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Sistema solare

Sistema solare. geocentrismo. Teoria classica: Platone – Aristotele (Aristarco: prima ipotesi eliocentrica III AC) Tolomeo II DC Alessandria d’Egitto: organizza la teoria nell’Almagesto. tolomeo1. Terra al centro

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Presentation Transcript

  1. Sistema solare

  2. geocentrismo • Teoria classica: Platone – Aristotele • (Aristarco: prima ipotesi eliocentrica III AC) • Tolomeo II DC Alessandria d’Egitto: organizza la teoria nell’Almagesto

  3. tolomeo1 • Terra al centro • Sfere concentriche piene di etere e incastonati i pianeti o il sole o le stelle con movimento orario (E-W) • Stelle fisse: la loro sfera provoca il movimento delle altre

  4. tolomeo2 • Problemi • Variazione del moto di Sole e Luna • Anomalie dei movimenti dei pianeti • Soluzione matematica • Epicicli: circonferenze su cui ruotano i pianeti • Gli epicicli hanno il centro su una circonferenza detta deferente • Il deferente ruota intorno alla Terra (lievemente eccentrica)

  5. Da Tolomeo a Copernico • Chiesa: visione tolemaica • creazione divina centrale • (perfezione e regolarità) • Scoperta dell’America (sfericità della Terra-Eratostene)

  6. Nicola Copernico • Copernico: 1473-1543 Polonia • De Rivolutionibus Orbium Coelestium il Sole al centro dell’Universo • pianeti con orbite circolari • nessuna osservazione: questa teoria semplificava I moti rispetto a quella tolemaica • Avversato dalla Chiesa

  7. Galileo • 1564-1624 dialogo sui due massimi sistemi • Osservazioni: aspetto della Luna non uniforme, macchie solari, satelliti di Giove • Condannato per eresia, abiura la teoria e la presenta in forma di ipotesi (riabilitato nel 1992)

  8. Giovanni Keplero • Germania 1571-1630) • Allievo di Tycho Brae • 1609 (De motibus stellae Martis): il moto di Marte non può essere circolare • enuncia le leggi che descrivono i moti dei pianeti

  9. prima legge di Keplero • I pianeti percorrono orbite ellittiche quasi complanari, di cui il sole occupa uno dei due fuochi. • Ellissi: definizione • Afelio • Perielio. • La linea ideale che congiunge afelio e perielio è detta linea degli apsidi. • modeste eccentricità.

  10. seconda legge di Keplero • Il raggio vettore che congiunge il centro del sole al centro dei pianeti descrive aree uguali in tempi uguali. • la velocità di rivoluzione dei pianeti intorno al sole non è costante • i pianeti accelerano avvicinandosi al perielio • rallentano verso l’afelio

  11. terza legge di Keplero • I quadrati dei tempi di rivoluzione (P) di ciascun pianeta sono proporzionali ai cubi del raggio medio dell'orbita (R) P2 = K R3. • K=1 se P è espresso in anni terrestri e R in UA • Es. Marte: P= 1,88 anni R=? P aumenta perché per i pianeti più lontani il percorso è più lungo ma anche perché sono più lenti

  12. newton • Spiega perché i pianeti si muovono secondo le leggi di Keplero • Leggi del moto applicate ai corpi celesti: • Moto rettilineo uniforme • Proporzionalità fra la forza che interviene su un moto rettilineo uniforme e l’effetto • Legge di azione e reazione

  13. Legge di gravitazione universale • Due corpi si attraggono con una forza proporzionale alla loro massa e inversamente proporzionale alla loro distanza al quadrato • G = 6,67 10-11 N m2 kg-2

  14. Perché i pianeti non cadono sul Sole? • I pianeti e il Sole ruotano intorno al baricentro del sistema • Essendo il Sole molto più massiccio il baricentro cade sotto la superficie del Sole • Su ciascuno dei due corpi in rotazione agisce una forza centrifuga (F1 ed F2) uguale e contraria alla forza gravitazionale (centripeta) • Minore è l’attrazione gravitazionale, minore e la forza centrifuga

  15. DISTANZAMIN -MAXDAL SOLEMIL KM RIVOLUZIONE ATTORNO AL SOLE  Giorni.Mesi.Anni ROTAZIONESU ASSE ORE Giorni MASSA KG DIAMETRO KM DENSITA' G/CM3 N° SATELLITI MERCURIO 46-69,8 87,97 G 58,65 G 3,4X1023 4878 5,44 0 VENERE 107,4-109 224,70 G 243,01 G 4,9X1024 12 103 5,24 0 TERRA 147-152 365,26 G 23H 56MIN 5,98X1024 12 756 5,52 1 MARTE 206,7-249,1 686,98 G 24H 37MIN 6,4X1023 6794 3,95 2 GIOVE 740,9-815,7 11,86 A 9H 55MIN 1,9X1027 142 984 1,3 16 SATURNO 1374-1507 29,42 A 10H 40MIN 5,69X1026 120 536 0,7 22 URANO 2735-3004 83,75 A 17H 18MIN 8,731025 51 118 1,21 15 NETTUNO 4456-4537 163,72 A 16H 17MIN 1,0X1026 49 528 1,7 8

  16. Corpi meteorici • materiale solido extraplanetario • in relazione alle dimensioni: • polvere meteorica (< 1 mm) • meteoroidi o meteore (1 mm - 1 km) • asteroidi (1 km - 1000 km). • Asteroidi: più di 15.000 in una fascia compresa tra l’orbita di Marte e quella di Giove • residuo della formazione dei pianeti incapace di aggregarsi per la presenza di Giove. • il primo nel 1801 Cerere. • meteoroidi e polveri: derivano dalla disgregazione delle comete e degli asteroidi.

