L origine dell Universo

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1 L origine dell Universo

2 Secondo la teoria del Big Bang, l Universo si originò circa 14 mld di anni fa in una sorta di gigantesca esplosione chiamata Big Bang, nel corso della quale furono liberate tutta l energia e la materia esistenti. Da allora, l Universo è in continua espansione e raffreddamento per cui le galassie in esso contenute si stanno progressivamente allontanando tra loro, inoltre, la velocità di espansione sta accelerando.

3 Dal momento della sua formazione, l Universo ha cominciato a espandersi e questa espansione dura tutt ora.

4 Due possibili ipotesi sul futuro dell Universo: 1. Ipotesi dell Universo aperto l Universo si espanderà all infinito perché la forza di espansione supera quella di attrazione (dovuta alla gravità); 2. Ipotesi dell Universo chiuso la forza di attrazione supererà quella di espansione per cui tutta la materia e l energia dell Universo si riunirà in un unico punto in una grande implosione detta Big Crunch.

5 Le galassie

6 Le galassie sono enormi agglomerati di stelle tenuti insieme dalla forza di gravità. Quelle più piccole contano circa 100 mln di stelle, quelle più grandi anche più di 3 mld. a spirale ellittica a spirale barrata irregolare

7 La Via Lattea, la nostra galassia, è una galassia a spirale. Ha un diametro di circa a.l. Così è come ci apparirebbe in un cielo notturno senza inquinamento luminoso...

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9 Il Sistema solare occupa una posizione periferica in uno dei bracci della spirale e dista 28 mila a.l. dal centro galattico. Il sistema solare segue il moto di rotazione della galassia che compie un giro completo in circa 200 mln di anni.

10 Il sistema solare

11 IL SOLE

12 Il sole è una stella che dista dalla Terra 150 mln di Km e la sua luce impiega circa 8,3 minuti per giungere sul nostro pianeta. Oltre al movimento di rotazione intorno al proprio asse (di circa 26 giorni), presenta un moto di rivoluzione intorno al centro della Via Lattea che avviene in circa 200 mln di anni. 2% Composizione del sole He 26% H 72%

13 STRUTTURA DEL SOLE E costituito da una serie di strati concentrici di diversa densità, temperatura e pressione. Si distinguono due parti: interna: comprende il nucleo, la zona di radiazione e la zona di convezione; esterna: comprende la fotosfera, la cromosfera e la corona solare.

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15 STRUTTURA DEL SOLE: parte interna Nel nucleo vengono raggiunte temperature elevatissime di circa 15 mln di gradi. La densità è talmente elevata che nel piccolo volume del nucleo (1,5% di quello del Sole) si concentra circa metà della massa del Sole. La materia si trova in uno stato fisico particolare detto plasma (il quarto stato della materia). All interno del nucleo ci sono tutte le condizioni fisiche perché avvengano reazioni di fusione nucleare (vedi dopo). Questa energia si diffonde dal nucleo sotto forma di radiazioni per cui la zona successiva prende il nome di zona di radiazione, seguita dalla zona di convezione in cui il plasma caldissimo sale in superficie, si raffredda e ridiscende.

16 STRUTTURA DEL SOLE: parte esterna Dopo la zona di convezione troviamo la fotosfera, la sottile superficie luminosa visibile del Sole dove la T raggiunge i 6000 C. Sulla fotosfera sono visibili le macchie solari, zone scure più fredde del diametro di migliaia di Km che hanno un ciclo di circa 11 anni (si formano, si accrescono e diminuiscono).

17 STRUTTURA DEL SOLE: parte esterna Intorno alla fotosfera si estende la cromosfera, uno spesso involucro di gas incandescenti. Più all esterno troviamo la corona solare, uno spesso alone luminoso visibile per es. durante le eclissi. La corona è attraversata da un flusso di particelle cariche che costituiscono il vento solare che, in determinate zone dà luogo alle aurore polari. Nella corona sono inoltre visibili le protuberanze solari che possono essere dovute a eruzioni o brillamenti solari ovvero esplosioni di plasma che ricadono sul sole o si mescolano con il vento solare.

18 L ENERGIA DEL SOLE L energia del sole non deriva da semplici reazioni chimiche in cui gli elementi si combinano tra loro, bensì da reazioni nucleari in cui gli elementi sono in grado di trasformarsi in elementi differenti perché appunto ne viene modificato il nucleo. Nel caso specifico, 4 nuclei di idrogeno (costituiti da 4 protoni) si fondono per formare 1 nucleo di elio (costituito da 2 protoni e 2 neutroni).

