For thousands of years, man has observed and measured, admired
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For thousands of years, man has observed and measured, admired
e c a p s o t y k s m o r F Dal Cielo allo Spazio s a h n a m , rs a e y f o s d n sa u o th For d e ir m d a , d re su a e m d n a d observe o at rv se os a h o om u l’ i n an di a ai li ig m Per lta vo a n u to u m te e o at ir m am , to ra u is em li bi ta u m im le el st di ia h rc ce i cu la e st cele fatti in e ar in ag m Im . ta vi la to di an sc a h ne ro se es ov u m si le el st le e ra er T la che all’interno di uno stesso spazio, cile. fa o tt fa af o at st è on n o, it n fi in i as qu Era necessario andare oltre l’ovvia e ss fo a et an pi o tr os n il e ch e n io ez rc pe e. ss fi le el st di a er sf a n u di o tr n ce al h ic h w n o n e v a e h f o e m o d a and feared d e m th ry rs a st f o d n u ro an immutable , ct fa in t, a th g in in g a Im . fe li his e m sa a in e v o m rs a st d n a the Earth . sy a e n e e b t o n s a h ce a sp e rg la extremely s u io v b o e th p u e iv g to ry It was necessa o un cielo at rv se os ha o om l’u a ni lo bi Ba a tic an Sin dall’ torno alla Terra. in cui le stelle sembravano ruotare at di campana rta so a un a er lo cie il , ze en ed cr le o Second castonate, in o an er lle ste di ia lia ig m ale qu lla o una cupola ne ime dei morti la Via Lattea era il sentiero che le an diso o il latte materno percorrevano per raggiungere il para ca del mondo tri en oc ge ne sio vi sta ue Q le. co Er da versato di Copernico andò in frantumi nel 1543, con la tesi lileo Galilei, e collassò definitivamente grazie a Ga per osservare il cielo. il primo ad aver usato un telescopio ievi lunari, ril i de i, lar so ie ch ac m lle de ne zio va L’osser da sfere perfette. misero in gioco il modello costituito lò l’Universo po po i nt te po ù pi e pr m se pi co les te L’uso di sie, la cui vera natura di nuovi corpi cosmici, come le galas fu compresa solo negli anni ‘20. e th t a s a w t e n la p r u o t a th n o percepti . rs a st d e x fi f o re e h sp a f o centre The Milky Way AAO/C&E Photos th pole Circumpolar around the celestial sou FUJII/C&E Photos e er h w y sk a ed ey rv su an m , n lo y ab B Since ancient th. ar E e th d n ou ar e ov m to ed em se s the star on e m do a or ll be a as w it s, ef li be to According e th , id la in e ar s ar st e bl si vi of ds n sa which thou in jo to ls u so ad de by n ke ta th pa e th Milky Way by d ea pr es id w k il m ’s er h ot m e th or heaven as w ld or w e th of on si vi ic tr en oc ge is Hercules. Th and is es th s s’ u ic n er op C h it w , 43 15 in shattered the , ei il al G eo il al G to ks an th y el iv it n collapsed defi the e rv se ob to e op sc le te a d se u e av h first person to ief el r of , n u S e th on s ot sp of n io at rv sky. The obse of d se po m co el od m a e ak st at t pu , n on the Moo and e or m s pe co es el t of se u e h T . es er h perfect sp ith w se er iv n U e th te la pu po l il w l fu er more pow true h ic h w es xi la ga as ch su , es di bo ic new cosm 20s. 19 e th in od to rs de n u be ly on l il w nature e M82 by the Chandra Space Telescop years, t gh li on li il m ve el tw om fr d ve er bs O r la gu re ir an as t gh li e bl si vi in rs M82 appea and er tz pi S es it ll te sa ce pa S . xy la ga al ir sp age: im t en er ff di ch u m a al ve re a dr an h C galaxy in infrared, it is the most luminous gas in the sky, bathing in a cloud of cold ion and dusts (here in red). The observat up on ti ec ej s u do en em tr a s al ve re so al in X-rays ctic la ga e th om fr g in m co s ee gr de of s to million uced od pr as w t rs u tb ou r la el st A . e) u bl centre (in o, ag rs ea y on li il m ed dr n u h e on g, in by a skimm r te n u co en l ia st le ce is h T . xy la ga 81 with the M ars, st ve si as m s ou er m u n of h rt bi e th provoked es ti ti an qu t an rt po Im . ae ov rn pe su to evolving in xy la ga e th om fr d te ec ej e ar r te at m of stellar at millions of kilometres per hour. NASA/CXC/JHU/ESA/STScI/Aura/HHT/JPL-Caltech/Univ. of Arizona appare, 82 M , ce lu ni an di i on ili m ci di do da Osservata a spirale nella luce visibile, come una galassia Chandra e r ze lit Sp i ial az sp ti lli te sa I e. ar ol irreg nte: rivelano un’immagine molto differe a del cielo, os in m lu ù pi sia las ga la è o, ss ro fra nell’in e polveri immersa in una nube di gas freddo ggi X rivela (qui in rosso). L’osservazione nei ra di materia a inoltre una straordinaria emissione dal centro te ien en ov pr ra tu ra pe m te di i ad gr milioni di llare fu prodotta, ste ne io os pl es n’ U . u) bl (in o tic lat ga ne con cento milioni di anni fa, dall’interazio leste ha provocato ce ro nt co in sto ue Q . 