1

ISIS Giulio Natta (Bg)

Percorso interdisciplinare

Esame di Stato 2013/2014

L’Uomo e L’universo

Luca Tombini

Classe V D Liceo Scientifico Tecnologico

Luca Tombini L’uomo e l’universo 2

L’Uomo e L’universo

L’astronomia ha affascinato il genere umano da quando la sua curiosità lo ha spinto a levare gli occhi al cielo. L’uomo sin

dai tempi più remoti si è soffermato a contemplare il cielo, così che il suo mondo interiore di paure, di inquietudini, di angosce,

si è arricchito di una dimensione nuova, quella della riflessione e della consapevolezza di esistere al centro di qualcosa di

sconosciuto e misterioso, che ha chiamato universo. La molteplicità e l’apparente indipendenza dei movimenti osservati nel

cielo porta al diffondersi di mitologie ricche di dei e di semidei: politeisti sono i Babilonesi, gli Egizi, i Cinesi, gli Indiani e gli

stessi Greci, sino a quando la formazione di una coscienza filosofica e religiosa più progredita porta a riconoscere nell’unità

del cosmo un’unica causa prima, che in esso si rispecchia. Per la storia dell’astronomia hanno un’importanza fondamentale i

Babilonesi. Le loro osservazioni riguardano per lo più i movimenti dei sette astri conosciuti fin dai tempi preistorici: il Sole,

la Luna, Mercurio, Venere, Marte, Giove e Saturno, che sono da essi ritenuti gli unici corpi mobili sullo sfondo delle stelle

fisse. Le successive e importantissime considerazioni sull’universo risalgono ai filosofi dell’antica Grecia, dove per la prima

volta l’astronomia si è presentata con un “impianto” scientifico, superando le motivazioni prevalentemente empiriche e la

subordinazione al pensiero religioso che l’aveva caratterizzata presso i popoli della Mesopotamia e dell’Egitto. Si passa poi

alle grandi civiltà antiche, da quelle asiatiche a quelle messicane delle quali facevano parte anche abili osservatori per

esaminare la volta celeste. Ancora oggi all’uomo capita di fantasticare sui misteri dell’universo, su ciò che esso rappresenta e

sul suo significato nascosto, sull’origine del cosmo e sul suo divenire. Chissà quante volte ci siamo chiesti quant’è grande

l’universo, quali siano le sue origini e cosa si celi dietro di esso. Queste domande se l’erano appunto poste anche gli uomini

dell’antichità. Di particolare importanza allora fu l’ipotesi di Tolomeo che affermava come la Terra fosse costituita da una

sfera circondata da un certo numero di sfere di cristallo su cui erano situati i pianeti e le stelle, il cui movimento era a velocità

uniforme. In seguito il sistema di Tolomeo è stato sostituito dalla teoria eliocentrica dell’astronomo polacco Niccolò

Copernico (1473-1543). Egli affermava che il sole è al centro dell’universo, poiché è l’astro più luminoso, che dà luce e calore

agli altri pianeti e astri. Affermava, inoltre, che i pianeti si muovono secondo orbite “solide” e circolari. In seguito Edwin

Hubble, astronomo americano, (1889-1953) è riuscito per primo a calcolare quanto sono lontane le galassie situate oltre la via

lattea, servendosi di un telescopio collocato sul Monte Wilson. Nello stesso tempo l’abate Georges Lemaitre (1894-1966),

astronomo belga, prendendo spunto dalle osservazioni sull’allontanamento delle galassie di Hubble e dalle equazioni sulla

relatività generale di Albert Einstein ha elaborato l’ormai nota teoria del Big Bang, la quale rappresenta solo una soluzione

in mezzo a tante altre possibili, anche se è del resto la soluzione più valida e plausibile. Ulteriori scoperte in campo

astronomico hanno portato a comprendere come il Sistema Solare sia compreso in una galassia composta da miliardi e miliardi

di stelle, la Via Lattea, e che ne esistono anche altre al di fuori di essa. Attenti studi sulla distribuzione di queste galassie e

sulla loro riga spettrale hanno portato a gran parte della cosmologia moderna.

Questa curiosità, da sempre ha colpito anche me, ed e’ proprio per questa ragione che ho voluto approfondire questo

interessantissimo argomento, analizzando dal punto di vista scientifico, l’evoluzione, le esplorazioni e i limiti umani nella

scoperta dell’universo e la sua importanza nella letteratura. Questo è il percorso che ho voluto scegliere e seguire

principalmente per dare risposta alle mie numerose curiosità.

