Archive | agosto, 2013

Dafne e KLOE: alte energie in Italia

31 Ago

In questi mesi, diversi lettori mi hanno chiesto di cosa mi occupassi precisamente. Come abbiamo imparato a conoscere attraverso alcuni articoli specifici, la fisica delle alte energie e’ molto vasta, con diversi esperimenti sparsi per il mondo. Nel mio caso specifico, ho partecipato e partecipo tutt’ora a diversi progetti in Italia, in Svizzera e negli Stati Uniti. Per darvi un’idea piu’ precisa, vorrei in questo articolo parlarvi di uno di questi progetti, KLOE, al quale sono per motivi affettivi piu’ legato, e che si trova ai Laboratori Nazionali di Frascati dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare. Perche’ sono affezionato a questo esperimento? Semplice, oltre a trovarsi nel paese in cui sono nato, cresciuto ed in cui tutt’ora vivo, proprio su questo esperimento ho iniziato la mia carriera di fisico nel 2003, prima con la tesi di laurea, poi con il dottorato di ricerca e su cui, ancora oggi, lavoro.

Prima di tutto, e’ necessario che vi dia qualche informazione aggiuntiva. Purtroppo, mentre tutti hanno sentito parlare di CERN e LHC, pochi sanno che anche in Italia si fanno studi importanti e molto sofisticati di fisica delle alte energie. I laboratori Nazionali di Frascati sono il piu’ grande laboratorio di Fisica delle alte energie dell’INFN. Sono stati fondati nel 1955 e proprio qui e’ nata la fisica degli acceleratori. Da un’intuizione di Bruno Touschek proprio a Frascati e’ stata realizzata AdA nel 1960. Cosa sarebbe Ada? Come sapete, nei moderni acceleratori quello che si fa e’ far girare fasci di particelle ad altissima energia per farli poi scontrare in un punto preciso. Da questo scontro, grazie alla relazione di Einstein E=mc^2, possiamo creare particelle diverse da studiare per comprendere importanti meccanismi della natura. Facendo aumentare l’energia, possiamo di volta in volta scoprire particelle nuove. Fino al 1960, quest’idea nemmeno esisteva. Grazie all’esperimento AdA, che sta per Anello di Accumulazione, venne dimostrato come fosse possibile impacchettare fasci di particelle, farle muovere su orbite circolari e poi farle scontrare in un punto deciso a priori. Grazie proprio ad AdA vennero compresi importanti effetti di fisica dei fasci, importanti ancora oggi, tra questi, ad esempio, il cosiddetto Effetto Touchek dovuto all’interazione delle particelle nello stesso pacchetto.

Dal punto di vista delle particelle, AdA non scopri’ nessuna particella nuova. Questo e’ naturale se vedete la foto:

AdA: anello di accumulazione

AdA: anello di accumulazione

L’esperimento aveva un diametro di poco superiore al metro ed un’energia bassissima. Nonostante questo, AdA apri’ la strada ai futuri acceleratori. Subito dopo AdA, sempre a Frascati, si inizio’ a studiare qualcosa di piu’ grande, un vero e proprio collissore si particelle che oltre a far circolare i fasci, potesse accelerarli e curvarli. Nel 1967 venne dunque innaugurato Adone, che sta appunto per Big-AdA. Eccovi una foto di Adone:

Adone ai Laboratori Nazionali di Frascati

Adone ai Laboratori Nazionali di Frascati

Si tratta di un anello vero e proprio, molto piu’ simile a quelli attuali, con un diametro inferiore ai 100 metri e che poteva raggiungere la folle energia per l’epoca di 3GeV, ottenuta facendo scontrare fasci di elettroni e positroni. Per fare un confronto, oggi LHC e’ stato progettato per avere un’energia di 14TeV, cioe’ 14000GeV. Adone e’ stato il primo acceleratore moderno della storia. Capite dunque che la fisica dei collissori e’ nata a Frascati, laboratorio con una grandissima tradizione in questo settore e che, ancora oggi, ricopre un ruolo importante nei laboratori di tutto il mondo.

Ora cosa si studia a Frascati? Oggi in questi laboratori ci sono tantissimi gruppi che si occupano di fisica nucleare, fisica delle alte energie, astrofisica, astroparticelle, fisica della materia, fisica medica. Tra questi settori, un ruolo fondamentale e’ ricorperto ancora oggi dala fisica degli acceleratori e dal progetto KLOE a Dafne.

Dafne, il collisore attualmente in funzione ai Laboratori di Frascati

Dafne, il collisore attualmente in funzione ai Laboratori di Frascati

Dafne e’ l’attuale collissore dei laboratori che ha preso i primi dati utili nel 2000. Si tratta di sistema costituito da due anelli, uno per elettroni ed uno per positroni, che vengono fatti scontrare ad un’energia di poco superiore ad 1GeV. Perche’ un’energia cosi’ bassa? Al contrario di LHC, che e’ un esperimento di scoperta, in cui dunque si deve raggiungere la massima energia possibile per creare nuove particelle, Dafne e’ una macchina di precisione. Questa categoria di anelli, lavorano ad un’energia ben precisa, calibrata per massimizzare la produzione di determinate particelle. Nel caso di Dafne, la macchina e’ una fabbrica di mesoni Phi, Phi-factory.

Di modello standard, materia strana, antimateria, ecc, abbiamo parlato in questi post:

Piccolo approfondimento sulla materia strana

Due parole sull’antimateria

Antimateria sulla notra testa!

Bosone di Higgs … ma che sarebbe?

La materia oscura

Cosa sarebbe invece la Phi? Detto molto semplicemente, si tratta di una risonanza, cioe’ uno stato legato tra due quark (uno strange ed un anti-strange), che vive un tempo brevissimo dopo di che decade in qualche altra cosa. Tra i possibili canali di decadimento, tra i piu’ probabili ci sono quelli in coppie di Kaoni. Attenzione, il discorso sembra complicato, ma non lo e’. In fisica, ogni particella ha il suo nome. I kaoni sono soltanto una famiglia di particelle in cui rientrano diversi elementi: K carichi, K neutri, K lunghi, K corti, ecc.

Bene, a Dafne si vogliono studiare questi Kaoni e per produrli e’ necessario avere una macchina in grado di creare tantissime Phi. Perche’?

In questo articolo:

E parliamo di questo Big Bang

abbiamo parlato del meccanismo del Big Bang, vedendo come in seguito a questa esplosione, si e’ verificato uno sbilancio tra materia ed antimateria, che ha portato alla scomparsa della seconda e alla formazione di un universo di materia. Se ben ricordate, abbiamo anche detto come, dal punto di vista teorico, questo meccanismo e’ teoricamente possibile supponendo che siano avvenute determinate condizioni, dette di Sacharov. Tra queste, vi e’ una violazione di CP, cioe’ proprio uno squilibrio tra materia ed antimateria che porta nei decadimenti a preferire stati finali piu’ ricchi di materia.

Cosa c’entrano i kaoni con la violazione di CP?

Nel 1974, decadimenti con violazione di CP venero osservati per la prima volta per un membro della famiglia dei Kaoni, il K long. Ad oggi, oltre che nei Kaoni, la violazione di CP e’ stata osservata anche nei mesoni B. Detto questo, capite bene l’importanza di questi studi. Comprendere a fondo la violazione di CP e le sue conseguenze, ci permette di capire meglio l’origine stessa dell’universo.

L’esperimento operante a Dafne e che studia proprio i decadimenti delle particelle e’ KLOE, un complesso sistema di rivelatori pensato per registrare ed osservare tutte le particelle che entrano nei vari decadimenti.

L'esperimento KLOE installato all'interno di Dafne

L’esperimento KLOE installato all’interno di Dafne

Attraverso i dati raccolti e’ possibile ricostruire l’intero evento e capire che tipologia di decadimento e’ avvenuto. Per fare questo sono necessari diversi rivelatori, ognuno specializzato per determinate particelle, pensati e realizzati in modo del tutto unico direttamente ai laboratori di Frascati.

Perche’ ancora oggi a distanza di anni KLOE e Dafne sono in funzione?

Vista la rarita’ dei decadimenti che si vogliono studiare, e’ necessario raccogliere un campione molto vasto di dati. Detto in altri termini, poiche’ la probabilita’ di avere il decadimento che cercate e’ molto bassa, dovete raccogliere un campione molto grande di Phi per poter avere la statistica necessaria a fare questi studi.

KLOE ha preso dati fino al 2006 raccogliendo un campione cospicuo di Phi. Oltre alla violazione di CP,  KLOE ha posto importanti limiti in tantissimi decadimenti, studiato la gravita’ quantistica, osservato per la prima volta decadimenti mai visti prima, ecc. Tutti risultati di prim’ordine che hanno dato lustro alla fisica delle alte energie in Italia.

Nel 2008 e’ stato poi pensato, sempre a Frascati, un nuovo meccanismo di collissione dei fasci che permetterebbe a KLOE di raggiungere “luminosita’” piu’ elevate, cioe’, modificando solo la zona di interazione dei fasci, si potrebbero accumulare molti piu’ dati a partita’ di tempo. Questa modifica e’ importantissima per un esperimento di precisione come KLOE che dunque potrebbe andare a studiare nuovi settori e migliorare notevolmente i canali gia’ studiati. Proprio per questo motivo, si e’ deciso di iniziare un nuovo periodo di presa dati per KLOE.

