Dal finito al - INFN Sezione di Napoli

Dal finito al “finito“finito
finito-illimitato
illimitato”
Giuseppe Longo
Ordinario di Astrofisica
Dipartimento
Di
ti
t di Scienze
S i
Fi i h
Fisiche
Università di Napoli Federico II
Lecce, 24 gennaio 2003
Mondo terrestre:
corruttibile ed imperfetto
p (cronos)
dominato dal tempo
4 elementi di Empedocle:
Aristotele
aria, acqua, terra e fuoco
Tendenza ai luoghi naturali
Pneuma v.
v vuoto
Mondo celeste:
perfetto e incorruttibile,
eterno
1 elemento:
l m nt : la
l quintessenza
quint ss n
Etere vs. vuoto
Tolomeo
Nicolò Copernico (1473‐1543): De rivolutionibus orbium coelestium
Giovanni Keplero (1571‐1630): Astronomia nova, Armonices mundi
Armonices mundi
Le tre leggi sui moti planetari
Tycho Brahe (1546‐1601)
1610
William Parsons,
Terzo Conte di Rosse
(1800-1867)
Gabriel Doppelmayer
(1677-1750)
M101
William Herschel (1738-1822)
(1738 1822)
Orione
Thomas Digges (1546-1595)
Galileo Galilei
(1564-1642)
Joseph Stepling, SJ (1716 - 1778)
Klementinum, Praga
Sala di Matematica
If Nature and Nature's
laws layy hid in night:
g God
G
said, Let Newton be! and
all was light.
— Alexander Pope
M 1M 2
f =G
2
r
Isaac Newton
♦ Legge di gravitazione universale
♦ Unione di cielo e terra
♦ Azione
a distanza Î etere
♦ Propagazione istantanea ?
♦ Luce
Î corpuscoli in moto
Per Newton, spazio e tempo sono assoluti, cioè i medesimi ovunque
nell’Universo e immutevoli o immutabili
“Absolute
A
space,
p , in its own nature,, without relation to
anything external, remains always similar and
immovable...”
“Absolute, true and mathematical time, of itself, and from
its own nature, flows equably without relation to anything
external...”
l ”
R
Renato
t C
Cartesio
t i e Gottfried
G ttf i d Wilhelm
Wilh l Leibnitz
L ib it
non concordavano sulla assolutezza
di spazio
s
i e tempo
t
Leibnitz: “Ritengo che lo spazio,
cosìì come il ttempo,
sia qualcosa di puramente relativo.”
Nel 1692 Newton espone la sua visione cosmogonica a Richard Bentley,
Master del Trinity College, Cambridge.
“It seems to me that, if the matter of our sun and planets, and
all the matter of the universe, were evenly scattered through all the
heavens, and every particle had an innate gravity towards all the
rest, and the whole space throughout which this matter was
scattered,
d was finite,
fi i the
h matter on the
h outside
id off this
hi would
ld by
b its
i
gravity tend towards all the matter on the inside, and by
consequence fall down into the middle of the whole space
space, and there
compose one great spherical mass. But, if the matter were evenly
disposed
p
throughout
g
an infinite
f
space,
p , it could never
v convene
v into
one mass, but some of it would convene into one mass and some into
another, so as to make an infinite number of great masses, scattered
great distances from one to another throughout all that infinite
space. And thus might the sun and fixed stars be formed, supposing
the
h matter were off a lucid
l id nature.””
Isaac Newton
“Se la materia del nostro sole e dei pianeti,
insieme a tutta la materia dell’universo, fosse
uniformemente sparsa su tutto il cielo …..”
ma …………
“... parte della materia si raccoglierebbe su una massa e
parte su un’altra,, così da fare un numero infinito di grandi
p
g
masse … in questo modo potrebbero essersi formati il sole
e le stelle fisse …”
il sistema comporta un generale collasso …..
che, secondo Newton, è tenuto sotto controllo da
…. Dio
Christian Huygens
e la teoria ondulatoria
Il parziale
p
i l recupero
p
d
dell vuoto
t
Scoperta della natura di Saturno
Se l’universo è infinito, eterno, trasparente e statico
⇒ Paradosso di Olbers
ill cielo
c elo notturno dovrebbe essere br
brillante
llante come la
superfice del Sole
dunque, almeno una
delle ipotesi
ainfinità
aeternità
eternità
atrasparenza
astaticità
è falsa !
Gustave Courbet, Il daino
Maxwell
1873 - unificazione dei
fenomeni elettrici e magnetici
Hertz
La luce come onda elettromagnetica
Necessità dell’etere
spostamento rispetto all’etere
specchio
specchio p
semiriflettente
sorgente
A Michelson
A. Michelson
etere
1881‐‐1930
1881
Non si osservano frange
di interferenza. Dunque,
non
c’è
c è moto della
Terra rispetto all’etere! Ma
...
Albert Einstein
I quanti
La Relatività Ristretta e Generale
Il modello
d ll di universo
i
statico
t ti
1917
Λ
repulsione
attrazione
G
Immanuel Kant Edwin Powell Hubble (1889 1953)
(1889‐1953)
(1724‐1804)
Nel 1926 Hubble fornisce
la prova definitiva che le
nebulose sono gli “universi
isola” di kantiana memoria.
Nel 1930 scopre la famosa legge di proporzionalità
tra la distanza e la velocità di recessione
recessione, detta
Legge di Hubble: V = Hd
Legge di Hubble
Distanza di luminosità
galassia
Edwin P.
Hubble
Il grande Scoppio
Il grande Scoppio
Big Bang
Big Bang
Raffaello Sanzio La scuola di Atene
dim
mensione d
dell’universso
1922
aperti
chiuso
Geometrie
non euclidee
sferica
ora
tempo
p
piatta o
p
euclidea
iperbolica
Alexander Friedmann
(1888-1925)
l’impulso è tale che il grave sfugge per sempre
gg p
p
l’impulso è maggiore, ma non ancora sufficiente
l’impulso è insufficiente ed il grave ricade
ed il grave ricade
massa M
Se la forza di
richiamo diminuisce,
uno stesso impulso
sortisce
ti
un effetto
ff tt
maggiore
massa m < M
Gli u
G
universi
e s “standard”
sta da d d
di Friedmann
ed a
ρc = densità critica
ρ
Ω=
ρc
< 1 aperto
p
= 1 piatto
> 1 chiuso
L’espansione
p
è sempre
p decelerata!
Il motore è nell’iniziale
nell iniziale impulso.
impulso
Penzias & Wilson
inten
nsità
1965
Dati di COBE
rappresentati con un
Corpo Nero a
T = 2.736°
73 K
lunghezza d
d’onda
onda
George Gamow
COBE
Moto rispetto
al CMB
Via Lattea
C
Cosmic Background Explorer
i B k
dE l