SCIENZE INTEGRATE
LEZIONE N.2 bis
DISTANZE e MISURE
ASTRONOMICHE
I Istituto Tecnico Industriale
Prof. Fabrizio CARMIGNANI
[email protected]
www.fabriziocarmignani.com
IISS “Mattei” – Rosignano S. (LI)
slide 31
Sulla Terra per misurare le distanze si usa il
"CHILOMETRO“ - Km
Questa unità di misura in ASTRONOMIA va ancora
bene per esprimere le distanze dei pianeti più vicini,
ma quando ci si allontana ulteriormente le cifre
diventano troppo lunghe e difficili da gestire
Talvolta si ricorre alla FORMA ESPONENZIALE
Es. 250 miliardi (scritto 250.000.000.000) diventa:
250 x 109
(cioè 250 moltiplicato 10 alla nona potenza
in altre parole 250 seguito da 9 zeri)
Con l’ampliamento dell'UNIVERSO conosciuto si sono
adottate diverse unità di misura:
1.Km = 1000 metri
usato sulla Terra, e per dimensioni e distanze Pianeti
2.U.A.(UNITÀ ASTRONOMICA)= (149.600.000 Km circa)
Corrisponde alla distanza media Terra - Sole
usata per le più lunghe distanze del Sistema Solare
3.A.L. (ANNO LUCE) = 63.240 U.A. (63.240 x 149.600.000
Km = 9.461 miliardi di Km circa) = distanza
percorsa in 1 anno dalla LUCE (che viaggia a circa
300.000 Km/sec) usato in genere per distanze stellari e
galattiche
4.PARSEC = 3,26 A.L. (ANNI LUCE)
usato per le grandi misure galattiche e intergalattiche
Esistono anche dei multipli del PARSEC:



KILOPARSEC (mille parsec)
MEGAPARSEC (1 milione di parsec)
GIGAPARSEC (1 miliardo di parsec)
Es. la stella più vicina al Sole (ma anche alla TERRA)
è Proxima Centauri distante dalla TERA 4,35 A.L.
Utilizzando il Km la distanza sarebbe stata:
4,35 x 9.461.000.000.000
La luce che vediamo ora dalla TERRA, di PROXIMA
CENTAURI, è partita 4,5 anni fa dalla STELLA
Comunque si scrivano queste cifre, le DISTANZE
ASTRONOMICHE sono così grandi, da non
renderci evidenti le reali proporzioni della
collocazione degli astri nello spazio
Per dare un'idea di queste proporzioni vogliamo
fare una specie di giochetto:
ridurremo il sistema solare in una scala più piccola,
come un architetto farebbe con il plastico di un
complesso edilizio
Proviamoci e vediamo cosa ne viene fuori
La TERRA, diametro di 12.756 Km (1.275.600.000 cm )
la riduciamo ad una sferetta di 1 centimetro
Cioè riduciamo le sue dimensioni di 1.275.600.000 volte
Se facciamo la stessa cosa con altre misure
costruiremo con facilità il nostro plastico
Dunque:
la TERRA è una biglia di 1 cm di diametro
la LUNA un pallino di 2,7 mm distante 30 cm dalla TERRA
il SOLE diventa una bella sfera di poco più di 1 metro
lontano 117 metri dalla TERRA
Possiamo fissare su una tabella alcuni dati per poterli
consultare agevolmente
TERRA
LUNA
DIAMETRO
REALE
DIAMETRO
IN SCALA
Km 12.756
Cm 1
Km 3.476
Cm 0.27
(2,7 mm)
DISTANZA
REALE
DISTANZA
IN SCALA
Km 384.400
Cm 30.13
Diametro
reale (Km )
Diametro
in scala (cm)
Distanza reale
dal Sole (U.A.)
Distanza in scala
dal Sole (metri)
SOLE
1.394.000
109.28
=
=
MERCURIO
4.878
0.38
0,387
45
VENERE
TERRA
MARTE
GIOVE
12.104
12.756
6.794
142.984
0.95
1.00
0.53
11.21
0,723
1,000
1,524
5,203
85
117
178
610
SATURNO
120.536
9.45
9,555
1.120
URANO
51.118
4.00
19,218
2.254
NETTUNO
49.528
3.88
30,110
3.531
PLUTONE
2.302
0.18
39,482
4.630
Uscendo dal Sistema Solare la stella più vicina,
PROXIMA CENTAURI, la dovremmo mettere
lontana 32.600 Km, quasi un decimo della
distanza reale da noi alla Luna
La stella ERAKIS (µ-Mu Cephei), stimata la più grande
di quelle conosciute, avrebbe il diametro di
1,3 chilometri, mentre la Via Lattea sarebbe una
bella spirale larga 1,1 miliardi di Km
Come potete costatare, pur avendo ridotto le reali
dimensioni di 1.275.600.000 volte, siamo di nuovo
di fronte a numeri grandissimi
Viaggio virtuale
nell’UNIVERSO
DIMENSIONI REALI: pianeti ROCCIOSI
TERRA (Earth, diametro Ø 12.756 km) - VENERE (Venus, Ø 12.104 km),
MARTE (Mars, Ø 6.794 km) - MERCURIO (Mercury, Ø 4.880 km)
PLUTONE (Pluto, Ø 2.274 km).
