cosmologiacosmologia un cortese invito per un attimo sospendiamo il nostro attento e diurno guardare...
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COSMOLOGIA
Un cortese invito
Per un attimo sospendiamo il nostro
attento e diurno guardare il mondo e
portiamo il nostro sguardo notturno oltre il
lucernaio sul tetto, oltre la Luna, verso le
stelle e al di là : il cielo ci accoglie con il
suo volto d’infinito in cui risplende un
sorriso d’eterno!
Chi son ?
Mi presento :
sono il discendente di “ guarda la Luna “
e dato che passo le mie notti e anche i giorni
con la testa sempre oltre le nuvole, oltre il
soffitto di stelle, vi invito a seguirimi per
accompagnarvi in un viaggio per un mondo
fantstico dove la vostra immaginazione si
può arricchire di nuovi colori.
E quando miro in ciel arder le stelle;
Dico fra me pensando :
A che tante facelle?
Primo argomento
... e poi guardiamo oltre le stelle, dove dimorano le
galassie!
... e oltre ancora , dove si incontrano
strani giochi di luci e nebbie...
... e arobazie di colori...
…. LO STELLATO!!!!!!!!!
Il sole
il
diagramma
di
Hertzsprun
g-Russel
(HR),
Ammasso stellare
concentrazioni di
stelle della VL
Ammasso
globulare in VL
Il mezzo interstellare ; polvere interstellare diffusa
ISM, inter-stellar matter ; Nebulose
Particolare di
una zona di
formazione
stellare.
Nebulosa di Orione;
emissione di riflessione.
Nebulosa di Orione; emissione di fluorescenza.
resto di
supernova
Immagine della Via Lattea osservata dalla Terra
satellite IRAS a lunghezze d'onda infrarosse,
Immagine della Via Lattea osservata dal nostro sistema di
riferimento terrestre. E’ stata
ottenuta con osservazioni del satellite COBE
(esperimento DIRBE)
Età 10 Gy
Via Lattea : 100 miliardi di stelle
Galassia di Andromeda: 2,5 mln yl circa mille mld stelle
La Via Lattea e la
galassia di Andromeda, fanno parte di un piccolo
sistema di galassie:
il Gruppo Locale
Via Lattea
Il Parsec = 3.26 YL
Ammassi di galassie
Ammassi di galassie più vicine
Costellazione
del cane
VIA LATTEA E DINTORNI
ammasso
glubulare
gigante 47
Tucanae vicino
Via Lattea.
1 milione di
stelle distante
4.1 Kpc; età 13
Gyrs.
GALASSIE
Galassie al telescopio
Sopra: varieta’ delle morfologie galattiche. Sotto:
schema della classificazione delle
morfologie secondo Edwin Hubble
Galassia di Bode:12 mln yl; una delle galassie più luminose
Galassia girandola: (a spirale, costellazione Orsa Maggiore, 24 mln yl
Galassia sombrero: 29,5 mln yl
Galassia girasole 37 mln YL
Galassia M 51 : galassia a spirale 312 mln YL
ammasso della Vergine
Immagine
telescopio
spaziale
Hubble :
ammasso
di
galassie,
Abell
1689.
nebulose
Nebulosa del granchio in X e ottico.
Galassia
fagocitata
Ammassi stellari
QUASAR
……….gli
oggetti più….
lontani!!! e più
energetici !!!
Il motore centrale dell’AGN può essere un buco nero
supermassiccio : 1mld Masse solari!!
QUASAR
……….gli
oggetti più….
lontani!!! Nonostante tali enormi luminosità, le
dimensioni dei quasar sono
confrontabili con quelle del sistema
solare, e comunque non più grandi di
pochi anni luce (1016 m).
Un quasar (contrazione di QUASi-stellAR radio source, radiosorgente quasi
stellare) è un nucleo galattico attivo estremamente luminoso e generalmente molto
distante. Il nome deriva dal fatto che questi oggetti furono inizialmente scoperti
come potenti sorgenti radio, la cui controparte ottica risultava puntiforme come una
stella. Il grande spostamento verso il rosso che caratterizza i quasar, in accordo con
la legge di Hubble, implica che siano oggetti molto distanti e che debbano emettere
energia equivalente a centinaia di normali galassie.
