c01:a09
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Linea 1: | Linea 1: | ||
+ | ====== A1.9 La legge di Hubble ed il Big-Bang ====== | ||
+ | <WRAP justify> | ||
+ | Nel 1929 [[wp.it> | ||
+ | luminosa proveniente dalle galassie trovò che le righe di | ||
+ | assorbimento presenti in tali spettri risultavano tanto più | ||
+ | spostate verso il rosso quanto più deboli apparivano le galassie | ||
+ | medesime. Interpretando tale spostamento come [[wp.it> | ||
+ | " | ||
+ | |||
+ | < | ||
+ | |||
+ | dove < | ||
+ | prende il nome di // | ||
+ | inoltre che la luminosità apparente delle galassie sia governata | ||
+ | dalla distanza delle stesse | ||
+ | correlato alla distanza, crescendo con essa (// | ||
+ | galassie// | ||
+ | diretta proporzionalità tra la velocità | ||
+ | e la distanza (d) secondo la relazione | ||
+ | |||
+ | < | ||
+ | |||
+ | dove H< | ||
+ | |||
+ | Per galassie non troppo distanti, per le quali si possa assumere | ||
+ | una [[wp.it> | ||
+ | dalla relazione che lega le magnitudini apparenti a quelle | ||
+ | assolute ([[c01: | ||
+ | la relazione tra velocità e redshift si ricava: | ||
+ | |||
+ | <m>m = M-5+5logd = M-5+5logV-5logH_0 = M-5+5log({Delta lambda}/ | ||
+ | |||
+ | cioè per ogni assunta magnitudine assoluta M di una classe di galassie | ||
+ | |||
+ | < | ||
+ | |||
+ | |||
+ | Noto M, una misura sperimentale della costante darebbe il valore | ||
+ | di H< | ||
+ | magnitudine e redshift ricavata da [[wp.it> | ||
+ | galassie ellittiche giganti. //Si noti come la relazione lineare | ||
+ | risulti estremamente ben verificata//, | ||
+ | Hubble, | ||
+ | assolute non consente di utilizzare tale evidenza per una precisa | ||
+ | valutazione del valore di H< | ||
+ | |||
+ | {{: | ||
+ | |||
+ | |||
+ | //Fig 1.23 La relazione tra redshift e magnitudine ricavata da A. | ||
+ | Sandage per un campione di galassie ellittiche giganti.// | ||
+ | |||
+ | |||
+ | La determinazione di tale valore è stato sino a tempi recenti | ||
+ | uno dei più importanti problemi dell' | ||
+ | valutazione del valore della costante di Hubble richiede | ||
+ | valutazioni altrettanto precise della effettiva distanza delle | ||
+ | galassie. Essendo impraticabili i metodi trigonometrici, | ||
+ | necessario ricorrere all' | ||
+ | campione//, cioè di oggetti di cui si ritenga di conoscere a | ||
+ | priori la luminosità intrinseca e le cui luminosità apparenti | ||
+ | variano quindi solo con il quadrato delle distanze. Per le | ||
+ | galassie più vicine si utilizzano a tale scopo vari oggetti, | ||
+ | quali le stelle variabili // | ||
+ | regioni HII e gli ammassi globulari. Per le galassie più | ||
+ | distanti si possono infine utilizzare eventuali // | ||
+ | In tali direzioni si è mossa una lunga serie di indagini che hanno | ||
+ | progressivamente e drasticamente abbassato la stima originale di | ||
+ | Hubble che valutava attorno < | ||
+ | risultati sono recentemente stati confermati e perfezionati con | ||
+ | approccio alternativo dal [[wp.it> | ||
+ | investigando la radiazione cosmica di fondo ha ricavato < | ||
+ | 70 km/sec per Mpc</ | ||
+ | indicano un valore per < | ||
+ | a < | ||
+ | < | ||
+ | (vedi [[wp.it> | ||
+ | |||
+ | |||
+ | Si noti che l' | ||
