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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
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

3

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

6

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

7

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

8

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

9

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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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

23

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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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

27

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

28

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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slide36

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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slide37

… 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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slide38

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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