L'Universo e il Sistema solare

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Categoria:Astronomia

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Testo

L'UNIVERSO E IL SISTEMA SOLARE

L' universo: un'infinitа di galassie
Le stelle sono raggruppate in enormi sistemi chiamati galassie. E ciт che forma l'immenso spazio cosmico, che noi chiamiamo Universo, и proprio l'insieme enorme di tutte le galassie. Le galassie, diverse tra loro a seconda della forma, possono essere: ellittiche, a spirale, a spirale barrata e irregolari.
Galassia ellittica: di forma ovoidale piщ o meno appiattito.
Galassia a spirale: da un nucleo centrale si dispartono piщ bracci.
Galassia a spirale barrata: il nucleo и attraversato diametralmente da una banda luminosa.
Galassia irregolare: di forma irregolare.

Le stelle
Le stelle che formano una galassia sono centinaia di miliardi. Le stelle и definita come un corpo che brilla di luce propria, una stella и un agglomerato di materie allo stato gassoso, in grado di produrre una grandissima quantitа d'energia. Quest’energia и dovuta alle reazioni di fusione nucleare che avvengono all'interno della stella, dove la temperatura и elevatissima. La luce che noi vediamo и solo una piccolissima parte di tutta l'energia che ogni stella irradia costantemente. In base alla loro temperatura superficiale, alle dimensioni e alla distanza che le separa dalla Terra, le stelle ci appaiono di colore e di luminositа diversa. Le stelle possono essere di tre tipi:

nane (molto piщ piccole del Sole)
medie (come il Sole)
giganti e supergiganti (da 100 a 1000 volte piщ grandi del Sole).

Vita di una stella
Secondo la teoria piщ recente, si parla di un vero e proprio "ciclo vitale" delle stelle.
Una stella "nasce" all'interno delle nebulose, grandi nubi di gas contenenti soprattutto idrogeno e polveri. Questi gas e queste polveri cosmiche, a causa della forza d’attrazione gravitazionale, si contraggono, formando nel loro interno un nucleo molto denso e caldo detto protostella. La continua contrazione a cui и sottoposto questa protostella determina un notevole aumento della temperatura che, progressivamente, raggiunge 10-15 milioni di gradi centigradi. A questa temperatura s’innescano le reazioni nucleari di fusione che trasformano l'idrogeno in elio, con una produzione d’ingenti quantitа d’energia; nasce cosм una stella. La continua produzione d’energia farа brillare la stella di luce propria per miliardi d’anni... finchи, a secondo della sua grandezza, andrа incontro alla sua "fine".

L'origine dell’Universo: il Big Bang
Le galassie, ma anche altri corpi celesti (i pianeti, i satelliti, gli asteroidi, le comete, ecc...), formano l'immenso Universo. Analizzando lo spettro della luce che proviene dalle varie galassie, si и scoperto che tutte le galassie sono dotate di un moto d’allontanamento dalla nostra galassia, e che la velocitа di tale moto и tanto maggiore quanto piщ lontana и la galassia. Questo fenomeno, osservabile dalla nostra galassia, и ugualmente osservabile da una qualsiasi altra galassia, quindi: tutte le galassie si allontanano le une dalle altre con velocitа proporzionale alee loro distanze. Si parla quindi di teoria dell’Universo in espansione.
Dato che le galassie si allontanano e l’Universo si espande, se noi andassimo a ritroso nel tempo, troveremo queste galassie sempre piщ vicine e l’Universo sempre piщ concentrato in una sfera relativamente piccola, quindi di densitа a calore enormi: un atomo primordiale. Quest’atomo primordiale subм una gigantesca esplosione, il cosiddetto Big Bang, e furono scaraventati nello spazio materia ed energia sotto forma di particelle elementari, che dopo pochissimo tempo si erano giа differenziate in protoni, neutroni, ed elettroni. Nasceva cosм l’Universo. E mentre l’espansione progrediva, il volume dell’Universo cresceva e la temperatura si abbassava. Quando la temperatura scese al di sotto di un certo valore, iniziarono a formarsi le prime stelle e l’Universo cominciт cosм a prendere la configurazione che ha oggi, continuando ad espandersi… e continua tutt’ora.
L’Universo continuerа ad espandersi all’infinito?
Le teorie piщ attendibili che gli scienziati hanno formulato, sul futuro del dell’Universo sono due:

Teoria dell’Universo aperto: ipotizza che la materia presente non sia sufficiente a provocare l’attrazione e quindi fermare l’espansione; l’Universo continuerа ad espandersi illimitatamente “bruciando” alla fine tutto il suo combustibile nucleare e diventado infinitamente grande e freddo.
Teoria dell’Universo chiuso o oscillante: ipotizza che, esauritasi l’energia del Big Bang, le galassie saranno reciprocamente attratte dalla loro forza di gravitа, la quale li riavvicinerа, fino a concentrare tutto l’Universo in quell’atomo primordiale da cui tutto ha avuto inizio.