81 M sia las ga la evolute poi e, siv as m lle ste e os er m nu di ita sc la na di materia stellare à tit an qu i nt rta po Im . ae ov rn pe su in locità vengono emesse dalla galassia alla ve di milioni di chilometri all’ora. NASA/CXC/JHU/D.Strickland Composite image of the M82 galaxy Fino alla fine del 18° secolo, e ch lo el qu a o at it m li a er e al re do on il m il nostro occhio poteva vedere. , da ra st a ov u n a n u rì ap el h sc er H am Willi da on d’ za ez gh n lu a im pr a n u do n re scop . so os ar fr in l’ o, an m u io ch oc l’ al le bi invisi o di ra de on le e X i gg ra i , to et ol vi ra L’ult vennero scoperte più tardi, o. el ci l de i in ag m im e at tt pe as in do n rivela Oltre la luce visibile th , ry tu n ce 8 1 e th f o d n e e th l ti n U t a h w to d e it m li s a w d rl o w l a the re our eyes could see of it. d e n e p o n e th l e ch rs e H m Willia re fo e th to g in g n ri b , y a w w e a n to le ib is v in , th g n le e v a w a first . d re a fr in e th : e y e n a m u h e th s e v a w io d ra s, y a -r X t, le io v Ultra followed later, revealing . y sk e th f o s e g a im d e ct e sp unsu d n o y e B … t h g i l e l visib s r e g n e s s e m w Ne th , ry tu n ce 0 2 e th f o g in n in g e At the b ic sm co f o ce n te is x e e th Victor Hess discovers ly n o t o n is It . re e h sp o tm a e rays ionising th r, e tt a m f o s ck e sp f o t u b question of light, s n to ro p : y sk e th m o fr g in m of particles co , s… n ro ct le e i, e cl u n s m to and other a , h rt a E e th rd a b m o b d n a s o cross the cosm n o ti a rm fo in f o s e rc u so w offering as many ne on the Universe. The Magic telescope ASPERA/R. Wagner, MPI for Physics, Munich netic ag om tr ec el e th of t” gh li of ks ec sp t Gamma rays are the “las often is on si is em r ei h T . es on c ti ge er en t spectrum, the mos lsars, pu , ae ov rn pe su : ts en ev t en ol vi to d linke space i rm Fe e th by d pe ap m e er h … ei cl u active galactic n lactic ga e th g on al on si is em se u ff di t h ig telescope in 2008. The br s with le ic rt pa c ti ge er en ry ve of n io ct ra te plane comes from the in phere os m at e h T . xy la ga r ou of t en m n ro the interstellar envi werful po t os m e th s, es el h et on N s. y ra a m stops most of gam rticles pa of s er ow sh g n ci u od pr s, er y la er interact with its upp bluish a it em ey th , en h T r. ai e th in t gh li sometimes faster than ound by gr e th on ed ct te de be n ca h ic h w t Cherenkov ligh in the pe co es el t ic ag M e th e, er h as ch su s specialised observatorie ia. Canary Islands, or H.E.S.S in Namib NASA/DOE/Fermi LAT Collaboration s Panorama of the sky in gamma ray energetici. ù pi i o, tic ne ag om ttr ele tro et sp llo menti di luce” de I raggi gamma sono “gli ultimi fram i galattici attivi cle nu e r lsa pu , ae ov rn pe su ti: en ol vi ad eventi La loro emissione è spesso associata diffusa lungo ne io iss em te an ill br La . 08 20 l ne i Ferm qui misurati dal telescopio spaziale zo interstellare ez m il n co he tic ge er en to ol m lle ce ne di parti il piano galattico viene dall’interazio a. Ciò nonostante m m ga i gg ra i de rte pa or gi ag m la e sorb della nostra galassia. L’atmosfera as cascate do en uc od pr , ra fe os m at ll’ de i rn te es i strati più i più energetici interagiscono con gl llo stesso mezzo, ne ce lu lla de te en m ce lo ve ù pi i rs ve uo di particelle che nell’aria possono m atori specializzati rv se os da a rr te a ta ela riv re se es ò v”, che pu fenomeno chiamato “luce Cherenko , o H.E.S.S. in Namibia. rie na Ca le iso lle ne ic ag M o pi co les come il te Nuovi messaggeri istenza es l’ re op sc se es H r to ic V , lo co se ° 20 All’inizio del ra. di raggi cosmici ionizzanti l’atmosfe ia, er at m di ti en m am fr a m , ce lu di e Non è solo una question i, ic om at ei cl u n i tr al e i on ot pr o: particelle provenienti dal ciel , ra er T la o an rd ba m bo e o sm co il o n elettroni che attraversa . so er iv n ’U ll su i n io az rm fo in di ti offrendo molte nuove sorgen NASA/Dana Berry, SkyWorks Digital e n lo a g in rk o w r e g n lo o n re a rs e m o n ro st a s, e m ti rn e d o With m r fo g in it a w r o , ts n e v e t ic d re p r e tt e b to ta a d g n ri e th a g ly ss le tire s, e p o sc le e T . n e p p a h to n o n e m o n e h p l ia st le ce a r fo ts h ig whole n l a e v re to m e th w o ll a rs o ct te e d e v ti si n e -s ra lt u d n a s e it ll sate ld u o w t a th s ie rg e n e h it w s le ic rt a p y n ti p a tr to s, ct je b o le invisib s. e ri to ra o b la r u o in ce u d ro p re to le ib ss o p im e b s e m ti e som troparticles as g in at ler ce ac le ho k ac bl e siv as m Artist’s view of a super Altre risposte stretti co ù pi o n so on n i om on tr as i gl e ci Al giorno d’oggi i fisi ado gr in ti da e er li og cc ra r pe te en lm bi a lavorare da soli e instanca tere in e ar tt pe as o , to ra cu ac ù pi o od m di predire gli eventi in ri to la ve ri e i it ll te sa , pi co es el T o. n notti che i fenomeni accada bili, si vi in i tt ge og re la ve ri di ro lo o n to ultra sensibili permet ta ol lv ta e ch e gi er en n co le el ic rt pa di intrappolare minuscole . ri to ra bo la i tr os n ei n e rr u od pr ri potrebbero essere impossibili da NASA/S.Pineault, DRAO s r e w s n a r e Oth develop s st ci si y ph , es ri eo th r ou rm fi n co o T the on or a en om en ph re ra on d se cu fo experiments icult ff di y el em tr ex e ar h ic h w s le ic rt pa detection of gy er n -e h ig h om Fr . os in tr eu n as ch su to observe, ic ot ex to n ow kn n u is in ig or s o’ h w cosmic rays, rays, a m m ga to es av w al n io at it av gr om particles, fr s u io ec pr e ar ” rs ge n se es “m ic sm co all these new l as clues el w as , se er iv n U e th on es rc u so n informatio r. te at m g n di n ou rr su e th of re u at n on the real se er iv n U e th of s re u ct ru st e rg la They help us to probe roparticle st A r. te at m of s m is an h ec m st le al and the sm nites. physics is the science of the two infi gli esperimenti de o nt pu a si es m ti sta no so ie or te e Per confermare le nostr rticelle che sono pa di ne zio ela riv lla su o ri ra i en m focalizzati