Big bang: tesina

Appunto inviato da alanmichael2004
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Tesina molto approfondica sull'origine dell'universo. Il big bang: teoria e significato (26 pagine formato doc)

BIG BANG

Gli astrofisici di tutto il mondo sono ormai concordi nel sostenere che l‘universo sia nato da un‘immane esplosione che ha portato alla creazione dell‘universo.

Nel 1929 Edwin Hubble annunciò la scoperta dell‘espansione dell‘universo. Osservando un gran numero di galassie aveva scoperto che la maggior parte di loro si stava allontanando da noi poiché i loro spettri risultavano spostati verso il rosso. Osservò inoltre che più era grande la loro distanza dalla Terra e più era alta la loro velocità di allontanamento.
Non dobbiamo tuttavia ritenere di essere in una posizione privilegiata dell‘universo solo perché ci sembra che tutti i corpi si stiano allontanando da noi ;infatti la stessa impressione l‘avrebbe un qualunque altro osservatore posto in una qualunque altra parte dell‘universo. Questa situazione è spiegata dal primo principio cosmologico che afferma: la struttura e le proprietà dell‘universo su larga scala sono ovunque ed in tutti i tempi le stesse.
Questa osservazione di Hubble viene riassunta : v = H r. Dove v è la velocità di allontanamento, r la distanza e H un numero detto costante di Hubble che vale 53 Km/s per ogni milione di parsec.
Questa osservazione metteva in crisi la concezione dominante di universo stazionario. Infatti essendo questo in espansione la sua densità doveva variare. La teoria venne quindi modificata affermando che vi doveva essere una continua creazione di materia pari ad un atomo di idrogeno per ogni centimetro cubo una volta ogni milione di miliardi di anni.

Origine dell'universo e big bang

BIG BANG TEORIA

In seguito si ipotizzò che l‘universo fosse nato da un‘esplosione avvenuta 15 miliardi di anni fa e che il moto di allontanamento fosse la conseguenza di questa esplosione. Questa prese il nome di Big Bang. Prima di tale evento tutto l‘universo era concentrato in una sfera, con temperature e densità infinite, nella quale era presente un plasma, uno stato della materia in cui nuclei ed elettroni sono liberi di muoversi caoticamente su scala macroscopica, costituito da quark e gluoni. I quark sono i componenti fondamentali dei protoni e dei neutroni e vengono tenuti insieme non soltanto dalla forza elettromagnetica ma anche da una forza più intensa detta di iterazione forte che confinandoli all‘interno di protoni e neutroni li rende invisibili. Il confinamento si spiega con il fatto che la forza che lega i quark aumenta al crescere della distanza che li separa. I gluoni (dall‘inglese glue =colla) tengono uniti i quark impedendo loro di allontanarsi.

Nascita dell'universo e origine del big bang

BIG BANG UNIVERSO

Essendo tale situazione molto instabile la sfera è esplosa. Le fasi seguenti a tale esplosione vengono così divise:
• Era dell‘età quantistica dal tempo zero a 10-34 s con una temperatura di 10-32 K detta anche tempo di Plank in cui le moderne teorie non valgono.
• Istante zero con densità e temperature infinite.
• Grande unificazione da 10-43 a 10-34 s .
• Era elettrodebole da 10-34 a 10-10 s. Ha inizio l‘inflazione cosmica in cui l‘universo neonato incomincia ad espandersi. Si verificano i monopoli magnetici ed inizia la nucleosintesi dell‘elio.
• Era dominata dalla radiazione da 10-10 a 100 s in cui si verificano da 10-6 a 10-4 secondi il confinamento dei Quark con formazione di protoni, neutroni, antiprotoni ed antineutroni; da 10-4 a 1 si ha il disaccoppiamento tra materia e radiazione (si separano iterazione forte e iterazione elettrodebole e si formano le prime particelle), e da 1 secondo a 100 secondi si verifica la sintesi dell‘elio.

Big bang e formazione della terra: riassunto