Il Nobel 2011 per la fisica

[frankyone]

Nel 1998 l'annuncio che scosse la cosmologia fin nelle fondamenta: l'espansione dell'Universo sta accelerando



Metà del premio va quest'anno a:

Saul Perlmutter
The Supernova Cosmology Project
Lawrence Berkeley National Laboratory e Università della California,
Berkeley, California, Stati Uniti

l'altra metà del Premio viene condivisa da:

Brian P. Schmidt
The High-z Supernova Search Team
Australian National University,
Weston Creek, Australia

e

Adam G. Riess
The High-z Supernova Search Team
Johns Hopkins University and Space Telescope Science Institute,
Baltimore, Maryland, Stati Uniti

"Per la scoperta dell'accelerazione dell'espansione dell'universo mediante l'osservazione delle supernove distanti"

Nel 1998, la cosmologia è stata scossa fin nelle sue fondamenta a causa dei risultati di due gruppi di ricerca che lavoravano per localizzare le più distanti supernove dell'universo.

I progressi tecnologici degli anni novanta, sia nella sensibilità dei telescopi spaziali e a terra, sia nelle prestazioni dei sensori CCD e dei computer aprivano infatti la strada allo studio dei più fitti misteri dell'universo.

I due gruppi di ricerca, il primo denominato Supernova Cosmology Project e coordinato da Saul Perlmutter e il secondo, l'High-z Supernova Search Team guidato da Brian Schmidt, con un importante contributo di Adam Riess, iniziarono ad analizzare in particolare le supernove di tipo Ia, frutto dell'esplosione di una vecchia stella di massa paragonabile a quella del Sole ma delle dimensioni della Terra, in grado di emettere una radiazione pari a quella di un'intera galassia (da segnalare che questi due stessi gruppi di ricerca condivisero, sempre per la scoperta dell'accelerazione dell'espansione dell'universo, il Gruber Prize in Cosmology nel 2007).

Il primo a riportare l'evidenza sperimentale dell'accelerazione nell'espansione dell'universo fu l'High-z Team con un articolo pubblicato sull'Astrophysical Journal (Riess et al. 1998, AJ, 116, 1009). Seguì, su Nature, l'articolo di Perlmutter e colleghi (Perlmutter et al., 1998, Nature, 391, 51-54)

Le ricerche condotte su 50 supernove distanti diedero un risultato inatteso: la loro luce era più debole rispetto a quanto atteso, segno che non solo l'universo si sta espandendo, come noto da circa un secolo, ma che la velocità di espansione sta aumentando.

In anni più recenti, queste osservazioni sono state corroborate da diverse ricerche indipendenti, che hanno riguardato in particolare la radiazione cosmica di fondo, la struttura a larga scala e l'età dell'universo, nonché nuove e più accurate misurazioni delle supernove e delle proprietà della radiazione X emessa da ammassi di galassie.

Ma che cosa sta alimentando una simile accelerazione? Una misteriosa "energia oscura" che rimane uno dei più affascinanti enigmi della cosmologia e di tutta la scienza, ancora da risolvere. Diverse sono le teorie che cercano di spiegare la natura di questa energia oscura, e che prendono nomi altrettanto vaghi ed enigmatici. Tra queste si possono ricordare: la costante cosmologica, la quintessenza, il fluido oscuro e l'energia fantasma, anche se le prime due sono quelle più accreditate.

La costante cosmologica fu proposta per la prima volta da Albert Einstein nell'equazione della relatività generale per rendere conto della possibilità di un universo stazionario. Presto accantonata per l'evidenza di un universo in espansione, l'ipotesi è stata ripresa recentemente proprio per spiegare l'accelerazione di tale espansione, che porterebbe a una costante cosmologica positiva: il valore osservato è tuttavia molto inferiore a quello ricavato per via teorica.