su feno ggi cosmici ra i Da i. rin ut ne i e m co e, ar rv se os estremamente difficili da celle esotiche, rti pa e all , ta ciu os on sc è e in ig or i cu di alta energia, la i “messaggeri” ov nu ti es qu tti tu a, m m ga i gg ra ai li dalle onde gravitaziona ll’Universo, su ni io az rm fo in di ti en rg so se io ez cosmici sono pr eria che ci circonda. at m lla de ra tu na ale re lla su zi di in e così com ll’Universo de re tu ut str di an gr le re de en pr m co Essi ci aiutano a strofisica delle particelle L’a ia. er at m lla de i sm ni ca ec m i ol cc e i più pi . elementari è la scienza dei due infiniti Cephea Nebula CTA1 … g n a B g i B e h t m o r f Live , ry o e th g n a B ig B e th to g Accordin o g a rs a e y n o li il b .7 3 1 rn the Universe was bo r, e tt a m f o s le ic rt a p t rs fi ry e v and with it the e v a w ro ic m ic sm co e th s A . visible and invisible s le ic rt a p l a ti n e ss e se e th f o e background, som di materia, visibile e invisibile. , de on ro ic m di o ic sm co do n fo il e Com alcune di queste particelle e onde primordiali sono ancora presenti. Esse sono i testimoni della storia del nostro Universo e ci permettono di tornare indietro nel tempo fino ai suoi primissimi istanti. fossile di ne io az di ra a un in so er m im è o rs ve L’Uni 7 Kelvin: il fondo 2. di ra tu ra pe m te a un ad e nd oo icr m mostra l’eco e in ag m im sta ue Q e. nd oo icr m di cosmico Universo, quando ll’ de a os in m lu ne io iss em a im pr lla de riuscirono a a, or all , ni to fo I . ni an 0 00 0. 38 a ev av era diventato sfuggire al plasma primordiale che di viaggiare ro lo re te et rm pe da o dd fre te en em sufficient attraverso lo spazio fino a noi. Wmap, Dopo i risultati dei satelliti Cobe e altissima la sonda spaziale Planck misura con ra di questo tu ra pe m te di ni io az ttu flu le tà ili ib sens issimi ammassi di im pr i de ni io br em o, rs ve ni U e an ov gi completa ria sto la e er rr co er rip r pe a, vi tta Tu . galassie e ad epoche ancora ar rv se os io ar ss ce ne è o, rs ve ni U ll’ de ione erano più remote, quando materia e radiaz onde gravitazionali le e i rin ut ne i re ela riv e e, iat pp co ac di questo Universo primordiale. at n io at di ra e av -w ro ic m c li re a in The Universe bathes d. n ou gr ck ba e av w ro ic m ic sm co e a temperature of 2.7 Kelvin: th sion is em s ou in m lu t rs fi e th of o h ec e This picture shows th en th e er w s on ot ph e h T d. ol rs ea y of the Universe, when 380 000 ld co e m co be ad h h ic h w a m as pl e iv able at last to escape the primit s. u to e ac sp gh u ro th el av tr to em enough, allowing th e ob pr e ac sp ck n la P e th , es it ll te sa P Following the Cobe and WMA re tu ra pe m te e th ty vi ti si n se h ig h measures with a very t rs fi ry ve e th of os y br em , se er iv fluctuations of this young Un ry of to is h e et pl m co e th e ac tr re to , er ev galaxies clusters. How mes, ti r de ol en ev to e rv se ob to ry sa es ec the Universe, it is n eutrinos n ct te de d an , ed pl u co e er w n io at di when matter and ra erse. iv n U y rl ea is th of es av w al n io at it and grav The Planck satellite NASA/WMAP/C&E Photos Secondo la teoria del Big Bang, ni l’Universo è nato 13.7 miliardi di an fa e con esso le prime particelle s e ss e n it w e th re a y e h T . in a m and waves re o g to s u le b a n e d n a ry to is h ’s of our Universe . ts n e m o m t rs fi ry e v s it to e back in tim ESA/C&E Photos In diretta dal Big Bang… The cosmic microwave background s m s y l c a t a c c i m s o c m o r f d n A … h it w d te la u p o p is e rs e iv n The U . a n e m o n e h p t n le io v ly e m e tr ex s le ic rt a p h it w s u rd a b m o b They , y rg e n e l a ss lo co a h it w d e rg a ch to se o cl s e ti ci lo e v t a d te ra accele the speed of light. s u to l a e v re rs e g n e ss e m These l a re f o s m is n a ch e m te a m ti n i e th cosmic monsters. NASA/CXC/NRAO/NOAO/AURA/C&E Photos Composite image of Supernova 1006 which ar st a y sk e th in ed ar pe ap e er th In 1006 was visible in daylight, surpassing a, ov rn pe su a t: h ig n at s es tn h ig br Venus’s , re fo be rs ea y 00 70 ar st a of n io os the expl e leaving in our sky still today a spher rs. ea y tgh li 60 of er et am di a of on si in expan In 2003, the telescope H.E.S.S made ft of this gamma-ray map of what was le rpio co S in ed ar pe ap h ic h w a, ov rn pe su another n ow sh e av h s n io at rv se ob ch u S 3. 39 in year very at d te ra le ce ac e ar s le ic rt pa d ge ar that ch ae, ov rn pe su ch su of re co e th in es gi er high en rt pa of e rc u so e th be ld u co ey th at th proving . of the cosmic radiation in our galaxy Esplosioni di supernovae, pulsar, nuclei galattici attici, buchi neri... L’Universo è popolato di fenomeni di una violenza estrema. Essi ci bombardano con particelle di altissima energia, accelerate a velocità vicine a quella della luce. Questi messaggeri ci rivelano i meccanismi più profondi di veri e propri mostri cosmici. e era visibile ch lla ste a un lo cie l ne e rv pa ap 06 10 Nel brillantezza anche in pieno giorno, sorpassando in losione di Venere di notte: una supernova, l’esp a, che ha lasciato una stella avvenuta 7.000 anni prim materia in di ra sfe a un gi og ra co an lo cie o str no nel ce. Nel 2003, espansione del diametro di 60 anni lu appa nella m la o at zz ali re ha . .S .S .E H o pi co les il te è rimasto banda dei raggi gamma di quello che stellazione co lla ne