tanti momenti non strettamente professionali (forse, i migliori): Marco Bruni, Paolo Cabella, Giancarlo de Gasperis, Grazia De Troia, Domenico Marinucci, Pasquale Mazzotta, Paolo Natoli, Daniele Pagano, Davide Pietrobon, Claudia Quercellini, Alessio Traficante. Infine, un grazie affettuoso ai miei genitori, per tutto quello che mi hanno insegnato, e ad Andrea e Alessio, senza nessuna ragione particolare. A Ilaria: un grazie grande come l Universo.

2 INDICE ANALITICO acceleratori di particelle, 206 Agostino (S.), 31 Alighieri, Dante, 41, 143, 152 aloni galattici, 101 Alpher, Ralph, ammassi di galassie, 4, 71, 85, 99 analisi armonica, 122 Andromeda, vedi M31 in Andromeda, galassia anisotropie della radiazione cosmica di fondo, 77 80, 104, 105, 109 di dipolo, anno luce, 3 Aristotele, 152, 182 armoniche, 119, 120, 132, 135, 204 Armstrong, Louis, 119 Armstrong, Neil, 90 assione, 103 atomi, 38, 50, 54 Baade, Walter, 35 Bahcall, John, 173 barioni, 53 Beethoven, Ludwig van, 127 Bethe, Hans, 62 Big Bang, 3, 8 e formazione di strutture, 72, 94, 111 e origine dello spaziotempo, 30, 31, 199 e sintesi dei nuclei leggeri, vedi nucleosintesi primordiale ed età dell Universo, 32, 34, 174 ed evoluzione dell Universo, 21, 32, 39, 41, 46, 49, 200 fondamenti osservativi, 14, 53, 67 69, 111, 174, 210 fondamenti teorici, 20, 21 limiti del, origine del nome, 8 problemi del, 86 88, 91 teorie rivali, vedi stato stazionario Bondi, Hermann, 67, 68 BOOMERANG, , , 161, , 171, 199 Borges, Jorge Luis, 187 Brahe, Tycho, 7 Bucchi, Massimo, 159 Burke, Bernard, 66 Calvino, Italo, 7 candela standard, 33 Cefeidi, 9, 34, 35, 165 cianogeno, 63 Cicerone, Marco Tullio, 113 COBE, , 144, 145, 151, 160, Colombo, Cristoforo, 152 Conklin, Edward, 82 Copernico, Niccolò, 7, 187 Corey, Brian, 82 corpo nero, 46 distribuzione energetica del, 47 50, 55, 56, 111, 112 cosmologia, 1 costante cosmologica, , 166, 172, , 186 costante di gravitazione universale, 32 costante di Hubble, 23, 32, 33, 35 Cramer, John, 174

3 214 INDICE ANALITICO curvatura dello spaziotempo, 18 DASI, , 171, 199 de Bernardis, Paolo, 148 de Vaucouleurs, Gérard, 84 densità critica dell Universo, 23 densità dell acqua, 23 densità dell aria, 24 densità di radiazione del corpo nero, 77 densità media dell Universo, 23, 30, 32, 35, 86, 88, 159, 171 in barioni (atomi), 54, 102, 137, 162, 173 in energia oscura, 166, 172 in materia oscura, 102, 162, 172 deuterio, 52 Dicke, Robert, 65, 66, 86, 107 diffusione, 55, 135, 198 dimensioni extra, 204, 206 dipolo, vedi anisotropie della radiazione cosmica di fondo disaccoppiamento, 56, 59, 77, 78, 196 distanze in cosmologia, 3, 9 11, 33 35, 49, 154 distribuzione energetica, 46 DMR, 107, 109, 111 Don Rodrigo, 56 Doppler, effetto, 44, 45, 78, 82 Doroshkevich, Andrei, 64 Eddington, Arthur, 62 effetto Doppler, vedi Doppler, effetto Einstein, Albert, 15 20, 25, 26, 30 32, 37, 38, 43, 44, 62, 68, 77, 79 81, 95, 102, 154, 161, 162, 164, 172, 174, 180, 181, 188, 197 elettroni, 38, 56, 106, 195, 198 elio, 51 abbondanza dell, formazione dell, vedi nucleosintesi primordiale Eliot, Thomas Stearns, 177 energia del fotone, 44 energia del vuoto, 180, 181, 207 energia della radiazione elettromagnetica, 42 nell Universo in espansione, 49, 50, 55 energia di punto zero, 180 energia oscura, 183, 184, 186 equilibrio termico, 47, 49, 50, 55 Eratostene, , 160 espansione dell Universo, 13, 14, 20, 21 e geometria, 30 accelerata, 91, 93, 163, 166, asimmetrica, 83 e dimensioni extra, 205 possibili modi di, 22, 23, 183 significato dell, 30 velocità di, vedi costante di Hubble etere, 80 Feynman, Richard, 209 fine tuning, 87 FIRAS, 108, 111 Fitzgerald, Ella, 119 Fludd, Robert, 140 fluttuazioni quantistiche, 96 Ford, Kent, 100, 101 forza nucleare debole, 72 forza nucleare forte, 51 fotoni, 43, 44 nell Universo primordiale, 49, 50, Fourier, Joseph, 122 Fowler, William, 67 frequenza, 41 frequenza di una corda vibrante, 118 frequenza fondamentale, 119 frequenze armoniche, vedi armoniche Friedmann, Alexander, 20, 21, 31, 37, 61, 62, 67, 174 modello cosmologico di, 20, 21, 23, 25, 161, 165 fusione nucleare, reazione di, 51 Galassia, 9