Cosa e’ successo tra il 2009 e il 2013?

In questo periodo di tempo, KLOE, costruito come detto un decennio prima, ha pensato di realizzare nuovi rivelatori da installare vicino alla zona di interazione, proprio per migliorare la sua sensibilita’ sfruttando idee nuove e le ultime migliorie pensate in questi anni. Questi nuovi dispositivi sono rivelatori molto complessi e compatti che hanno richiesto diversi anni prima di essere ottimizzati e realizzati. Prima di questa estate, i nuovi rivelatori sono stati installati con successo ed in questi giorni si sta lavorando per ottimizzare il tutto e prepararci alla nuova presa dati dell’esperimento KLOE, ora chiamato KLOE-2. L’accensione di tutto il sistema e’ prevista per il 9 settembre, giorno di inizio di una lunga presa dati che portera’ sicuramente a nuovi ed importanti studi.

Come potete capire, la fisica delle alte energie non e’ riservata al CERN. I fisici italiani, oltre ad avere ruoli importanti nei grandi laboratori del mondo, sono anche attivi nel nostro paese con esperimenti di precisione, importantissimi per capire come funziona il nostro universo.

 

Psicosi 2012. Le risposte della scienza”, un libro di divulgazione della scienza accessibile a tutti e scritto per tutti. Matteo Martini, Armando Curcio Editore.

Geyser di 5 metri a Fiumicino

29 Ago

Sicuramente tutti avrete letto la notizia del geyser che e’ comparso a Fiumicino vicino Roma. Vi confesso che avevo lasciato passare la notizia perche’ considerata non troppo di rilievo. In questi ultimi giorni pero’, si sta assistendo ad una speculazione mediatica, anche ad opera di alcuni giornali, che tende a creare un caso dove questo non esiste.

Mi spiego meglio, facendo un sunto delle notizie, da molte fonti trovate che si tratta di un geyser alto ben 5 metri che e’ comparso da un momento all’altro. La zona e’ conosciutissima e mai si erano verificati fenomeni di questo tipo. Qualcuno, vista l’enorme altezza del rilascio di gas, parla di pericolo per la circolazione aerea. Secondo alcuni fonti, il soffione si troverebbe addirittura dentro all’aereoporto. Vi tralascio tutte le notizie piu’ barzelletta che parlano di fuga di gas da depositi sotterranei di stoccaggio per scie chimiche. Fortunatamente notizie di questo tipo non sono diffuse.

Detto questo, forse e’ il caso di capire un po’ meglio quello che sta accadendo.

Prima cosa, il geyser e’ comparso negli ultimi giorni, vero. E’ assolutamente falso che il soffione si troverebbe all’interno dell’aeroporto Leonardo da Vinci. Il luogo preciso del rilascio di gas e’ in Via Coccia di Morto, strada che costeggia l’aeroporto ma che non e’ all’interno dello stesso.

Seconda precisazione, questa necessaria per rispondere a tantissimi giornali, il geyser e’ alto ben 5 metri. Senza dire nulla, vi mostro un video girato sul posto che mostra la situazione reale:

5 metri? Forse, e dico forse, si sta un po’ esagerando giornalisticamente parlando.

Detto questo, e come da buona tradizione italiana, l’uscita di gas dal terreno ha innescato immediatamente una polemica politica all’interno del comune di Fiumicino. Come avrete letto, maggioranza e opposizione hanno creato un botta e risposta sui giornali senza fine. Qualcuno parla di carotaggi per valutare la possibilita’ di un sottopassaggio, i diretti interessati smentiscono, poi pero’ si parla di ruspe intente a sondare il terreno, ma la cosa viene smentita perche’ erano lavori del gas. Qualcuno parla anche di voler deviare il corso del Tevere e dunque aver innescato la fuoriuscita del gas, anche questa smentita. Insomma, come siamo abituati da troppo tempo, un continuo rincorrersi di dichiarazioni e smentite basate sul nulla se non sulla chiacchiera di paese.

Lasciamo stare lo scontro politico all’interno del comune per parlare invece del geyser. Le analisi fatte sul gas, hanno dimostrato che la fuoriuscita e’ composta al 90% da anidride carbonica con l’aggiunta di metano e idrogeno solforato. Come e’ noto, l’anidride carbonica e’ dannosa per l’uomo, per cui la zona e’ attualmente recintata e presidiata da una pattuglia dei vigili urbani. Questa misura e’ stata necessaria per impedire ai molti curiosi di avvicinarsi troppo alla bocca del geyser. Solo per farvi un esempio, testimoni locali raccontano di un pullman di turisti giapponesi accorsi a fotografare il gas prima di diregersi all’aeroporto.

Da dove proviene questo gas?

Vi dico subito che si tratta di un fenomeno assolutamente naturale. In molti comuni della zona, di origine chiaramente vulcanica come noto per i cosiddetti castelli romani, da tempo e’ stata segnalata la presenza di gas nel terreno a concentrazione maggiore rispetto ad altre parti d’Italia e dovuta proprio all’origine vulcanica. A volte, questi gas possono risalire fino in superficie lungo faglie e fratture, incontrando anche, come e’ ovvio, falde acquifere.

Fenomeni di questo tipo si sono gia’ verificati numerose volte anche nella stessa zona. Nel 2005, ad esempio, si verifico’ una fuoriuscita analoga durante dei lavori di costruzione. Proprio per questo motivo, per qualsiasi lavoro di edilizia all’interno del comune, viene richiesta l’analisi della concentrazione di gas nel terreno. Questo proprio per evitare che possano verificarsi fughe di gas pericolose per la popolazione e per gli operai al lavoro.

Oltre a queste direttive edilizie, i sindaci dei comuni interessati, di concerto con la regione Lazio, hanno predisposto norme di sicurezza atte a prevenire incidenti dovuti anche a minime fuoriuscite di gas. Per farvi qualche esempio, bisogna areare i locali interrati o semiinterrati prima di accedervi, e’ necessaria la presenza di un’altra persona prima di accedere in piscine svuotate, questo per evitare che ci siano strati bassi di gas pericoloso, e’ vietato creare luoghi di svago o camere da letto a livelli semiinterrati, ecc. Capite bene che queste norme servono proprio per evitare che gas uscito, anche in minima parte dal terreno, possa depositarsi all’interno di zone in cui poi si dovra’ accedere.

Concludendo, e’ assolutamente falso parlare di geyser di 5 metri e tantomeno pensare che questo fenomeno sia all’interno dello scalo aeroportuale o che rappresenti una minaccia per la circolazione aerea. Come abbiamo visto, si tratta di un fenomeno gia’ accaduto in passato e comprensibile alla luce della conoscenza geologica che abbiamo sulla zona in questione. Detto questo, il geyser e’ del tutto naturale, non presenta un pericolo per la popolazione e, come riportato anche da alune fonti aggiornate, sembrerebbe che in queste ore il fenomeno si stia riducendo notevolmente.

 

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Ci risiamo: 16 dicembre 2013 ….

28 Ago

Immaginate questa situazione: riuscite a creare un business molto redditizio che pero’, fin dall’inizio, sapete che ha una scadenza certa. Dopo questa data, le vostre rendite si annulleranno e non potrete piu’ andare avanti. Che problema c’e’, intanto facciamo cassa e poi si vedra’. Nell’animo umano pero’, scatta una molla tale per cui, anche se partiamo con un’idea, e’ facile che in corso d’opera la si cambi. Perche’ dovrei rinunciare agli affari? Per colpa di una scadenza? Dunque, in prossimita’ di questa data, cominciamo a pensare come superare questo problema. La cosa piu’ ovvia da fare e’ rimandare sempre piu’ oltre la scadenza. Sappiamo che prima o poi la cosa non funzionera’, ma intanto possiamo allungare, e se siamo bravi, anche di molto tempo il prolungamento dei nostri affari.

Vi e’ piaciuta questa storia? Realistica ma forse troppo impersonale. Ora sostituisco i soggetti rendendo la storia piu’ veritiera. Qualcuno vi dice che il 21 dicmbre 2012 finira’ il calendario Maya. Non sapete nemmeno perche’, pero’ questa storiella vi affascina. Vi mettete seduti e pensate a come sfruttare questa storia che affascina come voi molte altre persone. Inventate tempeste solari, scontri con pianeti mai visti, inventate che ci sara’ un terribile terremoto perche’ riuscite a far credere che i terremoti nel mondo stiano aumentando e tante altre storie di questo calibro.