a rs pa ap a, ov rn pe su ra alt n’ di u servazione dello Scorpione nell’anno 393. Tale os accelerate ad no so he ric ca lle ce rti pa e ch to tra os ha m te supernovae, energie molto alte nel nucleo di ques una delle provando che esse potrebbero essere galassia. a str no lla de ica sm co ne io az di ra lla sorgenti de supernova shell in TeV First image in November 2004 of a e in Namibia gamma rays by the H.E.S.S telescop / ASPERA H.E.S.S Collaboration / ASCA satellite , rs a ls u p s, n o si lo p x e e a v o Supern s… le o h ck la b s, ie x la a g e iv act … E dai cataclismi cosmici s r a t s f o t r a e h e h t In Nel cuore delle stelle le ic rt a p s, e z la b r a e cl u n o Therm n a d n se y tl n e n a rm e p rs a st e th factories, … rs e g n e ss e m f o r e b m u n le b a v e unbeli m o fr g in m co t h g li e th ly n o e il h W to le ib ss e cc a is ce a rf su r a ll the ste ch su s le ic rt a p e m so s, e p o our telesc m o fr ly ct e ir d s u to e m co s o in tr as neu s u g n li b a n e , rs a st f o s rt a e h e th . ts e cr se ir e th f o st e p e e d to unlock the Borexino collaboration/INFN/ASPERA Fiammate termonucleari, fabbriche di particelle, le stelle inviano continuamente un numero incredibile di messaggeri. Mentre solo la luce che proviene dalla superficie stellare è accessibile ai nostri telescopi, alcune particelle come i neutrini ci arrivano direttamente dal cuore delle stelle, permettondoci di penetrare i loro più profondi segreti. View into the BOREXINO detector eria, Interagendo debolmente con la mat , miliardi di neutri e con una piccolissima massa inuamente. neutrini cosmici ci attraversano cont da molte Schermato dalla radiazione prodotta no “cattura” altre particelle l’esperimento Borexi profondità neutrini provenienti dal Sole, nelle Sasso. del laboratorio sotterraneo del Gran mente Capaci di fuggire quasi instantanea riescono dal Sole, al contrario dei fotoni che so di urti che ad uscire solo dopo un lungo proces ni, i neutrini può durare fino ad un milione di an ni ci portano informazioni sulle reazio uesto tipo di termonucleari che li hanno creati. Q diare i esperimento ci permette inoltre di stu dioattivi neutrini originati dai decadimenti ra i della Terra, di nuclei presenti negli strati intern oprietà di o di definire meglio le misteriose pr to di natura queste particelle, come il cambiamen chiamato oscillazione. NASA/ESA/SOHO/EIT/C&E Photos The Sun and with al tr eu n r, te at m h it w y kl ea w g in ct Intera s u s os cr os in tr eu n ic sm co of s on a tiny mass, milli n io at di ra e th om fr ed ld ie h S y. tl en perman orexino B e th s, le ic rt pa er h ot y an m by d ce produ om fr g in m co os in tr eu n ts n u h t en m experi d n u ro rg de n u e th of om tt bo e th at , n the Su t os m al g in ap sc E y. or at or ab L so as S Gran to y ar tr n co , n u S e th om fr y sl u eo n ta instan r te af ly on ar st e th om fr t ou e m photons which co one st la n ca h ic h w s es oc pr g n pi m bu g a lon e th on s u rm fo in os in tr eu n , rs ea y million em. th d te ea cr h ic h w s on ti ac re r ea cl u on therm to study s u s w lo al so al t en m ri pe ex of d n ki This of e tr n ce e th at rn bo e ar h ic h w os in neutr , n io at gr te n si di e iv ct oa di ra by th ar the E erties op pr s u io er st y m e th e n fi de er tt be or to ange ch re u at n r ei th s a ch su s, le ic rt pa e es of th called oscillation. r o f g n i k o o L r e t t a m k r a d Alla ricerca di a r u c s o a i r e t a m la e ch o an tr os m i n io az rv se os e tr os n Le bile ai si vi è on n so er iv n U ll’ de e rt pa or gi mag e non ch ra cu os ia er at m a n U i. op sc le te i tr nos la o m lia ve ri e al qu lla de a m ce lu te et em ali, n io az it av gr i tt fe ef oi su i r pe za en es pr sa as m lla de % 25 il e bb re te n se re pp ra be essere eb tr po ia er at m ta es u Q . so er iv n U ll’ de asi qu , te u ci os on sc le el ic rt pa da a st po m co giscono ra te in e ch to en om m l da ili ab rr fe af in naria. di or ia er at m la n co te en lm bo de to ol m care fi ti n de l’i el n e qu n du e st si n co a id sf a L e on zi ra te n l’i al si es n n co te en am tt re fenomeni di con questa materia oscura. NASA/HHT/C&E Photos Hunting Dogs Galaxy - M51 Abell cluster 520 e rs e iv n U e th f o st o m t a Our observations show th r e tt a m rk a d A s. e p o sc le te r u o is undetectable with ct te e d e w h ic h w f o ce n se re p emitting no light but the NASA/CXC/CFHT/C&E Photos . ss a m ’s e rs e iv n U e th f o would represent 25% s, le ic rt a p n w o n k n u f o d se o p This matter could be com h it w ly k a e w ry e v ct ra te in y e ungraspable since th fy ti n e id to n e th is e g n e ll a ch e h visible matter. T f o n io ct ra te in e th to d e k n li phenomena directly r. e tt a m rk a d f o s ck e p s se e th s ou in m lu r ei th of s as m e th g n di ar Reg matter, galaxies turn too fast. d, te ec sp re be to s w la n io at it av gr e th For part t an rt po im an in ta n co en th st u m they es u cl y an M . r” te at m k ar “d e bl si vi of in se er iv n U e th s, u h T . ea id is th d te or supp matter, e bl si vi of 5% ly on of e ad m be ld wou of % 70 e m so d an r te at m rk da of 25% ”. gy er en k ar “d ic at m ig en e or m n ve an e dark ct te de to s u le ab en s od h et m al er Sev matter in an indirect way. cture pi e th , er st u cl 0 52 ll be A e th r fo e, Her ary n di or of on ti bu ri st di e th d re in s show duced de r