Osservare l’Universo attraverso le onde radio

radioastronomia

Un’immagine storica

Se chiedi a un astronomo di scegliere l’immagine più emozionante di tutta l’astronomia, molto probabilmente ti dirà che è un anello arancione. A prima vista questa immagine potrebbe non sembrare molto affascinante – una ciambella sfocata e luminosa – ma in realtà lo è perché si tratta della prima visione di un buco nero, con i colori che indicano l’intensità delle emissioni radio.

L’immagine mostra un buco nero che è 6,5 miliardi di volte più massiccio del Sole e che si trova nel cuore di una galassia distante 55 milioni di anni luce. I piccoli dettagli dell’immagine hanno rivelato che il buco nero ruota in senso orario e consuma l’equivalente di centinaia di masse terrestri ogni anno.

buco nero

Questa immagine senza precedenti di uno degli oggetti più mist...

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Missione su Titano

Dragonfly

Decennio di esplorazioni

I prossimi anni saranno molto importanti per l’esplorazione spaziale. Il rover Perseverance è già atterrato su Marte e ha iniziato a condurre operazioni scientifiche. Entro la fine dell’anno verranno lanciati il ​​telescopio spaziale James Webb di nuova generazione, il Double Asteroid Redirection Test (DART) e la sonda Lucy (la prima missione sugli asteroidi troiani di Giove).

Prima della fine del decennio, verranno inviate missioni anche su Europa (luna di Giove) e Titano (la più grande luna di Saturno) per estendere la ricerca di segni di vita nel nostro sistema solare. Su Titano la NASA prevede di lanciare Dragonfly entro il 2026, con arrivo previsto nel 2034.

Segni di una Terra primordiale

Titano è un analogo della Terra primordiale e può fo...

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La stanza cinese

stanza cinese

Esperimenti mentali

Dove non arriva l’osservazione strumentale, può arrivare la mente. In fisica sono numerosi gli esempi di scoperte alle quali gli scienziati sono pervenuti senza fare alcuna osservazione – che semmai è arrivata dopo, come conferma delle ipotesi teoriche che ne sono a presupposto.

Basta fare un esempio su tutti: la teoria della relatività. Einstein arrivò alle sue stupefacenti conclusioni – che ancora oggi, seppure verificate a più riprese, sconvolgono il nostro senso comune – esclusivamente aguzzando il suo ingegno e aiutandosi con i cosiddetti esperimenti mentali (in tedesco, Gedanken­experiment). Einstein stesso dichiarò la loro importanza nel 1922.

Il punto di svolta mi si presentò improvvisamente un giorno...

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Il diagramma H-R

diagramma h-r

Evoluzione stellare

Il diagramma H-R (dal nome delle iniziali di Ejnar Hertzsprung e Henry Russel, che l’idearono all’inizio del 20° secolo) è fondamentale per la descrizione dell’evoluzione stellare.

Esso illustra la relazione tra la luminosità e la temperatura (o la classe spettrale) delle stelle ed è uno strumento di grande utilità per valutare l’evoluzione di una stella dalla posizione che essa occupa nel diagramma.

Nel corso della loro vita, infatti, le stelle evolvono secondo un determinato percorso, che dipende in particolar modo dalla loro massa. Nel diagramma (v...

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Le proprietà dell’Universo

Planck universe

Recessione delle galassie

Fino al 1929 era opinione diffusa che l’Universo fosse statico. In quell’anno Edwin Hubble osservò alcune galassie e scoprì che esse si stavano tutte allontanando dalla Terra con una velocità proporzionale alla loro distanza: fu la prova che l’Universo si sta espandendo.

Se si ripercorre all’indietro tale espansione, si arriva a un inizio in cui tutto era racchiuso in un punto di temperatura e densità infinite: si ipotizza che da tale punto nacque l’Universo, con una grande esplosione (Big Bang), con la quale ebbe origine ogni cosa, anche lo spazio e il tempo. Questo punto iniziale è detto singolarità, in quanto in esso le leggi della fisica perdono di significato.

Conferma del Big Bang

A confermare la teoria del Big Bang ci sono anche altri due...