Ora avete in mano il vostro business. Poco importa se molte persone ci credono e ne sono spaventate. C’e’ anche chi e’ costretto ad andare in cura per l’ansia che siete riusciti a trasmettere. Ma a voi cosa importa? Assolutamente niente. Create siti talmente pieni di pubblicita’ da sembrare macchine di formula 1, scrivete libri barzelletta ma con un titolo accattivante, parlate male di scienza e ricerca perche’ quello e’ il male del secolo. Ora avete i vostri introiti. Come si dice in questi anni di crisi, il lavoro bisogna crearselo e voi ci siete riusciti in pieno. Complimenti. Siete degni di un manuale di new economy. Forse, con una cattiveria peggiore degli squali dell’alta finanza ma anche di questo poco importa.

tzolkin

Attenzione pero’, riprendiamo il discorso scadenza. Quel tizio che vi ha suggerito la storia vi ha detto che il calendario finira’ il 21 dicembre 2012. Man mano che vi avvicinate a questa data, e sapete che non succedera’ niente, cominciate a pensare al vostro futuro. Dovete trovare il modo per allungare il brodo. Qual e’ la soluzione piu’ semplice? Ovvio, dire che c’e’ stato un errore di calcolo e che quindi la data e’ spostata.

Altro punto fondamentale: di quanto la spostiamo? Ci sono due fratelli che hanno proposto una soluzione diversa, ma questa farebbe ricadere la fine del calendario Maya nel 2116:

2012? No, volevamo dire 2116 …

Parliamoci chiaro, non possiamo spaventare le persone parlando di 2116. La gente non riesce nemmeno ad arrivare a fine mese, pensa quanto gliene fregherebbe del 2116.

Ci vuole una soluzione differente, ma qualcosa di astuto supportato da qualche evento naturale per rendere il tutto piu’ credibile.

Alla fine l’idea viene ed e’ veramente geniale. Sentite questa, come sapete, esiste il problema della correlazione, di cui abbiamo parlato in questi post:

Perche’ il mondo dovrebbe finire

2013 o ancora piu’ oltre?

Come detto, quando si cerca di “convertire” le date del lungo computo nel nostro calendario gregoriano, anche se abbiamo capito come funziona il conteggio Maya, dobbiamo trovare dei punti fissi. Detto in altre parole, abbiamo capito come contare e di quanto contare ma per sapere dove finisce il conteggio dobbiamo sapere da dove partire. Ovviamente, non staro’ di nuovo qui a spiegare per filo e per segno come funzionava il sistema di calendari dei Maya. Di questo abbiamo parlato abbondantemente sia nel libro Psicosi 2012 che nel blog.

Torniamo a noi, come sappiamo, per risolvere il problema della correlazione ci si basa sulle iscrizioni lasciate dal popolo centro americano. Molte iscrizioni riguardano eventi astronomici di cui i Maya erano ottimi osservatori. In tal senso, trovate ad esempio riportate le eclissi, i passaggi di Venere, ecc accompagnati da una data espressa nel sistema del lungo computo. Ora pero’, questi eventi sono ciclici per cui con un singolo evento non riuscite a risolvere l’equazione. Purtroppo, le iscrizioni arrivate fino a noi non sono tantissime. Come e’ noto, durante la conquista di queste terre, si e’ pensato bene di distruggere molti edifici e documenti perche’ pensati come “pagani”. Poiche’ quindi abbiamo un numero basso di documenti non riusciamo a trovare una sola soluzione per il problema della correlazione, ma tante possibilita’ diverse. La data del 21 dicembre 2012 e’ solo una delle possibili. Ne esistono poi altre decine che spaziano nell’arco anche di centinaia di anni. Per fare un esempio, la soluzione Calleman prevedeva la fine del lungo computo per il 2011, poi c’era quella per il 2012 e tante altre ancora fino, come nel caso dell’articolo riportato prima, al 2116.

Capite che il problema della correlazione non da un buon appiglio ai catastrofisti. Ormai si e’ sparsa la voce, la gente ha capito che le date possibili sono decine non saremmo credibili se ad ogni data riproponessimo le stesse argomentazioni. L’idea geniale e’ dunque questa: per prima cosa, nel calendario gregoriano non esiste l’anno zero ma si passa dal I sec. a.C al I sec. d.C. Siamo sicuri che l’anno zero non sia stato contato? In realta’, gli studiosi Maya si sono interrogati per anni su quale fosse la data di inizio del lungo computo. La data finale si ottiene semplicemente aggiungendo i giorni che completano il conteggio del lungo computo.

Questo particolare pero’ e’ ignorato da alcuni siti che vi propongono nuove date ragionando su queste argomentazioni. Sapete perche’? Perche’ qualcuno ha tirato fuori una nuova data: 16 Dicembre 2013. si, proprio alla fine di quest’anno e molto simile a quella precedente che ha fatto impazzire il mondo.

Purtroppo qualcuno non capendo come si ottiene ha inventato il discorso dell’anno zero gregoriano. E’ ovvio che se anche avessi contato lo zero la data si sposterebbe di un anno preciso invece, come vedete confrontando le date, c’e’ anche una differenza di una manciata di giorni.

Da dove viene allora questa nuova data? Ragionate cosi’, quando e’ iniziato il terzo millennio? Di colpo, si direbbe il 1 gennaio 2000. Attenzione pero’, poiche’ non contiamo l’anno zero, duemila anni finiscono al 31 dicembre 2000 quindi il nuovo millennio comincia il 1 gennaio 2001. Cerchiamo di rendere il tutto piu’ chiaro, ragioniamo con una decade. Partendo da 1, completate 10 anni al termine dell’anno 10 quindi la nuova decade cominciera’ al 1 gennaio 11.

Se questo e’ vero, allora lo facciamo valere anche per il calendario Maya. Nel momento in cui si azzera il lungo computo, analogo del 31 dicembre 1999, poi non comincia il nuovo conteggio, o nel nostro esempio il nuovo millennio, ma dobbiamo aspettare un altro ciclo (1 gennaio 2001).

Bene, oltre al lungo computo, i Maya conteggiavano i giorni dell’anno utilizzando il calendario Haab. Questo era un calendario civile basato sulle stagioni e con una durata di 360 giorni. Nell’analogo dell’esempio del millennio, se al 21/12/2012 inizia l’ultimo giro, la fine del lungo computo sara’ dopo 360 giorni, dunque 16 dicembre 2013.

Ecco spiegata l’origine di questa data.

Fate pero’ attenzione ad una cosa. Seguendo la correlazione piu’ accettata, in formato lungo computo, il 21 dicembre 2012 si scriveva 13.0.0.0.0, dove per la prima cifra il 13 equivale allo zero, mentre il 16 dicembre 2013 si scrive 13.0.1.0.0. Poiche’, come detto, per la prima cifra il 13 e’ lo zero, personalmene non vedo nessuna particolarita’ nella nuova data proposta. Mentre la prima azzerava il conteggio, la seconda non ha nulla di speciale a parte cadere un ciclo Haab dopo la fine del lungo computo. Ripeto pero’, l’origine e’ nell’analogo fatto con il conteggio gregoriano. Altra considerazione, qui non stiamo contando i millenni per capire quando iniziano o finiscono, qui abbiamo, grazie a degli studi non univoci, delle possibili date di inizio del calendario, dopo di che contiamo i giorni previsti dal lungo computo. Personalmente, il ragonamento fatto, oltre a non affascinarmi, non mostra nessuna base oggettivamente discutibile. Come detto all’inizio mi sembra solo di osservare un animale morente che si dimena in tutti i modi per prolungare la sua agonia.

Per rendere il tutto piu’ credibile, servirebbe un evento naturale tale da far concentrare l’attenzione sulla nuova data. Anche su questo abbiamo, nel vero senso della parola, una “manna dal cielo”: la cometa ISON. Questa solchera’ i nostri cieli proprio a dicembre di quest’anno e, come sembrerebbe dalla premesse, offrira’ uno spettacolo straordinario per la luminosit’a che si potrebbe raggiungere, tale da rendere la cometa visibile anche in pieno giorno. Cosa ci inventiamo sulla ISON? Semplice, i Maya avevano previsto il suo passaggio e a dicembre la cometa impattera’ sulla Terra distruggendo gran parte della vita. Poi ci mettiamo anche che la ISON non e’ una cometa ma un mini sistema planetario che ruota intorno a Nibiru. Ecco fatto, ora abbiamo allungato il brdo in modo affascinante, per di piu’ non dobbiamo nemmeno sforzarci troppo, le argomentazioni portate al 21/12/2012 possono essere riproposte per la nuova data. Della ISON abbiamo parlato qui:

E se ci salvassimo?

Che la ISON abbia pieta’ di noi!

Mostrando l’assurdita’ di quanto affermato sulla rete e l’assoluto non pericolo di impatto per questa cometa.

Concludendo, la nuova data del 16 dicembre 2013 viene da considerazioni fatte paragonando il lungo computo Maya con il nostro calendario Gregoriano. Ragionamenti pero’ avulsi dal problema della correlazione che fornisce comunque gia’ di suo diverse date possibili per l’inizio, o equivalentemente per la fine, del lungo computo. Come e’ chiaro, ad oggi non esiste una data univoca per la fine del calendario Maya e alle soluzioni storiacamente possibili non si fa altro che aggiungere date di comodo senza nessuna base solida. Purtroppo, difficilmente i catastrofisti abbandoneranno l’osso della fine del mondo. L’unico modo per far terminare questa barzelletta e’ capire l’assurdita’ di quello che viene proposto.

