Categoria: Cosmologia

La cosmologia è lo studio scientifico dell’origine, dell’evoluzione, della struttura su larga scala e del futuro dell’universo, che combina fisica e astronomia per comprendere il cosmo nel suo complesso. Utilizza osservazioni e teorie per spiegare come galassie, stelle e pianeti si formano e si evolvono su scale temporali vaste, affrontando questioni fondamentali sull’esistenza.

Il problema dei tre corpi e i cinque punti lagrangiani

Joseph-Louis Lagrange (1736-1813) fu un grande matematico del XVIII secolo. I suoi principali studi di meccanica lo portarono ad affrontare il problema gravitazionale dei tre corpi, che tuttavia rimane ancora oggi irrisolto perché il sistema è intrinsecamente caotico e imprevedibile a lungo termine, poiché piccole variazioni iniziali causano risultati drasticamente diversi.
Lagrange trovò le soluzioni di equilibrio (i cinque punti lagrangiani, vedi figura tratta dal sito web dell’ESA) per il sistema nel caso semplificato ma estremamente interessante in cui il terzo corpo abbia massa trascurabile rispetto agli altri due (ad esempio, il Sole, un pianeta e un asteroide o un satellite artificiale). I primi tre punti (L1, L2, L3) erano già stati trovati da Leonhard Euler (1707-1783), un altro grande matematico del XVIII secolo, mentre Lagrange trovò i cosiddetti punti “triangolari” (L4, L5), perché formano triangoli equilateri perfetti con i due corpi principali.
Per i dettagli su questi punti, si può fare riferimento alle semplici spiegazioni su
Sito web dell’ESA (Agenzia spaziale europea).

Ovviamente, Lagrange non avrebbe mai potuto conoscere le prove a sostegno della sua congettura (fu solo nel 1906 che gli astronomi confermarono la sua teoria scoprendo asteroidi troiani catturati nei punti L4 e L5 dell’orbita di Giove) o la sua attuale utilità nel posizionamento dei nostri veicoli di esplorazione spaziale.
Grazie alla loro “stabilità gravitazionale”, che consente di risparmiare energia di posizionamento (e nel caso di L2 fornisce anche una schermatura parziale dal Sole), è ipotizzabile che, nel futuro dell’esplorazione spaziale, basi avanzate per l’esplorazione dello spazio profondo saranno situate nei punti lagrangiani.

 

I 5 punti lagrangiani, dal sito dell’ESA (Ente Spaziale Europeo); le orbite dei punti L1 e L2 non sono in scala, la loro distanza dalla Terra è circa 1/100 del raggio dell’orbita terrestre

punti lagrangiani

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Nota per i profani: cos’è la materia oscura?

Consideriamo una galassia a disco con miliardi di stelle che formano il disco, che ruota (la galassia di Andromeda nella foto, per fare un esempio ben noto). Possiamo considerare per ciascuna di queste stelle che l’accelerazione centripeta
[1] a’ = v²/R
sia uguale all’accelerazione gravitazionale
[2] a” = G M/R²
quindi da [1] = [2] otteniamo:
[3] v = √(G M/R)
dove v è la velocità locale della sorgente considerata, R è la sua distanza dal centro galattico, G è la costante gravitazionale, M è la massa totale contenuta nel raggio R (che determina l’attrazione gravitazionale).
Misurare le velocità di rotazione delle galassie è relativamente facile, se non le si osserva frontalmente, e si osserva generalmente che in tutto il disco le velocità di rotazione delle sorgenti (stelle ma anche nubi di gas) sono pressoché costanti. Pertanto, dalla relazione [3] segue che la massa M deve aumentare in proporzione al raggio R , poiché G è una costante. Infatti, la massa contenuta nel raggio R aumenta all’aumentare di R, ma quanto si osserva non è sufficiente a giustificare il valore costante di v . Queste considerazioni portano all’ipotesi che esista una sostanza di natura invisibile e non barionica (cioè non costituita da protoni e neutroni, che non vengono rilevati) che si manifesta solo attraverso il comportamento gravitazionale, che viene chiamata materia oscura (dark matter).

