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EMdrive: il motore che va contro i principi della fisica

11 Set

Dopo qualche giorno di pausa, purtroppo non per svago, eccoci di nuovo qui. Per iniziare alla grande, torniamo a parlare di scienza, o almeno di qualcosa che gli somiglia. Come ci ha segnalato un nostro lettore nella sezione:

Hai domande o dubbi?

in questi giorni si è molto parlato di un’invenzione davvero particolare. Di cosa si tratta? Detto “poco chiaramente”, stiamo parlando del “motore quantistico”.

Cosa sarebbe questo motore quantistico?

Cerchiamo di andare con ordine, capendo l’origine di questa storia. Partendo da parole più semplici , il motore quantistico è, appunto, un motore che produrrebbe una spinta senza propellente ma solo usando elettricità.

Una soluzione del genere, potrebbe essere utilizzata come thruster nello spazio, cioè come sistema per far muovere i satelliti o altri veivoli spaziali. Cosa c’è di strano in tutto questo? La risposta è semplice, sapete perchè ci vuole così tanto tempo per girovagare nello spazio? Perchè i velivoli che mandiamo si muovono per inerzia. Praticamente, vengono messi in moto tramite propulsori, poi questi vengono spenti e il mezzo continua a procedere lungo la sua direzione. Tutto questo è frutto di una delle leggi fondamentali della meccanica, cioè il principio di inerzia.

Perchè questo motore quantistico sarebbe così rivoluzionario? Detto semplicemente, per far andare qualcosa nello spazio, abbiamo bisogno di avere una spinta in senso contrario. Questo è noto come principio di conservazione della quantità di moto.

Facciamo un esempio per capire meglio.

Supponete di essere al centro di un lago ghiacciato. La superficie del lago è talmente liscia che, idealmente, non c’è nessun attrito tra voi e il ghiaccio. In questa condizione limite, non potete camminare. Sapete perchè? Il semplice camminare è possibile proprio grazie all’attrito tra i nostri piedi, o le nostre scarpe, e il terreno. Praticamente, camminando, il vostro piede è fermo grazie all’attrito statico tra voi e il terreno.

Se ora vi trovate al centro di questo lago, non potete quindi riuscire a camminare. Come fate a mettervi in salvo e raggiungere la riva?

Una buona soluzione potrebbe essere quella di togliervi un indumento e lanciarlo in una direzione. Come per magia, ma in realtà è fisica, voi vi muovete per reazione nella direzione opposta a quella del lancio.

Bene, nello spazio succede esattamente la stessa cosa. Questo è noto, appunto, come principio di conservazione della quantità di moto. Altra legge fondamentale della fisica. Dunque, se questo motore non spinge nulla, per la fisica non può andare avanti.

Come è possibile?

Per provare a rispondere a questa domanda, vediamo prima di tutto come è fatto questo motore. Ecco a voi una foto di quello che viene chiamato EMdrive:

EM drive

EM drive

Questo motore è stato inventato dallo scienziato inglese Roger Shawyer alcuni anni fa. Come funziona? Il principio di funzionamento, secondo il suo inventore, sarebbe il seguente: si tratta di una cavità asimettrica in cui la radiazione a microonde viene fatta rimbalzare sulle pareti producendo effetti di risonanza. A causa di effetti relativistici, si creerebbe una differenza di pressione tra i due estremi del motore con una conseguente spinta, appunto quella di cui parlavamo per far andare i razzi nello spazio.

A distanza di qualche anno, alcuni ricercatori cinesi decidono di costruire un loro proprio motore quantistico per verificare che quanto detto da Roger Shawyer fosse vero. Cosa riescono ad ottenere? Un motore che funziona secondo lo stesso principio e conferma quanto scoperto anni prima.

Di che spinte parliamo? Più o meno 720 milli Newton secondo i cinesi.

Cosa significa 720 milli Newton? Immaginate di prendere in mano un peso da 1 Kg e di tenerlo fermo. Come sapete questo oggetto è dotato di massa ed esercita una spinta sulla nostra mano, chiamata forza peso, risultato dell’attrazione della Terra verso l’oggetto (e mutuamente dell’oggetto verso la Terra). Con un peso da 1 Kg, la spinta è di circa 10 Newton. Dunque, qui abbiamo una spinta di 720 mN, cioè equivalente a quella che produrrebbe un oggetto da 72 grammi tenuto in mano.

Interessa a qualcuno il valore della spinta? L’importante è che questa ci sia e sia in grado di far andare i nostri satelliti.

In realtà, come vedremo, il valore della spinta non è trascurabile.

A questo punto, potremmo essere di fronte alla solita teoria rivoluzionaria che la scienza cerca di insabbiare perché mette in crisi le basi su cui abbiamo costruito tutti i nostri castelli di carte. Attenzione però, questa storia è leggermente diversa dalle solite. Sapete perché? Vista la possibile applicazione di questo motore, la NASA ha deciso di analizzarlo e di provare a verificare se i risultati sono corretti.

Cosa accade a questo punto?