La quintessenza è invece un'altra forma di energia oscura che avrebbe una natura dinamica, a differenza della costante cosmolgica che sarebbe rimasta costante in tutta la vita dell'universo. (fc)

Il Nobel 2011 per la fisica | Le Scienze

[indiano jones]

Per questo, come ha rilevato Giancarlo Setti, astrofisico dell'universita' di Bologna e accademico dei Lincei, la scoperta dell'accelerazione nell'espansione dell'universo e' stata ''una svolta decisiva nella cosmologia''. Per il direttore dell'osservatorio di Padova dell'Inaf, Enrico Cappellaro, ''apre un mondo nuovo, non solo nel settore dell'astrofisica, ma anche per i fisici di laboratorio che sono ora impegnati alla ricerca di tracce di questa materia sconosciuta''. Le risposte sono attese, nei prossimi anni, anche da missioni spaziali come Euclid, appena approvata dall'Agenzia Spaziale Europea (Esa) e che si comportera' come una sorta di ''grandangolo'' puntato sull'universo per passare in rassegna centinaia di milioni di galassie a caccia di spie capaci di strappare qualche segreto all'energia oscura

i Bolognesi e i padovani hanno già fiutato un altro affare

http://www.andreazucchini.eu/Area%20...%20Bologna.pdf

[indiano jones]

L'universo finirà nel ghiaccio? Il Nobel in Fisica del 2011 per scoperta che l'espansione dell'universo sta accelerando, e le sue implicazioni sul destino dell'Universo - Il Sole 24 ORE

L'universo finirà nel ghiaccio?
Il Nobel in Fisica del 2011 per scoperta che l'espansione dell'universo sta accelerando, e le sue implicazioni sul destino dell'Universo
di Carlo Rovelli Cronologia articolo4 ottobre 2011Commenta
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Questo articolo è stato pubblicato il 04 ottobre 2011 alle ore 20:06.

"Scritto nelle stelle". È poetico il titolo del comunicato ufficiale dell'Accademia Reale delle Scienze Svedese, che annuncia i Laureati con il Nobel in Fisica di quest'anno. Non solo. Il comunicato continua citando un verso del poeta americano Robert Lee Frost: «Alcuni dicono che il mondo finirà nel fuoco, altri che finirà in ghiaccio…», e con la domanda «Quale sarà il destino finale dell'Universo?».

Persino la compita Accademia Reale delle Scienze Svedese questa volta non ha saputo resistere al fascino della scoperta che ha portato gli astrofisici americani Saul Perlmutter e Adam Riess e l'australiano Brian Schmidt al più alto riconoscimento scientifico del pianeta. Una scoperta che ci dà un'indicazione, non definitiva ma concreta, che il destino del nostro universo, probabilmente non sarà di risprofondare in una palla di fuoco come quella da cui è emerso 14 miliardi di anni fa, ma sarà di espandersi immensamente in un sempre più sconfinato e glaciale silenzio.

Da quasi un secolo, sappiamo che il nostro Universo si espande come conseguenza del Big Bang. Era naturale aspettarsi che sotto l'effetto della gravità questa espansione stesse rallentando, e arrivato a un'espansione massima l'universo cominciasse poi a ricontrarsi, come una palla lanciata in aria, che prima sale e poi ricade per la gravità. Invece Perlmutter, Schmidt e Riess, osservando esplosioni di stelle in galassie molto lontane, hanno scoperto che l'universo sta accelerando, come se ci fosse una forza repulsiva cosmica, che vince sulla gravità e spinge le galassie ad allontanarsi le une dalle altre sempre più velocemente. L'annuncio della scoperta nel 1998 ha scosso il mondo scientifico.