 

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Parmitano e l’acqua nel casco

27 Ago

Come forse avrete letto dai giornali, il 16 Luglio scorso ci sono stati alcuni problemi durante la seconda “passeggiata spaziale” per il nostro astronauto Parmitano che si trova sulla Stazione Spaziale Internazionale. La notizia e’ passata un po’ in sordina, complice anche il periodo estivo, e anche sui giornali che ne hanno parlato, il discorso e’ stato un po’ fumoso e poco specifico.

Cosa e’ successo?

Facciamo un breve riassunto. Il 16 Luglio era prevista una seconda EVA, che sta per Attivita’ Extra-Veicolare (quella che normalmente chiamiamo passeggiata spaziale), di 6 ore per fare dei lavori straordinari all’esterno della ISS. I lavori prevedevano la preparazione della stazione per accogliere, entro la fine dell’anno, un nuovo modulo russo che dovrebbe essere connesso alla ISS.

Alla EVA hanno partecipato Parmitano e Chris Cassidy, astronauta americano di grande esperienza con alle spalle ben 7 passeggiate. Qualche decina di minuti dopo l’inizio dei lavori, il nostro astronauta ha avvisato il centro di controllo NASA di Houston, che stava seguendo tutte le manovre da terra, di sentire dell’acqua vicino al collo. Inizialmente, gli esperti NASA hanno pensato ad un’eccessiva sudorazione, causata anche dalla fatica e dallo stress. Dopo qualche altro minuto, Parmitano ha pero’ comunicato che l’acqua continuava ad aumentare e stava diventando un problema.

Ora, tenete conto che siamo in assenza di gravita’, condizione per cui l’acqua e’ si in forma liquida, perche’ all’interno della tuta pressurizzata, ma e’ tenuta insieme solo dalla tensione superficiale. In questa condizione, il liquido si presenta come delle gocce piu’ o meno grandi che fluttuano all’interno del casco dell’astronauta.

La presenza di acqua che continuava ad aumentare, cominciava ad entrare nel naso e negli occhi di Parmitano, rendendo la respirazione difficile e la visibilita’ compromessa. Questa situazione ha fatto scattare l’allarme al centro controllo di Houston che ovviamente ha ordinato subito il rientro all’interno della ISS, dopo circa 90 minuti dall’inizio delle operazioni.

Parmitano ha raccontato questi momenti di paura, ma non ha mai perso la calma e la mente lucida. Come potete immaginare, gli astronauti sono addestrati per poter gestire situazioni anche difficili senza perdere il controllo. In caso contrario, un eccessivo allarmismo potrebbe causare conseguenze molto gravi.

Parmitano aiutato da Cassidy e seguendo il cavo che lo teneva legato alla ISS e’ riuscito a rientrare all’interno in pochi minuti dove c’erano ad accoglierlo gli altri occupanti della ISS che hanno pressurizzato la zona di ingresso e lo hanno aiutato a togliere il casco. Come riportato dal comunicato NASA, l’astronauta stava bene anche se molto stanco, e aveva all’interno del casco circa mezzo litro di acqua.

Ragionando ora, sapendo che tutto e’ andato bene, sembra veramente assurdo rischiare di morire affogati nello spazio. Proprio questo e’ stato infatti il rischio corso da Parmitano. I molti giornali che hanno riportato la notizia, non hanno pero’ risposto ad una domanda, se vogliamo, scontata, da dove proveniva quell’acqua?

Come prima ipotesi, i tecnici NASA hanno pensato che provenisse dal cosiddetto “drink pack”, cioe’ un serbatoio di acqua potabile munito di cannuccia nel casco e che serve per idratare gli astronauti durante le EVA. Questa ipotesi e’ stata pero’ smentita dallo stesso Parmitano che, nelle prime fasi dell’incidente, ha assaggiato un goccia di questo liquido, comunicando che non si trattava di acqua potabile.

Dunque?

Per poter rispondere alla domanda, e’ necessario vedere come e’ fatta una tuta spaziale moderna. Questo e’ uno schema illustrato delle varie parti:

Tuta spaziale usata durante le EVA

Tuta spaziale usata durante le EVA

Ovviamente, la tuta e’ munita di tantissimi strumenti sia scientifici che di diagnostica per controllare lo stato dell’astronauta. In tal senso, troviamo un dosimetro, una telecamera, una valvola di regolazione della temperatura interna, la radio, il controllo dell’ossigeno, un sistema elettrocardiografico per controllare le funzioni cardiache dell’astronauta, ecc. Con un totale di circa 10 strati diversi.

Come vedete, il serbatoio di acqua potabile e’ posizionato vicino al casco. Questa ipotesi e’ pero’ stata smentita da Parmitano durante le prime fasi dell’incidente. Nella tuta e’ presente anche un “pannolone” super assorbente detto MAG. Non c’e’ ovviamente nulla di strano nella presenza di questo accessorio se pensiamo che, come nel caso dell’incidente, la EVA prevista era di ben 6 ore all’esterno della ISS. Ovviamente, e’ da escludere anche che il liquido presente nel casco fosse urina, dal momento che il sistema di drenaggio e’ in grado di assorbire volumi molto maggiori di quelli normalmente espulsi da un astronauta.

Fate pero’ attenzione ad un particolare, nell’immagine della tuta vedete che e’ presente una calzamaglia refrigerante. Questo sistema e’ presente per mantenere una temperatura confortevole all’interno. Come sapete, l’escursione passando da una zona verso il Sole ad una in ombra puo’ normalmente superare i 100 gradi, mentre la temperatura all’interno deve rimanere confortevole per l’astronauta. Poiche’ nello spazio, essenzialmente nel vuoto, lo scambio di calore non puo’ avvenire con convezione, un sistema di tubicini fa scorrere l’acqua intorno al corpo estraendo calore. Il liquido refrigerante viene poi convogliato al Primary Life Support System situato sulla vita, che altro non e’ che uno scambiatore di calore.

La zona del casco da cui Parmitano ha sentito inizialmente il liquido.

La zona del casco da cui Parmitano ha sentito inizialmente il liquido.

Come riportato sia da Parmitano che dalla NASA, il liquido presente nella tuta dell’astronauta proveniva proprio dal sistema refrigerante. Purtroppo, ancora oggi, non e’ nota la posizione esatta della perdita. Ovviamente, la tuta in questione non viene piu’ utilizzata. Nell’immagine di fianco, trovate anche una foto della zona del casco da cui Parmitano ha sentito per la prima volta fluire liquido. L’immagine e’ stata postata su twitter da un altro astronauta presente nella ISS, Douglas H. Wheelock.

Fortunatamente, l’incidente non ha avuto conseguenze per il nostro astronauta. Una situazione di questo tipo non si era mai verificata durante un EVA, per cui sono stati aggiornati anche i rischi possibili durante le passeggiate spaziali. Credo che il modo migliore per concludere questo articolo, sia riportare fedelmente le parole dello stesso Parmitano scritte subito dopo il suo incidente:

Lo Spazio è una frontiera, dura e inospitale, in cui noi siamo ancora degli esploratori e non dei coloni. La bravura dei nostri ingegneri, e la tecnologia che abbiamo a disposizione, fa sembrare semplici cose che non lo sono, e a volte forse lo dimentichiamo.

Meglio non dimenticare.

 

Psicosi 2012. Le risposte della scienza”, un libro di divulgazione della scienza accessibile a tutti e scritto per tutti. Matteo Martini, Armando Curcio Editore.

Incredibile mostro marino ritrovato in Spagna!

25 Ago

Nel corso dei secoli, diverse civilta’ hanno parlato di mostri marini che popolerebbero i nostri mari. Il motivo di queste credenze e’ presto detto, le profondita’ delle acque rappresentano un mondo, ancora oggi, in parte sconosciuto. Ogni tanto, in seguito a qualche spedizione, ci vengono riportati ritrovamenti di nuove specie o di animali che si credevano ormai estinti. L’ambiente marino rappresenta ancora oggi uno spazio difficilmente raggiungibile e, anche solo per estensione, la parte maggiore del nostro pianeta.

Spesso poi, sentiamo notizie di strani animali ritrovati spiaggiati sulle coste. Animali che non e’ facile identificare e che, almeno apparentemente, potrebbero sembrare mostri marini in grado di stuzzicare la fantasia di molti. In passato, avevamo proposto un articolo molto interessante, ad esempio, sul discorso delle sirene:

Il canto delle sirene

vedendo proprio come alcuni ritrovamenti fatti in giro per il mondo, fossero stati confusi con corpi di sirene. Di volta in volta, ad ogni ritrovamento, si riapre il dibattito sull’esistenza o meno di queste mitologiche creature lasciando spazio ai tanti siti internet che non aspettano altro per fare un po’ di sana speculazione, ovviamente solo a loro vantaggio.

Come avrete capito, la notizia che vorrei commentare in questo articolo, riguarda proprio un nuovo ritrovamento. Questa volta, come forse avrete letto sui giornali, il fatto si riferisce ad una carcassa di 10 metri ritrovata sulla spiaggia di Luis Siret vicino alla citta’ spagnola di Almeria. Da giorni ormai molti giornali, non solo spagnoli, si domandano a quale strano animale potrebbe appartenere il corpo. Anche in questo caso, ovviamente, molti parlano di mostro marino.