“Firma” di un buco nero: curva di rotazione Kepleriana di
un disco nucleare.
Rs
BUCO NERO
Struttura dell’universo
Nelle nostre vicinanze (entro alcune decine di Mpc)
l’Universo appare estremamente variegato:
• gruppi di galassie (Gruppo Locale)
• ammassi di galassie (ammasso della Vergine)
piu’ o meno
• superammassi.
• Su scale maggiori presenze di grandi vuoti,
con dimensioni sino a ∼100 Mpc
• Filamenti di ammassi di galassie
distribuzione di galassie a struttura apparentemente cellulare;
Le galassie si dispongono preferenzialmente sulle pareti di volumi
sferici, che appaiono sotto-densi.
Su scale di > 100 centinaia di Mpc (z>0.05 - 0.1) la distribuzione
delle strutture sembra divenire piu’ uniforme
Uniformità in lontananza
Profondità
900 Mpc
La scala delle distanze cosmiche.
universo
Ammassi e super ammassi lontani dalla VL
satellite IRAS a lunghezze d'onda infrarosse,
Radiogalassie.
Nuclei Galattici Attivi (AGN) e quasar
radio molto luminosi, visibile sino a
enormi distanze nello spazio-tempo
(tipicamente di molte migliaia di Mpc e
vari miliardi di anni luce nel passato).
Osservazioni di grandi porzioni di cielo
in radio forniscono quindi una
immagine dell’Universo lontano dando
informazione sulla sua isotropia e
omogeneita’ su grandissime scale.
Radio galassie
Distanza-tempo
Immagine radio e
ottica della
radiogalassia
3c296.
Il cielo in raggi X
osservato dal
satellite HEAO-1 A2
Sempre più lontano
Fondo raggi X
FONDO X
Spettro di
corpo nero
elevatissimo
grado di
isotropia
angolare.
Questo
fondo
include circa
400
fotoni/cm3.
RADIAZIONE
di
FONDO
Radiazione Cosmica di Fondo nelle
Microonde.
L’estrema omogeneita’ dell’universo primordiale è dimostrata
dalle osservazioni della CMB. Si tratta di un fondo di radiazione
che ha una origine molto piu’ remota nel tempo del fondo X,
ossia proviene direttamente dal plasma primordiale poco dopo il
Big Bang (400.000 anni dopo).
E’ un fondo di fotoni di corpo nero (paradossale il fatto che questi
fotoni non hanno piu’ interagito con le loro sorgenti, ossia con il
plasma primordiale, da circa 14 miliardi di anni, e nonostante cio’
hanno mantenuto uno spettro di perfetto corpo nero, che origina
da perfetto equilibrio tra radiazione e materia!).
CMB
La radiazione cosmica di fondo a microonde CMB è l’immagine
della superficie di ultimo scattering fra fotone e elettrone avvenuto al
tempo della ricombinazione fra protoni ed elettroni.
Lo spettro della CMB al momento dell’emissione è uno spettro di
corpo nero.
Essendo la quantità I / 3 un invariante di Lorenz lo spettro da noi
osservato a z=0 è ancora uno spero di corpo nero praticamente
perfetto.
Si può dimostrare che l’effetto dell’espansione sullo spettro di un
corpo nero è quello di ridurre la temperatura osservata di un fattore
(1+z) rispetto a quella emessa mantenendo inalterata la natura
termica dello spettro.
Lo spettro della CMB misurato dal satellite COBE mostra come i
dati osservati. Si può notare l’assoluta consistenza dei dati osservati
con la curva teorica di un corpo nero avente una temperatura di
2.726 k.
Mappa di tutto il cielo ottenuta con la missione W-MAP. le
fluttuazioni di brillanza superficiale sono solo di qualche parte su
100.000 . Da queste osservazioni emerge una condizione di
straordinaria isotropia e omogeneita’ nel plasma primordiale sino a
circa mezzo milione di anni dopo il Big Bang.
