I migliori libri e manuali di astrofisica

In questo articolo scopriremo quali sono i migliori libri e manuali di astrofisica, lo studio dei fenomeni astronomici e astrofisici.

“Le stelle sono buchi nel cielo da cui filtra la luce dell’infinito” (Confucio)

La bellezza del cosmo, chi non ha mai alzato lo sguardo di notte per ammirare la bellezza di un cielo stellato?

L’astrofisica (dal greco ἄστρον «astro» e φύσις «natura, fisica») è quella branca della fisica e dell’astronomia che studia le proprietà fisiche della materia celeste. Si tratta di una disciplina tanto difficile quanto affascinante che stimola da sempre l’interesse di tantissime persone, dagli studiosi ai semplici appassionati. In questo articolo cercheremo di accontentare entrambe queste categorie di persone, con due sezioni apposite,  la prima dedicata agli universitari con ampie conoscenze di base di matematica e fisica, necessarie per comprendere i testi più tecnici e una appendice di testi divulgativi per tutti.

Ma di cosa si occupano principalmente gli astrofisici? Questi scienziati cercano di capire quali siano le caratteristiche fisiche delle stelle, delle galassie, del mezzo interstellare e di quello intergalattico. La branca dell’Astrofisica che cerca di scoprire formazione ed evoluzione dell’universo tutto è detta Cosmologia.

Uno degli astrofisici più noti in Italia è Amedeo Balbi ed alcuni tra i suoi libri più belli sono in appendice alla nostra selezione dei migliori libri e manuali di astrofisica. Apre, invece questo nostro articolo un classico per gli studenti universitari: “Stelle, galassie e universo. Fondamenti di astrofisica” di Attilio Ferrari.

L’astrofisico più famoso del mondo è indubbiamente Stephen Hawking, conosciuto principalmente per i suoi contributi sullo studio dei buchi neri e sulla genesi dell’universo. Pur colpito da una malattia del motoneurone, costretto su una carrozzina e vincolato ad un sintetizzatore vocale per poter esprimersi, Stephen è diventato uno dei simboli più noti ed amati della scienza moderna, in questo articolo abbiamo inserito in appendice il suo grande classico “Dal Big Bang ai buchi neri. Breve storia del tempo”. Da leggere assolutamente!

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I migliori manuali di Astrofisica per universitari e studiosi della disciplina

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Stelle, galassie e universo. Fondamenti di astrofisica. Con aggiornamento online

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Questo manuale di Astrofisica è rivolto principalmente a studenti e cultori della materia. Il libro si dipana tra i concetti base della fisica stellare, della fisica delle galassie, della cosmologia, con un approccio essenzialmente fisico. Tra i vari argomenti: modelli di struttura ed evoluzione stellare, morfologia, formazione ed evoluzione delle galassie, modelli cosmologici relativistici.

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Stellar Structure and Evolution

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Stellar Structure and Evolution, the second volume in the Ohio State Astrophysics Series, takes advantage of our new era of stellar astrophysics, in which modern techniques allow us to map the interiors of stars in unprecedented detail. This textbook for upper-level undergraduate and graduate students aims to develop a broad physical understanding of the fundamental principles that dictate stellar properties. The study of stellar evolution focuses on the ‘life cycle’ of stars: how they are born, how they live, and how they die. As elements ejected by one generation of stars are incorporated into the next generation, stellar evolution is intertwined with the chemical evolution of our galaxy. Focusing on key physical processes without going into encyclopedic depth, the authors present stellar evolution in a contemporary context, including phenomena such as pulsations, mass loss, binary interactions, and rotation, which contribute to our understanding of stars.

Lezioni di Cosmologia Teorica

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Il libro è basato sulle lezioni attualmente tenute dall’autore presso l’Università di Bari, ed è progettato in modo da rappresentare un testo di riferimento il più possibile moderno, completo e autosufficiente per i corsi semestrale di Cosmologia, Astrofisica o Fisica Astroparticellare che compaiono nel piano di studi della Laurea Magistrale in Fisica e in Astronomia. Contiene gli elementi di base della cosmologia relativistica, del modello cosmologico standard e del suo completamento inflazionario. E’ organizzato per servire da traccia ad un corso di cosmologia di stampo teorico, ma cerca di non perdere mai di vista il confronto con i principali risultati osservativi: molta attenzione viene infatti dedicata alla fenomenologia dei fondi cosmici, e in particolare alla radiazione gravitazionale fossile perchè la sua rivelazione, diretta o indiretta, potrebbe dare indicazioni cruciali sulla scelta del corretto modello per l’Universo primordiale. Non mancano infine alcuni accenni ad argomenti di interesse emergente, di tipo teorico-fenomenologico, come lo studio dell’effetto di “deriva” del redshift, la cosmologia delle membrane, e il problema delle medie cosmologiche fatte su ipersuperfici spaziali (o nulle) non omogenee.