La NASA fa le sue prove e ottiene un risultato in cui si ha una spinta che per la fisica non dovrebbe esserci! Dunque funziona tutto? Aspettiamo prima di dirlo.

Come visto, la spinta misurata era di 720 mN. I tecnici della NASA hanno ottenuto una spinta tra 30 e 50 micro Newton, dunque, circa un fattore 10000 in meno.

Come detto prima, ma chi se ne frega, l’importante è che la spinta ci sia!

Come potete immaginare, molti giornali internazionali hanno dato ampio risalto alla notizia, salvo però non dire tutto fino in fondo.

Cosa significa?

La NASA, dopo aver effettuato questi test, ha pubblicato un conference paper sulla questione. Ecco a voi il link dove leggere il lavoro:

NASA, EMdrive test

Come potete vedere, l’articolo sembra confermare quanto affermato. Attenzione però, leggete tutto fino in fondo. Verso la fine, gli autori scrivono una frase che tanti hanno fatto finta di non leggere. Questa:

Thrust was observed on both test articles, even though one of the test articles was designed with the expectation that it would not produce thrust. Specifically, one test article contained internal physical modifications that were designed to produce thrust, while the other did not (with the latter being referred to as the “null” test article).
Cosa significa? Nel test i tecnici hanno utilizzato anche un motore di controllo realizzato per non avere nessuna spinta. Durante il test però, quando hanno utilizzato questo motore, hanno osservato nuovamente questa spinta. Cioè? Dovete fare un test che porterà valori misurati molto piccoli. Come normale, costruite qualcosa che non dovrebbe invece funzionare. Poi ottenete che tutti e due misurano qualcosa paragonabile. Come concludere? E’ sbagliata la misura su quello buono o su quello che non dovrebbe funzionare?
Personalmente, come mia natura, voglio essere propositivo e, come si dice, “open mind”. Ad oggi, i risultati mostrano valori discordanti. Molto probabilmene, i valori della spinta che si vuole misurare sono troppo bassi per le incertezze derivanti dal metodo di misura stesso. Detto in modo statistico, il risultato ottenuto è compatibile con zero Newton di spinta ma anche con qualcosa diverso da zero.
Ovviamente, non voglio precludere nulla ma, allo stato attuale, questo motore non ha dato risultati che confermano quanto affermato. Visto l’interesse sulla cosa, sono sicuro che ci saranno ulteriori sviluppi nei prossimi mesi. Se così fosse, torneremo sull’argomento proprio per vedere se quanto affermato corrisponde al vero e, in tal caso, ragioneremo su effetti non considerati dalla fisica.
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Se la ISON non e’ una cometa, allora e’…

1 Set

A grande richiesta, torniamo a parlare della cometa ISON. Di questo corpo celeste abbiamo gia’ abbondantemente discusso in questi post:

2013 o ancora piu’ oltre?

E se ci salvassimo?

Che la ISON abbia pieta’ di noi!

Come sappiamo bene, si tratta di una cometa che passera’ al perielio intorno alla fine dell’anno, novembre 2013, e che, se mantenesse le premesse ottenute dagli studi sull’orbita, potrebbe riservarci uno spettacolo senza precedenti, al punto che la ISON e’ gia’ stata ribattezzata la cometa del secolo. Perche’ questo? Come detto tante volte, il motivo e’ molto semplice, la cometa passera’ ad una distanza relativamente breve dalla superficie del Sole e, sempre se tutto verra’ confermato dopo il passaggio al perielio, potrebbe apparire estremamente luminosa in cielo, al punto da essere visibile anche in pieno giorno ad occhio nudo.

Detto questo, la cometa ISON ha richiamato l’attenzione non solo di tanti osservatori sparsi nel mondo, interessati a seguire in dettaglio questo passaggio per comprendere caratteristiche ancora poco note delle comete, ma soprattutto di tanti appassionati astrofili che aspettano questo passaggio per poter immortalare questo spettacolo.

Ovviamente, tra i tanti “appassionati” che aspettano il passaggio della ISON non potevano certo mancare i tanti catastrofisti che gia’ stanno costruendo un bel circo mediatico su questa cometa. Solo pcohi giorni fa avevamo parlato della nuova ipotetica data per la fine del mondo, attesa per il 16 Dicembre 2013:

Ci risiamo: 16 dicembre 2013 …

In questo caso, la data viene fuori da interpretazioni diverse rispetto al 2012 per la fine del lungo computo Maya, ma il tutto viene poi rinforzato aggiungendo anche il passaggio della cometa ISON.

Detto questo, come anticipato, la speculazione sulla ISON comincia a crescere a dismisura. Nelle settimane precedenti, sono arrivate foto davvero molto belle della cometa, ripresa da telescopi in orbita, tra cui il sempre presente Hubble. Proprio da queste foto, si e’ alzato il polverone che vorrei raccontarvi.