Fotografia elaborata di M31, Andromeda. Non è stato possibile ottenere l’autore della bellissima fotografia.


Andromeda

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Una nota sulla dispersione delle misure a basso redshift nel database Pantheon+

Una breve nota sulla dispersione delle misurazioni a basso redshift nel database Pantheon+. Fa parte del mio studio sull’interpretazione alternativa del redshift che non coinvolge l’espansione dell’universo.
Il database Pantheon+ è una delle più grandi e precise raccolte di dati cosmologici al mondo, composta da 1.701 curve di luce provenienti da 1.550 supernovae di tipo Ia (SnIa).

pdf  Brussi 2026_Pantheon+ low z issue

 

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Eccomi qui

Dopo una pausa dal 2021, riprendo la mia presenza online con questa piccola raccolta di suggerimenti, alla ricerca di un dialogo intellettuale. Fatemi sapere cosa ne pensate nei commenti o via email.
Grazie

p.s. Ho pubblicato con le date dei documenti originali

 

 

That's me

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Tesi di laurea

La mia tesi di laurea (in italiano) è pubblicata nell’archivio dell’Università di Padova:
pdf_ita  Brussi 2025_Epistemologia del tempo e interpretazioni cosmologiche

In appendice alla tesi stessa, ho inserito una prima bozza di sviluppo del framework non standard, che, dopo una profonda revisione, è confluita nel mio lavoro
link  The URD Framework.

Abstract
Gli intenti di questo approfondimento sul tempo sono in primis esplorarne il significato ontologico negli sviluppi storici che ne hanno accompagnato l’evoluzione interpretativa, quindi esaminarne alcune criticità teoriche proposte dalla recente letteratura e, con alcune tesi originali, analizzare delle spiegazioni alternative all’espansione dell’universo, che l’interpretazione corrente pretende osservata sperimentalmente, per mezzo di un modello basato sul ‘tempo specifico’ dei fotoni alternativo al ‘tempo universale’ e di un modello che consideri la presenza di una densità energetica nel fluido cosmico (chiamato etere) che interagisca con la radiazione incidente e determini un effetto di redshift nella lunghezza d’onda, quindi ancora un maggior tempo per la diffusione della radiazione stessa. Del ‘tempo specifico’ è stata verificata la consistenza con lo spaziotempo di Minkowski, con i princìpi della relatività ristretta di Einstein e con le equazioni della dinamica cosmica di Fridman. Dimostrata la fallacia di questa ipotesi del ‘tempo specifico’, si è tratto come risultato positivo la non-necessità di postulare un tempo universale considerato che, definitone uno, se ne può dimostrare l’unicità o universalità (nei limiti dei modelli adottati). A integrazione dell’approfondimento, sono state analizzate possibili cause del redshift alternative alle dinamiche espansive dell’universo e si è considerata l’ipotesi che l’universo stesso si comporti come un corpo nero, emettendo una radiazione che possa interagire con i fotoni delle sorgenti remote attenuandone l’energia e determinandone un redshift, dopo aver ricavato una sezione d’urto per i fotoni che consenta le interazioni fotone-fotone. A fondamento delle congetture sono state considerate le evidenze osservative dirette, non interpretate per mezzo di teorie. Purtroppo non si è “chiuso il cerchio” con una spiegazione scientifica alle congetture presentate che fosse pienamente sostenibile, ma si riporta l’intero approfondimento come Allegato, ritenendo che le stesse congetture e alcuni modelli originali possano rappresentare un potenziale riferimento per futuri approfondimenti.

Tesi (1,8 MB):

pdf_ita  Brussi 2025_Epistemologia del tempo e interpretazioni cosmologiche

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Stima delle masse di NGC7217 e NGC658

Questa è una relazione con stile didattico preparata per l’esame di Laboratorio di Astronomia. Ci sono alcuni piccoli errori e alcune valutazioni basate su modelli non comprovati, ma la lascio così com’è (o com’era) nel caso in cui qualche dettaglio possa essere utile a qualcuno.

pdf_ita  Brussi 2021_Valutazione delle masse di NGC7217 e NGC658

 

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