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Plutone è un pianeta nano orbitante nella parte esterna del sistema solare, nella fascia di Kuiper. Scoperto da Clyde Tombaugh nel 1930, è stato considerato per 76 anni il nono pianeta del sistema solare. Il suo status di pianeta venne messo in discussione dal 1992, in seguito all'individuazione di diversi oggetti di dimensioni simili nella fascia di Kuiper; la scoperta di Eris nel 2005, un pianeta nano del disco diffuso che è il 27% più massiccio di Plutone, ha portato infine l'Unione Astronomica Internazionale a riconsiderare, dopo un acceso dibattito, la definizione di pianeta, e a riclassificare così Plutone come pianeta nano l'anno successivo.Plutone è il sedicesimo per grandezza e il diciassettesimo per massa corpo celeste del sistema solare, ed è il più grande dei pianeti nani e degli oggetti transnettuniani conosciuti, in ambedue le categorie è superato come massa da Eris. Presenta massa e dimensioni inferiori a quelle dei maggiori satelliti naturali del sistema solare: i satelliti medicei di Giove, Titano, Tritone e la Luna. Confrontato con quest'ultima, la sua massa è pari solo ad un sesto e il suo volume ad un terzo. Come gli altri oggetti della fascia di Kuiper, Plutone è principalmente costituito da ghiaccio e roccia.La sua orbita è piuttosto eccentrica e inclinata rispetto al piano dell'eclittica, mentre la sua distanza dal Sole varia da 30 a 49 UA. Periodicamente Plutone, durante il suo perielio, viene a trovarsi più vicino al Sole di Nettuno, tuttavia essendo in risonanza orbitale 2:3 con esso, non gli si avvicina mai a meno di 17 UA.Plutone ha cinque lune conosciute: Caronte (la più grande, con un diametro che è poco più della metà del suo), Stige, Notte, Cerbero e Idra. Plutone e Caronte vengono considerati un sistema binario o un pianeta doppio, poiché il baricentro del sistema giace al di fuori di entrambi.Il 14 luglio 2015, la sonda New Horizons è diventata la prima navicella spaziale a sorvolare Plutone, effettuando misure e osservazioni dettagliate del pianeta nano e delle sue lune. Nel settembre 2016, gli astronomi hanno annunciato che la calotta bruno-rossastra che ricopre il polo nord di Caronte è composta da toline, macromolecole organiche che possono essere ingredienti per la vita, e che, rilasciate dall'atmosfera di Plutone, precipitano su Caronte a 19 000 km di distanza.

Lo spazio cosmico (da qui in avanti chiamato spazio) è il vuoto che esiste tra i corpi celesti. In realtà non è completamente vuoto, ma contiene una bassa densità di particelle: soprattutto plasma di idrogeno ed elio, radiazione elettromagnetica, campi magnetici, raggi cosmici e neutrini. La teoria suggerisce che contenga anche materia oscura ed energia oscura. Nello spazio intergalattico, la densità della materia può essere ridotta a pochi atomi di idrogeno per metro cubo. La temperatura di base, come fissato dalla radiazione di fondo lasciata dal Big Bang, è di soli 3 K (−270,15 °C); al contrario, le temperature nelle corone delle stelle possono raggiungere oltre un milione di kelvin. Plasma con una densità estremamente bassa e temperatura alta, come quelle del medium intergalattico tiepido-caldo e del medium tra ammassi di galassie, rappresenta la maggior parte della materia barionica comune nello spazio; concentrazioni locali si sono evolute in stelle e galassie. Lo spazio intergalattico occupa la maggior parte del volume dell'universo, ma anche le galassie e i sistemi stellari sono composti quasi interamente da spazio vuoto. I viaggi spaziali sono ancora limitati alle vicinanze del sistema solare; il resto dello spazio, a parte l'osservazione passiva con telescopi, rimane inaccessibile all'uomo. Non c'è un confine netto da cui comincia lo spazio giacché l'atmosfera terrestre sfuma più o meno gradatamente verso lo spazio stesso in virtù del decremento di forza di gravità. Tuttavia la linea Kármán, a un'altezza di 100 chilometri sopra il livello del mare nell'atmosfera terrestre, è convenzionalmente utilizzata come l'inizio dello spazio a uso dei trattati spaziali e per tenere traccia dei record aerospaziali. Il quadro di riferimento per il diritto spaziale internazionale è stato istituito dal Trattato sullo spazio extra-atmosferico, approvato dalle Nazioni Unite nel 1967. Questo trattato proibisce qualsiasi rivendicazione di sovranità nazionale e permette a tutti gli Stati di esplorare lo spazio liberamente. Nel 1979, il trattato sulla Luna ha reso le superfici di oggetti come i pianeti, così come lo spazio orbitale attorno a questi corpi, giurisdizione della comunità internazionale. Ulteriori delibere riguardanti lo spazio sono state redatte dalle Nazioni Unite, senza tuttavia aver escluso il dislocamento di armi nello spazio.

