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TELESCOPIO HUBBLE/ Macchetto (astrofisico): 25 anni di scienza e bellezza

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Hubble in orbita  Hubble in orbita

Come spiega la lunga vita di Hubble e le sue prestazioni, che hanno superato ogni aspettativa?

La lunga vita del telecopio dipende appunto dalla concezione di partenza che prevedeva un telescopio riparabile in orbita. La possibilità di mantenere le prestazioni del telescopio sempre correnti con l’inserimento di strumenti che possono incorporare tecnologie che non esistevano 10 o 20 anni fa permette che sia sempre più competitivo e attuale. Se dal punto di vista dell’ingegneria questo è possibile, non basta a garantirne il successo. Il costo di ogni missione di riparazione supera le centinaia di milioni di dollari e bisogna convincere sia la comunità scientifica, sia la Nasa e l’Esa che la scienza che il telescopio continua a fornire è sempre competitiva. Nel nostro caso le prestazioni scientifiche non sono superate da nessun altro telescopio né da terra né nello spazio. Ci sono molti modi per misurare l’impatto scientifico di un telescopio. Per esempio: il numero di pubblicazioni scientifiche fatte ogni anno sfruttando i dati del Hubble supera quelle di qualsiasi altro telescopio o addirittura quelle dell’insieme di parecchi dei telescopi terrestri di più grandi dimensioni. Fino ad oggi le pubblicazioni di Hubble superano le 800 per anno dopo il 2000 e più di 12000 in tutto. Nel campo di tutte le scienze, le citazioni dei risultati di Hubble rappresentano il 10% del totale. Ma dal punto di vista qualitativo, l’impatto del Hubble si fa sentire su tutti i problemi dell’astrofisica e cosmologia moderna: dalle osservazioni dei pianeti del nostro sistema solare, all’altro estremo con le osservazioni delle prime galassie formate nell’universo. Questa varietà dei campi di ricerca assicura che tutta la comunità astronomica ne trae un beneficio diretto.

 

Tra i tanti risultati scientifici quali sono stati a suo avviso i più significativi? Ce n’è qualcuno che lei personalmente ricorda in modo particolare?

Se dovessi scegliere tre o quattro risultati comincerei senz’altro da quello che ha cambiato il paradigma sull’espansione dell’universo. Da osservazioni, fatte prima in concomitanza con alcuni telescopi da terra e poi su galassie ancora più lontane quasi esclusivamente dal Hubble, si è potuto determinare che l’universo non si espande con una velocità costante come si pensava e facevano pensare molti dei modelli cosmologici. Seguendo invece uno dei risultati della teoria della relatività generale di Einstein, che data di 100 anni, si osserva che nell’universo esiste una forza di espansione, la cui natura è peraltro ignota, che fa si che l’universo si accelera sempre di più. Einstein che aveva trovato questo risultato risolvendo alcune delle sue equazioni disse che era stato uno dei suoi grandi errori! Naturalmente con i mezzi osservativi di quell’epoca non era assolutamente possibile misurare questa accelerazione e abbiamo dovuto aspettare l’avvento di Hubble per poterla osservare. Questa enorme sorpresa valse il Nobel della Fisica del 2011 a tre ricercatori. Inoltre apre il campo a numerose ricerche sulla natura di questa forza ignota, sia nel campo dell’astronomia sia in quello della fisica fondamentale. In effetti si richiede che esista una nuova forza a larga scala di azione, la cui natura ci è del tutto ignota, che esisteva sin dall’inizio dell’universo e che ha preso il sopravento sulla forza di gravità. In termini di energia questa forza rappresenta circa il 75% di tutta l’energia dell’universo. La misura della velocità di espansione ha comunque avuto un risultato importante, conosciamo il valore di questa velocità e di conseguenza anche l’età dell’universo che è di 13,8 miliardi di anni. Il secondo risultato a sorpresa è che non solo esistono alcuni buchi neri supermassivi al centro di particolari galassie come i quasar, ma che praticamente tutte le galassie hanno dei buchi neri massivi al loro centro. Inoltre maggior e la massa della galassia, maggiore è la massa del buco nero al suo centro. In qualche modo il processo che porta alla formazione della galassia porta anche alla formazione del buco nero. Questo ha avuto delle conseguenze importanti per i modelli di formazione ed evoluzione delle galassie. I nuovi modelli sviluppati tenendo in mente questi risultati mostrano che le galassie attraversano dei processi di fusione. A misura che l’universo si espande le sue dimensioni aumentano e la sua densità naturalmente diminuisce. Quando l’universo era più piccolo le galassie avevano maggiori possibilità di attrarsi mutuamente e fusionarsi in una sola galassia con la massa finale delle due galassie, così anche i buchi neri al centro di ciascuna galassia si fondono e formano un buco nero di massa più grande. Anche la nostra galassia ha un buco nero al suo centro, di massa di poco superiore al milione di masse quella del Sole.



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