Gutta cavat lapidem (La goccia scava la pietra)

Appunti di astronomia

L’astronomia è la scienza che ha come oggetto lo studio di tutti i corpi celesti dell’Universo, tra cui i pianeti, i satelliti, le comete, gli asteroidi, le stelle, la materia interstellare, le galassie e gli ammassi di galassie. 
Gli antichi greci non furono certamente il solo popolo dell’antichità ad interessarsi agli astri, a creare costellazioni, ad osservare con estrema cura i fenomeni celesti per misurare il tempo od orientarsi; ma indubbiamente furono i primi a scindere tale sapere dalle concezioni magiche o religiose, o semplicemente da usi di potere. Furono proprio loro a far nascere l’astronomia come scienza fisica, a tentare di dare spiegazioni matematiche (e non solo mitologiche) degli eventi celesti. Il tutto sia pure in forme talvolta contraddittorie: non a caso il loro più celebre astronomo, l’alessandrino Claudio Tolomeo, fu colui che fissò, per secoli, le leggi basse sia dell’astrologia che dell’astronomia vera e propria. Si deve ai greci la prima determinazione delle dimensioni del Sole, della Luna, della distanza dei corpi celesti, della circonferenza della Terra, la scoperta della precessione degli equinozi ecc.

Astronomi studiando un'eclissi, pittura su tela, opera di Antoine Caron nel 1571.

Astronomi studiando un’eclissi, pittura su tela, opera di Antoine Caron nel 1571.

La moderna astronomia si divide in branche distinte: l’astrometria, che è lo studio e l’osservazione delle posizioni e dei moti degli astri; la meccanica celeste, cioè lo studio matematico dei moti degli astri sulla base della teoria della gravitazione; l’astrofisica, vale a dire lo studio della composizione chimica e dello stato fisico degli astri, condotto sulla base dell’analisi spettrale e delle leggi della fisica; e, infine, la cosmologia, che è lo studio dell’universo nel suo insieme.
Da un altro punto di vista, l’astronomia si suddivide in branche distinte a seconda del tipo di radiazione elettromagnetica sfruttata per l’indagine celeste: si parla di astronomia nei raggi gamma per quel campo di indagine che studia i corpi celesti attraverso l’analisi della radiazione gamma da essi emessa, e analogamente si parla di astronomia nei raggi X, nell’infrarosso e di radioastronomia.


Le Stelle

galassiaLe stelle per la loro luminosità sono da sempre considerate un simbolo importante di immensità e di eternità, di tutto ciò che sfugge alla ristrettezza umana, ai limiti della ragione e del terreno. Di ciò che può ampliare la visione abituale, di una ricerca più elevata e di sogni e desideri che non si arrestano davanti agli ostacoli.  
Le stelle
 sono luce nel buio, piccoli fari accesi nella notte che nell’uomo inducono domande e che lo confrontano con l‘ignoto, con l’enormità dello spazio e del tempo, con lo spirito e la natura. Che lo confrontano con il proprio destino, con il futuro ed il mistero del domani e con la guida  e l’influsso che paiono esercitare. Perché, fin dall’antichità, la credenza comune vuole che una buona o una cattiva stella determini la fortuna o la sfortuna dell’individuo. 

Astra regunt homines…dice un proverbio medioevale : Le stelle governano gli uomini…. E continua:…..sed regit astra Deus“: ma Dio governa le stelle


Come funzionano le stelle?

Cosa c’è prima che si formi una stella? è questo il punto fondamentale, quando parliamo di stelle ci riferiamo ovviamente a un periodo posteriore al raffreddamento dell’universo, nell’altro paragrafo vi ho spiegato che subito dopo il big bang l’universo era tanto caldo che tutte le forze fondamentali erano fuse tra loro, raffreddandosi le forze si separano e cominciano ad interagire con la materia. 
La forza gravitazionale fa si che il materiale si addensi, le polveri si attraggono tra loro e la massa di questi “grumi” aumenta sempre più aumentando la forza gravitazionale. Si forma cosi una nube di gas (ricordiamo che all’inizio esistevano solo atomi leggeri come idrogeno e elio) detta “nebulosa”. 

Una nebulosa gira su se stessa attorno al proprio centro di gravità costituito da una massa centrale più pesante. Per differenziazione gravitazionale i materiali più leggeri si trovano all’esterno della nube, il moto di rotazione fa infatti si che per la forza centrifuga i materiali leggeri sfuggano rispetto a quelli pesanti. 
La forte forza di gravità comporta un aumento sia di densità che di temperatura, gli atomi sono molto vicini e si agitano molto velocemente, la forza elettromagnetica diventa allora irrilevante, gli atomi si trovano in un così detto stato di plasma dove gli elettroni non sono più legati ai protoni. Vinte le forze repulsive grazie alla pressione data dalla gravità e alla elevata temperatura (almeno 13 000 000 di gradi kelvin) i neutroni si avvicinano tra loro dando origine a reazioni di fusione nucleare, la reazione più semplice è quella protone protone, è quella del nostro sole che fonde nuclei di idrogeno per dare origine a nuclei di elio. 
Vengono coinvolti sei nuclei di idrogeno ossia sei atomi, il risultato è un nucleo di elio (2 protoni e 2 neutroni) più 2 nuclei di idrogeno. Potendo pesare i 6 atomi iniziali e il prodotto finale si nota una perdita di massa dello 0,07 % questa massa si è trasformata in energia E=mc^2 ossia la massa per la velocità della luce (300 000 Km/s) a poca massa corrisponde quindi tantissima energia. 
Quest’energia viene liberata come onde elettromagnetiche, ossia sotto la stessa forma della luce che possiamo osservare, ma ad una energia tanto elevata (frequenza maggiore dell’onda) che non rientra nella nostra banda del visibile, quest’onda tanto potente si chiama raggio gamma. Il prodotto finale è il nostro sole.

 

vedi anche: Breve storia dell’astronomia

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