Astrofisica: studio sulla creazione

La gente ha guardato le stelle, dato loro nomi, i loro cambiamenti e osservato per migliaia di anni. NASA unito la ricerca antica della conoscenza del nostro universo in tempi relativamente recenti.

Obiettivi
Gli obiettivi scientifici di Astrofisica sono mozzafiato: cerchiamo di capire l'universo e il nostro posto in esso. Stiamo iniziando a studiare il momento stesso della creazione dell'universo e sono vicini ad imparare la storia piena di stelle e galassie. Stiamo scoprendo come formano i sistemi planetari e come ambienti ospitali per la vita svilupparsi. E cercheremo la firma della vita su altri mondi, forse, di sapere che non siamo soli.

Obiettivo della NASA in Astrofisica è quello di "Scopri come funziona l'universo, esplorare come l'universo è iniziato e sviluppato nella sua forma attuale, e la ricerca di pianeti simili alla Terra." Tre ampio emanano scientifica domande da questi obiettivi.

Gli attuali programmi di
Astrofisica si compone di tre concentrati e due programmi trasversali. Questi programmi incentrati fornire un quadro intellettuale per far progredire la scienza e la conduzione di pianificazione strategica. Essi comprendono:

• Fisica del Cosmo
• Cosmic Origins
• Exoplanet Esplorazione
• Astrofisica Explorer Programma
• Astrofisica di ricerca

Missioni attuali
Le missioni Astrofisica correnti comprendono tre dei grandi osservatori inizialmente previsti nel 1980 e ha lanciato nel corso degli ultimi 20 anni. La suite attuale operativi grandi osservatori includono il Telescopio Spaziale Hubble (HST), a raggi X Chandra Observatory (CXO), e il telescopio spaziale Spitzer (SST). Inoltre, il Fermi Gamma-ray Space Telescope Keplero e medie missioni esplorare l'alta energia dello spettro e la ricerca di pianeti simili alla Terra, rispettivamente.

Missioni Explorer innovativi, come la Swift Gamma-ray Explorer e NuStar, completare le missioni Astrofisica strategici. Complessivamente questi rappresentano missioni per gran parte della conoscenza accumulata dell'umanità dei cieli. Molte di queste missioni hanno raggiunto i loro obiettivi scientifici principali, ma continuano a produrre risultati spettacolari nelle loro operazioni estese.

NASA-finanziati investigatori anche partecipare a osservazioni, analisi dei dati e gli strumenti avanzati, per le missioni di astrofisica dei nostri partner internazionali, tra cui dell'ESA XMM-Newton, Herschel, Planck e le missioni, e Suzaku di JAXA.

Vicino Futuro
Il prossimo futuro sarà dominato da due missioni attualmente in fase di sviluppo, con particolare ampia utilità scientifica: Sofia e il James Webb Space Telescope. Completare queste missioni e uno strumento per la JAXA di Astro-H, il funzionamento delle missioni, lanciato di recente e ampliato le operazioni, e al finanziamento dei programmi di ricerca e di analisi consumano la maggior parte delle risorse della Divisione Astrofisica.

Il futuro
Dal momento che il censimento 2001 decennale, il modo in cui è visto l'universo è cambiata radicalmente. Più di 700 pianeti sono stati scoperti in orbita soli lontani. I buchi neri sono ormai noti per essere presente al centro della maggior parte delle galassie, compresa la Via Lattea. L'età, le dimensioni e la forma dell'universo sono stati mappati in base alla radiazione primordiale lasciata dal Big Bang. Ed è stato scoperto che la maggior parte della materia nell'universo è buio e invisibile, e l'universo è in espansione, non solo, ma accelerando in modo inaspettato.

Per il futuro a lungo termine, le mete Astrofisica saranno guidati in base ai risultati delle indagini decennali 2010 New Worlds, New Horizons in Astronomy and Astrophysics . Gli obiettivi prioritari scientifici scelti dal comitato di indagine sono: alla ricerca delle prime stelle, galassie e buchi neri, alla ricerca di pianeti abitabili nelle vicinanze, e avanzare la comprensione della fisica fondamentali dell'universo.

“Voyages”, viaggi. Semplice ed evocativa il titolo scelto per la nuova strategia di esplorazione dello spazio presentata dalla NASA. Il sottotitolo, “sostenibilità”, fornisce immediatamente la chiave di lettura del documento e rappresenta una vera rivoluzione rispetto al passato. Quarant’anni dopo l’epopea della Luna, non si tratta più di arrivare per primi, ma di costruire un sistema di trasporto, efficiente e sostenibile, per spiccare il balzo verso lo spazio, così come era avvenuti nei cieli, nella prima metà del secolo scorso.

Il motto dei prossimi anni non sarà: «…andare… dove nessuno è andato prima…» dei personaggi di “Star Trek” ma, piuttosto, quello di costruire le infrastrutture per rendere lo spazio un luogo in cui vivere e lavorare. La serie televisiva, d’altra parte, fu concepita negli anni 60, quando la posta in gioco era arrivare sulla Luna per battere i sovietici. La brusca interruzione delle missioni lunari, che finora ci ha relegato entro l’orbita terrestre, ci ammonisce che quella strada non è più praticabile.

Per il futuro, la NASA punta a sviluppare capacità basilari, piuttosto che tecnologie specifiche per un particolare obiettivo. Un programma spaziale robusto, realizzabile con i presenti vincoli di bilancio e sostenibile nel tempo, che permetterà di svolgere missioni sempre più complesse e con destinazioni diverse. Obiettivo dichiarato è espandere la presenza umana in tutto il sistema solare per aumentare la conoscenza scientifica e per favorire la crescita tecnologica ed economica, in un clima di collaborazione globale come quello sperimentato con la Stazione Spaziale Internazionale.

Nei prossimi lustri, la NASA vuole inviare uomini verso varie destinazioni oltre l’orbita terrestre: intorno alla Luna, verso gli asteroidi vicino alla Terra e sulla superficie della Luna e di Marte.

La presenza di acqua su Marte, che Curiosity ha appena confermato, può accelerare alcuni di questi passi. Se si può contare su risorse “marziane”, la missione dei primi astronauti sul pianeta rosso potrebbe rivelarsi meno complessa del previsto.

La maggior parte dei fenomeni astrofisici non è direttamente osservabile: si pensi per esempio ai processi che forniscono l'energia che il Sole irradia nello spazio, che avvengono nelle zone più profonde del Sole, oppure al Big Bang, che è avvenuto circa 13,7 miliardi di anni fa.

Per questo motivo l'astrofisica ricorre frequentemente al supporto di modelli teorici, e cioè rappresentazioni idealizzate dei processi allo studio, le cui conseguenze sono però calcolabili con precisione grazie alle teorie fisiche esistenti. Sono precisamente queste conseguenze (chiamate predizioni), che confrontate con le osservazioni, a permettere di stabilire la correttezza (o l'erroneità) dei modelli stessi. Questi modelli consentono talvolta dei calcoli analitici (e cioè, con carta e penna), ma nella maggior parte delle situazioni si fa ricorso al computer, che consente calcoli numerici assai più complessi di quelli analitici: si parla allora di simulazioni, che vengono usate specialmente in cosmologia.

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