Anno accademico 2016/2017

PRIMO PROGETTO ALTERNANZA SCUOLA-LAVORO

Il vocabolario dell'astrofisico

3I Liceo Scientifico Galileo Galilei

Nell’ambito del percorso relativo all’alternanza scuola-lavoro, durante l’anno accademico 2016-2017, l’ICRANet di Pescara (International Center for Relativistic Astrophysics Network), ospiterà la classe 3°I del Liceo Scientifico Statale “Galileo Galilei” di Pescara. Un totale di 25 studenti e di 70 ore suddivise tra teoria e pratica. La ricerca, ad oggi, rappresenta uno degli elementi fondanti per lo sviluppo di un Paese. La Regione Abruzzo presenta, sul suo territorio, diverse realtà che dedicano la propria attività e il proprio operato alla ricerca scientifica e ICRANet rappresenta una delle punte di diamante essendo l’unica con la caratteristica dell’internazionalità. Gli studenti verranno inseriti all’interno del contesto di studio dei ricercatori presenti nell’Istituto e verranno seguiti dai docenti della Faculty sui focus previsti dal programma delle lezioni.

Rassegna Stampa 16 Dicembre 2016



Prima giornata 06/12/2016

Argomento: Il valore della ricerca e il lavoro del ricercatore

Professori

Costantino Sigismondi CV

Alessandra Di Cecco CV

MATERIALE PER GLI STUDENTI

"Il mestiere del ricercatore è studiare" video a cura del prof Sigismondi Clicca qui

Geminidi e Quadrantidi: guida all'osservazione scientifica video a cura del prof Sigismondi Clicca qui

I Seminario: "INTRODUZIONE ALL'ASTROFISICA" a cura della Dottoressa Alessandra di Cecco (scarica qui il programma)

Gallery Fotografica


Seconda giornata 20/12/2016

MATERIALE PER GLI STUDENTI

II Seminario: "Storia dell’Astrofisica e della Relatività" a cura del Prof. Carlo Luciano Bianco (scarica qui le slide)

Il Caso neutrino

Gallery Fotografica


Terza giornata 27/02/2017

MATERIALE PER GLI STUDENTI

Argomento: pericoli che vengono dallo spazio, naturali e artificiali

La prima parte della giornata è stata dedicata ai pericoli di origine "naturale".
Abbiamo parlato dell'origine degli asteroidi e delle comete, della loro composizione e della loro distribuzione all'interno del Sistema Solare. In merito, abbiamo approfondito le missioni Stardust della NASA e Rosetta dell'ESA. Particolare attenzione è stata dedicata ai molteplici aspetti che riguardano gli impatti di asteroidi e comete con il pianeta Terra. Per gli impatti avvenuti, abbiamo dato particolare riguardo alle ipotesi che vedono le comete come responsabili dell'origine dalla vita. Successivamente, abbiamo discusso riguardo il probabile asteroide massivo che è stato il responsabile della scomparsa dei dinosauri e del pericolo che un caso simile si ripresenti in futuro.

La seconda parte della giornata è stata dedicata ai pericoli di origine "artificiale".
Abbiamo parlato del Programma di Sorveglianza Spaziale e Tracciamento (SST) dell'Agenzia Spaziale Europea, con particolare riguardo al tema dei detriti spaziali. Di questi oggetti sono stati descritte le sorgenti, la distribuzione, le orbite circumterrestri, la loro massa. Sono stati discussi i pericoli di impatto con satelliti operativi e/o di rientro incontrollato a Terra. Sono stati anche descritti i sensori ottici e le modalità di acquisizione delle immagini di oggetti geostazionari.




Quarta giornata 06/03/2017

MATERIALE PER GLI STUDENTI

Argomenti:
Storia di cosmologia
Universo di oggi e scala cosmica
Storia dell’universo
Il Big Bang
La struttura a larga scala


Abbiamo seguito lo storico percorso dello sviluppo della cosmologia, partendo dalle civilta' antiche fino ad arrivare alla cosmologia relativistica. Abbiamo attraversato l’Universo e approfondito i concetti fondamentali relativi alla scala cosmica. La storia dell’universo e’ stata oggetto di discussione a partire dalla teoria del Big Bang e dei suoi maggiori protagonisti: Einstein, Friedmann, Hubble e Gamow. Abbiamo parlato della cosmologia di oggi con i suoi pilastri: la radiazione di sfondo e l'abbondanza di elementi leggeri. Poi, abbiamo toccato anche importanti questioni aperte relative alla materia oscura e all'energia oscura.

Quinta giornata 10/03/2017

MATERIALE PER GLI STUDENTI

Focus della lezione:
spettroscopia
fotometria
fit matematici
modelli fisici
teoria scientifica
falsificabilità
rasoio di Occam

E' possibile scaricare le slide qui



Sesta giornata 20/03/2017

MATERIALE PER GLI STUDENTI

Titolo:"Guardando lontano nello spazio e nel tempo"
Parole chiave:
Origine dell'universo e del tempo
George Lemaitre
Paradosso di Olbers
Espansione dell'Universo
Radiazione di fondo cosmico
Anisotropie sotto la scala di un grado
Distanza di Redshift
Equinozio
Eliometria
Meridiane