4 INDICE ANALITICO 215 emissioni di microonde della, 105 velocità rispetto alla radiazione cosmica di fondo, 84 galassie, 9 curve di rotazione, 101 distribuzione nell Universo, 85 relazione distanza-velocità, vedi legge di Hubble Galilei, Galileo, 2, 7, 16 Gamow, George, 62 65, 67, 174 geometria dell Universo, 28 misura della, 156, 159 geometria euclidea, 25 geometria non euclidea, 26 Georgi, Howard, 201 Glashow, Sheldon, 200 Gold, Thomas, 67, 68 Grande Attrattore, 85 gravitazione, 17 teoria di Einstein della, vedi teoria della relatività generale teoria di Newton della, 18 Grossmann, Marcel, 17 Gruppo Locale, 83 Guth, Alan, 92, 97 Harrison, Edward, 97, 111 Hauser, Mike, 107, 108 Hawking, Stephen, 110 Heisenberg, Werner, 95 Henry, Paul, 82 Herman, Robert, Herschel, William, 8, 9 Hertz, 41 Herzberg, Gerhard, 63 Hoyle, Fred, 8, 67, 68 Hubble, Edwin, 9 11, 14, 15, 20, 25, 31, 34, 35, 37, 38, 45, 46, 66, 79, 165, 174 Vedi anche costante di Hubble; legge di Hubble Humason, Milton, 10, 11, 34 idrogeno, 51 abbondanza dell, 51 formazione dell, vedi ricombinazione inflazione, 91 94, 96 98, 111, 133, 159, 168, 171, 197 instabilità gravitazionale, meccanismo di, 75 isotopi, 39 isotropia dell Universo, 20 della radiazione cosmica di fondo, 76 Jeans, James, 123, 124, 126 Kant, Immanuel, 9 Kelvin, 55 Keplero, Giovanni, 7, 113, 114, 123, 126, 140 Kolb, Edward Rocky, 162 Landau, Lev, 67 Lange, Andrew, 148 Leavitt, Henrietta, 9, 34, 165 legge di Hubble, 12 deviazioni dalla, 84 legge di trasformazione, 16 Lemaître, Georges, 61, 62, 67, 174 lente gravitazionale, 101 luce, velocità della, 3, 16 Lucrezio, 71 luminosità apparente, 33 luminosità assoluta, 33 lunghezza d onda, 41 lunghezza di Planck, 203 M31 in Andromeda, galassia, 3, 10 Magellano, Ferdinando, 152, 161 materia oscura, barionica, 102 e anisotropie della radiazione cosmica di fondo, 135, 136, , e formazione di struttura, 103, 104 e neutrini, 103 non barionica, 102, 103 stime della, 102, 162, 166, 171, 172 Mather, John, 107, 108, 111, 210