19 L ENERGIA DEL SOLE altissima pressione fusione 1 nucleo di elio (He) 4 nuclei di idrogeno (H) o protoni altissima temperatura

20 L ENERGIA DEL SOLE La massa del nuovo nucleo di elio è inferiore alla somma delle masse dei nuclei di idrogeno di partenza, questo perché una piccola frazione di materia si trasforma in energia secondo l equazione di Einstein: E = mc 2 Dall equazione si evince come anche una piccolissima massa possa trasformarsi in un enorme quantità di energia. E ciò che fa il sole da circa 5 mld di anni bruciando ogni secondo circa 600 mln di tonnellate di H; quando questo si esaurirà il sole si spegnerà come qualsiasi altra stella e noi con lui. Questo avverrà tra circa altri 5 mld di anni.

21 Perchè ci spegneremo con il Sole? Perché il sole è l unica «inesauribile» sorgente di energia capace di mantenere in vita il nostro pianeta perché la sua energia, catturata dalle piante grazie al processo di fotosintesi, viene utilizzata per costruire le molecole biologiche indispensabili alla sopravvivenza di tutta la comunità vivente.

22 Il Sole non interagisce solo con la biosfera, ma anche con la geosfera; è infatti il motore delle forze esogene responsabili del continuo modellamento della superficie terrestre.

23 I PIANETI DEL SISTEMA SOLARE

24 I PIANETI DEL SISTEMA SOLARE I pianeti del sistema solare sono corpi celesti che non emettono luce propria, ma risplendono di luce solare riflessa. Sono in tutto otto. I primi quattro partendo dal Sole, ossia Mercurio, Venere, Terra e Marte, sono detti pianeti interni e sono di tipo roccioso. Gli altri quattro, cioè Giove, Saturno, Urano e Nettuno, sono detti pianeti esterni e sono di tipo gassoso, essendo formati in prevalenza da gas come idrogeno, elio e metano.

25 I PIANETI DEL SISTEMA SOLARE

26 I PIANETI DEL SISTEMA SOLARE I pianeti compiono un moto di rotazione attorno al proprio asse ed un moto di rivoluzione intorno al Sole, descrivendo orbite ellittiche.

27 ALTRI CORPI Nanopianeti Asteroidi Comete Meteoriti

28 ALTRI CORPI Nanopianeti Asteroidi Comete Meteoriti Sono piccoli pianeti che si trovano in una regione che si estende oltre l orbita di Nettuno detta fascia di Kuiper. Include Plutone, il nono pianeta del Sistema solare, che è poi stato declassato nel 2006 dall Unione Astronomica Internazionale.

29 ALTRI CORPI Nanopianeti Asteroidi Comete Meteoriti Sono anche detti pianetini e sono piccoli corpi rocciosi che, al momento della formazione del Sistema solare, non sono riusciti ad aggregarsi in veri e propri pianeti. Costituiscono oggi la fascia degli Asteroidi che separa i pianeti rocciosi dai pianeti gioviani. La Luna si è probabilmente originata in seguito all impatto tra la Terra ed un asteroide grande quanto Marte.

30 ALTRI CORPI Nanopianeti Asteroidi Comete Meteoriti Sono piccoli corpi composti da un nucleo di ghiaccio e polveri. Quando si avvicina al Sole, il calore provoca la sublimazione del nucleo con la formazione di una chioma (nube di vapori misti a polveri) che, spinta dal vento solare, si allunga in una coda di polveri. Le comete possono originarsi dalla fascia di Kuiper e principalmente dalla nube di Oort.

31 ALTRI CORPI Nanopianeti Asteroidi Comete Meteoriti

32 ALTRI CORPI Nanopianeti Asteroidi Comete Meteoriti Sono piccoli frammenti di comete o asteroidi costituiti da materiale roccioso o metallico. Possono raggiungere la superficie terrestre provocando la formazione di grossi crateri come in Arizona.

33 ALTRI CORPI Nanopianeti Asteroidi Comete Meteoriti Se i frammenti sono molto piccoli può succedere che, a contatto con l atmosfera, brucino completamente lasciando scie luminose chiamate meteore o stelle cadenti.

34 1 LEGGE DI KEPLERO

35 3 LEGGE DI KEPLERO t 2 /d 3 = costante Inoltre, la velocità orbitale media è inversamente proporzionale alla distanza media del pianeta dal Sole.

36 2 LEGGE DI KEPLERO

37 LEGGE DI GRAVITAZIONE UNIVERSALE