Abstract:
In questa giornata abbiamo affrontato la struttura di base dello spaziotempo, per semplicità e praticità di quello Euclideo, cioè piatto: un oggetto di dimensione data, più è lontano più appare piccolo, alla distanza del Sole per esempio 1°=3 milioni di Km. L'altra cosa da capire è che l'Universo si espande e lo fa da uno stato più denso e più caldo e qui abbiamo approfondito il paradosso di Olbers ed alcune considerazioni di Lemaître, che ha risolto l'equazione di Einstein nel 1927. In una fase successiva siamo arrivati al punto in cui la radiazione era accoppiata con la materia: quando l'Universo era opaco, come la superficie del Sole, oltre la quale con i fotoni non possiamo osservare (ma con neutrini e onde gravitazionali si). Il modello di Universo in espansione con Big Bang caldo prevede che questa temperatura e densità dell'Universo sia stata raggiunta a redshift z=1100, ovvero 380mila anni dopo il big bang. E' per questo che ovunque osserviamo troviamo la radiazione di fondo cosmico, che oggi ha una lunghezza d'onda 1100 volte più lunga di quella di allora. Esiste una formula che si chiama la "distanza red-shift" che permette di conoscere la dimensione lineare di un oggetto di 1° a qualunque valore del suo red-shift. Questa ci permette di dire che a z=1100 un grado corrispondeva con circa 380mila anni luce! In altre parole la luce poteva arrivare dall'origine del tempo fino a 380mila anni solo ai confini di quella bolla di 1° angolare di dimensioni. Ma allora come fa tutto l'Universo ad essere in equilibrio termico alla stessa temperatura? Questo fu teorizzato da Lemaître, verificato nel 1965 da Penzias e Wilson, per tutto il cielo e poi via via a livelli di precisione sempre maggiore: prima con una risoluzione angolare di 10° (COBE Satellite, Nobel 2006 a Mathers e Smooth) poi di 1° (BOOMergANG, su pallone, De Bernardis) e infine di 1"=1/3600° (PLANCK satellite, attualmente in orbita). Il problema di questi complicatissimi esperimenti in orbita e su pallone è quello di superare lo schermo dell'atmosfera ed arrivare ad una risoluzione angolare tale da osservare disomogeneità nella temperatura. E qui viene il bello della parte sperimentale: misurare la temperatura dai fotoni, dalla loro distribuzione di Planck, di corpo nero, in ultimo anche dalla legge di Wien. Bisogna averne tanti e di tutte le energie e con una temperatura di 3 K i fotoni sono pochissimi e dominati dal fondo. Le disomogeneità nella temperatura sono di una parte su centomila! Per cui la differenza tra una regione e un'altra è estremamente piccola. Da queste disomogeneità iniziali si può capire anche come l'Universo è evoluto dinamicamente: extra temperature corrispondevano ad extra materia che poi ha dato luogo a condensazioni (galassie e stelle, poi aggregatesi in ammassi e superammassi di galassie nel panorama bottom-up). Questa giornata è stata caratterizzata anche dall’aver affrontato la discussione in merito all’Equinozio di Primavera e delle sue misure alle grandi meridiane costruite dentro le Chiese usate come osservatori e camere oscure. E’ questa un’idea tutta Italiana che è stata molto apprezza, richiesta ed esportata all'estero da Cassini, nominato direttore dell'Osservatorio di Parigi proprio grazie ai successi ottenuti con la meridiana di san Petronio a Bologna "domo' i cavalli del Sole". Abbiamo parlato anche della meridiana Clementina presente nella Chiesa di Santa Maria degli Angeli e dei Martiri a Roma che potrete vedere nei seguenti video:
Equinozio di Primavera 2017 a Santa Maria degli Angeli:https://youtu.be/JJOizulc6_A
A San Benedetto la rondine sotto il tetto...: https://youtu.be/YC34iWsUXRo



Settima giornata 19/04/2017

MATERIALE PER GLI STUDENTI

Titolo: Gamma-ray Bursts: le più grandi esplosioni nell’universo
Parole chiave:
Spettro elettromagnetico
Scoperta dei GRB, test nucleari e guerra fredda
Satelliti Vela, BATSE, Beppo-SaX, Swift e Fermi
Distanza di luminosità
Polarizzazione del vuoto
Problema della compattezza
Progenitori dei GRB

Argomento::
In questa lezione abbiamo parlato dei lampi di raggi gamma (gamma-ray bursts, o GRBs in breve). Dopo aver introdotto la nozione di spettro elettromagnetico e di dove la radiazione gamma si inserisca in esso, abbiamo ripercorso le tappe storiche che hanno condotto alla scoperta dei GRBs, all'identificazione della loro natura cosmologica, fino alle osservazioni più recenti. Questo percorso ha portato anche ad uno sviluppo parallelo delle tecnologie necessarie all'osservazione dell'universo nei raggi gamma.
Nella seconda parte della lezione abbiamo trattato il problema dell'energetica dei GRB, ovvero dell'energia emessa in tali fenomeni in pochi secondi che è equivalente a quella emessa dal Sole durante la sua di vita di dieci miliardi di anni. Abbiamo visto che l'unico oggetto astrofisico in grado di fornire tali straordinarie energie è un buco nero, tramite il meccanismo della polarizzazione del vuoto. Tale processo fisico porta alla formazione di un plasma di elettroni e positroni che espande a velocità prossime a quella della luce (espansione ultrarelativistica). Inoltre abbiamo discusso il problema della compattezza: una sorgente con una grande densità di energia concentrata in un volume molto compatto non consentirebbe ai fotoni di sfuggire da esso e di essere osservabili. Abbiamo visto che questo problema può essere superato proprio con l'espansione ultrarelativistica.
Infine, nell'ultima parte della lezione abbiamo visto tutti i possibili sistemi astrofisici che portano alla formazione di un buco nero e discusso quelli che ad oggi sono considerati i più “papabili” progenitori dei GRBs: i merging di due stelle di neutroni, per i GRB corti, e i sistemi binari composti da una stella evoluta che esplode come supernova ed una stella di neutroni, per i GRB lunghi. Le tipologie di GRBs derivanti da questi progenitori sono state brevemente discusse.

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