5 216 INDICE ANALITICO MAXIMA, , , , 171 meccanica quantistica, 95, 180, 202 Michelson, Albert, 80 microonde, 43, 58, 105 Minkowski, Hermann, 17 modello elettrodebole, 200 monocordo, 116 Morley, Edward, 80 nebulose, vedi galassie neutralino, 103 neutrini, 103 neutroni, 38 Newton, Isaac, 7, 17, 18, 24, 25, 27, 31, 32 Nobel, premio, 43, 63, 66, 111, 200, 209 Novikov, Igor, 64 nuclei atomici, 38 nucleosintesi primordiale, 51 53, 62 e densità di barioni, 54, 102, 137, 173 Ohm, Edward, 64 omogeneità dell Universo, 19, 76, 85 onda, 41 onde gravitazionali, 197 onde sonore, 117 orizzonte cosmologico, 89 oscillazioni acustiche, 126, , 168, 197 Ostriker, Jeremiah, 100 ottava, 116 parametri cosmologici, 36 Partridge, Bruce, 82 Peebles, James, 2, 65, 66, 81, 100, 134 Penzias, Arno, 63 66, 68, 76, 79, 80, 90, 107, 134, 168, 210 Perlmutter, Saul, 164, 165 perturbazioni di densità, 75, 77 79, 96 98, 112, , , picchi acustici, , 159, 167, 171, 197 picchi Doppler, vedi picchi acustici Pitagora, 113, , 119, 130, 139, 140 Planck (satellite), 177, 178, 180, 186, 193, 199 Planck, Max, 46 plasma, 40 Platone, 113, 152 polarizzazione, 194 Popper, Karl, 1 principio antropico, 182 principio cosmologico, 19, 76 principio di indeterminazione di Heisenberg, 95 principio di relatività, 15 problema della piattezza, 88 protoni, 38 quadrupolo, 195 quark, 38 Quinn, Helen, 201 quintessenza, 182 radiazione cosmica di fondo a microonde, 4, 58 distribuzione energetica della, 111 fluttuazioni di temperatura della, vedi anisotropie della radiazione cosmica di fondo polarizzazione della, scoperta della, temperatura della, 58, 63 66, 111 radiazione elettromagnetica, 41 radiometro, 66 radiometro differenziale, 82, 107 raggi luminosi, cammino dei, 155 redshift, 50 redshift gravitazionale, 78 Rees, Martin, 79, 195 reionizzazione, 198 Renzo e Lucia, 56 Richards, Paul, 148 ricombinazione, 56, 58, 104, 125, 128, 130 Riemann, Georg, 25, 26, 154, 161 Riess, Adam, 164, 165

6 INDICE ANALITICO 217 Roll, Peter, 65, 66 Rubin, Vera, 83, 84, 100, 101 Rutherford, Ernest, 38 Sachs, Rainer, 79 Sakharov, Andrei, 134 Salam, Abdus, 200 scala di indicatori di distanze, 34 Sciama, Dennis, 79, 80 Silk, Joseph, 79, 135 singolarità, 201 Slipher, Vesto, 10 Smoot, George, 82, 83, 85, 105, 107, , 148, 210, 211 spaziotempo, 17 spettro delle fluttuazioni di temperatura della radiazione cosmica di fondo, , , 157, 159, 171 spettro elettromagnetico, 43 spettro sonoro, 121 stati della materia, 40 stato stazionario, 67, 68 Stradivari, Antonio, 119 Sunyaev, Rashid, 134 superammassi, 85 Superman, 21, 22 supernovae di tipo Ia, Tantalo, 2 temperatura del corpo nero, 46, 77 temperatura dell Universo, 39, 40, 52, 53, 55, 58 tempo di Planck, teoria della relatività generale, 17 teoria della relatività speciale (o ristretta), 15 teoria delle stringhe, teorie di campo quantistiche, 202 teorie di grande unificazione, 200 timbro, 119 TOCO, 151 topologia dell Universo, Turner, Ken, 66 velocità della luce, 3, 16 velocità di espansione dell Universo, vedi costante di Hubble velocità di fuga, 21 velocità peculiare, 84 Vergine, superammasso della, 85 Via Lattea, vedi Galassia Weinberg, Steven, 200, 201 Wheeler, John, 19 Wilkinson, David, 65, 66, 81, 82, 168 Wilson, Robert, 63 66, 68, 76, 79, 80, 90, 107, 134, 168, 210 WMAP, , 173, 174, , 186, 193, 199 Wolfe, Arthur, 79 Yu, Jar, 134 Zel dovich, Yakov, 97, 111, 134 zero assoluto, 55 Zeus, 2, 155 Zwicky, Fritz, 84, 99

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