In realtà la possibilità di una forza cosmica repulsiva era già stata considerata da Einstein, ma nell'ambito di una serie contorta e divertente di fraintendimenti. Nel 1919 Einstein scopre che la sua nuova teoria del tempo e dello spazio, la relatività generale, prevede che l'Universo non possa stare fermo, ma debba contrarsi oppure espandersi. Incapace, per mancanza di coraggio, di accettare l'idea, Einstein modifica le equazioni della sua stessa teoria, aggiungendovi un nuovo termine con una nuova costante, la "costante cosmologica". Mentre la forza di gravità è una forza attrattiva per cui tutte le cose vogliono avvicinarsi l'una all'altra, la nuova costante ipotizzata da Einstein genera una forza repulsiva che spinge le cose ad allontanarsi le une dalle altre. Aggiungendo questa forza repulsiva alle sue equazioni, Einstein spera che queste tornino compatibili con l'universo che lui crede immobile. Ma sbaglia.

Monsignor Georges Henri Lemaître, scienziato belga e sacerdote cattolico, si rende conto che anche con la forza repulsiva l'universo non può stare fermo: un equilibrio fra attrazione e repulsione sarebbe instabile, ed effimero. Einstein prima resiste, ma poi deve riconoscere che Lemaitre ha ragione, quando pochi anni dopo l'espansione dell'Universo viene effettivamente osservata, grazie innanzitutto al lavoro dell'astronoma americana Henrietta Swan Leavitt, una delle numerose donne che avrebbero meritato un Nobel e forse l'avrebbero avuto se l'Accademia Svedese non fosse composta da soli uomini. Il papa, Pio XII, si affretta a suggerire pubblicamente che la scienza sta confermando la Genesi. Lemaitre corre dal papa, lo convince che è una sciocchezza mescolare cosmologia moderna e Bibbia (a ragione, visto che ora la scienza sta anche provando a studiare cosa succede prima del Big Bang), cosicché da allora il Vaticano, a differenza di altre chiese cristiane, si mantiene guardingo sull'argomento. Einstein si affretta a dichiarare che l'introduzione della forza repulsiva era un'idea sciocca. Ma monsignor Lemaitre lo contraddice nuovamente: la forza repulsiva non tiene fermo l'universo, è vero, ma non per questo è un'idea sbagliata; è compatibile con il resto della teoria, e non ha motivo di non esistere. Basta misurarla. Il premio Nobel di oggi conferma che il monsignore che riusciva a fare cambiare idea tanto ad Einstein quanto al papa aveva ancora una volta ragione. Questo è quello che hanno mostrato Perlmutter, Schmidt e Riess, osservando esplosioni di stelle in galassie molto lontane, e usando sostanzialmente ancora le tecniche introdotte da Henrietta Leavitt. La forza repulsiva introdotta, anche se con giustificazioni sbagliate, da Einstein, sembra ora esistere realmente.

Come tutte le grandi scoperte, la scoperta dell'accelerazione dell'Universo apre questioni oltre a chiuderne. La discussione sulla natura di questa forza è vivace. Molti relativisti la interpretano come una forza fondamentale, o meglio una componente integrante della forza di gravità, mentre molti fisici delle particelle pensano che sia piuttosto da mettere in relazione con effetti quantistici nel vuoto, e la chiamano con il nome misterioso di "energia oscura".

Ma la conseguenza più vistosa della scoperta dell'espansione è quella che l'Accademia di Stoccolma mette in risalto nelle parole conclusive del comunicato: «La scoperta che l'espansione dell'Universo sta accelerando è stupefacente. Se l'espansione continua ad accelerare, l'universo finirà in ghiaccio». Ci tornano in mente i duri versi del XXXII canto dell'inferno al quale il poeta Robert Lee Frost si è ispirato per il verso citato dall'Accademia Svedese: Dante, arrivato nel più profondo dell'Inferno, vede i dannati congelati nel ghiaccio per l'eternità

Per ch'io mi volsi, e vidimi davante
e sotto i piedi un lago che per gelo
avea di vetro e non d'acqua sembiante…
livide...
eran l'ombre dolenti ne la ghiaccia,

Finirà così il mondo?