N.B.: la LUNA (diametro di 3.476 km) è più grande di Plutone e più piccola di
Mercurio
DIMENSIONI REALI: pianeti GASSOSI e ROCCIOSI
GIOVE (Jupiter, diametro Ø 142.984 km) - SATURNO (Saturn, Ø 120.536 km)
URANO (Uranus, Ø 51.118 km) - NETTUNO (Neptune, Ø 49.532 km)
DIMENSIONI REALI: SOLE e pianeti
SOLE (Sun, diametro Ø 1.390.000 km)
La TERRA ripresa da circa 6 miliardi di Km di distanza
(oltre l'orbita di Nettuno) dalla sonda Voyager 1 (1990)
Photo NASA
DIMENSIONI REALI: STELLE
ARCTURUS (Arturo, alfa a Boötis, Ø 22.101.000 km),
POLLUX (Polluce, beta b Geminorum, Ø 11.120.000 km)
SIRIUS (Sirio, alfa a Canis Majoris, Ø 2.335.000 km)
A questa scala GIOVE è grande un pixel
la TERRA è invisibile
DIMENSIONI REALI: STELLE
ANTARES (alfa a Scorpii, Ø 1.330.000.000 km)
BETELGEUSE (alfa a Orionis, 903.500.000 km)
ALDEBARAN (alfa a Tauri) - RIGEL (beta b Orionis)
A questa scala il SOLE è grande un
pixel GIOVE è invisibile
stella più grande conosciuta è
VY Canis Majoris (Ø 2.900.000.000 km)
è più del doppio (in diametro NON in
volume!) di Antares
STELLE “vicine” al SOLE (raggio 15 A.L.)
ANNO LUCE (A.L.) = circa 9.461.000.000.000 km
La velocità (CELERITAS) della luce è:
C = 299.792,458 km/s (circa 300.000 Km/sec)
DINTORNI SOLE (raggio 250 A.L.)
DINTORNI SOLE (raggio 5.000 A.L.)
Si cominciano a vedere i BRACCI ("arm" in inglese)
a spirale della Via Lattea (nostra Galassia)
DINTORNI SOLE (raggio 10.000 A.L.)
Nebulose e ammassi stellari
CENTRO VIA LATTEA (nostra Galassia)
VIA LATTEA (nostra Galassia)
GALASSIA a SPIRALE
VIA LATTEA (nostra Galassia)
La Via Lattea, Ø di circa 100.000 A.L., è una galassia a spirale
Il Sole è posto a circa 27.000 A.L. dal centro della Via Lattea, nel braccio
di Orion, tra il braccio a spirale del Perseus e quello del Sagittarius
DINTORNI VIA LATTEA
Il GRUPPO LOCALE del quale fanno parte la Via Lattea (Milky Way) e le sue
galassie satelliti, la Grande Nube di Magellano (LMC, Large Magellanic Cloud)
e la Piccola Nube di Magellano (SMC, Small Magellanic Cloud)
Le distanze dalla Via Lattea sono
espresse in MIGLIAIA di ANNI LUCE
(kly, kilo light years)
DINTORNI GRUPPO LOCALE
SUPERAMMASSI (supercluster) di galassie in un raggio di 500 milioni di A.L. da noi
La Via Lattea e il suo ammasso (Gruppo Locale)
fanno parte del superammasso della VIRGO
Nell'universo attualmente conosciuto (almeno 15 miliardi di A.L.)
si stima che ci siano 100 miliardi di galassie mediamente costituite da
100 miliardi di stelle
Siamo figli delle Stelle…
La ricetta per fare un uomo di media corporatura è la seguente: 15 kg di
carbonio, 4 di azoto, 1 di calcio, mezzo di fosforo, 200 g di sodio, 150 di potassio,
150 di cloro, qualche grammo di una quindicina di altri elementi (tra i quali
alcuni esotici, come il selenio, il litio e il vanadio in dosi infinitesimali) e 4 secchi
d’acqua da 10 litri. I 40 litri d’acqua a loro volta si possono ottenere combinando
5 Kg di idrogeno e 35 Kg di ossigeno. Costo commerciale del tutto: poche
migliaia di lire.
[…] I 5 Kg di idrogeno e il pizzico di litio vengono dal big-bang, risalgono a 15
miliardi di anni fa. Gli altri ingredienti sono più recenti, per produrli l’universo ha
dovuto evolversi per vari miliardi di anni, miliardi di stelle hanno dovuto nascere,
splendere, morire, rinascere nel seno di nebulose generate da collassi stellari.
I 15 Kg di carbonio sono stati costruiti dentro una stella nella fase terminale
della sua vita, unendo 3 atomi di elio. I 35 Kg di ossigeno derivano dalla fusione
di carbonio ed elio nel nòcciolo di stelle caldissime. Il ferro è cenere di stelle
esaurite. Anche calcio, fosforo, zolfo, cloro, sodio e azoto vengono da caldissime
fucine stellari.