  17. meteoroidi • I corpi di dimensioni piccole non raggiungono la superficie terrestre: sono bruciati e vaporizzati a causa dell'attrito atmosferico. • I meteoroidi con massa sufficientemente elevata, meteoriti, colpiscono il suolo • Crateri • Importanza della traiettoria • I meteoroidi attraversano la nostra atmosfera con velocità elevate (12 - 72 km/s) • Ionizzazione dei gas atmosferici e del materiale sublimato dal corpo: scie luminose (stelle cadenti).

  18. Stelle cadenti • la terra attraversa periodicamente alcuni sciami meteorici. • 10 agosto, lo sciame delle Perseidi • 17 novembre quello delle Leonidi

  19. In passato il nostro Pianeta fu colpito più volte da questi oggetti, che hanno lasciato tracce assai vistose soprattutto in aree desertiche(Arizona, Argentina) o nelle regioni polari • 1908 Tunguska Siberia ? (Barringer Crater, Arizona, 1 km across) 22000 anni fa

  20. Classificazione dei meteoriti • aeroliti o meteoriti rocciosi (92%) silicati di Fe e Mg • Condriti (presentano granuli) • sideriti o meteoriti metallici (7%) leghe di Ni e Fe; • sideroliti o meteoriti miste (1%). •  Le condriti più vecchie hanno 4,57 miliardi di anni. (età del sistema solare): frammenti del materiale precedente la formazione dei pianeti • sideroliti e sideriti sono più recenti: formate dalla disgregazione di piccoli pianeti in fase di accrescimento • Prova della composizione dell’interno della Terra (mantello e nucleo)

  21. Corpi cometari 1 • forma irregolare e di dimensioni variabili, (qualche decina di chilometri) • orbite ellittiche caratterizzate da grande eccentricità. •  Halley: riuscì a prevedere il ritorno della cometa per il 1759 utilizzando i passaggi avvenuti nel precedentemente • costituiti da gas ghiacciati e materiale solido • acqua, anidride carbonica, (modello a "palla di neve sporca“, confermato dalla sonda Giotto) • Frammenti rocciosi contenenti sostanze organiche, tra cui sono presenti anche precursori di aminoacidi.

  22. Corpi cometari 2 • Quando il corpo cometario si avvicina al sole sublima: chioma (coma = chioma). • Ad ogni passaggio attorno al sole perde parte della sua massa • Avvicinandosi al sole la chioma inizia a sfumare in una coda allungata per effetto della radiazione e del vento solare: • è sempre disposta in senso opposto rispetto al sole (centinaia di milioni di chilometri) • nube di Oort (comete a lungo periodo): enorme regione intorno al Sole in cui i corpi cometari si muoverebbero • orbite praticamente circolari con periodi di milioni di anni • periodicamente perdono energia e cadono verso il sole

  23. genesi del sistema solare • teorie catastrofiche e nebulari. • Catastrofiche: oramai completamente abbandonate • formazione dei pianeti per espulsione violenta di materia solare in seguito a collisione (sistema solare isolato) • anni '40: nascita del sistema solare per evoluzione di una nebulosa primordiale • riedizione di una vecchia ipotesi (Kant-Laplace1755). • 5,5 miliardi di a.f. nebulosa primordiale (prevalentemente H He e piccolissime quantità di elementi pesanti) • lenta rotazione intorno ad un asse

  24. Teoria nebulare1 • materiale in fase di contrazione (supernova?): si distribuisce su di un disco appiattito, rigonfio al centro • La protuberanza centrale formerà il protosole • La contrazione provoca aumento di temperatura (si conserva il momento angolare L= m v r del moto circolare uniforme, se r diminuisce v deve aumentare, aumentando l’energia cinetica aumenta la t) • Emissione di enormi quantità di materia sotto forma di un intenso vento solare (riduzione di massa) • Vicino al protosole: elementi più pesanti, in grado di non essere spazzati via dal vento solare.(pianeti interni) • composti più leggeri (He, H, l'acqua, l'ammoniaca ed il metano) nella parte più esterna (pianeti gioviani e i corpi cometari)

  25. Teoria nebulare 2 • le particelle iniziano ad aggregarsi in nuclei di condensazione o dischi protoplanetari (dischi analoghi intorno ad altre stelle: beta-pictoris) • agglomerati di dimensioni maggiori (planetesimi) diventano centri di attrazione gravitazionale per i frammenti più piccoli: lo spazio intorno viene ‘spazzato’ • Non tutti i planetesimi diventano pianeti (urti reciproci e disgregazione) • protopianeti. • grande massa di Giove: disturbi gravitazionali che impediscono l’accrescimento di altri pianeti nelle vicinanze. (fascia degli asteroidi) • I residui della nebulosa vanno a formare la nube di Oort

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