Le piccolissime
increspature che si
notano nella fig. in basso
hanno una ampiezza
angolare caratteristica
corrispondente a circa
10 Mpc al tempo attuale.
Fondamentalmente alla
presenza di queste
nuvolette fa riferimento
la teoria che
spiega l’origine delle
strutture cosmiche per
effetto dell’autogravita’.
Un po’ di fisica e di matematica !!!
dA1
d
r1
dA2
rR
Angolo
solido
x
SR
rI
Ir
Sorgente
luminosa
24 R
SR
r
IrI
Rivelatore
ci aspettiamo che le supernove più
vicine presentino, viste dalla Terra, una
luce più intensa di quelle più lontane.
Strumentazione
Fotometro Sorgente
luminosa
distanza d
2
1
dIriv
Funzione di luminosità
24 R
SR
r
IrI
Candela campione: valore noto di Is
Si misura Ir
Si calcola la distanza r
r rivelatore
candela
RAPPORTO M/L
Il parametro M/L esprime una quantita’ fondamentale delle
galassie, la loro attitudine ad emettere fotoni per un certo valore
della massa stellare.
(M/L)gls 5((M/L)sole )
oscuramateriaL
M
L
M
G
rvM
rmvF
rGMmF
gls
gls
50
/
/ 2
2
2
Materia Oscura
galassia
Alone «oscuro»
oscuramateriaL
M
L
M
gls
200
Materia Oscura
Ammassi di
galassie
Alone «oscuro» mat star 5x10^8 Msole/Mpc^3
mat oscr 5x10^9 Msole/Mpc^3
Misura della curva di rotazione di una galassia
a spirale.
le parti esterne delle galassie a spirale sono dominate da una
componente di materia oscura non associata a stelle o gas.
UNIVERSO ATTUALE
La densita' di massa-energia della materia gravitante e' vari
ordini di grandezza (>1000 volte) superiore a quella di tutte le
componenti radiative oggi presenti nell'Universo.
Si parla oggi di un Universo dominato energeticamente dalla
materia gravitante, piuttosto che dai fotoni.
L’ESPANSIONE !!!
ESPANSIONE ALLONTANAMENTO GALASSIE
(HUBBLE)
ESPANSIONE
Se un oggetto luminoso si allontana da noi, analizzandone lo
spettro osserveremo uno spostamento verso il rosso, che
insieme al violetto costituisce il limite estremo dello spettro
della luce. Questo “spostamento verso il rosso” della luce è
un effetto della nostra osservazione: la luce è sempre quella,
ma poiché la sorgente che la emette si sta allontanando, l’onda
si dilata e la sua frequenza si riduce. Se tutte le galassie hanno
uno spettro spostato verso il rosso, significa che si stanno
allontanando da noi.
d
R
I
V
E
L
A
T
O
R
E
galassia
galassia
galassia
3V
2V
V
3d 2d d
OSSERVAZIONE ASTRONOMICA (HUBBLE) dV
Tempo cosmico Tempo locale
Spazio co-movente
R(t*)
t*
Distanza comovente
t*
t*
t*
t* tempo cosmico assoluto !
Tempo Cosmico Assoluto (tempo proprio di un campo Universo)
Esistono osservazioni che permettono di sincronizzare tutti gli
osservatori fondamentali.
Si considera la temperatura della radiazione cosmica di fondo
nelle microonde
noi “ci troviamo al tempo cosmico (t*) corrispondente ad una
temperatura della radiazione di fondo di TCMB =2.725 K”.
• Un osservatore, che "si lascia trasportare" dall'espansione
dell'universo ed è perciò detto "osservatore comovente".
•Un osservatore comovente percepisce l'universo
ISOTROPO.
• Il tempo misurato da un osservatore comovente è detto
"tempo cosmologico"
• l'istante zero è quello del Big Bang
• il valore del tempo cosmologico coincide con l'età
dell'universo.