Prima di andare avanti, vi voglio mostrare una foto di quello che e’ stato ritrovato sulla spiaggia spagnola:

Il corpo rinvenuto sulla spiaggia di Almeria

Il corpo rinvenuto sulla spiaggia di Almeria

Guardando l’immagine non credo sia necessario spiegare perche’ molti parlano di mostro marino o anche di drago.

La cosa che mi fa riflettere di piu’ e’ che, in questo come in altri casi, molti cercano spiegazioni fantasiose piuttosto che affidarsi a qualcosa di razionale. Nel caso specifico di queste carcasse ritrovate sulla spiaggia, invece di capire a quale animale conosciuto possa appartenere il corpo, molti si affidano alla fantasia o ad animali raccontati solo nelle leggende.

La prima cosa su cui ragionare in questi casi e’ ovviamente lo stato in cui viene ritrovato il corpo. Come riportato da diversi giornali locali, il corpo ritrovato presentava un odore molto intenso, segno inconfodibile di un avanzato stato di putrefazione. Questo non e’ un particolare macabro che voglio sottolineare senza motivo. Molto spesso, durante la decomposizione, alcune parti del corpo possono danneggiarsi prima di altre, facendo apparire l’insieme molto diverso da quello che era originariamente.

Detto questo, a quale animale apparterebbe il corpo?

Inizialmente, si era avanzata l’ipotesi che il corpo fosse di un cosiddetto “re di aringhe”, cioe’ un Regalecus. Si tratta di un pesce di profondita’ che puo’ raggiungere lunghezze anche di 15 metri e che appartiene all’ordine dei lampridiformi. Il curioso nome viene dal fatto che molto spesso si e’ osservato questo animale intorno a banchi di aringhe. Il regaleco ha un corpo nastriforme molto lungo ma anche molto fragile. Questo animale e’ stato osservato in diversi mari tra cui anche il Mediterraneo.

Vorrei prima di tutto mostrrvi ua foto da cui vi sara’ chiaro perche’ e’ stata avanzata questa ipotesi per il mostro di Almeria:

Il re d'aringhe pescato dai seals nel 1996

Il re d’aringhe pescato dai seals nel 1996

Quelli che vedete ritratti sono dei navy seals americani che hanno pescato un regaleco di ben 7 metri nel 1996. Come vedete, la somiglianza con il corpo rinvenuto sulla spiaggia spagnola e’ molto evidente. Questo animale pero’ presenta un corpo molto fragile, condizione per cui difficilmente e’ stato rinvenuto spiaggiato intero. Inoltre, la reale forma del regaleco, anche se allungata come visto, non e’ del tutto simile a quella del corpo spagnolo. Proprio queste considerazioni hanno portato ad escludere questa spiegazione.

La reale natura del corpo rinvenuto e’ stata successivamente data da diversi biologi marini che hanno osservato le foto. Come detto prima, non dobbiamo mai lasciarci confondere dall’avanzato stato di decomposizione che potrebbe far apparire un corpo diverso da quello che in realta’ e’.

Il corpo rinvenuto sulla spiaggia di Almeria e’ di uno squalo volpe, nome scientifico Alopias Vulpinus. Si tratta di un tipo di squalo molto particolare lungo in media 6-7 metri, ma che puo’ raggiungere i 10 metri di lunghezza. In realta’, grande contributo alla dimensione dell’animale viene dalla lunga coda che ha dimensioni paragonabili a tutto il corpo. Ecco una foto di uno squalo volpe:

Alopias Vulpinus anche detto Squalo Volpe

Alopias Vulpinus anche detto Squalo Volpe

A prima vista, si potrebbe affermare che questo animale e’ completamente diverso da quello di Almeria, molto piu’ simile invece ad un re d’aringhe. Al solito pero’, non dobbiamo lasciarci ingannare dalla decomposizione del corpo.

I particolari che hanno spinto i biologi a parlare di Alopias sono: la tipologia di pelle, la pinna dorsale inferiore che si vede nella foto e quelle che, a prima visto, potevano sembrare delle corna e che, come visibile nella foto, ora sono staccate dal corpo. Proprio queste corna, sarebbero la parte inferiore dell’animale che serve a sorreggere e far muovere le grandi pinne inferiori. La lunga coda dello squalo e’ in realta’ non identificabile nel corpo di Almeria proprio a causa della decomposizione del corpo che farebbe apparire il tutto unito e uniforme.

A conferma di questa ipotesi, l’Alopias vive normalmente in acque che non superano i 300 metri di altezza e molto spesso e’ stato avvistato, anche nei nostri mari, in acque costiere, dunque molto vicino alle spiaggie. Probabilmente, il corpo rinvenuto e’ stato trascinato dalle correnti a riva e apparteneva ad un animale gia’ morto per qualche causa.

Concludendo, il misterioso mostro rinvenuto ad Almeria altro non e’ che uno squalo volpe. Dall’analisi di questa notizia abbiamo pero’ imparato una lezione molto importante: molto spesso, quando si parla di strani animali rinvenuti sulle spiagge, dobbiamo sempre considerare lo stato di decomposizione dei corpi. Questo veloce processo naturale, puo’ modificare notevolmente l’aspetto di un corpo, facendolo apparire piu’ simile ad altri animali o, come in questo caso, a mostri appartenenti alla leggenda popolare o alla nostra fantasia.

 

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Orologi atomici e precisione del tempo

25 Ago

Qualche giorno fa, le pagine scientifiche di molti giornali hanno ospitato una notizia che e’ passata un po’ in sordina ma che, a mio avviso, merita di essere commentata se non altro per le interessanti discussioni a corollario. La notizia in questione, che molto sicuramente avrete letto, parlava di una nuova serie di orologi atomici costruiti dai ricercatori del NIST, National Institute of Standards and Technology, e che sono in grado di mantenere la precisione per un tempo paragonabile all’eta’ dell’universo.

Leggendo questa notizia, credo che le domande classiche che possono venire in mente siano: come funziona un orologio atomico? Come si definisce il secondo? Ma soprattutto, a cosa serve avere un orologio tanto preciso?

In realta’, rispondere a queste domande, non e’ cosa facile ma cercheremo di farlo sempre in modo divulgativo spiegando passo passo tutti i concetti richiamati.

Prima di tutto, cos’e’ il tempo? Come potete immaginare, in questo caso la risposta non e’ semplice, ma richiama tantissime discipline, non solo scientifiche, che da secoli si sono interrogate sulla migliore definizione di tempo. Tutti noi sappiamo che il tempo passa. Come ce ne accorgiamo? Proprio osservando il trascorrere del tempo, cioe’ degli avvenimenti che osserviamo intorno a noi. In tal senso, scientificamente, possiamo definire il tempo come quella dimensione nella quale si misura il trascorrere degli eventi. Questa definizione ci permette dunque di parlare di passato, presente e futuro, dividendo gli eventi in senso temporale. Ovviamente, non e’ l’unica definizione che potete dare di tempo e forse neanche la piu’ affascinante ma, sicuramente, e’ la piu’ pratica per l’utilizzo che se ne vuole fare nelle scienze.

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Detto questo, se parliamo di tempo come una dimensione, dobbiamo saper quantificare in qualche modo il suo scorrere. Detto in altri termini, abbiamo bisogno di un’unita’ di misura. Nel “Sistema Internazionale di unita’ di misura”, che e’ quello accettato in molti paesi e considerato la standard a cui riferirsi, l’unita’ di misura del tempo e’ il secondo.

Come viene definito un secondo?

Storicamente, la definizione di secondo e’ cambiata molte volte. Nella prima versione, il secondo era definito come 1/86400 del giorno solare medio. Questa definizione non e’ pero’ corretta a causa del lento e continuo, per noi impercettibile, allungamento delle giornate dovuto all’attrazione Terra-Luna e alle forze mareali, di cui abbiamo parlato in questo post:

Le forze di marea

Utilizzando pero’ questa definizione, non avremmo avuto a disposizione qualcosa di immutabile nel tempo. Per ovviare a questo problema, si decise dunque di riferire il secondo non piu’ in base alla rotazione della terra su se stessa, ma a quella intorno al Sole. Anche questo movimento pero’ e’ non uniforme, per cui fu necessario riferire il tutto ad un preciso anno. Per questo motivo, il secondo venne definito nel 1954 come: la frazione di 1/31 556 925,9747 dell’anno tropico per lo 0 gennaio 1900 alle ore 12 tempo effemeride. La durata della rotazione intorno al Sole era conosciuta da osservazioni molto precise. Qualche anno dopo, precisamente nel 1960, ci si rese conto che questa definizione presentava dei problemi. Se pensiamo il secondo come una frazione del giorno solare medio, chi ci assicura che il 1900 possa essere l’anno in cui il giorno aveva la durata media? Detto in altri termini, le definizioni date nei due casi possono differire tra loro di una quantita’ non facilmente quantificabile. Dovendo definire uno standard per la misura del tempo, conosciuto e replicabile da chiunque, abbiamo bisogno di un qualcosa che sia immutabile nel tempo e conosciuto con grande precisione.