La nostra galassia
Immersa in quest’immenso Universo troviamo quella che fino a un secolo fa si riteneva fosse l’unica galassia esistente la Via Lattea o Galassia, cioи la nostra galassia, in cui una stella particolare, il Sole, diede origine al Sistema Solare. La Via Lattea и una galassia a spirale costituita da un denso nucleo centrale. Vista di profilo essa и simile a un disco appiattito con un rigonfiamento in corrispondenza del nucleo.

Il Sistema Solare
Il Sole и una delle tantissime stelle di cui и costituita la nostra galassia, ma и ad esso che si devono la nascita del Sistema Solare e il meraviglioso fenomeno della vita sulla Terra. Il Sole e i pianeti non esistevano ancora; nella galassia un’enorme nube di polvere cosmica (la nebulosa planetaria), cominciava a “collassare”, cioи a contrarsi e addensarsi verso il centro, grazie alla forza di attrazione reciproca delle particelle che la componevano, e iniziava quindi a ruotare su se stessa sempre piщ velocemente, assumendo la forma di un disco. Collassando verso il centro, la nube si riscaldava sempre piщ per effetto dell’enorme pressione, fino a raggiungere una temperatura elevatissima, che innescт, proprio nella sua parte centrale, delle reazioni nucleari di fusione. Si accese cosi una stella: il Sole.
La produzione di energia da parte del Sole equilibrava il collasso e quindi non tutto il materiale della nube cadeva su questa stella nascente. Quando il Sole si era giа formato, attorno ad esso ruotava ancora una piccola parte di nube composta da particelle solide e gas: idrogeno ed elio.
La parte gassosa si allontanava spazzata dal vento solare, ma insieme alle particelle solide, era ormai intrappolata dalla forza gravitazionale del Sole attorno al quale ruotava. Nel loro movimento queste particelle si scontravano, si aggregavano e, come un effetto valanga, diventavano via via sempre piщ grandi e incominciavano a esercitare la propria forza di gravitа attirando tutti i corpi piщ piccoli che si trovano nei loro dintorni. Si formarono cosм i planetesini, dai quali, nell’arco di alcune decina di milioni di anni, presero forma i vari componenti del Sistema Solare: i pianeti, gli asteroidi e le comete.

Il Sole…
Il Sole, di estrema importanza per la nostra vita, и una stella media gialla, che non si distingue dalle altre ne per grandezza ne per splendore. Immaginando di procedere dal suo interno verso l'esterno incontriamo:

Il nucleo, nel quale la temperatura raggiunge i 20 milioni di grandi centigrandi (°C); qui avvengono le reazioni di fusione nucleare;
La zona radiativa, nella quale l'energia prodotta dal nucleo si propaga per irraggiamento;
La zona convettiva, nella quale l'energia si propaga verso la superficie esterna con moti convettivi;
L'atmosfera, formata a sua volta dalla fotosfera, che corrisponde alla porzione visibile del Sole, dalla cromosfera, che и un sottile anello rassastro visibile durante le eclissi, e dalla corona, la parte piщ esterna del Sole.
Sulla fotosfera solare si possono osservare delle granulazioni, che rappresentano la porzione superficiale delle colonne di gas interessate dai moti convettivi.
Altre manifestazioni superficiali dell'attivitа solare sono: le macchie, le protuberanze e i brillamenti. Il Sole ruota su se stesso impiegando circa 25 giorni per compiere una rotazione completa. Inoltre esso, insieme a tutti i componenti del Sistema Solare, si muovono all'interno della Via Lattea impiegando cica 200 milioni di anni per compiere un giro completo, cioи una traslazione.

... e la sua "famiglia"
Nel 1543 l'astronomo polacco Niccolт Copernico contestт, con una sua pubblicazione, la teoria geocentrica che Claudio Tolomeo, un astronomo, aveva elaborato per spiegare i fenomeni allora osservati. Secondo la teoria geocentrica la Terra и immobile al centro dell'Universo e tutti gli astri, Sole compreso, ruotano attorno ad essa. Copernico propone, invece, una nuova teoria, la teoria eliocentrica secondo la quale и il Sole che si trova al centro dell'Universo e la Terra и soltanto uno dei nove pianeti che orbitano attorno ad esso. Otre ai nove pianeti, la famiglia del Sole comprende piщ di trenta satelliti dei pianeti, infiniti pianeti minori, detti asteroidi, e le caratteristiche comete.
I nove pianeti, che costituiscono il Sistema Solare, sono (in ordine di distanza): Mercurio, Venere, Terra, Giove, Saturno, Urano, Nettuno e Plutone.

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