te at m rk da e th e u bl in d an r te mat thanks to gravitational lens effect. ndo conto ne te te en m ce lo ve o pp tro o an ot ru Le galassie osa. Perché le leggi di in m lu ia er at m ro lo lla de sa as m lla de no contenere vo de sie las ga le , te tta pe ris no sia ne gravitazio visibile o “oscura”. in ia er at m di e nt rta po im ne zio fra a un . Solo il 5% della Molti indizi confermano questa idea stituito da materia co e bb re sa so er iv Un ll’ de le ta to sa as m % sarebbe 70 il ca cir e ra cu os ia er at m da % 25 visibile, il “energia oscura”. ica at m ig en ù pi r co an a un ad to vu do ateria oscura m la re ela riv di no to et rm pe ci i od et Alcuni m Abell 520, la figura r ste clu il r pe , ui Q . tto re di in o od m in ordinaria e ia er at m lla de ne io uz ib str di la o ss ro mostra in ie all’effetto delle az gr tta do de ra cu os ia er at m la u bl in pegnati im no so ti zia ien sc i gl a M li. na zio ita lenti grav lla materia oscura, de tto re di o od m in ca er ric lla ne e ch an rranei, cercando tte so i or at or lab in i tit es all ti en rim con espe teragendo con la in re cia las e bb tre po sa es e ch e cc tra le materia ordinaria. ASPERA/G.Toma/A.Saftoiu Escaping magnetic storms in s n to o h p a m m a g , e rs e iv n the U travel in the cosmic vacuum . n o ti a rb u rt e p o n st o lm a h wit r e g ig tr s e n o c ti e rg e n e st o m e Th n e h w s e sh a fl t h g li v o k n re Che - artist’s view CTA, the Cherenkov Telescope Array they enter the atmosphere, le ic rt a p ry a d n co se e th to e du showers they produce. Hunting for this fugitive signature led to the invention s e p o sc le te ry a n o ti lu o v re w of ne with high-speed detectors. Representation of a pulsar NASA /Fermi LAT Collaboration ic sm co e u tr e ar s ar ls pu as ch su s ar Some st s le ic rt pa gy er n -e h ig h ry ve g n ti ec ej catapults, e, ac sp or d n ou gr om Fr s. on ot ph d an e th ct se di to s u le ab en es op sc le te a new gamm in e ac pl ke ta h ic h w s se es oc pr on ti accelera the heart of these ultra dense stars. h it w ed n bi m co ds el fi ic et n ag m l fu Power r fo e bl si on sp re e ar on ti ta ro ar ls pu the fast d an s le ic rt pa gy er en h ig h of on si is the em ay rr A pe co es el T v ko en er h C e h T s. y gamma-ra w lo al l il w s or ct te de ve ti si n se ry ve h CTA, wit s, ar ls pu g n di n ta rs de n u in ts en m ce n new adva cts je ob ct pa m co , cs si y ph es ol h k ac bl but also environment, supernovae… s e i g r e n e e g u H tono particelle et em e ch e” ich sm co te ul ap at “c re Alcune stelle come le pulsar sono ve rmettorno pe ci a m m ga i op sc le te i ov nu i , io az dallo sp e fotoni di alta energia. Dal suolo o queste stelle di e or cu l ne o og lu o nn ha e ch ne di analizzare i processi di accelerazio tazione delle pulsar ro ce lo ve la n co ti na bi m co i tic ne ag ultra dense. Potenti campi m ma di alta energia. m ga i gg ra e lle ce rti pa di ne io iss em sono responsabili dell’ nsibilità, permetterà se a alt di ri to ela riv n co , A CT ov kh Il sistema di telescopi Cheren chi neri, dello spazio bu i de ica fis lla de ne sio en pr m co lla nuovi avanzamenti ne , delle supernovae… tti pa m co tti ge og i gl de ità im ss ro p in Energie enormi e m co i ic et n ag m pi m ca i de za en u fl in Poiché non subiscono l’ o ic sm co o ot vu el n o an gi ag vi a m m le altre particelle i fotoni ga osfera m at in o an tr en do an qu e: n io az rb u con quasi nessuna pert cono u od pr a lt vo ro lo a e ch e ri da n co se generano sciami di particelle è arrivati si i al gn se ti es qu di ce ac tr e ll u S v. flash di luce Cherenko veloci. ri to la ve ri n co i op sc le te i ar on zi lu all’invenzione di nuovi rivo ASPERA/G.Toma/A.Saftoiu to y it n u rt po op t rs fi e th as w a ov rn pe The 1987 su ctly re di g in om C . ct je ob r fa a om fr os in detect neutr us le ab en s le ic rt pa e es th s, ar st of re from the co of es rc u so t en ol vi t os m e th to ss to have acce e er h n ee (s ae ov rn pe su as ch su se the Univer on w do in w ew n is h T … es ol h k ac bl in X-rays), raction te in k ea w e th by ed in ra st n co is se the Univer s on u m e th ct te de o T r. te at m h it w of neutrinos ry to sa es ec n is it , n io ct ra te in is th by d engendere ielded sh e ar h ic h w s, or ct te de ep de d an have huge smic co e th of se oi n d n ou gr ck ba e th of from part l ea id e th es m co be n ea oc e h T e. ac radiation on the surf ds environment to spread out thousan of e m lu vo a h it W s. or ct te de ve ti si of photosen e op sc le te ea rs de n u eT 3N M K e th one kilometre cube, year. a ts en ev of s ed dr n u h ct te de to le will be ab s, e y e f o s d n sa u o th e k li s, th p e Hidden in the d a se p e e d e th e is n ti ru sc rs some light detecto e k a w s u o in m lu le b ti p e rc e p im to detect the s. o in tr u e n f o n io ct ra te in revealing the e g u h d e ss o cr e v a h s le ic rt a p y These high-energ d e rb so b a r o d e rt e iv d g in e distances, without b ss o cr y e th , n e h T t. n e m n o ir v n by the intergalactic e e b l il w m e th f o n io ct a fr y the Earth, and a tin g n ri e sw n a : e g n e ll a ch e h T . a se detected under . e rs e iv n U e th f o ts e cr se st to some of the hotte s o n i r t u e n c i t a m g i n E di ri to la ve ri i n cu al i, ch oc di a ai li ig Nascosti nelle profondità, come m tibile et rc pe im l’ e ar rv se os r pe e in ar m tà luce