Un caffè col fisico

Day 2 | Coffee Break from Benasque: Ionizziamo l’Universo

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Saluti dal Centro di fisica “Pedro Pascual” di Benasque, oggi giornata di seminari molto blanda, visto che la cena “a tapas” di ieri sera è stata…intensa.

TapasenBarcelona

Ci beviamo il nostro caffé al bar davanti al centro, sotto un bel sole di vera estate, non come quella italiana di Luglio.

Come da titolo, oggi ci occupiamo di ionizzare l’Universo.

Che significa ionizzare? Molto semplice: ionizzare significa rompere un atomo, separare il suo nucleo positivo dagli elettroni, negativi.

Quando gli atomi hanno molti elettroni, i livelli con cui si può ionizzare un atomo sono diversi ovviamente, cioé si può “cacciare” un solo elettrone o più di uno.

Ma nel caso dell’Universo, ionizzare è relativamente semplice, perché gli unici atomi presenti in grandi quantità sono l’idrogeno e l’elio, che hanno solo uno e due elettroni, rispettivamente.

Con cosa si ionizzano gli atomi? Sostanzialmente, con la luce. Insomma, bisogna inventare le pistole “luminose” per distruggere gli atomi.

Nell’universo questo processo di ionizzazione è avvenuto abbastanza tempo fa, circa 10 miliardi di anni fa, in maniera del tutto spontanea: siamo in tempi maturi perché si formino le Galassie, dal collasso di immense distese di gas principalmente composto di, appunto, idrogeno ed elio.

Quando le Galassie si formano, il processo di collasso gravitazionale produce dei fasci di luce molto potente che escono in tutte le direzioni verso lo spazio aperto. Questa luce raggiunge quindi altro gas, detto intergalattico, che si trova fuori dalla galassia e che non ha partecipato al collasso.

Alcuni dei fotoni di questa luce sono così intensi da riuscire a ionizzare gli atomi di idrogeno.

E gli atomi di elio? Qui la questione si fa interessante, perché sembra che la luce prodotta dalle Galassie non sia sufficiente a ionizzare l’elio, che richiede un’energia maggiore per essere rotto.

L’ipotesi allora è che siano i quasar i responsabili della rottura degli atomi di elio. I quasar sono sostanzialmente i regioni super compatte al centro di galassie particolarmente massive che rinchiudono giganteschi buchi neri.

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Come immaginerete, i fasci di luce prodotti dal fatto che la materia cade nel centro di questi quasar sono molto, molto energetici e infatti sarebbero in grado di ionizzare l’elio fuoristante la galassia in questione.

Una questione interessante venuta fuori oggi è la seguente: la ionizzazione dell’elio è la stessa se

1) I quasar sono distribuiti in maniera casuale nell’universo

2) I quasar si raccolgono a gruppetti disomogenei?

La risposta sembra essere no: i casi 1) e 2) generano livelli di ionizzazione diversa. Essendo più probabile il secondo caso, cioé quello in cui, a causa sempre dell’attrazione gravitazionale di cui parlavamo anche ieri, i quasar si attirano tra loro e quindi è molto probabilme trovarli in “società”.

Ecco, per oggi questa potrebbe essere un’idea su che cosa si sia discusso. Si è anche discusso dove andare domani a camminare, visto che ci sarà una buona serata, ma questo rimane “off air”, ovviamente.

 

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