Spazio comovente statico
Universo in espansione presenza
di un fattore di scala. R R[a(t*)]
Spazio co-movente
t*
R[a(t*)]
Distanza comovente
La distanza comovente è la distanza tra due punti nello spazio in coordinate
comoventi, ad un singolo tempo t*
Tuttavia, mentre il tempo cosmologico è identico al tempo misurato localmente in
una fissa posizione comovente spaziale, la distanza comovente non è, in generale,
identica ad una distanza, come sperimentato fisicamente con una particella che si
muove più lentamente della luce.
Se si divide la distanza comovente per il tempo cosmologico presente (l‘età
dell’universo e la si definisce come velocità, allora le risultanti velocità delle
galassie in prossimità dell’orizzonte di una particella e oltre possono essere
maggiori della velocità della luce. Questo è il paradosso della frase ambigua lo
spazio si espande più velocemente della velocità della luce. Si può riformulare
questa frase in maniera meno ambigua nel seguente modo:
Per una galassia (o oggetto celeste) vicino o oltre l'orizzonte, la velocità, definita
come distanza comovente dall'osservatore diviso il tempo cosmologico presente,
può essere maggiore di quella della luce
V1 < c
V1
V2 > c
R(t1*)
• Per una galassia vicino o oltre l'orizzonte, la velocità, definita come
distanza comovente dall'osservatore diviso il tempo cosmologico
presente, può essere maggiore di quella della luce
• Lo spazio si espande più velocemente della velocità della luce.
O.E
“MOTO” di ESPANSIONE
Espansione
Grumi
GALASSIE
il substrato cosmico
di particelle e …
PRINCIPIO DI RELATIVITA’
COSMOLOGICO
Il principio di “quiete
relativa” conduce ad
un universo omogeneo
nella distribuzione dei
moti apparenti dei
diversi SR, come le
galassie.
PARADOSSO DI OLBERS
Perché il cielo notturno è nero?
`E l’espansione dell’Universo a disinnescare questo
paradosso, spostando la radiazione delle stelle molto
lontane verso il rosso e ponendo un limite all’Universo
osservabile come l’orizzonte delle particelle.
TERRA
STELLA VISIBILE
STELLA NON VISIBILE
O.E
Fotometro Sorgente
distanza d
1) La sorgente si allontana
2) Effetto doppler
Vall
V luce = c
emsems
emsrcv
all
rcvems
rcvems
z
c
V
1
1
z
z
z
Vale la legge di Hubble Vall = H(t)d
diagramma di Hubble delle supernove vicine.
HUBBLE
Osservazioni con
Hubble Space
Telescope
dV
HdV H = 71± 6 Κm/sec/Μpc
Osservando altre stelle o galassie, gli spostamenti in λ
delle righe spettrali rifletteranno i loro moti relativi a noi.
alla trasformata di Lorentz essere:
1
1emsos
Per v sufficientemente piccola rispetto alla velocita’ della
luce e assunta positiva
zc
v
v
vv
o
oe
ems
emsos
1
1
1
UNIVERSO vicino
localunvrsdtz cos
“MOTO” di ESPANSIONE
Il moto di “espansione” è equivalente ad
un moto relativo di allontanamento che
soddisfa al principio della «relatività» su
scala cosmologica!
Espansione
Grumi
GALASSIE
EINSTEIN
PALLONCINO CHE SI GONFIA
Principio di «relatività» cosmologico
Io sono al
centro
dell’universo!
galassia
Le galassie si
allontanano
Io sono in
quiete
PRINCIPIO DI RELATIVITA’
COSMOLOGICO
Il principio di “quiete
relativa” conduce ad
un universo omogeneo
e isotropo nella
distribuzione dei moti
apparenti dei diversi
SR, come le galassie.
Universo in espansione Nulla!
e allora è La forza gravitazionale
Attrazione reciproca Formazione galassie
stelle Pianeti TERRA!!!!!! UOMO!!!
ESPANSIONE GRAVITA’
FORZA GRAVITAZIONALE
Falsa!!!!