Proprio queste considerazioni, portarono poi a prendere in esame le prorieta’ degli atomi. In particolare,  si penso’ di definire il secondo partendo dai tempi necessari alle transizioni atomiche che ovviamente, a parita’ di evento, sono sempre identiche tra loro. Proprio per questo motivo, il secondo venne definito come: la durata di 9 192 631 770 periodi della radiazione corrispondente alla transizione tra due livelli iperfini, da (F=4, MF=0) a (F=3, MF=0), dello stato fondamentale dell’atomo di cesio-133. In questo modo si e’ ottenuta una definizione con tutte le proprieta’ che abbiamo visto.

A questo punto, la domanda e’: come misurare il tempo? Ovviamente, di sistemi di misurazione del tempo ne conosciamo moltissimi, sviluppati e modificati nel corso dei secoli e ognuno caratterizzato da una precisione piu’ o meno elevata. Cosa significa? Affinche’ un orologio sia preciso, e’ necessario che “non perda un colpo”, cioe’ che la durata del secondo misurata sia quanto piu’ vicina, al limite identica, a quella della definizione data. In caso contrario, ci ritroveremo un orologio che dopo un certo intervallo, giorni, mesi, anni, migliaia di anni, si trova avanti o indietro di un secondo rispetto allo standard. Ovviamente, piu’ e’ lungo il periodo in cui questo avviene, maggiore e’ la precisione dell’orologio.

Come tutti sanno, gli orologi piu’ precisi sono quelli atomici. Cosi’ come nella definizione di secondo, per la misura del tempo si utilizzano fenomeni microscopici ottenuti mediante “fontane di atomi”, eccitazioni laser, o semplici transizione tra livelli energetici. Al contrario, negli orologi al quarzo si utilizza la vibrazione, indotta elettricamente, degli atomi di quarzo per misurare il tempo. La bibliografia su questo argomento e’ molto vasta. Potete trovare orologi atomici costruiti nel corso degli anni sfruttando proprieta’ diverse e con precisioni sempre piu’ spinte. Negli ultimi anni. si e’ passati alla realizzazione di orologi atomici integrando anche fasci laser e raffreddando gli atomi a temperature sempre piu’ vicine allo zero assoluto.

Nel caso della notizia da cui siamo partiti, l’orologio atomico costruito sfrutta la transizione di atomi di itterbio raffreddati fino a 10 milionesimi di grado sopra lo zero assoluto indotta mediante fasci laser ad altissima concentrazione. Questo ha permesso di migliorare di ben 10 volte la precisione dell’orologio rispetto a quelli precedentemente costruiti.

A questo punto, non resta che rispondere all’ultima domanda che ci eravamo posti all’inizio: a cosa serve avere orologi cosi’ precisi? Molto spesso, leggndo in rete, sembrerebbe quasi che la costruzione dell’orologio piu’ preciso sia una sorta di gara tra laboratori di ricerca che si contendono, a suon di apparecchi che costano milioni, la palma della miglior precisione. In realta’ questo non e’ vero. Avere una misura sempre piu’ precisa di tempo, consente di ottenere risultati sempre piu’ affidabili in ambito diverso.

Per prima cosa, una misura precisa di tempo consente di poter sperimentare importanti caratteristiche della relativita’. Pensate, ad esempio, alla misura della distanza tra Terra e Luna. In questo caso, come visto in questo articolo:

Ecco perche’ Curiosity non trova gli alieni!

si spara un laser da Terra e si misura il tempo che questo impiega a tornare indietro. Maggiore e’ la precisione sulla misura del tempo impiegato, piu’ accurata sara’ la nostra distanza ottenuta. Molto spesso infatti, si suole misurare le distanze utilizzando tempi. Pensiamo, ad esempio, all’anno luce. Come viene definito? Come la distanza percorsa dalla luce in un anno. Tempi e distanze sono sempre correlati tra loro, condizione per cui una piu’ accurata misura di tempi  consente di ridurre l’incertezza in misure di distanza.

Anche quando abbiamo parlato del sistema GPS:

Il sistema di posizionamento Galileo

Abbiamo visto come il posizionamento viene fatto misurando le differenze temporali tra i satelliti della galassia GPS. Anche in questo caso, la sincronizzazione e’ fondamentale per avere precisioni maggiori nel posizionamento. Non pensate solo al navigatore che ormai quasi tutti abbiamo in macchina. Questi sistemi hanno notevole importanza in ambito civile, marittimo, militare. Tutti settori di fondamentale importanza per la nostra societa’.

Concludendo, abbiamo visto come viene definito oggi il secondo e quante modifiche sono state fatte nel corso degli anni cercando di avere una definizione che fosse immutabile nel tempo e riproducibile per tutti. Oggi, abbiamo a disposizione molti sistemi per la misura del tempo ma i piu’ precisi sono senza dubbio gli orologi atomici. Come visto, ottenere precisioni sempre piu’ spinte nella misura del tempo e’ di fondamentale importanza per tantissimi settori, molti dei quali anche strategici nella nostra soscieta’. Ad oggi, il miglior orologio atomico realizzato permette di mantenere la precisione per un tempo paragonabile all’eta’ dell’universo, cioe’ circa 14 miliardi di anni.

 

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Quando si dice “leggere e non capire”

22 Ago

Diverse volte siamo partiti nelle nostre discussioni da articoli comparsi sui siti catastrofisti. Purtroppo, ancora oggi, nonostante la qualita’ discutibile delle informazioni, questa tipologia di siti e’ ancora molto seguita.

Per carita’, non voglio assolutamente salire in cattedra e sostenere che qui piu’ che altrove siamo portatori di verita’ assolute. La differenza sostanziale tra un sito serio ed uno che vuole farvi credere qualcosa e’ nella quantita’ di informazioni che vengono fornite. Ogni qual volta si discute di un argomento, noi, cosi’ come molti altri siti, cerchiamo sempre di mettere tutti i link alle referenze usate. Perche’ questo? Semplicemente perche’ in questo modo tutti possono andare a leggere le fonti originali, verificarne il contenuto e ragionare indipendentemente da quello che e’ stato detto. Questo e’ un approccio corretto alle informazioni.

Perche’ sto facendo questa introduzione?

Oggi, su diversi siti sono apparsi degli articoli che parlano di una scoperta scientifica pubblicata proprio in questi giorni. La ricerca riguarda la somiglianza in termini di equazioni matematiche tra i buchi neri ed alcuni fenomeni naturali che si sviluppano sulla Terra.

Qualcuno potra’ trovare la notizia interessante, qualcun altro noiosa ma in realta’ la ricerca e’ molto interessante e con risvolti anche in campo ambientale.

Purtroppo, diversi articoli su questa ricerca sono stati pubblicati anche da molti siti catastrofisti e, come spesso accade, anche da portali seri che hanno preso il brutto vizio di fare copia/incolla in giro per la rete senza controllare le fonti e la qualita’ delle informazioni.

Cosa leggete sui siti catastrofisti? Uno dei titoli che trovate in giro e’ “Scienziati scoprono vortici spazio-temporali simili ai buchi neri nell’oceano Atlantico”.

Vortici spazio-temporali nell’oceano Atlantico?

Come starete pensando, molti hanno letto la notizia senza capirne il contenuto.

Vediamo prima di tutto di analizzare la ricerca. Come nostra abitudine, vi do il link in cui trovate l’articolo originale pubblicato:

ArXiv, Articolo Matematica Buchi Neri

Qualche giorno fa, avevamo parlato dell’evaporazione dei buchi neri, introducendo ovviamente anche la loro struttura spaziale:

I buchi neri che … evaporano

Utilizzando la relativita’ generale, abbiamo visto che un buco nero puo’ essere pensato come una singolarita’ gravitazionale, cioe’ un punto molto ristretto dello spazio in cui e’ concentrata una massa equivalente molto grande. Questo crea una sorta di foro molto profondo nello spazio tempo, in cui le particelle, compresa la luce, cadono all’interno senza la possibilita’ di riuscire. Questo e’ il comportamento noto a tutti dei buchi neri.

Bene, nella ricerca di cui stiamo discutendo, il gruppo di scienziati e’ partito da una considerazione: in linea di principio e’ possibile fare un’analogia tra i buchi neri e i fenomeni turbolenti che si manifestano nei liquidi. Come e’ noto, un vortice di acqua esteso e che ruota ad alta velocita’ crea una depressione all’interno, che puo’ essere messa a confronto con la struttura di un buco nero. In tal senso, per descrivere questi fenomeni della fluidodinamica, possiamo provare ad utilizzare le equazioni della relativita’ generale dei buchi neri e vedere se queste sono in grado di descrivere il fenomeno.

La ricerca ha portato importanti risultati. Studiando le correnti dell’Atlantico, i ricercatori si sono concentrati su una corrente nota, quella di Agulhas, osservando come proprio in questo oceano si formino vortici molto estesi descrivibili, dunque paragonabili in senso matematico, come dei buchi neri. Queste osservazioni sono state possibili attraverso immagini satellitari raccolte tra il 2006 e il 2007 e da queste sono stati individuati 2 vortici di tipo buco nero.