scrutano nelle profondi le el ic rt pa te es u Q i. in tr eu n i de e on scia luminosa che prova l’interazi viate de re se es za n se ze an st di i m or en so di alte energie hanno percor , ra er T a ll su , ia av tt u T . co ti at al rg te o assorbite dal mezzo in sfida: a L e. ar m il o tt so ta la ve ri rà sa si es una minima frazione di te al sì co a te ra le ce ac o n so le el ic rt scoprire le sorgenti dove queste pa erso. iv n ’U ll de i et gr se ti n ta ot sc ù pi i de energie e svelare uno i c i t a m g i n e i l G neutrini A Composite image of Supernova 1987 NASA/CXC/PSU/STScI/CfA ea telescope project rs de un eT 3N KM be cu re te m lo ki e Artist’s view of th tà di rivelare neutrini ni rtu po op a im pr la ta sta è A 87 19 a La supernov centro delle stelle, l da te en m tta re di ti ien en ov Pr o. an da un oggetto lont o alle più violente ss ce ac e er av di no to et rm pe ci lle ce queste parti nei raggi ste vi ui (q ae ov rn pe su le e m co so er sorgenti dell’Univ ll’Universo su tra es fin a ov nu sta ue Q ri. ne i ch bu gamma) e i la materia. n co i rin ut ne i de le bo de ne zio ra te in è condizionata dall’ io avere ar ss ce ne è i, rin ut ne i de ne zio ra te in Per rivelare i prodotti dall’ more di fondo ru l de rte pa a un ve do , tà di on of pr in enormi rivelatori tto alla superficie. pe ris a at rm he sc e en vi ica sm co ne io della radiaz i distribuire migliaia cu in le ea id te en bi m l’a a nt ve di o an L’oce chilometro cubo, un di e m lu vo un n Co . ili ib ns se to fo di rivelatori elare centinaia riv di o ad gr in rà sa et 3N KM o in ar il telescopio sottom di eventi all’anno. NASA y t i v a r g e l b a p s a r Ung à t i v a r g e l i b a r r e f Inaf di un e n io az rm fo la e m co ti en ol vi ù pi i I fenomen isione ll co la a, ov rn pe su a n u di e n io os pl buco nero, l’es ione lo az br vi in o n to et m i on tr eu n di le el di due st ali n io az it av gr de on le o, ec n u e om .C spazio-tempo . so er iv n U ro te in l’ re da on in ro be così generate dovreb li bi ti et rc pe im i as qu i n io az br vi te es Per ascoltare qu ; li bi si n se ra lt u ti en m ru st i n cu al sono stati realizzati ione az u tt u fl a n u re ra st gi re di ci pa ca , ti questi appara n u di ro et am di l de o im es rd ia il m piccola quanto un scopo lo al te en lm bi ca an st in o el ci il o an atomo, osserv . so er iv n ’U ll de se os sc te es qu re ca fi di identi black holes g gin er m by ed uc od pr s ve wa l na tio Simulation of gravita esenza di materia curva pr la , in te ns Ei di le ra ne ge ità iv lat Secondo la re di una stella dovrebbe ne sio lo sp l’e o, pi em es r Pe . po m -te io lo spaz la velocità della luce. al no vo uo m si e ch li na zio ita av gr produrre onde llo spazio, ne re te et m l ne e ist ns co rle ela riv r Una delle soluzioni pe rferometri laser te in i un alc a rr te tto so o tre es rr te sulla superficie o Einstein. pi co les Te il , ET to et og pr il e m co , tà di altissima sensibili ecisione i movimenti pr a alt n co re ra isu m di o an rc ce ri et Gli interferom ebbero l’esistenza er ov pr e ch e, er lib se as m di ali sim infinite catastrofi cosmiche da e at oc ov pr po m -te io az sp llo de re di increspatu ione, il Big Bang. os pl es ale di or im pr de an gr lla da e lontanissime, o anch , n o ti a rm fo le o h ck la b a s a ch su a n e m o n e h p t n le io v st o m The e th e k a m rs a st n o tr u e n o tw f o n io is ll co , n o si lo p x e a v o rn e p su d te ra e n e g s u th s e v a w l a n o ti a it v ra g , o ch e n a s A . e k a sh e im -t space y rl a e n se e th to g in n te is L . e should flood the whole Univers o t le b a , ts n e m ru st in e v ti si n e -s ra lt u e m so s, n o ti ra ib v le imperceptib r, te e m ia d m to a n a f o th n o li il b record a fluctuation as tiny as a s. lt jo e rs e iv n U se e th fy ti n e id to r e rd o in ly ss le re ti y sk e th h watc of ce en es pr e th , ty vi ti la re al er n ge ’s n According to Einstei ion os pl ex ar st a , ce an st in r Fo e. m ti ematter bends the spac d ee sp e th at g in ov m es av w al n io at it should produce grav sts si n co em th ct te de to s on ti lu so e th of light. One of nd ou gr r de n u or e ac rf su th ar E e th at of putting in space, as ch su , ty vi ti si n se e em tr ex an of s er some laser interferomet ith w re su ea m to y tr ey h T t. ec oj pr pe ET, the Einstein Telesco ses, as m ee fr of t en em ov m al im es it n fi a high precision the in kles n ri w e m ti eac sp of ce n te is ex e th which would betray by en ev or e, ph ro st ta ca ic sm co ay aw r provoked by some fa ang. -B ig B e th k: oc sh t ea gr al di or im pr the ASPERA/G.Toma/A.Saftoiu project Artist’s view of the Einstein Telescope David Fossé/Ciel & Espace Photos provocando , ra fe os m at a alt ll’ de i at str i gl ne o teragiscon Raggi cosmici di altissima energia in a terra per decine si er nd te es di o ad gr in e, iam sc a at chiam una pioggia di particelle secondarie lattici attivi, ga i cle nu da si es em tti ge da ti ot od essere pr di chilometri quadrati. Sospettati di i. La probabilità di m or en ee ar su o on nd te es si e ch i or rvat i raggi cosmici sono studiati da osse ro quadrato et m ilo ch r pe o un a: ss ba to ol m è a ente alt rivelare quelli di energia estremam zzati per tracciare ali re ri, to ela riv 00 16 di sta re fo a un per secolo! Nella Pampas Argentina strumento o tiv va no in sto ue Q . er ug A re er Pi sservatorio le particelle