Spazio curvo
TERRA
O’
luce
g g
O”
luce
S.R.I S.R.n.I
O’ luce
g g
g
O”
luce
Terra
Ascensore in caduta libera
S.R.I
S.R. Grav.
situazione analoga
la geodetica è la linea più corta tra due punti
A
B
O’
luce
g g
O”
luce
S.R.I S.R.n.I
spazio curvo spazio piatto
Spazio Curvo
O’ luce
g g
Spazio Piatto Locale
g
O”
luce
Terra
Ascensore in caduta libera
S.R.I
S.R. Grav.
Spazio curvo AB, AC, BC
sulla superficie rappresentano
geodetiche,
ovvero curve di lunghezza
minima tra questi
punti. Il triangolo ABC
disegnato sulla
superficie ha una somma di
angoli interni
pari a 270 gradi Geometria
non Euclidea
Raggio di curvatura
kR
curv
1
la costante di curvatura non cambia segno con il tempo
cosmico: essa rimane positiva, o nulla o negativa per qualunque
valore del tempo cosmico METRICA RW
Spazi curvi
Curvatura nulla
a) tre tipi diversi di curvatura
per spazi omogenei, con k>0,
k<0, e k=0
(b) Rappresentazione di uno
spazio curvo a curvatura
positiva, finito ma illimitato
(un raggio di luce puo'
viaggiare per un tempo infinito e
compiere una serie di cicli
ritornando a tempi diversi nella
stessa posizione)
Raggio
di luce
Zona a spazio curvo
Sorgente
reale Rivelatore
Sorgente
apparente
LENTE GRAVITAZIONALE
sole
Zona a Spazio Curvo
Terra
Galassia con
alone
LENTE GRAVITAZIONALE
Galassia
intermedia
Zona a tempo dilatato
Sorgente
Pianeta
Distorsione temporale
sole
A B
c
ABteco
2
luce
eco
Dilatazione del tempo
Campo gravitazionale
SPAZIO-TEMPO CURVO Curvatura dello spazio = Tensore di curvatura Rij
Rij
Massa-Energia
Tij
Tensore densità Energia-massa Tij
Equazione di Einstein
TR *
Equazioni di Friedmann
SOLUZIONI
3 EQUAZIONI
Guardando lontano si va indietro
nel tempo!!!!
spazio
tempo
passato presente
vicino lontano
Noi siamo vecchi di circa
10 mld y, ma la nostra
galassia ha diametro di
1000 pc…
l’espansione è tra le
galassie!!!!
tempo
Via lattea
10 mld y
Tempo cosmico
14 mld y 1000 pc
IPOTESI BIG BANG
A RITROSO L’UNIVERSO SI
RIMPICCIOLISCE SINO A….
La formula del tempo
p
e
Uc
k
2
! L’Età dell’Universo !
Yc p
eU
91082,132
Il primo Universo !!!!!
tempo di Planck dopo il Big Bang
sec1039056.51099792458.2
1061605.1 44
8
35
cc
PlPl
Pl
mcmPl
Pl
35
88
34
1061605.11099792458.21017671.2
1005457266.1
Lunghezza di Planck dopo il Big Bang
KgG
cmpl
7
2/1
11
834
101765.210(6.67259)
102.99792458101.05457266
Massa di Planck dopo il Big Bang
GUT
Ad energie più basse, tre
forze fondamentali
(elettromagnetica, nucleare
forte e debole) risultano
unificate secondo le Teorie
della Grande Unificazione
DUE sole Forze : Gravità e
ElettroDeboleForte.
Ad energie più basse della
GUT assistiamo alla rottura
spontanea delle simmetrie.
Inflazione
Il tempo d’inizio del processo inflattivo
L’energia tipica a cui si rompono le
simmetrie della GUT è
L’inflazione spiegherebbe la piattezza
dell’Universo a metrica costante!!!