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Astronomy Methods: A Physical Approach to Astronomical Observations

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Astronomy Methods, first published in 2003, is an introduction to the basic practical tools, methods and phenomena that underlie quantitative astronomy. Taking a technical approach, the author covers a rich diversity of topics across all branches of astronomy, from radio to gamma-ray wavelengths. Topics include the quantitative aspects of the electromagnetic spectrum, atmospheric and interstellar absorption, telescopes in all wavebands, interferometry, adaptive optics, the transport of radiation through matter to form spectral lines, and neutrino and gravitational-wave astronomy. Clear, systematic presentations of the topics are accompanied by diagrams and problem sets. Written for undergraduates and graduate students, this book contains a wealth of information that is required for the practice and study of quantitative and analytical astronomy and astrophysics.

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Handbook of Pulsar Astronomy

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Radio pulsars are rapidly rotating highly magnetized neutron stars. Studies of these fascinating objects have provided applications in solid-state physics, general relativity, galactic astronomy, astrometry, planetary physics and even cosmology. Most of these applications and much of what we know about neutron stars are derived from single-dish radio observations using state-of-the-art receivers and data acquisition systems. This comprehensive 2004 book is a unique resource that brings together the key observational techniques, background information and a review of results, including the discovery of a double pulsar system. Useful software tools are provided which can be used to analyse example data, made available on a related website. This work will be of great value not only to graduate students but also to researchers wishing to carry out and interpret a wide variety of radio pulsar observations.

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Black Holes, White Dwarfs, and Neutron Stars: The Physics of Compact Objects

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Black holes, White Dwarfs, and Neutron Stars The physics of Compact Objects Compact objects-black holes, white dwarfs, and neutron stars-are fundamental constituents of the physical universe. They are born when normal stars die. This book is a product of the recent explosion of scientific activity centering on these objects. This self-contained work is a rigorous, yet understandable, references on the latest theoretical and observational developments. It is at once an outstanding text for graduate and advanced undergraduate students in physics, and a practical self-study guide for scientists in other disciplines and scientifically-oriented laypersons. No prior knowledge of astrophysics or relativity theory is required. Compact objects provide unique cosmic laboratories for testing physics and astrophysics under extreme conditions. They interact via all four of the fundamental forces of nature: electromagnetism, strong and weak nuclear forces, and gravitation. As a result, the book brings together topics from such diverse areas as solid state physics, nuclear and particle physics, relativity and hydrodynamics. In the text, the authors first analyze the physical properties of compact objects in their simplest states. Next, they investigate the effects of rotation, magnetic fields, X-ray and neutrino emission, the generation of gravitational waves, and so on. The theory is assessed in light of the most recent observational data. Numerous practical features to make teaching and learning easier.

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Astrophysics Processes: The Physics of Astronomical Phenomena

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Bridging the gap between physics and astronomy textbooks, this book provides step-by-step physical and mathematical development of fundamental astrophysical processes underlying a wide range of phenomena in stellar, galactic, and extragalactic astronomy. The book has been written for upper-level undergraduates and beginning graduate students, and its strong pedagogy ensures solid mastery of each process and application. It contains over 150 tutorial figures, numerous examples of astronomical measurements, and 201 exercises. Topics covered include the Kepler–Newton problem, stellar structure, binary evolution, radiation processes, special relativity in astronomy, radio propagation in the interstellar medium, and gravitational lensing. Applications presented include Jeans length, Eddington luminosity, the cooling of the cosmic microwave background (CMB), the Sunyaev–Zeldovich effect, Doppler boosting in jets, and determinations of the Hubble constant.

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Cosmic Queries: Startalk’s Guide to Who We Are, How We Got Here, and Where We’re Going – The Emission-Line Universe -Gravity’s Fatal Attraction: Black Holes in the Universe

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I libri più belli di Astrofisica per appassionati

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L’ultimo orizzonte. Cosa sappiamo dell’universo

