passato, presente e futuro dell universo la cosmologia fra teoria e osservazioni lapo casetti dipartimento di fisica e astronomia, università di firenze
cos è la cosmologia?
cosmologia
parte della fisica cosmologia
cosmologia parte della fisica studia l universo
cosmologia parte della fisica studia l universo (tutto intero!)
cosmologia parte della fisica studia l universo (tutto intero!) astrofisica, fisica teorica, fisica delle particelle, fisica nucleare, termodinamica e fisica statistica...
cosmologia parte della fisica studia l universo (tutto intero!) astrofisica, fisica teorica, fisica delle particelle, fisica nucleare, termodinamica e fisica statistica... molto antica e molto recente
un po di storia
...non più per immaginazione, ma per sensata esperienza e necessaria dimostrazione,... (Galileo Galilei, Lettera a Gallanzone Gallanzoni, 1611)
William Herschel 1738-1822 Caroline Herschel 1750-1848
il problema delle distanze
parallasse
candele standard
candele standard l intensità della luce decresce come il quadrato della distanza
variabili cefeidi
variabili cefeidi Henrietta Swan Leavitt 1868-1921
variabili cefeidi Henrietta Swan Leavitt 1868-1921
variabili cefeidi Henrietta Swan Leavitt 1868-1921
1920: il grande dibattito
1920: il grande dibattito
1920: il grande dibattito Harlow Shapley 1885-1972 Heber Curtis 1872-1942
1920: il grande dibattito Harlow Shapley 1885-1972 Heber Curtis 1872-1942
1920: il grande dibattito Harlow Shapley 1885-1972 Heber Curtis 1872-1942
cefeidi nella galassia di Andromeda Edwin Hubble 1889-1953
cefeidi nella galassia di Andromeda Edwin Hubble 1889-1953
la scala delle distanze cosmiche
l espansione dell universo
lo spettro della luce
lo spettro della luce
misurare la velocità di una galassia
misurare la velocità di una galassia
la legge di Hubble Edwin Hubble 1889-1953
la legge di Hubble Edwin Hubble 1889-1953
la legge di Hubble Edwin Hubble 1889-1953
la legge di Hubble Edwin Hubble 1889-1953 v = H0 d
l universo si espande!
l universo si espande!
l universo si espande!
l universo si espande! v = H0 d
l universo si espande! z = H0 (d/c)
un po di teoria: cosmologia relativistica
la relatività generale
la relatività generale Albert Einstein 1879-1955
la relatività generale Albert Einstein 1879-1955
la relatività generale Albert Einstein 1879-1955
la relatività generale
la relatività generale geometria = densità di materia ed energia La materia dice allo spazio come curvarsi; lo spazio dice alla materia come muoversi. (J. A. Wheeler)
principio cosmologico a grande scala, l universo è omogeneo e isotropo
principio cosmologico a grande scala, l universo è omogeneo e isotropo
principio cosmologico a grande scala, l universo è omogeneo e isotropo
principio cosmologico a grande scala, l universo è omogeneo e isotropo
principio cosmologico a grande scala, l universo è omogeneo e isotropo
la forma dell universo
la forma dell universo k = +1 k = -1 k = 0
l universo non è statico!
l universo non è statico!
l universo non è statico!
la costante cosmologica
la costante cosmologica geometria = densità di materia ed energia + densità di energia del vuoto (che si oppone alla gravità)
la costante cosmologica
la costante cosmologica il più grande errore della mia vita (Albert Einstein)
big bang!
il big bang
il big bang sir Fred Hoyle 1915-2001 teoria dello stato stazionario principio cosmologico perfetto George Gamow 1904-1968 big bang
il big bang
la radiazione cosmica di fondo 1948: Alpher (studente di Gamow) e Herman predicono l esistenza di una radiazione fossile a una temperatura di pochi K
la radiazione cosmica di fondo 1964: Arno Penzias e Robert Wilson scoprono (per caso!) la radiazione cosmica di fondo
la radiazione cosmica di fondo e ne misurano la temperatura: circa 3K (misure più recenti: T = 2.73 K)
la radiazione cosmica di fondo 1978: Nobel!
abbondanze cosmiche
abbondanze cosmiche The results of these calculations were first announced in a letter to The Physical Review, April 1, 1948. This was signed Alpher, Bethe, and Gamow, and is often referred to as the 'alphabetical article.' It seemed unfair to the Greek alphabet to have the article signed by Alpher and Gamow only, and so the name of Dr. Hans A. Bethe (in absentia) was inserted in preparing the manuscript for print. Dr. Bethe, who received a copy of the manuscript, did not object, and, as a matter of fact, was quite helpful in subsequent discussions. There was, however, a rumor that later, when the alpha, beta, gamma theory went temporarily on the rocks, Dr. Bethe seriously considered changing his name to Zacharias. The close fit of the calculated curve and the observed abundances is shown in Fig. 15, which represents the results of later calculations carried out on the electronic computer of the National Bureau of Standards by Ralph Alpher and R. C. Herman (who stubbornly refuses to change his name to Delter.) [G. Gamow]
big bang: successi e problemi
big bang: successi e problemi successi
big bang: successi e problemi successi radiazione cosmica di fondo
big bang: successi e problemi successi radiazione cosmica di fondo abbondanze degli elementi
big bang: successi e problemi successi radiazione cosmica di fondo abbondanze degli elementi problemi
big bang: successi e problemi successi radiazione cosmica di fondo abbondanze degli elementi problemi piattezza
big bang: successi e problemi successi radiazione cosmica di fondo abbondanze degli elementi problemi piattezza orizzonte
i primi istanti dell universo
l universo inflazionario Alan Guth
l universo inflazionario
l universo inflazionario
il lato oscuro dell universo
materia oscura
materia oscura curve di rotazione delle galassie
materia oscura curve di rotazione delle galassie velocità e lensing gravitazionale degli ammassi di galassie
materia oscura curve di rotazione delle galassie velocità e lensing gravitazionale degli ammassi di galassie formazione delle strutture cosmiche
materia oscura cos è la materia oscura? curve di rotazione delle galassie velocità e lensing gravitazionale degli ammassi di galassie formazione delle strutture cosmiche
una nuova candela standard
una nuova candela standard
l espansione accelerata
l espansione accelerata
energia oscura
energia oscura
energia oscura espansione accelerata
energia oscura espansione accelerata è la costante cosmologica di Einstein!
energia oscura espansione accelerata è la costante cosmologica di Einstein! energia oscura
energia oscura espansione accelerata è la costante cosmologica di Einstein! energia oscura cos è l energia oscura?
misure cosmologiche di precisione
fluttuazioni di temperatura della radiazione cosmica di fondo
fluttuazioni di temperatura della radiazione cosmica di fondo
fluttuazioni di temperatura della radiazione cosmica di fondo
fluttuazioni di temperatura della radiazione cosmica di fondo
il modello standard della cosmologia
la carta d identità dell universo età densità di materia normale densità di materia oscura densità di energia oscura 13.7 miliardi di anni 4.5% 22% 73.5%
epilogo
un buon libro...
grazie per l attenzione