Gevifl
ifl
16
38
10
sec10
Bariogenesi e nucleosintesi
primordiale
Ad energie pi`u basse, 1014 GeV (t 10−35 s), le simmetrie
della GUT sono tutte rotte; troviamo
cos`ı le particelle che noi conosciamo, cio`e quark e leptoni
e le loro corrispondenti antiparticelle, gluoni,
bosoni dell’interazione debole, bosoni di Higgs, pi`u una
particella ignota di materia oscura.
un meccanismo che ha rotto la simmetria tra materia ed
antimateria
A verso 300 MeV (10−4 s dopo il Big Bang), l’Universo
contiene quark, leptoni, fotoni, neutrini e
materia oscura. Bariogenesi
Modelli alternativi
Universo Stazionario
universo in espansione esponenziale
stazionaria bilanciata dalla creazione
continua di materia proprieta’
fondamentali (densità di massa-energia,
ecc.) invariate nel tempo.
l’Universo e’ invece soggetto a radicale
mutazione con il tempo delle sue proprieta’
(evoluzione cosmologica)
Big bang
Universo omogeneo e isotropo !!! Ma ….???
II° Problema:
Problema dell’orizzonte
13mld anni 13mld anni
26 mld anni
??????????
Non c’è comunicazione tra le due galassie
Universo omogeneo in espansione ????
NOI
MODELLI UNIVERSO
per tutto l’800
ma anche per significativa parte del '900, le
concezioni cosmologiche prevedevano un
universo statico e immutabile con il tempo
(visione positivistica ottocentesca).
Stato Stazionario, che prevedevano un universo
appunto in espansione
esponenziale stazionaria bilanciata dalla creazione
continua di materia, in grado cosi’
di mantenere le sue proprieta’ fondamentali
(densita’ di massa-energia, ecc.) invariate
nel tempo.
ANTIMATERIA
anti-materia e' uno dei rilevanti
problemi della cosmologia
Osservazioni ormai pluri-decennali
non ne hanno mai rilevato
tracce significative.
MATERIA OSCURA
materia non barionica
Interazione solo gravitazionale
Assione, neutralino (WIMPS (Weakly
Interacting Massive Particles).
(CERN no supersimmetria)
GRAVITA’
. L’accelerazione dovrebbe quindi arrestarsi
e iniziare un ripiegamento, che potrebbe in
un lontanissimo futuro produrre un Big
Crunch, un enorme scontro di tutta la
materia rimasta, compressa in uno spazio
non più grande di una noce. Un Big Bang al
contrario
Accelerazione dell’espansione
Un'energia oscura sta accelerando l'universo:
la scoperta Premio Nobel 2011
Ai fisici americani Saul Perlmutter, Brian P.
Schmidt e Adam G. Riess il Premio Nobel 2011
per la Fisica. Nel 1998 scoprirono che
l'universo sta accelerando la sua espansione,
probabilmente a causa di una forza sconosciuta,
l'energia oscura, che potrebbe determinare il
destino ultimo del cosmo. Ecco la straordinaria
storia della loro scoperta.
dove (L ) ν φ e’ la funzione di
luminosita’ e dove, considerando la
relazione della
distanza di luminosita’ Lν=4π d2
Sν
PARADOSSO : alcune supernove relativamente vicine apparivano più fioche di
alcune che invece, poste anche a oltre 10 miliardi di anni luce,
risultavano più luminose. Quindi, le supernove a noi più vicine
dovevano essere in realtà più lontane del previsto, e quelle
apparentemente più lontane sembravano più vicine. Confermate
le osservazioni, escluse altre ipotesi (come quella di una
“polvere cosmica” che ridurrebbe l’intensità luminosa, errori di
calcolo, o confusione sul tipo di supernove osservate),
Perlmutter, Schmidt e Riess dedussero che, quando la luce delle
supernove più lontane che oggi vediamo fu emessa, diversi
miliardi di anni fa, l’universo si espandeva più lentamente.
Viceversa, l’universo oggi sta accelerando.
