Con la parola Universo possiamo intendere tutto ciò

che ci circonda: le stelle, i pianeti e tutti gli altri

oggetti che vediamo nel cielo (insieme ad una

enorme quantità di altre cose che non vediamo)

fanno parte dell’Universo.

Riducendo il discorso all’essenziale possiamo dire che

l’Universo è composto da due “ingredienti”:

MATERIA e ENERGIA.

La teoria più accreditata afferma che

l’Universo si sia formato a partire da una

grande esplosione: il Big Bang.

Secondo questa teoria l’Universo si sarebbe formato

circa 14 miliardi di anni fa. Tutta la massa e

l’energia dell’universo si trovavano concentrate in

un volume piccolissimo. A causa delle altissime

temperature (1500 Ml °C) la materia ha cominciato

ad espandersi (esplosione). Nel giro di pochi minuti

la temperatura è scesa moltissimo (300 ml °C)e si

sono formati gli atomi degli elementi più leggeri:

idrogeno e elio. Sono stati necessari ancora

300.000 anni affinché questi atomi diventassero

stabili.

Secondo questa teoria l’Universo è in continua

espansione.

La forza dell’esplosione ha spinto la materia

sempre più lontano. Ma ha questa forza ha

cominciato a contrapporsi una seconda forza:

la forza di gravità.

Grazie alla sua azione la materia nell’Universo non

è distribuita in modo uniforme, ma organizzata

in ammassi giganteschi: le Galassie.

Queste sono formate da miliardi di stelle e anche

al loro interno la materia non è uniformemente

distribuita.

Corpi celesti che brillano di luce propria costituite in gran

parta da Idrogeno e Elio.

La luminosità di una stella è dovuta alle reazioni di

fusione termonucleari che avvengono sulla sua

superficie;

Il colore di una stella è dipende dalla sua temperatura

superficie ( la temperatura superficiale di una stella è

legata anche alla sua vita: più è calda meno vive).

Sulla base della luminosità e della temperatura di una

stella, è possibile costruire un diagramma che evidenzia

la distribuzione delle stelle rispetto a queste due

grandezze.

Le stelle nascono da enormi nubi di polveri e gas cosmico (soprattutto idrogeno e elio): le nebulose.

Il materiale che costituisce le nebulose, sotto l’azione della forza di attrazione gravitazionale, tendono a raggrupparsi in blocchi via via sempre più grandi. Le conseguenze di questo fenomeno sono essenzialmente due:

Aumento di massa (forza gravitazionale);

Aumento di temperatura (particelle più interne sottoposte a pressioni crescenti).

La futura vita della stella dipende essenzialmente dalla sua massa iniziale, più è grande alla nascita e più corta sarà la sua esistenza:

Le più grandi vivono un centinaio di milioni di anni;

Le più piccoli vivono più di 100 miliardi di anni.

Affinché questa massa di gas e polveri si trasformi in una stella è necessario che sia talmente grande da portare la temperatura del suo nucleo fino a qualche milione di gradi.

Se è troppo piccola non riesce a raggiungere la temperatura sufficiente e sopravvive come qualcosa di non molto diverso dal pianeta Giove.

4 atomi di idrogeno si uniscono per formare 1 atomo di elio e produrre

energia

Fusione nucleare nucleo

He

H

H

H

H

L’energia che si origina nel nucleo produce una

pressione che spinge verso l’esterno. La forza di

gravità spinge verso l’interno. La stella raggiunge

l’equilibrio quando le due forze si equivalgono.

La stella in queste condizioni vive un tempo variabile

(che dipende dalla sua massa iniziale), e

comunque fin quando dura il suo combustibile (H).

Quando tutto l’idrogeno si sarà trasformato in elio,

verrà meno una delle due forze che garantiscono

l’equilibrio della stella, la stella a questo punto

collassa su se stessa e la sua “seconda vita” sarà

determinata ancora una volta dalla sua massa

iniziale.

Il nostro Sole ad esempio, una volta esaurito

l’idrogeno collasserà su se stesso, determinando

però un nuovo aumento di temperatura e

l’innescarsi di nuove reazioni nucleari che

porteranno alla formazione di elementi più pesanti.

Aumenterà di nuovo la forza di espansione dovuta

alla fusione nucleare determinando un aumento

dell’involucro stellare: il Sole si sarà trasformato un

una gigante rossa (le sue dimensioni saranno tali

da lambire l’orbita terrestre). Esaurito anche questo

carburante la stella torna a contrarsi

trasformandosi un una nana bianca ormai fredda

e non più brillante.

Il sole è una stella gialla di medie dimensioni.

La sua distanza dalla Terra è di 150 Mil. di Km.

Possiamo distinguere vari strati:

Nucleo: reazioni termonucleari (10 M. di gradi);

Zona radiativa: il calore si propaga per irraggiamento;

Zona convettiva: il calore si propaga per movimento di materia (moti convettivi);

Fotosfera: superficie visibile del Sole (6000 °C, macchie solari);

Cromosfera (atmosfera): visibile solo nelle eclissi solari (protuberanze);

Corona (atmosfera): visibile solo nelle eclissi solari, costituita da particelle ionizzate che formano il vento solare.

Per la sua grande massa, che determina la

forza di gravità solare, il sole “trattiene”

intorno a se 9 pianeti che ruotano intorno ad

esso secondo orbite ellittiche.

I pianeti del Sistema solare possono essere distinti in:

Pianeti terrestri (rocciosi): Mercurio, Venere, Terra e Marte: sono piccoli e solidi, possono avere o non avere una atmosfera che comunque è formata da elementi più pesanti dell’idrogeno e dell’elio.

Pianeti gassosi: Giove, Saturno: la grande massa (forza di gravità) e la distanza dal Sole gli permettono di avere una atmosfera densa composta da elementi leggeri;

Pianeti ghiacciati: Urano, Nettuno e Plutone: temperature bassissime (-250°C), Plutone è piccolo e roccioso.

Alcuni pianeti del Sistema solare hanno 1 o molti satelliti che gli ruotano intorno.

Altri corpi di dimensioni minori ruotano

intorno al Sole:

Asteroidi;

Comete;

Meteore.

Keplero descrisse le leggi che regolano il

moto dei pianeti intorno al Sole:

Prima legge: i pianeti ruotano intorno al

Sole seguendo orbite ellittiche, di cui il

Sole occupa uno dei fuochi.

Sole

Perielio Afelio

Pianeta

Seconda legge: il raggio che unisce il

Sole ad un pianeta (raggio vettore)

copre aree uguali in tempi uguali.

http://www.gpmeneghin.com/schede/fisica/keplero.htm

Terza legge: il quadrato dei tempi

(espressi in anni) necessari ai pianeti per

percorrere l’intera orbita intorno al Sole

(periodo di rivoluzione) è proporzionale

al cubo del semiasse maggiore

dell’orbita (ossia della distanza media

dal Sole, indicata in milioni di Km). Più semplicemente questa legge dice che quanto

più un pianeta è lontano dal Sole tanto più la sua

velocità di rivoluzione è minore.

Le leggi di Keplero ci aiutano a capire, in termini

matematici, come si muovono i pianeti intorno al

Sole, ma nulla ci dicono sul perché si mantengono

in questa orbita, rivoluzione dopo rivoluzione.

Newton fu il primo ad intuire l’esistenza di una forza di

attrazione (esercitata dal Sole, ma anche dai

pianeti).