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marco sistemazione TeX
@@ Linea 1: / Linea 1: @@
+====== A1.11 Il problema della massa oscura. ======
+<WRAP justify>
+Si è indicato come la stima della densità  attuale
+dell'Universo sia un parametro cruciale per modellare l'evoluzione
+cosmologica dell'Universo medesimo e, in particolare, per
+stabilire se esso è aperto o chiuso. E' infatti di per sè
+evidente che, fissato il campo di velocità della [[wp.it>legge di Hubble]], al crescere della densità cresce il campo gravitazionale
+che contrasta l'espansione, e dalla stima di tale densità
+discende quindi il valutare se l'Universo superi o meno la
+velocità di fuga.
+Più in generale, ricordiamo che dall'assunzione che l'Universo
+sia su grande scala omogeneo e isotropo si ricava per l'espansione
+l'[[wp.it>Equazioni_di_Friedmann|equazione di Friedmann]]
+<m>H^2 = ({{R}over{.}}/R)^2 = {8 pi G rho_m}/3 - {kc^2}/R^2 + {{Lambda c^2} /3}</m>
+dove $R= R(t)$ è il fattore di scala, <m>H={{R}over{.}}/R</m> misura la
+velocità di espansione  (H<sub>0</sub>, costante di Hubble, rappresenta
+l'espansione al tempo presente),  <m>rho_m</m> densità di massa, k
+parametro di curvatura e <m>Lambda</m> la [[wp.it>costante cosmologica]] di
+Einstein, che rappresenta una densità di energia del vuoto.
+Esprimendo le densità di materia ed energia attraverso i
+parametri al tempo presente
+<m>Omega_M =  {8 G  rho_M}/{{3H_0}^2}</m>
+<m>Omega_ Lambda  = Lambda c^2 / 3{H_0}^2</m>
+l'equazione di Friedmann fornisce
+<m>kc^2 / {R_0}^2  = {H_0}^2 (Omega_M + Omega_Lambda -1)</m>
+e per avere un Universo piatto e con metrica euclidea, come
+rivelato ad esempio dal satellite [[wp.it>WMAP]], si richiede k=0 e quindi
+<m>Omega_M + Omega_Lambda = 1</m>
+Una stima della densità di materia normale ([[wp.it>barioni]]) si ottiene
+dalla stima della densità di galassie unita a valutazioni della
+massa delle medesime. Con tale procedura si giunge ad una
+densità dell'attuale Universo dell'ordine di 10<sup>-31</sup>
+gr/cm<sup>3</sup>, cioè inferiore di circa un fattore 100 della
+densità critica necessaria per chiudere l'Universo. Se  ne
+dovrebbe concludere che l'Universo è aperto, destinato ad una
+indefinita espansione. E' stato peraltro fatto notare che la
+procedura testè descritta conduce ad una stima della massa
+contenuta in oggetti emettenti luce, e che non si può escludere
+la presenza di [[wp.it>Materia_oscura|massa oscura]],  dalla quale non proviene
+radiazione elettromagnetica. Massa che potrebbe essere contenuta
+in oggetti oscuri (stelle di bassissima luminosità od oggetti
+planetari) ma anche in particelle elementari massive e scarsamente
+interagenti diffuse nell'Universo (//Weakly Interacting Massive Particle//, o [[wp.it>Wimp_(fisica)|WIMP]]).
+</WRAP>
+{{:c01:figura_1_26.jpg?600}}
+//**Figura 1.26** Curva di rotazione della
+[[http://www.castfvg.it/galassie/ngc4000/ngc3198.htm|galassia NGC3198]].
+In funzione della distanza R dal centro della galassia è riportata la
+velocità di rotazione osservata per stelle e nubi di gas. Il
+tratto orizzontale indica, orientativamente, le dimensioni
+dell'immagine ottica della galassia.//
+<WRAP justify>
+Esistono infatti molteplici evidenze per l'esistenza di un tale
+ulteriore  contributo. La stabilità del disco della nostra
+Galassie richiede ad esempio molta più massa di quella visibile.
+Un'altra evidenza sperimentale per l'esistenza  di massa oscura
+è fornita dalla curva di rotazione delle galassie spirali.  Se
+la massa delle galassie è collegata sostanzialmente
+all'osservato corpo luminoso, ci si attende che allontanandosi da
+questo gli oggetti che vi ruotano attorno (stelle e/o gas)
+mostrino velocità  decrescenti, come atteso da moti kepleriani.
+L'osservazione mostra che ciò non è vero, e la velocità di
+rotazione si mantiene pressochè costante sino a grandi distanze
+dal corpo centrale della galassia ed all'esterno della stesa
+immagine ottica della galassia (fig. 1.26). Se si vuole
+conservare la legge di  gravità di Newton, ciò implica che
+nella Galassia e attorno ad essa esista una distribuzione di massa
+non accessibile all'osservazione diretta.  Altre evidenze per la
+presenza di massa oscura si ottengono dalla dinamica degli ammassi
+di galassie.
+Si è  così stimato  che in alcuni casi la massa oscura sia
+almeno quattro volte quella osservata, un valore rilevante ma
+ancora troppo piccolo per rendere piatto l'Universo. In tale
+contesto molte indagini sono state dedicate al tentativo di
+determinare se e quanta di tale massa oscura potesse essere sotto
+forma di barioni. Tali ad esempio gli esperimenti [[wp.it>Macho_(fisica)|MACHO]] ed EROS
+volti a rivelare gli effetti di [[wp.it>lente gravitazionale]] prodotti da
+corpi oscuri di piccola massa transitanti davanti a stelle
+normali. Il progresso delle indagini sulla radiazione di fondo
+cosmico, e in particolare i risultati del già citato satellite
+[[wp.it>WMAP]], sembrano ormai aver risolto tale problema, mostrando che la
+materia oscura è essenzialmente non barionica, ma che l'Universo
+è piatto solo grazie al sostanziale contributo di una per molti
+versi ancora misteriosa [[wp.it>Energia_oscura|energia del vuoto]] (o //energia oscura//).
+</WRAP>
+\\
+<fbl>
+\\
+----
+~~DISQUS~~
+\\
+====== Percorsi bibliografici ======
+{{rss>http://www.citeulike.org/rss/group/13630/tag/c01a11 description 3}}

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