Astronomia e Astrofisica di base

Modulo 1: ,l'Astronomia e all'Astrofisica Cos'è l'astronomia e l'astrofisica: definizioni e differenze La relazione tra astronomia osservativa e astrofisica teorica La storia dell'astronomia e i principali sviluppi nell'astrofisica Importanza delle osservazioni astronomiche e delle leggi fisiche nell'interpretazione dell'universo Modulo 2: La Natura della Luce e le Onde Elettromagnetiche Cos’è la luce e come si propaga nello spazio Le onde elettromagnetiche: visibile, infrarosso, ultravioletta, radio, microonde, raggi X e gamma La velocità della luce e il suo impatto sulla percezione dello spazio-tempo Spettro elettromagnetico e come gli astronomi usano diverse lunghezze d'onda per osservare l'universo Modulo 3: Il Sistema Solare e le Leggi di Keplero La struttura del Sistema Solare: Sole, pianeti, satelliti naturali, asteroidi e comete Le leggi di Keplero: descrizione del movimento dei pianeti intorno al Sole La legge di gravitazione universale di Newton e il suo ruolo nel Sistema Solare Analisi dei moti dei pianeti, la gravità e l'orbita ellittica Modulo 4: La Gravitazione e la Relatività di Newton e Einstein La legge di gravitazione universale di Newton: principio di attrazione tra corpi massivi La relatività ristretta e generale di Einstein: concetti di spazio-tempo e curvatura gravitazionale Differenza tra la gravità newtoniana e la visione di Einstein Applicazione della relatività nella previsione di fenomeni cosmici come i buchi neri Modulo 5: Le Stelle: Formazione, Evoluzione e Morte La nascita delle stelle: nubi molecolari e contrazione gravitazionale Fasi evolutive di una stella: dalla sequenza principale al gigante rosso e alla nana bianca Supernovae e formazione dei buchi neri: morte delle stelle massicce La fusione nucleare e la produzione di energia nelle stelle Modulo 6: La Struttura delle Stelle e le Leggi di Stefan-Boltzmann La struttura interna di una stella: nucleo, zona radiativa, zona convettiva La legge di Stefan-Boltzmann: relazione tra luminosità, temperatura e raggio di una stella Le classi spettrali delle stelle e la classificazione (O, B, A, F, G, K, M) Concetto di magnitudine e luminosità assoluta delle stelle Modulo 7: I Pianeti e la Fisica dei Pianeti Giovanili e Giganti Pianeti terrestri vs gioviani: caratteristiche fisiche e composizione Fisica atmosferica: come l’atmosfera di un pianeta influenza la temperatura e le condizioni di superficie Le missioni spaziali e l'esplorazione dei pianeti: Marte, Giove, Saturno e oltre La teoria della formazione planetaria: accrescimento e accumulo di materia nel disco protoplanetario Modulo 8: Le Galassie e la Loro Struttura Cos’è una galassia: classificazione e struttura (spirale, ellittica, irregolare) La Via Lattea: posizione e caratteristiche della nostra galassia Le galassie attive: quasar, nuclei galattici attivi, e buchi neri supermassicci La dinamica delle galassie: materia oscura e la sua influenza sulla rotazione delle galassie Modulo 9: Il Big Bang e l’Evoluzione dell’Universo La teoria del Big Bang e la nascita dell'universo: 13,8 miliardi di anni fa L'espansione dell'universo: redshift e la legge di Hubble La formazione delle prime galassie e la radiazione cosmica di fondo Il destino dell'universo: espansione accelerata e ipotesi future (big freeze, big crunch, big rip) Modulo 10: La Materia Oscura e l’Energia Oscura Cos’è la materia oscura e perché non può essere osservata direttamente La sua influenza sulla rotazione delle galassie e la struttura dell'universo L’energia oscura: il misterioso agente responsabile dell’accelerazione dell’espansione dell’universo Teorie sull’origine e la natura della materia oscura e dell'energia oscura Modulo 11: I Buchi Neri: Formazione, Proprietà e Fenomenologia Cos'è un buco nero: definizione e caratteristiche La formazione dei buchi neri: collasso gravitazionale e supernova Il raggio di Schwarzschild e la singolarità centrale La relatività generale e la curvatura dello spazio-tempo attorno a un buco nero Modulo 12: Le Onde Gravitazionali e la Relatività Generale Le onde gravitazionali: onde nello spazio-tempo causate da eventi cataclismici La loro scoperta e la rilevazione tramite interferometri (LIGO) Relatività generale di Einstein e come prevede la formazione di onde gravitazionali Implicazioni delle onde gravitazionali per la fisica e l'astronomia Modulo 13: Esplorazione Spaziale: Telescopi e Sonde Spaziali I principali telescopi spaziali: Hubble, James Webb, e oltre L’uso dei telescopi nello studio dell’universo: osservazioni in diverse lunghezze d'onda Missioni spaziali: Mars Rover, Voyager, New Horizons e sonde interplanetarie Il ruolo delle missioni spaziali nell'approfondire la nostra conoscenza dell'universo Modulo 14: L'Intelligenza Artificiale e l’Astronomia L’uso dell'intelligenza artificiale per l’analisi dei dati astronomici Come il machine learning sta rivoluzionando l'astronomia Il riconoscimento di oggetti celesti e l'analisi di enormi volumi di dati Algoritmi per il rilevamento di esopianeti, buchi neri e fenomeni cosmici Modulo 15: Conclusioni: Le Prospettive Future nell’Astronomia e Astrofisica Le sfide future: telescopi e osservatori spaziali di nuova generazione I misteri ancora irrisolti dell'universo: la materia oscura, l’energia oscura, e la vita extraterrestre L'importanza della ricerca astronomica per il progresso scientifico Come approfondire lo studio dell'astronomia e dell'astrofisica nel futuro