L’Astrofisica si propone di studiare la struttura e l’evoluzione dell’Universo in tutte le sue componenti: dalle strutture più grandi (galassie e ammassi di galassie) a quelle più piccole (stelle e sistemi planetari), dai primi istanti dopo il Big Bang, fino ad oggi: 13 miliardi di anni dopo. Il laboratorio dell’astrofisico è l’intero Universo! Si ha l’opportunità di studiare fenomeni in condizioni fisiche (temperature, densità, dimensioni) estreme non riproducibili sulla Terra. Questo tipo di studi ha portato ad espandere le nostre conoscenze sulla natura della gravità, a scoprire l’esistenza dei buchi neri, a descrivere il comportamento della materia in condizioni super dense (immaginate di comprimere una portaerei in un cubo di un millimetro), a comprendere processi straordinari in grado di produrre in soli pochi secondi tutta l’energia emessa dal Sole nel corso di miliardi di anni. Più recentemente, lo studio di strutture cosmiche, dell’espansione dell’Universo e l’analisi nelle microonde del “calore” residuo del Big Bang diffuso su tutto il cielo, ha portato alla scoperta della materia oscura e dell’energia oscura: due dei più grandi enigmi della Fisica moderna.
Le attività di un astrofisico possono essere di tipo:
Sperimentale, in cui si costruiscono complessi apparati strumentali di rivelazione di radiazione da sorgenti cosmiche, dalle onde radio fino ai raggi X e gamma, passando per le bande infrarosse ed ottiche. Questi vengono poi istallati in osservatori da Terra, ma spesso nello spazio.
Osservativo, in cui si progettano osservazioni che vengono poi condotte con telescopi dislocati in tutto il modo (tra i posti più belli della Terra!) o in modo remoto dal proprio ufficio.
Teorico, in cui si elaborano teorie fisiche dei vari processi cosmici, spesso con l’aiuto di supercomputer, con ingegnosi algoritmi numerici e metodi statistici.
La costruzione di strumenti e rivelatori per l’astrofisica richiede la ricerca di soluzioni ad elevato contenuto tecnologico (elettronica, ottica, meccanica di precisione). Il 90% degli investimenti per la costruzione dei più grandi telescopi terrestri e missioni spaziali va alle industrie high-tech, stimolando la loro produttività ed aumentando notevolmente la loro competitività.
Al dipartimento di Fisica dell’Università di Ferrara, il gruppo di astrofisica è impegnato in tutti questi tipi di attività, con conclamati risultati, riconoscimenti internazionali ed indicatori di produzione scientifica molto elevati. Tra i principali filoni di ricerca menzioniamo:
Immagine di un ammasso di galassie osservato con il telescopio spaziale Hubble. L’effetto lente gravitazionale distorce ed amplifica galassie sullo sfondo, permettendo di ricostruire la distribuzione di materia oscura nell’ammasso e di svelare galassie primordiali.
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