Le tracce di elementi ancora più pesanti ci arrivano dalle supernove.
Insomma,… siamo nati dalle stelle
Piero Bianucci, Nati dalle stelle
Figli delle stelle
(Alan Sorrenti)
1977
Come le stelle noi
soli nella notte ci incontriamo
come due stelle noi
silenziosamente insieme
ci sentiamo.
Non c'è tempo di fermare
questa corsa senza fiato
che ci sta portando via
e il vento spegnerà
il fuoco che si accende
quando sono in te, quando tu sei in me.
Noi siamo figli delle stelle
figli della notte che ci gira intorno
noi siamo figli delle stelle
non ci fermeremo mai per niente al mondo.
noi siamo figli delle stelle
senza storia senza età eroi di un sogno
noi stanotte figli delle stelle
ci incontriamo per poi perderci nel tempo.
Come due stelle noi
riflessi sulle onde scivoliamo
come due stelle noi,
avvolti dalle ombre noi ci amiamo
io non cerco di cambiarti
so che non potrò fermarti
tu per la tua strada vai
addio ragazza ciao,
io non ti cercherò
dovunque tu sarai,
dovunque io sarò.
Noi siamo figli delle stelle
figli della notte che ci gira intorno
noi siamo figli delle stelle
non ci fermeremo mai per niente al mondo.
noi siamo figli delle stelle
senza storia senza età eroi di un sogno
noi stanotte figli delle stelle
ci incontriamo per poi perderci nel tempo.
Canzone pop-disco scritta ed interpretata da Alan Sorrenti del 1977. La canzone è uno dei pochi esempi di musica
disco italiana, effettivamente cantata in lingua italiana, dato che fino a quel momento i gruppi italiani di genere
avevano sempre cantato in lingua inglese. Il singolo fu uno straordinario successo in Italia, riuscendo a scalzare dalla
prima posizione dei dischi più venduti Un'emozione da poco di Anna Oxa e rimanendo in vetta per una
settimana, prima di lasciare il posto a Stayin' Alive dei Bee Gees. In totale il disco rimase nella top ten per sedici
settimane consecutive, e risultò essere l'ottavo singolo più venduto dell'anno
LEGGE di TITIUS - BODE
KEPLERO (1571-1630) enunciò le sue famose 3 leggi sui moti dei
pianeti che vedremo successivamente. In particolar modo con la III
legge si mette in evidenza come le distanze dei pianeti dal Sole siano
in relazione ai rispettivi periodi orbitali, a prescindere dalla massa.
Nonostante ciò, alcuni astronomi del 1700 volevano
ricercare una qualche 'regolarità' nella disposizione dei
pianeti, tentando di trovare una formula che desse per
ogni pianeta la sua distanza dal Sole
TIETZ J. Daniel, latinizzato TITIUS (Konitz, Prussia 1729 Wittenberg 1796) aveva formulato a tal proposito una sua
'legge', che Johann BODE (Amburgo 1747 - Berlino 1826)
riprese nel 1778, passando alla storia come:
LEGGE di TITIUS-BODE
La 'legge', che non ha alcun fondamento scientifico, stabilirebbe quindi
con una certa approssimazione le distanze dei pianeti dal Sole
(fino ad Urano ed inclusi gli asteroidi) espresse in U.A.
Essa è così formulata:
Si prende la seguente sequenza di numeri, basata sul numero 3
0 - 3 - 6 - 12 - 24 - 48 - 96 - 192
Aggiungendo 4 ad ogni numero, si ottiene
4 - 7 - 10 - 16 - 28 - 52 - 100 - 196
Ogni nuovo numero si divide per 10 e si ottiene:
0,4 - 0,7 - 1 - 1,6 - 2,8 - 5,2 - 10 - 19,6
Che corrispondono all’incirca, alle distanze dei pianeti dal
SOLE espresse in UNITA’ ASTRONOMICHE
LEGGE di TITIUS-BODE
0,4
0,7
1
1,6
2,8
5,2
10
19,6
Infatti le reali distanze dal Sole espresse in UA sono:
MERCURIO
VENERE
TERRA
MARTE
ASTEROIDI
GIOVE
SATURNO
URANO
0,38
0,72
1,00
1,52
2,80
5,20
9,53
19,2
Peccato che, come nel caso dell'influenza della Luna piena sui 'lupi mannari'
o quella delle costellazioni dello zodiaco sul carattere della gente,
non si riesca a dimostrare il perché.
FINE della LEZIONE N. 2 bis
Distanze e misure astronomiche
Grazie per l’attenzione!
E ricordatevi…!
…Considerate la vostra semenza
fatti non foste a viver come bruti
ma per seguir virtute e canoscenza
DANTE ALIGHIERI
(Divina Commedia, INFERNO, canto XXVI , 118-120)
Prof. CARMIGNANI Fabrizio
[email protected]
www.fabriziocarmignani.com