+ | rappresenta il tempo trascorso dall' | ||
+ | velocità fossero rimaste costanti. La presenza del campo | ||
+ | gravitazionale ha peraltro l' | ||
+ | velocità, e 1/ | ||
+ | l'età dell' | ||
+ | |||
+ | |||
+ | {{ : | ||
+ | // | ||
+ | come l'età dell' | ||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | [[wp.it> | ||
+ | che nelle sue fasi iniziali la materia doveva essere estremamente | ||
+ | densa ed estremamente energetica (//Big-Bang caldo//) e che | ||
+ | quindi dovesse esistere una radiazione elettromagnetica in | ||
+ | equilibrio con la materia ad altissime temperature. Al diminuire | ||
+ | della densità della materia diminuiscono le interazioni | ||
+ | fotone-particelle e la radiazione finisce col disaccoppiarsi dalla | ||
+ | materia. Da questo momento materia e radiazione evolveranno con | ||
+ | diverse modalità: se R è un parametro caratterizzante lo stato | ||
+ | di espansione, la densità di materia decresce come < | ||
+ | mentre l' | ||
+ | richiesto dall' | ||
+ | come tale ultima dipendenza risulti dalla combinazione della | ||
+ | conservazione del numero di fotoni (< | ||
+ | dell' | ||
+ | che la cosmologia del Big-Bang prevede che l' | ||
+ | oggi omogeneamente riempito da una radiazione isotropa di [[wp.it> | ||
+ | nero]], degradata ormai a pochi gradi Kelvin. La scoperta della | ||
+ | [[wp.it> | ||
+ | puntualmente tale previsione, è tra le più importanti conferme | ||
+ | dello [[wp.it> | ||
+ | radiazione di fondo (CBR = //Cosmic Background Radiation// | ||
+ | stabilisca tra tutti i sistemi inerziali l' | ||
+ | sistema in quiete rispetto all' | ||
+ | sistema essendo rivelato da una [[wp.it> | ||
+ | radiazione. | ||
+ | </ | ||
+ | {{: | ||
+ | |||
+ | //Fig. 1.24 I valori sperimentali della distribuzione energetica | ||
+ | della radiazione di fondo (punti) confrontati con le previsioni | ||
+ | teoriche per un corpo nero per T=2.7 K.// \\ | ||
+ | <WRAP justify> | ||
+ | Il valore di H< | ||
+ | densità | ||
+ | contorno che consentono di definire un modello di Universo e di | ||
+ | seguirne l' | ||
+ | effetti delle reazioni nucleari nelle primissime fasi di tale | ||
+ | evoluzione. | ||
+ | |||
+ | Per completezza notiamo che la forma della legge di Hubble sin | ||
+ | qui discussa vale solo sino a quando non si raggiungono | ||
+ | velocità relativistiche. Nel caso generale dovremo porre | ||
+ | |||
+ | <m>z = {Delta lambda} / lambda | ||
+ | |||
+ | da applicarsi ogniqualvolta <m>z >= 0.2</ | ||
+ | riporta la relazione tra il redshift z e < | ||
+ | stessa tabella è riportato il fattore relativistico di | ||
+ | dilatazione dei tempi atteso per i vari valori di z, dalla | ||
+ | relazione | ||
+ | |||
+ | <m>t =alpha t=t_0/ | ||
+ | |||
+ | dilatazione dei tempi puntualmente osservata nella curva di luce | ||
+ | di [[wp.it> | ||
+ | corrisponda ormai ad una velocità pari al 92 % | ||
+ | della velocità della luce. | ||
+ | </ | ||
+ | |||
+ | ^ z | ||
+ | | 1 | 3/5 | ||
+ | | 2 | 5/8 | ||
+ | | 3 | 15/17 | 2.12 | ||
+ | | 4 | 24/26 | 3.60 | | ||
+ | |||
+ | |||
+ | //**Tabella 3** | ||
+ | Velocità di espansione e fattore di dilatazione dei | ||
+ | tempi per selezionati valori di redshift z// | ||
+ | \\ | ||
+ | ---- | ||
+ | \\ | ||
+ | ~~DISQUS~~ | ||
+ | |