secondarie, formano l’O ne e identificando zio ra te in ro lo la do an zz ali an lle ce rti cerca di studiare la fisica di queste pa o generate. nn ha le e ch a gi er en a sim tis al di ici da dove provengono i raggi cosm e h c i m s o c i n Inondazio di le el ic rt Pa . ro te is m n u ta as m ri è ci energeti ù pi i ic sm co i gg ra i de e in ig or l’ , lo Per un seco e tt tu da do n va ri ar ce lu a ll de tà ci la velo al io az sp lo o n sa er av tr at e em tr es e energi ergie n e ad le el ic rt pa te es qu re ra le ce ac grado di in te en rg so la e ar ov Tr o. el ci l de i le direzion ri to ra le ce ac di an gr ù pi i da ra er T te sulla ot od pr le el qu di te al ù pi e lt vo di i n milio ori. at rv se os i h sc te n ga gi i ov u n di e id sf è una delle principali s d o o l f c i m Cos Observatory A tank detector of the Pierre Auger ASPERA/G.Toma/A.Saftoiu d e in a m re e v a h s in g ri o s y ra ic sm co t n le io v st o m e th , ry tu n ce For a y rg e n e e m e tr x e s, n io ct e ir d y sk e th ll a m o fr g n ri a e p p A . a mystery f o le b a p ca e rc u so e th g in d in F t. h g li f o d e e sp e th t a ce a sp ss particles cro n a th s ie rg e n e r e h ig h s e m ti s n o li il m t a s le ic rt a p se e th g n accelerati f o e n o is rs to ra le e cc a st e g ig b e th y b h rt a E e th n o d ce u d ro p those s. e ri to a rv se b o c ti n a ig g w e the main challenges of n ere, ph os m at h ig h e th h it w de tu ti al at Cosmic rays collide able is h ic h w , er ow sh r ai ed ll ca s le ic rt provoking a flow of secondary pa d of te ec sp u S s. re et m lo ki e ar u sq of s n to spread on the ground over te are ey th , ei cl u n ve ti ac es xi la ga of ts je being produced in emitting y of it il ab ob pr e th ce n si s ea ar ge u h g n hunted by observatories coveri . In ry tu n ce r pe d an re et m lo ki e ar u sq r detecting them is low: one pe ese th g n ki ac tr rs to ec et d 00 16 of st re fo the Argentinean pampas, a tory. va er bs O r ge u A e rr ie P e th s rm fo s secondary particle icles rt pa e es th of cs si y ph e th dy u st to s This novel instrument trie very e es th e er h w g in fy ti en id d an s, n io analysing their interact . high-energy cosmic rays come from bservatory Artist’s view of the Pierre Auger O s l o o t y r a n o i t u l o v Re d n u ro rg e d n u ir e th f o ss e In the darkn r o a e s e th r e d n u s, e ri to ra o b la w e n t n e v n i s st ti n ie sc , ce a in sp s r’ o ct te e d ir e th se a e cr in , ts n e instrum m o fr s e lv se m e th e e fr d n a sensitivity, r e tt a m e b ro p to s e is o n d n u backgro y ll a m si e it n fi n i e th , e rs e iv and the Un small or the infinitely large. C View of the CMS experiment of the LH Strumeni rivoluzionari i, n ra er tt so ri to ra bo la ro lo i de tà ri Nell’oscu no ta n ve in i at zi n ie sc , io az sp lo el n o e in fondo al mar tà li bi si n se la o n ta en m au , ti en m nuovi stru ndo fo di e or m ru l da o n go eg ot pr si e ri dei loro rivelato , per indagare la materia e l’Universo . de an gr te en am it n fi in l’ e o ol cc pi l’infinitamente assemblaggio di le go re le , ra tu ut str a tim in a su oprire la Per capire la materia è necessario sc teragire le particelle. in o nd ce fa e lar co rti pa in i, nt ne po delle sue differenti com particelle accelerate di ni sio lli co lle da o on uc od pr si e I fisici osservano i fenomeni ch mo gioiello degli lti l’u è za en er nf co cir di km 27 oi su i ad alte velocità. Al CERN, LHC, con della luce, à cit lo ve lla de % 91 99 99 ,9 99 al i on erà prot acceleratori di particelle. Esso acceler fatti nel cuore ti en rim pe Es o. nd co se al lte vo 45 .2 11 i quali percorreranno l’acceleratore iggs, la materia oscura H di ni so bo i do an rc ce ia er at m la di questo anello indagheranno e semplicemente ar in m eli e ur pp (o ia er at tim an e ia er e la natura della asimmetria tra mat ali quesiti della fisica. tu at ed ti an cit ec ù pi i de i un alc o an l’antimateria), che rappresent The International Space Station NASA/C&E Photos CERN er ov sc di to ry sa es ec n is it r, te at m d To understan its of s le ru g in bl m se as e th , re u ct ru st its intimate g n ki ea br by r la u ic rt pa in , ts en n po different com omena en ph e rv se ob en th s st ci si y h P . em th ted ra le ce ac ed pe -s h ig h of s n io is ll co resulting from etre m lo ki 27 s it h it w , C H L e th N R E C particles. At articles p of el w je st te la e th is ce n re fe m u rc ci , 99 at s on ot pr te ra le ce ac l il w It . accelerators go l il w h ic h w t gh li of d ee sp e th of 9999991% d. n co se r pe es m ti 5 24 11 r to ra le ce round the ac l il w g n ri is th of rt ea h e th in e n do Experiments son, bo ’s gs ig H r fo g in ok lo r te at m e ob pr tly en rr cu e th of e m so r, te at m rk da d an antimatter most exciting physics questions. NASA/ C&E Photos Le sfide tecnologiche dei fisici a. ri st du in l’ e i at zi n ie sc i gl o an ol stim i gl r pe a at pp u il sv e on zi ta en m u tr S esperimenti trovano altri usi e, alcuni di loro ci permettono di esplorare l’interno dei vulcani o il corpo umano, di studiare la crosta terrestre, di monitorare l’atmosfera e gli oceani. s st ci si y h p f o s e g n e ll a ch l a The technologic s. st li a ri st u d in d n a s st ti n ie stimulate sc st e u q is th r fo e d a m ts n e m ri Devices for expe , m e th f o e m so r fo , d n a s se find other u r o s e o n a lc o v e d si in re lo