Luca Tombini L’uomo e l’universo 3

L’uomo e

l’universo

Matematica: Lo zero

e l’infinito

Fisica: Effetto

Doppler relativistico

Storia: La scoperta

dello spazio

Filosofia: Kant

Italiano: Giovanni

Pascoli “La vertigine”

Scienze:Origine ed

evoluzione dell’universo

Ed. Fisica: Gli effetti dello

spazio sul corpo umano

Chimica: Meteoriti

Luca Tombini L’uomo e l’universo 4

Matematica

“Lo zero e l’infinito”

“Vorrei il bello nell'infinito, invece

vi trovo soltanto il dubbio.”

-Gustave Flaubert-

“Nulla è più interessante del nulla,

nulla è più intrigante del nulla e

nulla è più importante del nulla.”

-Ian Steward-

Luca Tombini L’uomo e l’universo 5

Lo zero e l’infinito

Un simbolo per indicare il vuoto:

Gli Indiani (VII Sec.) furono i primi ad utilizzare

lo zero per indicare il concetto di nulla.

Gli Arabi importarono il concetto in Europa.

Leonardo da Pisa (Fibonacci) dimostrò l’utilità

di tale numero e battezzò lo zero arabo zephirum

che diventò poi zero.

Il suo valore venne negli anni successivi a poco a

poco rivalutato fino a costituire le basi del calcolo

infinitesimale del VIII Sec.

Relazioni tra i due concetti

Forme indeterminate:

L’uomo ( 0) e l’universo ( ∞).

Storia della sua scoperta:

I primi cenni di infinito risalgono agli

antichi Greci.

Fino al VII Sec., l’infinito

filosoficamente accettabile era

solamente potenziale.

Solamente in tempi recenti, tuttavia, il

simbolo “infinito” ha preso le

sembianze dell’interpretazione che ne

dà l’analisi matematica.

n ∞ =0

Teorema di de l’Hôpital:

Tale teorema permette di risolvere forme

indeterminate del tipo e , derivando

il numeratore e il denominatore.

Luca Tombini L’uomo e l’universo 6

Scienze

Origine ed evoluzione dell’universo

Luca Tombini L’uomo e l’universo 7

Universo in espansione: Legge

di Hubble. Le galassie si stanno

allontanando con velocità tanto

più alta quanto più sono lontane.

Big crunch’ cioe una

grande implosione

dovuta ad

un’attrazione della

materia sempre piu’

forte.

Universo chiuso

Origine ed evoluzione

dell’universo

Gamow, descrisse un universo in

continua evoluzione a partire da uno

stato caldo e denso, attraverso un

iniziale Big Bang.

Teoria dell’Universo inflazionario

Big crunch cioè una

grande implosione

dovuta ad

un’attrazione della

materia sempre piu’

forte.

Universo chiuso

d > Ωo

Densità critica: linea di

demarcazione tra un

universo chiuso e aperto

Futuro

dell’Universo

Espansione senza fine

Universo aperto

d < Ωo

Basata sul Principio

Cosmologico Perfetto,

secondo il quale l’universo

deve apparire in media

sempre uguale.

Teoria dell’Universo

stazionario

d = Ωo

Espansione

rallentata

Luca Tombini L’uomo e l’universo 8

Chimica

Meteoriti (ferrosa di Nandan)

Luca Tombini L’uomo e l’universo 9

It’s composed of more of 10

minerals, like Kamacite and

Taenite but the main element is

Iron

Origins

The fall was recorded in 1516,

but it was found in the city of

Nandan in 1958.

This group represent

30% of known meteorites

Fragment of Siderite’s

group

It survives to the impact

with the Earth

A meteorite is a solid

piece of debris of

asteroids or comets.

When it enters the

atmosphere, became a

falling star

Rocky

Three categories of

meteorites

Ferrous (also known as

Siderites)

Iron-rocky

But what is a “Meteorite”?

Contains residues of

water and Amino acids

Theory of Panspermia

Life exists throughout

the Universe

Luca Tombini L’uomo e l’universo 10

Fisica

Effetto Doppler relativistico

“

Due cose sono infinite: l’universo e la

stupidità umana, ma riguardo

l’’universo ho ancora dei dubbi.”

-Albert Einstein-

Luca Tombini L’uomo e l’universo 11

Effetto Doppler

Christian Andreas Doppler nel

1845, scoprì che la frequenza di

un’onda periodica, rilevata da un

ricevitore in moto rispetto alla

sorgente dell’ onda, e` diversa da

quella rilevata da un ricevitore in

quiete rispetto alla sorgente.

Applicabile solamente nelle

onde richiedenti un mezzo di

propagazione.

Teoria della Relatività

ristretta di Einstein

(1905).

La luce, come tutte le altre

radiazioni elettromagnetiche

non ha bisogno di alcun

mezzo di propagazione.

Due postulati:

1) Principio di relatività

ristretta: Le leggi e i principi

della fisica hanno la stessa

forma in tutti i sistemi di

riferimento inerziali.