Vi mostro prima di tutto una foto della ISON ripresa da Hubble, quando questa si trovava al di fuori dell’orbita di Marte:

La Ison ripresa da Hubble

La Ison ripresa da Hubble

In questi ultimi giorni, molto sta facendo discutere un’altra foto catturata sempre da Hubble. Prima di dire qualsiasi cosa, vi voglio mostrare proprio questa immagine:

Foto della ISON ottenuta scurendo l'immagine

Foto della ISON ottenuta scurendo l’immagine

Secondo le fonti, l’immagine di sinistra sarebbe quella originale, mentre la foto a destra e’ ottenuta scurendo la prima. Come vedete, in quella rielaborata si distinguono chiaramente 3 oggetti. Se consideriamo che quello al centro potrebbe essere il nucleo della cometa, cosa sono gli altri due? Su questa domanda, ovviamente, la rete si e’ scatenata. Per prima cosa, sentite parlare di cometa con tre nuclei, cosa scientificamente assurda. Altri poi parlano di nucleo centrale e di oggetti diversi che gli orbitano intorno.

Secondo voi, cosa sarebbero questi oggetti che gli ruotano intorno?

La risposta e’ molto semplice, si tratta di due navi aliene sigariformi che stanno guidando la cometa verso il sistema centrale interno. Vi sembra assurda come affermazione? Non vi preoccupate c’e di peggio. Qualcuno ha addirittura spiegato cosa ci fanno quelle navicelle aliene intorno alla cometa. Non si tratterebbe di due navi qualsiasi ma di due astronavi di contatto della federazione galattica. Le navi sarebbero state inviate per prendere un primo contatto con gli abitanti della Terra. Secondo altri invece, le navi seguirebbero la cometa per impedire che questa colpisca la Terra.

E pensare che molti psicologici dicono che la fantasia negli adulti viene messa da parte. Se Freud fosse vissuto ai giorni nostri, avrebbe scritto decine di saggi solo sul catastrofismo dilagante degli ultimi tempi.

Senza dar ancora seguito a queste ipotesi fantastiche, chiariamo cosa sarebbero questi segmenti che si vedono nell’immagine. Per chi non lo sapesse, Hubble ruota molto velocemente intorno alla Terra cosi’ come la ISON si sposta molto velocemente lungo la sua orbita. Al fine di avere immagini meglio risolte e piu’ precise, diversi scatti, anche prolungati nel tempo, vengono sovrapposti tra loro anche se presi in momenti differenti. Bene, quello strano disegno che abbiamo visto nell’immagine della ISON altro non e’ che l’effetto di questa sovrapposizione.

Non ci credete? Allora vi mostro le immagini originali:

Le tre foto di Hubble che sovrapposte danno l'effetto visto

Le tre foto di Hubble che sovrapposte danno l’effetto visto

L’immagine risultante altro non e’ che la sovrapposizione di queste tre esposizioni. I segmenti vengono soltanto dal movimento relativo tra telescopio e cometa, mentre nell’immagine in cui il corpo sembra puntiforme e’ perche’ il movimento e’ in verso opposto (come se fosse entrante o uscente dal nostro schermo).

Cosa c’e’ di strano in tutto questo? A mio avviso assolutamente nulla. Pensate che in rete c’e’ addirittura chi ha visto in questa foto un antico simbolo sumero. Detto fatto, la ISON allora e’ una formazione di antichi astronauti che tornano sulla Terra, no e’ Nibiru con intorno un sistema planetario, no e’ Nibiru con un astronave e dei pianeti. Insomma, tanta fantasia e tanto tempo da perdere in ipotesi completamente assurde.

Se non bastasse poi, su altri siti si parla invece di alcune foto scattate da satelliti cinesi per telecomunicazioni e che mostrerebbero forme anomale per il nucleo della ISON. Avete capito bene, satelliti per telecomunicazioni che in realta’ sarebbe stati messi in orbita per monitorare Ison/Nibiru.

Altra ipotesi assurda trovata in rete e’ quella che vorrebbe il nucleo della cometa grande migliaia di kilometri. Premesso che questo e’ assurdo per le normali teorie scientifiche che conosciamo e che abbiamo piu’ volte confermato, l’origine di questa ipotesi viene solo da osservazioni della cometa che includono ovviamente nucleo, chioma e coda. A queste distanze, complice anche la notevole emissione di gas, e’ impossibile vedere singolarmente il nucleo della cometa. In casi di questo tipo, come visto in questo articolo:

Cos’e’ una cometa

parliamo di un nucleo dell’ordine di qualche decina di kilometri.

Concludendo, ancora non sappiamo se la ISON offrira’ lo spettacolo astronomico che stiamo aspettando e che ha promesso. Al momento pero’, una promessa l’ha gia’ mantenuta, tutte le ipotesi catastrofiste, antiscientifiche e assurde che pensavamo potessero arrivare, stanno arrivando nei tempi e nei modi stabiliti. Da oggi a dicembre, chissa’ quante altre storie racconteranno i tanti siti internet che vivono di queste assurdita’. A noi, non resta che sperare nello spettacolo astronomico.

 

 

Aggiornamento sulla ISON dopo il passaggio al perielio del 28 Novembre:

Ce la fa o non ce la fa?

 

 

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