enable us to exp , st u cr ’s h rt a E e th y d u st the human body, to s… n a ce o d n a re e h sp o tm a e th r o to monit ion view from the International Space Stat etiche Per rivelare i segnali indotti da ipot bbero WIMP - particelle massive che potre ziati hanno comporre la materia oscura - gli scien no realizzato, dei rivelatori che funziona to, capaci di a temperature vicine allo zero assolu esimi misurare variazioni di alcuni milion i. di grado e di contare alcuni elettron laboratori Questi esperimenti sono allestiti in biente ideale, sotterranei, che offrono anche un am ntaminazione. co le bo de di re isu m r pe o, pi em es r pe smici possono D’altra parte, i rivelatori di raggi co dei vulcani essere usati per esaminare l’interno per studiare o le piramidi, gli osservatori marini l’ambiente del fondo del mare. CEA/IRFU/ASPERA Edelweiss bolometer Conoscenze condivise s P IM W ic et th po y h by d ce du in s To detect the signal posing m co ly ib ss po s le ic rt pa ve si as m l ca theoreti s u éj Fr r de n u e, ad m s st ti n ie sc ss ei dark matter - Edelw near re tu ra pe m te a at g n ki or w s or ct te mountain, some de illionth m w fe a of s n io at ri va re su ea m to absolute zero, able round rg de n u e es h T s. on tr ec el w fe a t n u of a degree and co ple, am ex r fo t, en m n ro vi en l ea id an r fe laboratories also of . ts en m re su ea m n io at in m ta n co k for wea d to se u be n ca s or ct te de s y ra ic sm co d, On the other han r sea de n u s, id m ra py or s oe an lc vo de si probe in nment… ro vi en a se ep de e th dy u st to s ie or observat s e g d e l w o n k d e r a Sh Springel et al. /MPA Garching s u o ri e st y m a s e o D r? e tt a What is the nature of dark m ? e rs e iv n U e th f o n o si n a p x e e dark energy accelerate th g n a B ig B e th h it w If s? o What is the mass of neutrin , ry o st ’s e rs e iv n U f o n o ti ta n se re p re a d e p lo e v e d e w l, e d o m Because of dark matter, the structure c of the Universe seems like a giganti spider’s web. Accelerators? Astroparticle physics experiments? re Wherever the revelation of its natu will come from, it will for sure e completely change the ideas we hav r about matter, the Universe and thei common history. On the other hand, projects such as Laguna should shed d light on the secrets of neutrinos an s their strange properties. Who know if they will not open a new era in ? physics beyond the standard model s it d n a n o ti si o p m co s it t we have still questions abou ly b a b ro p re a s le ic rt a p ro st evolution at all scales. A r e tt e b e th m ro F s. e ri e st y m se e one of the keys of th w o fl ld u o sh rs e w o sh g n ti e e understanding of their fl s: in a m re n io st e u q a t u B . ts p ce torrents of new con y e th l il w r o s e ri o e th l a u ct a r u o will they comfort us in , g in is n o ti lu o v re s u th , cs force us to invent new physi s c i s y h p g n i v l o v E ? d rl o w e th f o n io is v r u o in once aga ra le ce ac ra cu os a gi er en a os ri te is m ? Una ra cu os ia er at m a ll de ra u at n la è al u Q ello od m il n co e S ? o in tr eu n l de sa as m la l’espansione dell’Universo ? Qual è so, er iv n ’U ll de ia or st a ll de e on zi ta n se a rappre n u o at pp u il sv o am bi ab g an B ig B l de ia er at m a ll de e on zi u ol ev ed e n io iz rt ripa abbiamo comunque domande sulla r svelare pe vi ia ch e ll de a n u te en m il ab ob pr llare è ce ti ar op tr as ca si fi a L e. al sc le e tt tu a ce, ac tr ti n ce es an ev ro lo e ll de e on si en pr questi misteri. Da una migliore com e: an m ri da an m do a n u a M i. tt ce n co potrebbero derivare molti nuovi uove n e ar or ab el a o n n ra ge n ri st co ci o i teorie al tu at e tr os n le el n o n an er rt fo n co essi ci ondo? m l de e on si vi a tr os n la ra co an a lt una vo e ar on zi lu vo ri da sì co e, ch si fi ie or te ERA – www.aspera-eu.org ork for astroparticle physics ASP netw an ope Eur the and EC ApP of An exhibition torial committee Mardelet, Delphine Nguyen - Edi tion for Astronomy ine ocia Cél Ass ine, nch Lép Fre rie the , Valé AFA cel, by Lan ed e Produc Emmanuell h Miller, Carlos Pobes, ier Las Vergnas with the help from Katsanevas, Kyra Merkle, Debora Oliv ros & l Stav , noë mer Pied Gau Eric ier ier, Oliv soll s, Mar Fria s Maria Dolore ra Saftoiu & Gabriel Toma Scenario & texts: Arnaud Franck Seguin - 3D views: Alexand , Maurice Bourquin, Antonio Ferrer, & efer ot gho Sag ia Ber Alex mas ier, Tho i, soll olin Mar Ant aud & translations: Roberta ic research: Eric Piednoël, Arn Antonella Varaschin - Iconograph Jean-Luc Robert, Alexandra Saftoiu, Graphic design: Emmanuel Delort @ afa, 2009 Fisica in evoluzione the Laguna project Artist’s view of one possible concept for www.astroparticle.org ASPERA/G.Toma/A.Saftoiu Dark matter distribution tura A causa della materia oscura, la strut ragnatela. dell’Universo sembra una gigantesca lle Acceleratori? Esperimenti di fisica de di materia oscura astroparticelle? Se la nostra ricerca da come ciò dovesse aver successo, a prescindere l’Universo avvenga, le nostre idee sulla materia, cambiare e la loro storia comune potrebbero o studi, completamente. Inoltre, sono in cors di rivelatori come LAGUNA, per la costruzione ebbero far luce di dimensioni gigantesche che dovr proprietà. e an str ro lo lle su e i rin ut ne i de i et sui segr a era per la fisica Chi sa che essi non aprano una nuov oltre il Modello Standard ?