Vortici selezionati per l'approccio di tipo buco nero

Vortici selezionati per l’approccio di tipo buco nero

Di questa ricerca ne ha parlato anche il sito internet del MIT technology review. Trovate l’articolo a questa pagina:

MIT Technology review

Con una probabilita’ che sfiora la certezza, i siti in questione si sono riferiti a questa pagina. Come potete vedere, ad un certo punto, per far capire il discorso, viene riportata una citazione di Edgar Allan Poe. Il famoso poeta avrebbe riportato di un’osservazione di vortici dicendo: “Il bordo del vortice era rappresentato da una larga cintura di scintillante spruzzo, ma nessuna particella di questa scivolò nella bocca del terrificante imbuto …”. Con le doti del poeta, questa frase descrive esattamente il comportamento di un vortice: l’acqua gira all’esterno in cerchio senza entrare all’interno dove si crea la depressione. Vedete la somiglianza al buco nero? Anche in questo caso abbiamo una singolarita’ centrale e l’orizzonte degli eventi intorno. Subito all’esterno della singolarita’, i fotoni possono muoversi senza essere assorbiti. Questo e’ esattamente il comportamento descritto per una delle particelle virtuali che innescano il processo di evaporazione.

Cosa hanno capito invece i catastrofisti?

Prima di tutto che nell’oceano Atlantico ci sono vortici spazio-temporali. Questo e’ chiaro dal titolo riportato prima come esempio. Questi vortici sono dei veri e propri buchi neri sulla Terra. A riprova vi riporto questa frase:

George Haller dell’Istituto Federale Svizzero di Tecnologia di Zurigo, e Francisco Beron-Vera, dell’Università di Miami in Florida, hanno trovato dei buchi neri nelle acque turbolente dell’Atlantico.

Ma la ciliegina sulla torta non poteva che venire dalla citazione di Poe. Indovinate cosa hanno capito? I buchi neri che si formano nell’oceano sono dei veri buchi neri perche’ sono luminosi all’esterno. Ecco la frase:

I fisici hanno visto che nel bordo dei vortici spazio-temporali, che si formano in zone di turbolenza, vengono solitamente rappresentati da un’ampia cintura di una sostanza luminosa che assomiglia alla sfera di un fotone che circonda il buco nero senza penetrare all’interno.

Non credo ci sia molto da discutere, le frasi si commentano da sole. Ripeto, sono prese e copiate da siti internet di chiaro stampo catastrofista che potete trovare molto facilmente in rete. Purtroppo, le stesse frasi le trovate anche in siti che potevamo chiamare seri.

Tornando invece alla ricerca, prima accennavamo ai possibili risvolti ambientali. Il fatto di avere una struttura similare ai buchi neri, rende questi vortici delle possibili soluzioni per boccare qualsiasi cosa intorno alla singolarita’, l’equivalente dell’orizzonte degli eventi. Immaginate, ad esempio, se questi vortici fossero sfruttati per raccogliere immondizia, olii, solventi e quant’altro e’ presente nelle acque dell’oceano. Sicuramente, una comprensione in termini matematici della struttura non puo’ che aiutare in tal senso.

Ultima considerazione. Come evidenziato dagli stessi autori dell’articolo, lo stesso approccio matematico potrebbe essere utilizzato per descrivere altri fenomeni naturali come tornado, trombe d’aria o, se volete, anche la grande macchia rossa di Giove. Non resta dunque che vedere quali sviluppi porteranno queste ricerche.

 

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Fiocco rosa per il delfino

22 Ago

Come sempre accade, il nostro universo e’ in grado di regalarci degli spettacoli gratuiti assolutamente non paragonabili con nient’altro. Da pochi giorni, abbiamo avuto l’appuntamento annuale con le “lacrime di San lorenzo” che da sempre affascinano e tengono molte persone con il nasu all’insu’ tutta la notte.

Proprio pochi giorni dopo il picco delle stelle cadenti, precisamente il 14 agosto, un astrofilo giapponese, mentre era intento ad osservare il cielo, ha notato una stella nella costellazione del cigno che non conosceva e che non gli sembrava ci fosse nei giorni precedenti. La segnalazione dell’astrofilo ha ovviamente mobilitato gli astronomi di mezzo mondo che osservando il cielo hanno potuto constatare la presenza di una cosiddetta “stella nova”.

Nova Delfini 2013

Nova Delfini 2013

Cosa sarebbe una stella nova?

Non lasciativi confondere dal nome. L’aggettivo “nova” non c’entra nulla ne’ con supernova ne’ tantomeno con nuova. Si tratta di un fenomeno conosciuto nel nostro universo e che ogni tanto e’ possibile osservare. La stella nova in questione e’ dovuta ad un sistema binario visibile nella costellazione del cigno. In questa coppia, una delle due stelle e’ una nana bianca. Come sapete, questo e’ uno stadio particolare dell’evoluzione delle stelle che, una volta esaurito il combustibile nucleare, si contraggono gravitazionalmente mantenendo la stessa massa, paragonabile a quella del sole, ma raggiungendo diametri piu’ simili a quelli della Terra.

Un sistema di stelle doppie e’ ovviamente influenzato dai campi gravitazionali dei membri. Ciascuna stella esercita e subisce la forza di attrazione della compagna. In questa configurazione e’ possibile che la nana bianca assorba idrogeno dall’altra stella riuscendo in questo modo ad innescare un’esplosione di tipo nucleare grazie alla fusione degli atomi.

Detto questo, una stella nova altro non e’ che l’esplosione della nana bianca che, a differenza di quanto accade nelle supernove, non viene assolutamente distrutta ma rimane intatta. Capite anche che questo e’ un fenomeno transitorio che si esaurisce nel giro di poco tempo terminata l’esplosione.

Bene, la stella individuata il 14 agosto, e ora chiamata Nova Delfini 2013, si trova, come anticipato, nella costellazione del cigno ed e’ visibile anche dall’Italia.

Particolarita’ di questa nova e’ l’aumento di luminosita’ che ha fatto registrare passando da magnitudine +13 a +6,8 fino a +4 nei giorni scorsi. Come detto in altri articoli, minore e’ la magniturdine, che puo’ assumere anche valori negativi, maggiore e’ la luminosita’ della stella.

Come detto, Nova Delfini 2013 e’ visibile anche dall’Italia. Per individuarla potete fare riferimento a questa mappa stellare:

Posizione di Nova Delfini nel cielo

Posizione di Nova Delfini nel cielo

Avendo una magnitudine di +4, dalle citta’ con inquinamento luminoso piu’ elevato e’ consigliabile munirsi anche solo di un semplice binocolo. La stella e’ invece perfettamente visibile dalla campagna o dai luoghi meno illuminati.

Dal punto di vista astronomico, la stella si trova a 97 anni luce da noi. In passato sono gia’ state osservate stelle nove anche a magnitudine minore, ad esempio nova Scorpio nello scorpione. Eventi di questo tipo sono comunque sempre spettacolari e ci permettono di capire come il nostro universo non sia assolutamente statico ma possa essere visto come un sistema vivo e mutabile nel tempo.

 

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Egitto: gioielli dallo spazio!

21 Ago

Un nostro sempre attento utente del forum:

Psicosi 2012 forum

mi ha segnalato una notizia davvero molto interessante e che credo sia il caso di riportare.

Di cosa si tratta?

Invece di partire dalla notizia, che se vogliamo e’ la conclusione, partiamo dall’inizio della storia. Nel 1911 venne trovato un antico cimitero egizio nella localita’ di Gerzeh, circa 70 Km a sud del Cairo. In questo luogo vennero individuate 67 tombe in totale, molte delle quali, per fortuna, non toccate dai tombaroli che gia’ nell’antico Egitto erano un problema. All’interno di queste tombe, vennero rinvenuti diversi oggetti e ornamenti, molti dei quali caratteristici delle sepolture all’epoca dei faraoni.

Tra gli ornamenti trovati, c’era anche una collanina. Una semplice collanina realizzata mettendo insieme una sorta di perline tubolari in ferro, come mostrato nella foto:

I tubicini in ferro e una delle collanine che li conteneva

I tubicini in ferro e una delle collanine che li conteneva

Cosa aveva di tanto speciale questa collanina? Dalla datazione, si vide come quell’antico ornamento era stata realizzato ben 5000 anni fa. Questo rendeva le perline il piu’ antico manufatto in ferro mai rinvenuto.

E allora? Tutto qui?

Assolutamente no. La peculiarita’ di questo oggetto e’ che gli egiziani iniziarono a lavorare il ferro soltanto nel VI secolo a.C.. Per dirla tutta, erano gia’ stati rinvenuti oggetti ferrosi precedenti alla cosiddetta epoca del ferro, ma mai cosi’ antichi.

Capite dunque come si cominci a delineare un mistero.

Da una prima analisi del ritrovamento, si vide come la percentuale di Nichel contenuta nel tubicino era estremamente alta, non compatibile con i materiali realizzati in seguito da queste popolazioni. Gia’ intorno al 1930, si era avanzata l’ipotesi che il ferro utilizzato per la collana, non fosse di origine terrestre, bensi’ proveniente dallo spazio.

Immaginate nel 1930 la reazione della comunita’ archeologica ad un’idea del genere.

Intorno al 1980 infatti, nuove analisi vennero condotte sul reperto e si avanzo’ l’ipotesi che il materiale fosse in realta’ di origine terrestre, ma ottenuto, casualmente e ben prima dello sviluppo di questa tecnica, da una fusione con elementi sbagliati.