Le teorie della gravità bimetrica sono teorie alternative della gravità in cui vengono utilizzati due o più tensori invece di un solo tensore metrico. Spesso la seconda metrica viene introdotta solo ad alte energie, supponendo che la velocità della luce possa dipendere dall'energia. Gli esempi più famosi di teorie bimetriche sono la teoria di Rosen e la teoria relativistica della gravità (l'ultima è nell'interpretazione canonica). La gravità bimetrica, o bigravità, si riferisce a due diverse teorie. La prima serie di teorie si basa su teorie matematiche modificate della gravità in cui vengono utilizzati due tensori metrici invece di uno. Una seconda metrica può essere introdotta per stati ad alta densità di energia, il che implica che la velocità della luce può dipendere dalla densità di energia, il che permette ai modelli di utilizzare una velocità variabile della luce. In questi casi, la seconda metrica si riferisce al gravitone, particelle ipotetiche con massa, e anche in alcuni studi sullo "spettro di massa". Si tratta di una continuazione della teoria della gravità massiva. Esistono diverse teorie bimetriche con gravitoni massicci, come quelle attribuite a Nathan Rosen. Al contrario, le teorie della gravità bimetrica del secondo insieme non si basano su gravitoni massicci e non cambiano le leggi di Newton, ma descrivono l'Universo come varietà, che ha due metriche riemanniane collegate, dove la materia che abita due settori, interagisce con la gravità, anche tra i due lati dell'Universo. La gravità repulsiva o antigravità sorge se la topologia in questione e l'approssimazione newtoniana di massa negativa e stato di energia negativa introducono la cosmologia come alternativa alla materia oscura e all'energia oscura. Alcuni di questi modelli cosmologici utilizzano anche velocità variabili della luce in uno stato di alta densità energetica dell'era della radiazione, sfidando l'ipotesi di inflazione cosmica. In risposta ai limiti della teoria della gravità standard usata per descrivere l'universo in un modello cosmologico, i cosmologi si sono sviluppati per diversi decenni, da teorie alternative a un modello standard di cosmologia. Anche il modello standard a particelle ha dei limiti. Tra gli scienziati che hanno lavorato su alcune teorie sulla gravità bimetrica di Nathan Rosen dal 1940 in poi, Jean-Pierre Petit, Mordechai Milgrom con una versione bimetrica della teoria MOND, Gabriel Chardin, Abdus Salam (Premio Nobel per la Fisica nel 1979), A. D. Linde, I.T. Drummond, J. Moffat, Frédéric Henry-Couannier, Thibault Damour, Luc Blanchet altrimenti Sabine Hossenfelder. Inoltre, il lavoro preliminare di Hermann Bondi e Andrei Sakharov è molto spesso citato dagli autori che hanno sviluppato queste teorie, in quanto forniscono un quadro concettuale con il quale queste teorie bimetriche devono confrontarsi. Recentemente, lo sviluppo di eventi nel campo della gravità massiva ha portato anche all'emergere di nuove teorie successive sulla gravità bimetrica. Anche se non è stato dimostrato che la registrazione delle osservazioni fisiche è più accurata o più coerente della teoria generale della relatività, la teoria di Rosen si è dimostrata incompatibile con le osservazioni della pulsar binaria Hulse-Taylor. Alcune di queste teorie conducono recentemente al modello inflazionistico dell'Universo e sono quindi un'alternativa all'energia oscura.

L'astronautica (o cosmonautica) è la teoria e la pratica della navigazione al di fuori dell'atmosfera terrestre tramite l'impiego di veicoli spaziali, sia automatizzati che provvisti di equipaggio. Può anche essere definita come la scienza che si occupa della tecnologia dei viaggi spaziali, compresa all'interno dell'ingegneria aerospaziale; si contrappone al termine aeronautica, che si occupa invece dei viaggi all'interno dell'atmosfera. Il termine astronautica (originario dal francese astronautique) è stato coniato durante gli anni '20 del XX secolo da J. H. Rosny, presidente dell'Accademia Goncourt, in analogia con il termine aeronautica. Nel 1930 Robert Esnault-Pelterie pubblicò il primo libro riguardo questo nuovo campo di ricerca. Il termine cosmonautica (dal francese cosmonautique) è stato invece introdotto successivamente, negli anni '30, da Ary Sternfeld nel suo libro "Initiation à la Cosmonautique" (Introduzione alla Cosmonautica), che nel 1934 gli fece vincere il Premio REP-Hirsch, più tardi conosciuto conosciuto come Premio d'Astronautica, della Società Francese di Astronomia.Come in aeronautica, le limitazioni poste dal peso, dal calore e dalle forze esterne fanno sì che qualsiasi veicolo spaziale debba sopravvivere a condizioni estreme e ad ambienti molto diversi da quello terrestre: alti gradi di vuoto, il bombardamento di radiazioni cosmiche nei viaggi interplanetari, le fasce magnetiche presenti intorno la Terra in orbita bassa, variazioni estreme e repentine di temperatura, ecc.