MATERIA
inorganica e organica
Atomo
Elettrone (e-)
Protone (p+): 3 quark
2 up e 1 down
Il CERN di Ginevra
«L’organizzazione non
dovrà avere alcun
rapporto di lavoro in
campo militare e i
risultati del proprio
lavoro, teorico o
sperimentale, dovranno
essere pubblicati o ad
ogni modo messi a
disposizione
liberamente»
CERN founding
convention
superconduttori! ~1.7Ktemperatura! ~1atomo/cm3!
Big Bang
Dal Big Bang alle galassie
Il Tempo che stiamo vivendo è nato con il Big Bang!
Tempo zero
Nessuna ipotesi, probabilmente il nulla:
non esistono materia spazio (il vuoto) e tempo
Era di Plank
Deboli ipotesi sull’Universo definito SINGOLARITÀ:
materia e energia sono addensate in un punto grande come un atomo
(teoria delle stringhe)
10-43 s
BIG BANG
Inizia la creazione della materia e quindi dello spazio e del tempo
Dimensioni infinitesimali
1033 K
(teoria della superforza)
Espansione svincolata dal tempo
~10-6 s (I° ms)
PARTICELLE ELEMENTARI
COLLISIONI E DISAVANZO DI MATERIA
Formazione delle prime particelle elementari
e particelle esotiche:
elettroni e positroni, quark, antiquark, neutrini e antineutrini
le collisioni tra materia e antimateria trasformano la massa in
energia (ANNICHILAZIONE della materia)
i fotoni prodotti generano nuove particelle di materia
(quark e antiquark)
complessivamente però la materia prodotta supera
quantitativamente l’energia prodotta
a questo disavanzo segue una forte espansione di 1050 volte, a
velocità elevatissime (INFLAZIONE)
+
_
quark
elettroni
positroni
neutrini
~10-2 s (I° cs)
PARTICELLE NUCLEARI
FUSIONI E DECADIMENTI
1011 K
Ammasso di radiazioni e materia dispersa in particelle elementari
Cominciano a formarsi i primi protoni e neutroni per unione di quark,
positroni e neutrini
Protoni e neutroni si formano e si disintegrano continuamente
Si scontrano e decadono in radiazioni, elettroni e positroni e si
trasformano gli uni negli altri
L’espansione è sempre rapida ma si va riducendo
La temperatura continua a diminuire
N  P+ + b - + n
P+  N + b + + n
~10-1 s (dopo 0,11 sec)
DISAVANZO DI PROTONI
I protoni formatisi sono quasi il doppio dei neutroni
1° ANNO LUCE
Dimensioni dell’universo pari a 1 anno luce
1010 K
Densità pari a 380000 volte quella dell’acqua
I protoni continuano a formarsi a sfavore dei neutroni
Primi 3 minuti
NUCLEOSINTESI
109 K (temperature paragonabili a quelle dei nuclei stellari attuali)
Molti elettroni e positroni si annichilano a favore della formazione dei
primi nuclei
Si formano i primi nuclei di deuterio ed elio (NUCLEOSINTESI)
Dopo mezz’ora
PLASMA
DISAVANZO DI ELETTRONI
La temperatura è scesa ulteriormente
I positroni sono tutti annichilati
Il numero di elettroni superstiti alle annichilazioni
è circa pari al numero di protoni
Nuclei, elettroni e energia formano una sorta di plasma
Nebbia provocata dall’istantaneo riassorbimento dei fotoni prodotti
(riassorbimento di energia elettromagnetica)
3x108 K
Finta rappresentazione
Dopo 300000 anni
TRASPARENZA
PRIMI ATOMI
Il raffreddamento ha raggiunto i 3000 K
Si formano i primi atomi stabili
con elettroni che si muovono intorno ai nuclei
I fotoni liberati dagli atomi possono abbandonare il sistema e
percorrere lunghi tratti di spazio
Universo trasparente
Interazioni tra materia e radiazione sempre meno frequenti
La forza gravitazionale comincia ad esercitare degli effetti
Si formano le prime nebulose di gas (ammassi di materia fredda)
Dopo 2-3 milioni di anni
PROTOGALASSIE
La forza gravitazionale induce i primi processi di
condensazione della materia
Si formano le prime protogalassie
E solo circa 4,5 miliardi di anni fa…
Ossigeno
Tavola periodica degli elementi
Idrogeno (H2)
Molecole inorganiche
Dalle molecole inorganiche a quelle organiche ►
NYU – 3D MOLECULE
Bios
Replicazione del DNA