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Cosa sappiamo dell’universo? Molto, moltissimo: la sua età, la sua struttura, cosa contiene e come ha fatto a evolvere in uno spazio disseminato di galassie, stelle, pianeti. Solo poco più di un secolo fa, non sapevamo quasi nulla di tutto questo. Il racconto di come la fisica moderna sia arrivata così avanti sulla strada della conoscenza del cosmo è il racconto di una straordinaria avventura scientifica, che Amedeo Balbi, astrofisico e divulgatore, ci aiuta a seguire passo dopo passo: dalla teoria della relatività di Einstein alla scoperta dell’espansione dell’universo, dall’osservazione della radiazione cosmica di fondo fino all’elaborazione del modello “classico” del Big Bang che oggi riteniamo la migliore descrizione dell’origine del cosmo. Allora, ormai sappiamo tutto dell’universo? Naturalmente no: se siamo sicuri dell’impianto generale, non abbiamo di certo definito con precisione tutti i dettagli. Balbi allora ci invita alla scoperta della terra di frontiera su cui si svolge la ricerca attuale, dalle conferme della teoria inflazionaria alla ricerca della materia oscura, alla spiegazione dell’accelerazione dell’espansione dell’universo. Ma anche alla frontiera della ricerca, siamo ben lontani dal trovare la risposta definitiva a domande basilari: l’universo è finito o infinito? Lo spazio e il tempo hanno avuto un inizio, e avranno una fine? Le leggi di natura potevano essere diverse? Esistono altri universi oltre il nostro?

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Dove sono tutti quanti? Un viaggio tra stelle e pianeti alla ricerca della vita

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“Siamo soli nell’universo?” è una domanda che lascia un senso di vertigine a chiunque. Amedeo Balbi, nato all’alba degli anni ’70, se la pone fin da quando era bambino. All’epoca erano tanti gli stimoli che potevano suscitare questo genere di curiosità in una mente giovane ed entusiasta: il ricordo recente della corsa allo spazio culminata con lo sbarco sulla Luna nel 1969, ma anche la serie Spazio 1999 del ’76, Guerre stellari del ’77, Goldrake del ’78…. Oggi, a distanza di quarant’anni, Balbi è un astrofisico e, quando ammira il cielo stellato con stupore immutato, si pone sempre la medesima domanda. Che cosa potrebbe dire a quel ragazzino degli anni ’70 per non deluderlo? Non c’è ancora una risposta definitiva: sì o no. Però, la scienza ha fatto formidabili balzi in avanti e oggi abbiamo molti elementi nuovi per orientarci in quel luogo pieno di mistero e meraviglia che è l’universo. Questo libro è un volo emozionante, con qualche deviazione tra filosofia e storia della scienza, alla scoperta di queste ultime acquisizioni: fra le altre cose, Balbi ci dà un’idea realistica – e da far scoppiare la testa! – delle distanze siderali, ci spiega in quali particolari condizioni possa fiorire la vita (magari finora non l’abbiamo cercata al posto giusto!) e ci elettrizza facendoci seguire le sonde nello spazio e rivelandoci l’esistenza di un numero incommensurabile di pianeti extrasolari.

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Notte siriaca. Taccuini di astrofisica

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Notte siriaca è il racconto di un viaggio fra le volatili cosmogonie greche e i colori delle cascate di stelle, fra gli spazi estremi dell’hubble space telescope e le geometrie dell’universo, fra micro e macro cosmo, fra logos greco e poesia. L’universo non si può ridurre a un catalogo di stelle e galassie. È la nostra casa ed è di una bellezza seducente perché possiamo descriverlo in termini matematici, e perché, sebbene la nostra conoscenza sia incompleta, possiamo descriverlo in termini della realtà sica. Notte siriaca è un dialogo sull’universo fra una voce e Areté, epistème, Sophia e èunoia. Nasce per raccontare la bellezza ancestrale di una eclissi di sole nel deserto africano e la bellezza di quei luoghi dove il pensiero greco ha preso forma e stato le sue radici. L’universo con le sue luci e i suoi suoni è meraviglioso quanto un’opera d’arte e la nostra capacità di comprendere è avventure straordinaria della mente umana.

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Astrofisica per tutti: scoprire l’Universo con il proprio telescopio

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Lo studio dell’Universo, dei magnifici corpi celesti e dei sorprendenti eventi, spesso ben al di là della nostra immaginazione, non è più appannaggio esclusivo di un ristretto numero di scienziati dotati di intelligenza fuori dal comune e mastodontici strumenti, ma è alla portata di qualsiasi appassionato dotato di una semplice strumentazione di base, a volte solamente un computer collegato ad internet. Il mondo della ricerca astronomica apre le porte allo studio in prima persona dell’Universo e dei segreti che custodisce, ma rappresenta soprattutto l’occasione unica per comprendere la macchina più perfetta e meravigliosa che esista. Non è più il momento di meravigliarsi per le continue scoperte lette da qualche parte nella rete, ma di diventare attori in prima persona nello spettacolo più grande al quale potremo mai assistere. Non sono presenti formule pesanti, nessun ragionamento difficile, ma semplici metodi per capire come si può indagare l’Universo.

