Il mistero di una origine
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Il mistero di una Origine. Angelo Tartaglia. Una domanda antica. Come è cominciato tutto quanto? Miti e cosmogonie Qualcosa esiste da sempre L’oceano primordiale Il caos informe Qualcosa accade: le forme del mondo “nascono”. Angelo Tartaglia. 2. La novità biblica.

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Presentation Transcript


Il mistero di una origine

Il mistero di una Origine

Angelo Tartaglia


Una domanda antica

Una domanda antica

  • Come è cominciato tutto quanto?

  • Miti e cosmogonie

    • Qualcosa esiste da sempre

      • L’oceano primordiale

      • Il caos informe

    • Qualcosa accade: le forme del mondo “nascono”

Angelo Tartaglia

2


La novit biblica

La novità biblica

- In principio Dio creò il cielo e la terra.

- La terra era informe e deserta e le tenebre ricoprivano l’abisso e lo spirito di Dio aleggiava sulle acque.

Genesi, I,1-2

Angelo Tartaglia

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L universo si amplia

L’universo si amplia

  • Cielo e terra (la terra è piatta e contornata dall’acqua)

  • Terra e cieli: la terra è tonda e al centro, intorno ruotano i cieli con sole, pianeti e stelle fisse

  • Il centro è il sole e terra e pianeti gli ruotano attorno


Secoli xviii xix inizi xx

Secoli: XVIII-XIX-inizi XX

  • L’universo non ha un centro

  • L’universo è una sterminata distesa di stelle distribuite più o meno uniforme-mente nello spazio

  • L’universo è eterno e sostanzialmente immutabile


Dubbi il paradosso di olbers 1826

Dubbi: il paradosso di Olbers, 1826

Perché di notte il cielo è buio?

Angelo Tartaglia

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La morte termica

La “morte termica”

Se il calore passa sempre dai corpi caldi a quelli freddi (secondo principio della termodinamica) l’universo necessariamente evolve verso uno stato in cui tutto è alla stessa temperatura e più nulla evolve.

Perché non siamo già nello stato perfettamente omogeneo e disordinato?

Angelo Tartaglia

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Einstein e la relativit generale 1915 16

Einstein e la relatività generale, 1915-16

  • Il tempo non è altro rispetto all’universo, ma ne fa parte, come lo spazio e la materia

  • Le misure separate di spazio e di tempo dipendono dall’osservatore

  • Materia ed energia sono una cosa sola

  • La materia “incurva” lo spazio-tempo

  • L’universo è una distesa illimitata e omogenea di stelle

Angelo Tartaglia

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Il primo cosmo di einstein 1917

Il primo cosmo di Einstein, 1917

  • Statico

  • Illimitato, ma finito (come la superficie di una sfera)

  • L’universo risulta instabile: dovrebbe implodere

  • Einstein introduce un termine ad hoc nelle sue equazioni per impedire l’implosione: la costante cosmologica

Angelo Tartaglia

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Relativit generale e cosmologia

Relatività generale e cosmologia

  • 1922: Alexander Friedman

  • 1927: Georges Lemaître

Le equazioni di Einstein implicano che un universo omogeneo e isotropo debba espandersi

Angelo Tartaglia

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Scoperte astronomiche

Scoperte astronomiche

  • Hubble 1925: le stelle non sono distribuite uniformemente, ma si raggruppano in galassie

Angelo Tartaglia

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Una tipica galassia

Una tipica galassia

~ 100 miliardi di stelle come il Sole

Angelo Tartaglia

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Guardando in un punto qualsiasi

Guardando in un punto qualsiasi


Edwin hubble 1929

Edwin Hubble, 1929

  • Le galassie si allontanano mediamente una dall’altra con una velocità proporzionale alla distanza.

  • L’universo si espande come aveva previsto Friedman e secondo una legge anticipata da Lemaître

Angelo Tartaglia

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C un inizio

C’è un inizio?

  • Andando indietro nel tempo si arriva ad uno stato di densità di energia tendenzialmente infinita

  • Il “Big Bang”: Fred Hoyle, 1948, proponendo la cosmologia dello stato stazionario

  • Dal Big Bang sono trascorsi circa 13,7 miliardi di anni

Angelo Tartaglia

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La costante cosmologica viene accantonata

La costante cosmologica viene accantonata

Much later, when I was discussing cosmological problems with Einstein, he remarked that the introduction of the cosmological term was the biggest blunder of his life.   George Gamow, My World Line, 1970

Angelo Tartaglia

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Big bang e big crunch

Big bang e big crunch

  • L’universo di Friedman/Le Maître può essere “aperto” o “chiuso”.

Angelo Tartaglia

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L espansione continuer per sempre

L’espansione continuerà per sempre?

Fattore di scala

Coi dati attuali sì

Tempo

Angelo Tartaglia

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Fred hoyle e la cosmologia dello stato stazionario

Fred Hoyle e la cosmologia dello stato stazionario

  • Riconosce la legge di Hubble

  • Ne dà conto introducendo un “creation field”

  • L’espansione è compensata da creazione spontanea e continua di nuova materia nello spazio

  • La quantità necessaria, 1 atomo di idrogeno per km3 all’anno, non è direttamente osservabile

Angelo Tartaglia

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Cosmologia e metafisica

Cosmologia e metafisica

  • L’ipotesi di Hoyle non è assoggettabile a verifica diretta

  • La motivazione della teoria sta in convinzioni a priori

    • L’idea della creazione continua è« ... attraente specialmente quando unita all'obiezione estetica mossa alla creazione di un universo nel remoto passato. Dal momento che è contro lo spirito della ricerca scientifica riferirsi ad effetti osservabili come derivanti da cause sconosciute alla scienza, e questo è ciò che in linea di principio implica la creazione nel passato.»