2) Principio di invarianza di c:

La velocità della luce e` la

stessa in tutti i sistemi di

riferimento inerziali.

Effetto Doppler relativistico

Applicabile nei sistemi

stellari doppi,

nell’osservazione del

movimento delle galassie e

nell’eliosismologia.

Einstein generalizzò l’effetto Doppler a tutte le

radiazioni elettromagnetiche.

= lunghezza d'onda osservata

= lunghezza d'onda emessa

= velocità della sorgente

= velocità della luce (299.792.458 m/s)

Luca Tombini L’uomo e l’universo 12

Letteratura

italiana

Giovanni Pascoli

“La vertigine”

13

La vertigine (Giovanni Pascoli)

Si racconta di un fanciullo che aveva

perduto il senso della gravità...

I

Uomini, se in voi guardo, il mio spavento

cresce nel cuore. Io senza voce e moto

voi vedo immersi nell'eterno vento;

voi vedo, fermi i brevi piedi al loto,

ai sassi, all'erbe dell'aerea terra,

abbandonarvi e pender giù nel vuoto.

Oh! voi non siete il bosco, che s'afferra

con le radici, e non si getta in aria

se d'altrettanto non va su, sotterra!

Oh! voi non siete il mare, cui contraria

regge una forza, un soffio che s'effonde,

laggiù, dal cielo, e che giammai non varia.

Eternamente il mar selvaggio l'onde

protende al cupo; e un alito incessante

piano al suo rauco rantolar risponde.

Ma voi... Chi ferma a voi quassù le piante?

Vero è che andate, gli occhi e il cuore stretti

a questa informe oscurità volante;

che fisso il mento a gli anelanti petti,

andate, ingombri dell'oblio che nega,

penduli, o voi che vi credete eretti!

Ma quando il capo e l'occhio vi si piega

giù per l'abisso in cui lontan lontano

in fondo in fondo è il luccichìo di Vega...?

Allora io, sempre, io l'una e l'altra mano

getto a una rupe, a un albero, a uno stelo,

a un filo d'erba, per l'orror del vano!

a un nulla, qui, per non cadere in cielo!

II

Oh! se la notte, almeno lei, non fosse!

Qual freddo orrore pendere su quelle

lontane, fredde, bianche azzurre e rosse,

su quell'immenso baratro di stelle,

sopra quei gruppi, sopra quelli ammassi,

quel seminìo, quel polverìo di stelle!

Su quell'immenso baratro tu passi

correndo, o Terra, e non sei mai trascorsa,

con noi pendenti, in grande oblìo, dai sassi.

Io veglio. In cuor mi venta la tua corsa.

Veglio. Mi fissa di laggiù coi tondi

occhi, tutta la notte, la Grande Orsa:

se mi si svella, se mi si sprofondi

l'essere, tutto l'essere, in quel mare

d'astri, in quel cupo vortice di mondi!

Veder d'attimo in attimo più chiare

le costellazioni, il firmamento

crescere sotto il mio precipitare!

Precipitare languido, sgomento,

nullo, senza più peso e senza senso.

Sprofondar d'un millennio ogni momento!

Di là da ciò che vedo e ciò che penso,

non trovar fondo, non trovar mai posa,

da spazio immenso ad altro spazio immenso;

forse, giù giù, via via, sperar... che cosa?

La sosta! Il fine! Il termine ultimo! Io,

io te, di nebulosa in nebulosa,

di cielo in cielo, in vano e sempre, Dio.

14

Pascoli e l’universo

Interessi astronomici dell’autore

1909: I “nuovi poemetti”

La cosiddetta poesia “astrale”, in cui il

poeta esamina con sgomento, le profondità

siderali del cosmo, delle distanze e dello

spazio sconfinato, del nostro pianeta

immerso nel vuoto.

Speranza di trovare riposo e

pace nel grembo di Dio

“La vertigine”

Attaccamento al

nido

Senso di smarrimento cosmico

unito al fascino dell’universo. Riflessione sui misteri che

si celano dietro la figura di

Dio.

Ruolo insignificante

dell’uomo nei confronti

dell’universo.

Il componimento nella sua totalità, rappresenta

l’esiguità della Terra nei confronti dell’universo

e ci induce alla profonda e complessa

riflessione sull’esistenza di Dio, entità percepita

come assente rispetto alle vicende umane.

Luca Tombini L’uomo e l’universo 15

Filosofia

Kant

“Il cielo stellato sopra di me e la legge morale dentro di me”

-Immanuel Kant-

Luca Tombini L’uomo e l’universo 16

Kant

Cos’è l’uomo? La legge morale dentro di me Il cielo stellato sopra di me

Con la legge morale l’uomo è

libero e immenso davanti

alla natura

Di fronte al cielo stellato viene

sminuita l’importanza

dell’uomo

CONTRADDIZIONE!