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Perché l’Universo si espande così rapidamente?

universo

Anomalia da comprendere

Un modo per conoscere il tasso di espansione dell’Universo (costante di Hubble) è misurare la radiazione cosmica di fondo emessa subito dopo il Big Bang.

Questa radiazione racchiude in sé gli elementi primordiali del Cosmo, che inseriti in un modello di evoluzione cosmica ci fanno capire quanto velocemente lo spazio dovrebbe espandersi oggi.

Ma la teoria non combacia con i risultati che derivano dalle osservazioni: l’Universo si sta espandendo più velocemente di quanto previsto, ossia il valore della costante di Hubble è più grande di quello che deriva dai calcoli teorici.

Discrepanza reale o errore di misurazione?

La differenza tra l’espansione calcolata teoricamente e quella misurata sperimentalmente si chiama tensione di Hubble...

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Buchi neri e singolarità

buco nero

Impossibilità di accesso

Nel 1915 Einstein pubblicò la sua teoria generale della relatività, rivoluzionando la comprensione dei concetti di spazio, tempo, gravità, materia ed energia. Negli anni Cinquanta, la teoria di Einstein ebbe un enorme successo, ma molte delle sue previsioni erano ancora considerate improbabili e non verificabili.

Le sue equazioni mostravano, per esempio, che era teoricamente possibile che il collasso gravitazionale forzasse abbastanza materia in una regione sufficientemente piccola da diventare infinitamente densa, formando una singolarità da cui nemmeno la luce poteva sfuggire. Questi divennero noti poi come buchi neri.

Ma abbiamo un problema: all’interno di una tale singolarità, le leggi della fisica conosciute – inclusa la teoria della relatività ...

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Le piramidi si allineano con le stelle?

piramide orione giza

Misteriose costruzioni

Gli antichi egizi osservavano da vicino il cielo notturno della Terra e chiamavano le costellazioni in onore dei loro dei. Ma i costruttori delle piramidi hanno davvero realizzato questi monumenti pensando alle stelle?

L’idea è plausibile ma non c’è alcuna certezza che le cose siano andate effettivamente così. Tra i tanti allineamenti proposti il più famoso è quello con il il Complesso della Piramide di Giza, che comprende la Grande Sfinge e tre piramidi principali: la Piramide di Menkaure, la Piramide di Chefren e la Grande Piramide di Giza.

Le piramidi furono costruite nei decenni intorno al 2500 a.C., durante un periodo chiamato Antico Regno dell’Antico Egitto...

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Apophis: un asteroide che ci colpirà?

Passaggio ravvicinato

Si sente spesso parlare dell’asteroide Apophis, che potrebbe colpire la Terra in un prossimo futuro. Cerchiamo di mettere un po’ di ordine sulla questione.

Apophis (già noto come 2004 MN4) è un NEO (Near Earth Object), cioè un corpo che passa molto vicino alla Terra. È stato scoperto il 19 giugno 2004; dapprima si pensava che potesse colpire il nostro pianeta nel 2029, ma calcoli più precisi lo hanno escluso.

In effetti, il 13 aprile 2029 Apophis, grande oltre 300 m (tre campi di calcio e mezzo), passerà a 31.900 km dalla Terra (sarà facilmente visibile a occhio nudo)...

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Cos’è il redshift?

redshift

Universo in espansione

A causa dell’espansione dell’Universo, tutte le galassie, compresa la nostra, si stanno allontanando le une dalle altre e i segnali che provengono da esse arrivano sulla Terra con un incremento della lunghezza d’onda rispetto a quando sono stati emessi.

Questo fenomeno si chiama redshift (spostamento verso il rosso), perché nel visibile produce uno spostamento verso il colore rosso dei segnali elettromagnetici emessi dalle galassie. L’effetto è tanto maggiore quanto più velocemente le galassie si allontanano, quindi quanto più esse sono lontane.

Il redshift si calcola piuttosto facilmente misurando la differenza tra la lunghezza d’onda dei segnali in arrivo dalle galassie e quella delle analoghe emissioni prodotte in laboratorio...

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