Angelo Tartaglia

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Il principio cosmologico perfetto

Il principio cosmologico perfetto

  • Hermann Bondi e Thomas Gold:

    • Nell’universo non esistono né posizioni speciali né momenti speciali

Angelo Tartaglia

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La radiazione cosmica di fondo

La radiazione cosmica di fondo

  • Nel 1964 Arno Penzias e Robert Wilson scoprono un segnale a micro-onde proveniente da tutto il cielo.

  • La radiazione corrisponde a quella di un “corpo nero” a 2,725 K (-270,475 °C).

  • È quello che ci si aspetta da un gas che si espanda “adiabaticamente” a partire da 3000 K in 13,7 miliardi di anni

Angelo Tartaglia

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Il cielo a microonde

Il cielo a microonde

Temperatura iniziale: ~ 3000 K

Temperatura oggi: 2,725 K

Angelo Tartaglia

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Le fasi iniziali

Le fasi iniziali

  • Età del fondo a microonde: ~ 380.000 anni

  • La fisica conosciuta arriva fino a circa 10-44 secondi dal “big bang”.

  • Prima le teorie esistenti non sono più applicabili

Angelo Tartaglia

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Le ultime novit

Le ultime novità

  • Adam Riess con un’ampia collaborazione di astrofisici nota che i dati di luminosità delle supernove di tipo Ia suggeriscono che l’espansione dell’universo sia accelerata (1998)

  • Ritorna in gioco la costante cosmologica

Angelo Tartaglia

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L universo col senno di oggi

L’universo col senno di oggi

Angelo Tartaglia

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Oggi l universo della fisica pieno di fantasmi

Oggi l’universo (della fisica) è pieno di fantasmi

  • La materia “visibile” è circa il 4% del totale

  • Si parla di un 23% di materia “oscura”

  • Il 73% è energia “oscura”

Angelo Tartaglia

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Universo e universo visibile

Universo e universo visibile

Guardando lontano si guarda indietro nel tempo, non oltre 14 miliardi di anni.

tempo

Noi siamo qui

Cosa c’è qui?

Angelo Tartaglia

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Universo e statistica

Universo e statistica

  • Se l’universo è infinito ed eterno tutto quello che può accadere, per quanto improbabile, accade.


Universo universi multiverso

Universo, universi, multiverso…

Noi

Altre costanti e altre leggi?

Angelo Tartaglia

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L universo tarato su di noi

L’universo è tarato su di noi?

  • Dicke (1957): 'L'età dell'universo "ora" non è casuale ma condizionata da fattori biologici ... [cambiamenti nei valori delle costanti fondametali della fisica] precluderebbero l'esistenza dell'uomo per considerare il problema.'

Angelo Tartaglia

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Il principio antropico forte

Carter (1973): "the Universe (and hence the fundamental parameters on which it depends) must be such as to admit the creation of observers within it at some stage. To paraphrase Descartes, cogito ergo mundus talis est."

Il principio antropico (forte)

Angelo Tartaglia

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Principio antropico e finalismo

Principio antropico e finalismo

  • Barrow e Tipler: "The Universe must have those properties which allow life to develop within it at some stage in its history."

  • Progetto intelligente?

  • Il nostro è solo uno di infiniti coesistenti universi possibili?

  • Tautologia irrilevante?

Angelo Tartaglia

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Numeri

Numeri

  • 7 miliardi di esseri umani sulla terra

  • ~ 100 miliardi di sistemi solari nella Via Lattea

  • ~ 100 miliardi di galassie nell’universo visibile

  • L’universo non ha nessun centro

Angelo Tartaglia

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Tiriamo le somme

Tiriamo le somme

Siamo proprio piccoli…

Da così

a così

Angelo Tartaglia

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Il mistero di una origine

  • Qualcosa l’abbiamo capito

  • Tantissimo resta da capire

  • Qualcosa non lo capiremo mai

“Ci son più cose in cielo e in terra,.., di quante ne sogni la tua filosofia…”

Shakespeare, Amleto

Angelo Tartaglia

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Il mistero di una origine

… Quando ponevo le fondamenta della terra, tu dov’eri?...Chi ha fissato le sue dimensioni … o chi ha teso su di essa la corda per misurare? Dove sono fissate le sue basi …? Hai tu considerato quanto si estende la terra?... Qual è la strada dove abita la luce e dove dimorano le tenebre …?

Giobbe, 38, …

Angelo Tartaglia

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Il mistero di una origine

Egli mi diede la vera nozione delle cose, sapere l’ordine dell’universo e la virtù degli elementi, … i cicli annuali e la posizione delle stelle, la natura degli animali e gli istinti delle bestie

… quanto è nascosto e palese

… la sapienza, artefice di tutto, me lo insegnò

Sapienza, 7, 17-21

Angelo Tartaglia

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