SUPERNOVAE
supernovae
RESTI DI UNA SUPERNOVAE
Ciò che resta di una supernova
dopo l'esplosione
CANDELE STANDARD
gli oggetti di questo tipo che oggi forniscono le migliori stime sono le
SUPERNOVAE 1A
Esplosione supernove Ia
24 Ld
Lf
f = Flusso radiazione
( raggi X, neutrini )
dL = distanza di
luminosità
Si deve tener conto dell’espansione dell’universo
Terra
Galassia
z = redshift
)(1 zrzdL
2
2
14 zf
Lzr
rz
galassia
supernovae
, le supernove Ia sono state definite candele
standard: la loro luce, che proviene da
miliardi di anni luce di distanza, ci permette
di calcolare con esattezza le distanze
cosmologiche.
, osservando la loro luminosità, da quanto
tempo è avvenuto il fenomeno osservato, e
quindi la distanza dalla Terra.
Dai dati definitivamente
analizzati si può infine
tracciare il diagramma di
Hubble e determinare i
parametri cercati Le supernovae a basso
redshift hanno permesso di
fissare una stima della
costante di hubble H0 mentre
i fit tenendo conto delle
supernovae più lontane fino a
z=0.9 e successivamente
inserendo anche un evento a
z≈1.7 hanno reso possibile
una stima delle densità di
materia e di “dark energy”
vincolando anche il segno del
parametro di decelerazione.
RISULTATI
Imponendo universo piatto
In uno scenario di universo piatto ci si aspetta che il primo
picco sia centrato su un valore di l≈200, nel caso di universo
aperto l’angolo corrispondente all’orizzonte alla
ricombinazione sarà minore spostando il picco verso l
maggiori. Una valutazione accurata delle previsioni teoriche
confrontate con le osservazioni di WMAP permette di ottenere
la migliore odierna stima della densità totale dell’universo e
una stima della densità di materia.
Questi risultati sono consistenti con un modello di universo
piatto (ΩK=0) e con i risultati ottenuti con le supernovae 1a
(Ω0m=0.27 e Ω =0.73).
E’ oggi possibile escludere una cosmologia con Ω0m=1
Spergel et al. 2003
Energia oscura.
Varie indipendenti osservazioni cosmologiche indicano la
presenza di un termine
repulsivo nell'espansione generale dell'Universo, responsabile
del fatto che
l'espansione, anziche' essere rallentata dalla presenza di
materia gravitante, appare
oggi accelerata. Una espansione accelerata richiede, per essere
spiegata, una forza
repulsiva che agisca nell'Universo.
Il termine Λ
densita' di energia del vuoto, che la
fisica delle interazioni fondamentali indicano assumere
valori diversi da zero e molto
elevati.
Distanza: 13 mld YL Nome: z8-GND- 296.
Fondo Cosmico in Raggi X.
Il fondo X origina, secondo le osservazioni e le teorie
attuali, dall’emissione integrata di popolazioni di Nuclei
Galattici Attivi (galassie di
Seyfert e quasar) luminosi in raggi X.
Il fondo isotropo X e' essenzialmente dovuto a una
miriade di
galassie attive lontane e potenti,
Radiazione Cosmica di Fondo nelle Microonde.
Si tratta di un fondo di radiazione
che ha una origine molto piu’ remota nel tempo del
fondo X, ossia proviene
direttamente dal plasma primordiale poco dopo il Big
Bang (400.000 anni dopo).
CMB La radiazione cosmica di fondo a microonde CMB è l’immagine
della superficie di ultimo scattering fra fotone e elettrone avvenuto al
tempo della ricombinazione fra protoni ed elettroni.
Lo spettro della CMB al momento dell’emissione è uno spettro di
corpo nero.
Essendo la quantità I / 3 un invariante di Lorenz lo spettro da noi
osservato a z=0 è ancora uno spero di corpo nero praticamente
perfetto.
Si può dimostrare che l’effetto dell’espansione sullo spettro di un
corpo nero è quello di ridurre la temperatura osservata di un fattore
(1+z) rispetto a quella emessa mantenendo inalterata la natura
termica dello spettro.
Questa sequenza di indicatori permette misure di distanza
sino ad un migliaio di Mpc,
escludendo le supernovae, con le quali si arriva a molte
migliaia di Mpc