Solo in questi giorni, e’ arrivata la soluzione di questo mistero durato quasi un secolo. Su una rivista specializzata, e’ infatti comparso l’articolo realizzato da vari ricercatori inglesi, in cui si dimostra l’origine cosmica del ferro della collana.

Come e’ stato possibile arrivare a questa conclusione?

Ovviamnete, sono state condotte nuove analisi. Su un reperto del genere, non si puo’ certo pensare di tagliarlo per visionare l’interno. Su questo problema sono pero’ giunte in aiuto le nuove tecniche sviluppata dalla scienza. Il tubicino di ferro e’ infatti stato ispezionato utilizzando la tomografia computerizzata e il microscopio elettronico. Tecniche ovviamente non disponibili al tempo delle prime analisi.

Struttura interna di un tubicino. Le aree blu indicano la presenza di Nichel

Struttura interna di un tubicino. Le aree blu indicano la presenza di Nichel

Gli studi condotti hanno mostrato come la percentuale di Nichel contenuta nel ferro sia molto alta, anche fino al 30%, ma soprattutto nella parte interna. Mentre e’ molto minore la percentuale sulla superficie esterna. Oltre al Nichel, piu’ abbondante, sono state trovate tracce di cobalto, germanio e fosforo. Tutti questi elementi sono compatibili con la composizone delle meteoriti di natura ferrosa.

Cosa significa questo?

Semplicemente che la materia prima utilizzata per ottenere l’ornamento e’ stata ricavata da un meteorite caduto in Egitto. Gli antichi egiziani hanno dunque raccolto il sasso cosmico e hanno lavorato il ferro contenuto martellando fino ad ottenre sottili lamine. Vista la durezza del materiale, aumentata dalla composizione chimica, il lavoro deve aver richiesto un tempo molto lungo. Una volta ottenute le lamine, si sono arrotolate per ottenre il tubicino che faceva da ornamento alla collana.

Le analisi condotte hanno inoltre consentito di ricostruire una struttura molto particolare nota come figure di Widmanstätten. Si tratta semplicemente di aperture sulla superficie causate dal lento raffreddamento del meteorite. Dunque, sia la composizione chimica che quella fisica della struttura confermano l’origine etraterrestre del materiale con cui era realizzato il manufatto.

Ovviamente, anche se sporadiche, non sono mancate le speculazioni sul web. Come potete immaginare, non e’ mancato chi ha visto in questa scoperta finalmente la connessione tra antico egizio e visitatori venuti dallo spazio. Come detto in precedenza, la notizia riguarda solo ed esclusivamente l’origine cosmica della materia prima utilizzata.

Storicamente, quanto scoperto e’ compatibile con la cultura del popolo. Come anticipato, anche secoli prima dell’inizio dell’era del ferro, erano stati realizzati manufatti di questo minerale. Ovviamente, questi sono stati ritrovati all’interno di importanti tombe, come ad esempio in quella del faraone Tutankhamon. Dal momento che gli egiziani avevano una forte venerazione per il cielo, considerato come la casa degli Dei, e’ presumibile che ogni oggetto proveniente dal cielo potesse essere visto come un segno di benevolenza divina.

Nei secoli successivi poi, come riportato da numerose iscrizioni, gli egiziani svilupparono una sorta di venerazione per il ferro, visto come un minerale divino e indistruttibile. Tra l’altro, secondo la cultura egizia, di ferro erano le ossa degli Dei, fatte appositamente per essere eterne.

Concludendo, le nuove analisi condotte hanno permesso di risolvere il mistero dell’origine dei manufatti trovati nel 1911 ma realizzati secoli prima che gli egiziani imparassero a lavorare il ferro. In questo caso, intervento decisivo e’ stato quello delle nuove tecniche di diagnostica sviluppate dalla ricerca. Tecniche non invasive che hanno consentito, praticamente senza toccarlo, di scansionare la struttura dell’oggetto nel suo insieme in modo preciso e affidabile. Ovviamente, le storielle che leggete sul web circa la connessione tra egiziani e alieni sono del tutto false e assolutamente non confermate da questa ricerca. L’articolo di oggi ci ha invece permesso di capire meglio la concezione divina nell’antico Egitto e le diverse tecniche utilizzate nei secoli per produrre monili e oggetti per tutti i giorni.

 

Psicosi 2012. Le risposte della scienza”, un libro di divulgazione della scienza accessibile a tutti e scritto per tutti. Matteo Martini, Armando Curcio Editore.

Ancora sul 23 agosto ….

20 Ago

Come sapete, sul web si e’ diffusa la notizia che il 23 agosto ci sara’ la fine del mondo a causa di una violentissima tempesta solare in grado di cancellare l’umanita’ dalla faccia della Terra. Questa nuova profezia viene niente poco di meno che da Rasputin, il famoso veggente-santone-consigliere russo, e sarebbe confermata anche dall’esule Snowden che ne sarebbe venuto a conoscenza da rapporti tra la NSA americana e la NASA.

Di questa profezia ne abbiamo parlato in dettaglio in questo articolo:

Ci risiamo: il mondo finira’ il 23 agosto

Come visto, le basi su cui si fonda questa diceria sono assolutamente deboli. Il tutto nasce da un articolo pubblicato su una rivista pseudoscientifica, World Weekly News, nel 1997 e poi riproposto anche nel 2000 quando i primi segnali premonitori non sarebbe sistematicamente avvenuti.

Perche’ torno su questo argomento?

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In realta’, solo per un breve aggiornamento. Come sapete, siamo riusciti a tradurre la parte centrale in russo che parlerebbe della profezia utilizzando il traduttore di Google. Ora, avendo selezionato solo la parte di nostro interesse e avendo utilizzato internet per la traduzione, proprio per essere sicuri che le cose fossero cosi’, mi sono fatto aiutare da una persona che il russo lo parla davvero, essendo originaria proprio della Russia. La persona in questione e’ Julia, una fan della pagina facebook di Psicosi 2012:

Psicosi2012, facebook

che ha volentieri accettato di darci una mano.

Cosa dice la nostra Julia?

Tramite mail, Julia mi dice che il giorno 23 ricorre molte volte nel libro che abbiamo citato, 100 profezie di Rasputin come visto nell’articolo precedente. Solo nel pezzo precedentemente analizzato si fa riferimento al 23 agosto 2013. In tutti gli altri casi, il 23 e’ riferito a mesi ed anni differenti.

Inoltre, Julia ci conferma quello che avevamo detto, cioe’ che nel pezzo preso di mira da catastrofisti, non c’e’ assolutamente nessun riferimento al Sole. Questa e’ la traduzione letterale:

Il 23 agosto 2013 il fuoco prenderà tutta la terra,dopo di che moriranno tutte quanti e ci sarà tranquilità in questa terra

Molto probabilmente, come detto in precedenza, il riferimento e’ ad un ordigno nucleare. Infatti, nelle vere profezie di Rasputin si fa riferimento ad una terza guerra mondiale.

Non c’e’ invece nessun riferimento al fatto che la guerra sara’ combattuta tra Stati Uniti e mondo islamico. Questa e’ un’altra storia inventata dall’autore del libro, in realta’ copiata dall’autore dell’articolo originale, per rendere piu’ verosimile la profezia. Al tempo di Rasputin infatti, non c’era nessun conflitto in atto, ne tantomeno non dichiarato, tra occidente e mondo islamico. Come potete capire, si tratta solo di un mucchio di cavolate raccontate partendo da una base, forse attribuibile a Rasputin, ma poi condita con elementi moderni per far coincidere la profezia con i nostri giorni.

Tra l’altro, come anticipato anche nel precedente post, nell’articolo di giornale si parla di una guerra che durera’ 7 anni e che terminera’ nel modo visto, dunque, forse, con una bomba atomica.

Sempre Julia ci fa notare un’altra cosa importante. Le profezie di Rasputin, sono appositamente scritte per avere molteplici interpretazioni. Questa e’ ovviamente la chiave per formulare profezie durature, non smentibili ma neanche identificabili con precisione e che possono essere adattate a tutti gli eventi, le stagioni, i giorni, o quello che volete.

Altra cosa fondamentale, cercando in rete i commenti originali in russo, Julia ci dice che le vere profezie di Rasputin non sono in realta’ note, se non in parte. Questo significa che nel corso degli anni, il buontempone di turno, si diverte ad aggiungere pezzi o particolari che non hanno nulla a che fare con il veggente russo.

Concludendo, quanto carpito dai nostri ragionamenti nell’articolo precedente e’ stato confermato da una traduzione letterale. Come visto, non c’e’ assolutamente nessun riferimento al Sole ne tantomeno a tempeste solari che dovrebbero abbattersi sulla Terra. Purtroppo, anche in questo caso, dobbiamo segnalare la presenza di forti distorsioni e modificazioni fatte nel corso degli anni e che nulla hanno a che fare con le profezie originali. A questo punto, mi sembra che il discorso 23 agosto sia pienamente sfatato.

Ringrazio ovviamente Julia per la preziosissima collaborazione!

 

Psicosi 2012. Le risposte della scienza”, un libro di divulgazione della scienza accessibile a tutti e scritto per tutti. Matteo Martini, Armando Curcio Editore.