Prevale il sentimento

dell’importanza dell’uomo

nell’universo

Supera le leggi naturali;

dà uno scopo alla sua vita:

realizzare dei valori

“La legge morale mi rivela una

vita indipendente dall'animalità”

Piccolo granello nell’enorme

meccanismo deterministico

della natura.

Luca Tombini L’uomo e l’universo 17

Storia

La conquista dello spazio

“È già un progresso il

desiderio di progredire.”

- Charles Rollin -

Luca Tombini L’uomo e l’universo 18

Conquista dello spazio

Messa in orbita del primo

satellite artificiale: Sputnik 1 Iniziali insuccessi

URSS USA Arruolamento di scienziati,

prigionieri di Guerra, del centro

Peenemunde.

1957

1958 - 1959

1961 - 1966

Con il progetto Apollo 11,

ideato dallo scienziato Verner

Von Braun permise

l’allunaggio di tre astronauti:

Armstrong, Collins e Aldrin.

La sonda Lunik 9

atterra per la prima

volta sul suolo lunare.

16 Luglio

1969

Nascita della

NASA

La sonda Lunik 2 lasciò sulla

Luna una targa con il volto di

Lenin.

Prime esplorazioni spaziali

con le sonde Explorer 1, 3 e

Vanguard 2

Avvio del progetto Gemini per

lo sviluppo delle tecniche di

rendez-vous (contatto tra due

veicoli nello spazio.

Juri Gagarin, primo

cosmonauta ad andare

in orbita.

Attualmente la ricerca aerospaziale si

orienta principalmente su 4 campi:

commerciale, militare, di ricerca civile ed

esplorazioni interplanetarie.

Luca Tombini L’uomo e l’universo 19

Ed. Fisica

Gli effetti dell’universo sul corpo

umano

Luca Tombini L’uomo e l’universo 20

L’assenza di gravità sul corpo umano

Effetti nocivi sulla salute, alcuni sistemi

fisiologici iniziano ad alterarsi.

SAS: Sindrome da

Adattamento allo Spazio.

Spostamento dei fluidi

(fluid shift), la quantità e la

distribuzione dei fluidi

organici viene alterata.

Sistema cardiovascolare Sistema scheletrico

Effetti più significativi dopo una

protratta assenza di peso.

Sistema muscolare

I muscoli si

indeboliscono in

seguito ad uno scarso

utilizzo.

Perdita di calcio e

fosforo nelle ossa. Si

può prevenire

tramite l’esercizio

fisico.

Mal di spazio

Deformazione dei globuli rossi.

Sistema vascolare

Luca Tombini L’uomo e l’universo 21

Bibliografia

Filosofia: Materiale didattico vario fornito dal Professor Rho Stefano.

Matematica: Materiale didattico vario fornito dalla Professoressa Bellini Antonella.

Antonello La Vergata, Franco Trabattoni, Filosofia cultura cittadinanza vol.3 Da Schopenhauer ad oggi,

La Nuova Italia, Gennaio 2011.

Walker, Corso di Fisica Vol.2, Termologia Onde Relatività, linx, 2011.

Walker, Corso di Fisica Vol.3 Elettromagnetismo Fisica atomica e subatomica, linx, 2011.

Beatrice Panebianco, Mario Gineprini, Simona Seminara, LetterAutori Percorsi ed esperienze letterarie

Ilsecondo Ottocento e il Novecento, Zanichelli, Febbraio 2011.

Angela Mossudu, Temi di Geografia generale, Edizione mista, Tramontana, 2011.

Harold Hart, Christopher M. Hadad, Leslie E. Craine, David J. Hart, Chimica Organica, Settima

Edizione, Scienze Zanichelli, Marzo 2012.

Marco Manzoni, Francesca Occhipinti, Fabio Cereda, Rita Innocenti, Leggere La Storia Dalla Guerra

Fredda Alla Globalizzazione, Vol.3B, Einaudi Scuola, Febbraio 2007.

Lamberto Lamberti, Laura Mereu, Augusta Nanni, Corso di Matematica per i Licei scientifici

sperimentali, Vol.2B, 2011.

Materiale personale (Meteorite ferrosa di Nandan, spiegazione).

Luca Tombini L’uomo e l’universo 22

Sitografia

http://www.matematicamente.it /Borlengo-zero.pdf

http://www.math.it/eventi/BOMBIERI.pdf

http://www.syllogismos.it/history/Bellinzona.pdf

http://www.wikipedia.org

http://www.studenti.it

http://www.ebay.com

http://www.google.it/images

Altri siti Web di ricerca.

Luca Tombini L’uomo e l’universo 23

“Il vero mistero del mondo

è il visibile non

l’invisibile.”

-Oscar Wilde-