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Dal big bang ai buchi neri. Breve storia del tempo

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“Dal big bang ai buchi neri” è ormai diventato un classico della divulgazione scientifica. In questo libro Stephen Hawking, una vera e propria icona della cultura moderna, affronta i quesiti che l’uomo si pone da sempre e a cui la scienza è in grado di fornire risposte sempre più convincenti: Quando è cominciato il tempo? Il cosmo è destinato a espandersi per sempre, o un giorno comincerà a contrarsi? Nel creato c’è posto per un creatore? In futuro il tempo comincerà a scorrere indietro? Questa edizione, arricchita con numerose foto dello spazio provenienti dai più importanti centri di osservazione astronomica offre al lettore uno sguardo di prima mano sull’universo in cui siamo immersi, aggiungendo alla profondità del mistero scientifico la possibilità di contemplare la bellezza delle stelle e delle galassie che lo popolano. Dalla struttura dello spazio e del tempo al principio di indeterminazione, dal big bang al big crunch, dalle particelle elementari ai buchi neri, attraverso la sua abilità divulgativa, Hawking permette anche ai non specialisti di accostarsi alle scoperte più affascinanti della fisica contemporanea; e, accompagnando il lettore dal mondo infinitamente piccolo dei quanti alle estreme frontiere del cosmo, costruisce un percorso irripetibile per comprendere l’ordine che sta dietro le cose e gli eventi dell’universo in cui viviamo.

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Tutto l’universo per chi ha poco spazio-tempo

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“Tutto l’universo per chi ha poco spazio-tempo” è la creazione editoriale di una delle menti che il mondo scientifico ci invidia. Sandra Savaglio, astrofisica di fama, ricerche e pubblicazioni internazionali, ha deciso di raccontare il suo sapere con un taglio divulgativo. In questo stupefacente viaggio nell’infinito sopra di noi, fra buchi neri, stelle nane, onde gravitazionali e future missioni spaziali, riesce nell’impresa di sintetizzare tutto ciò che si sa e tutto ciò che non si sa del nostro meraviglioso universo, fino alle vertiginose domande che continuano, e continueranno, ad appassionare gli esseri umani davanti all’infinità del cosmo di cui siamo piccolissima parte.

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Ascoltare il cosmo. Le frontiere dell’astrofisica dai neutrini alle onde gravitazionali

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Quando ammiriamo il cielo stellato ci immaginiamo un universo calmo e tranquillo. Ma il cosmo ha anche un lato dinamico e violento, fatto di esplosioni catastrofiche e buchi neri che possono inghiottire stelle e pianeti. Tutto ciò lo abbiamo imparato seguendo le tracce di alcuni “messaggeri”: la luce proveniente dai corpi celesti; i neutrini che sfrecciano nello spazio come proiettili e “piovono” continuamente sulla Terra; i tenui sussulti delle onde gravitazionali, che testimoniano colossali scontri cosmici capaci di far vibrare la trama dello spaziotempo. Il libro racconta in modo semplice e chiaro le principali scoperte dell’astrofisica multimessaggera, una nuova frontiera per vedere e “ascoltare” i segreti dell’universo.

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Benvenuti nell’universo. Tour astrofisico

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Un libro che propone un giro mozzafiato del cosmo, dai pianeti alle stelle, alle galassie, ai buchi neri e ai loop temporali; una visione e una prospettiva cosmiche offerte attraverso una narrazione avvincente. Come vivono e muoiono le stelle? Quali sono le possibilità di vita intelligente altrove nell’universo? Come ha avuto inizio l’universo? Perché si sta espandendo e sta accelerando? E il nostro universo è unico oppure parte di un multiverso infinito? Gli autori di best-seller e famosi astrofisici Neil deGrasse Tyson, Michael A. Strauss e J. Richard Gott guidano il lettore in un indimenticabile viaggio di esplorazione che rivela come realmente funziona il nostro universo.

Nel 2019 l’Event Horizon Telescope (Eht), un gruppo di otto radiotelescopi da terra che opera su scala planetaria, riesce finalmente a catturare l’immagine di un buco nero. Questo oggetto del cosmo viene scoperto al centro della galassia Virgo A (M87), distante circa 55 milioni di anni luce dalla Terra. Per la gioia degli scienziati che già nel 2016 ne sostenevano l’esistenza sulla base degli studi sulle onde gravitazionali. La foto del buco nero fa il giro del mondo e viene considerata da molti la fotografia del secolo!