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Un vetro spesso solo due atomi

18 Set

Come sappiamo bene, la storia della ricerca e della scienza in generale e’ piena di scoperte avvenute in modo del tutto casuale. Spesso, queste scoperte si rivelano di fondamentale imporanza per l’uomo e quello che contribuisce ancora di piu’ alla notorieta’ della scoperta e’ la non intenzione di base di arrivare a questi risultati.

Perche’ avviene questo?

Non potendo dare una risposta provata, mi limitero’ ad esporre un mio personale pensiero. In questo caso, a mio avviso, quello che rende cosi’ affascinanti queste scoperte per i non addetti ai lavori e’ proprio la casualita’ della scoperta. Questi meccanismi rendono la ricerca scientifica piu’ umana e vicina alle persone comuni. Pensare ad uno sbadato scienziato che lascia i suoi campioni fuori posto o senza pulirli e poi, tornando il giorno dopo, trova la scoperta che lo rendera’ famoso, e’ qualcosa che avvicina molto i ricercatori alle persone comuni, tutte con le loro distrazioni, pensieri e cose piu’ “terrene” da fare.

Se ci pensiamo, la stessa cosa e’ avvenuta per Flemming con la scoperta della penicillina. Come sicuramente sapete, anche in questo caso, la scoperta fu del tutto fortuita. Lo scienziato lascio’ alcuni batteri su cui stava lavorando in una capsula di cultura e parti’ per una vacanza. Al suo ritorno si accorse che all’interno della capsula vi era una zona in cui i batteri non erano cresciuti ed in cui era presente una muffa. Proprio da questa muffa si arrivo’ poi, anche se in diversi passi nel corso del tempo e perfezionando i metodi di produzione, alla penicillina, quell’importante salvavita che tutti conosciamo. Se vogliamo, la bravura del ricercatore e’ nell’interpretare e nell’accorgersi di avere tra le mani qualcosa di importante e non un risultato sbagliato o della sporcizia lasciata per caso.

Perche’ ho fatto questo cappello introduttivo?

Come potete immaginare, vi voglio parlare di una scoperta fortuita, forse meno “vitale” della penicillina, ma sicuramente molto affascinante e con importanti risvolti per il futuro. Si tratta, come forse avrete letto su molti giornali, della produzione del vetro piu’ sottile al mondo, appena due atomi.

Andiamo con ordine, parlando proprio di come ‘e stata fatta questa scoperta.

Un team di scienziati stava lavorando alla produzione di fogli di grafene, una struttura atomica composta di carbonio, spessa appena un atomo, ma con importanti prorieta’ sia chimiche che meccaniche. La produzione di questo grafene era fatta utilizzando ovviamente atomi di carbonio ma anche fogli di quarzo utilizzati per la deposizione.

Osservazione al microscopio della zona impura del grafene

Osservazione al microscopio della zona impura del grafene

Osservando al microscopio uno di questi fogli, gli scienziati si sono accorti che in una piccola parte era presente una regione di colorazione diversa rispetto al resto. Proprio mediante l’osservazione al microscopio e’ stato possibile determinare che si trattava di una struttura diversa da quella del grafene e composta di Silicio e Ossigeno. Questa non era una struttura casuale, ma gli atomi erano disposti in modo ordinato e formavano un foglio spesso appena due atomi.

Caratterizzando la struttura del foglio, gli scienziati si sono accorti che quello che stavano osservando era un vetro. non un vetro qualsiasi, ma il piu’ sottile vetro mai realizzato.

Dov’e’ la casualita’ della scoperta?

Ovviamente, nel laboratorio si stava producendo grafene che, come detto, e’ composto da atomi di carbonio. Da dove sono usciti Silicio e Ossigeno per il vetro? La risposta e’ quantomai banale ma affascinante. Secondo i ricercatori, una fuga d’aria all’interno della camera di produzione ha causato l’ingresso dell’ossigino e la conseguente reazione con il rame e con il quarzo contenuto all’interno per la produzione di grafene. Risultato, in una piccola zona del grafene si e’ formato un sottilissimo strato di vetro comune.

Come anticipato, parliamo di una scoperta affascinante ma che sicuramente non puo’ combattere con quella della penicillina. Perche’ pero’ e’ importante dal punto di vista scientifico?

Per prima cosa, il fatto che si tratti del piu’ sottile vetro mai realizzato e’ stato certificato inserendo questa scoperta nel libro dei Guiness dei Primati.

Oltre a questo, tornando invece a parlare di scienza, la struttura del vetro non e’ molto facile da capire. Come sapete, questo puo’ allo stesso tempo essere considerato sia un liquido che un solido. Detto questo, se si osserva un vetro al microscopio, non si riesce a distinguere bene la sua struttura atomica. Nella struttura amorfa della sostanza, si evidenziano sottoinsiemi disordinati di atomi, senza poter descrivere in dettaglio il posizionamento ed i legami che intercorrono tra di essi.

Nel caso dl vetro di cui stiamo parlando invece, proprio lo spessore cosi’ ridotto consente di poter distinguere chiaramente la posizione dei diversi atomi e quindi di avere una mappa delle posizioni di Ossigeno e Silicio. Come potete immaginare, dal punto di vista scientifico questa evidenza e’ di fondamentale importanza per poter classificare e comprendere a fondo i materiali amorfi a cui anche il vetro appartiene.

Oltre a questo, sempre gli scienziati coinvolti nella ricerca si sono accorti che la struttura ottenuta era molto simile a quella ipotizzata ben 80 anni prima, nel 1932, dal fisico norvegese Zachariasen. Costui dedico’ gran parte della sua carriera allo studio dei vetri e proprio nel 1932 pubblico’ l’articolo “The atomic Arrangement in Glass”. In questo articolo Zachariasen inseri’ alcuni suoi schemi relativi al posizionamento degli atomi all’interno del vetro. Come potete immaginre, si trattava di disegni ottenuti da considerazioni scientifiche personali. Bene, a distanza di oltre 80 anni, e’ stato possibile osservare direttamente la struttura del vetro e confermare le supposizoni fatte da Zachariasen.

Se vogliamo, fino a questo punto abbiamo mostrato il fascino della scoperta. La prossima domanda che potrebbe invece venire in mente e’: cosa ci facciamo con questo vetro?

Dal punto di vista applicativo, questa scoperta potrebbe avere negli anni a venire importanti ripercussioni su diversi campi. Per prima cosa, un vetro cosi’ sottile e’ praticamente privo di impurezze. Questo lo rende particolarmente appetibile per applicazioni di precisione su scala micrometrica, dove una minima variazione della struttura potrebbe comportare errori sistematici non prevedibili.

Inoltre, strutture come questa ottenuta, sono importantissime per la realizzazione di sistemi elettronici miniaturizzati. Anche qui, la purezza e’ uno dei requisiti fondamentali richiesti. Oltre a questa, un vetro cosi’ sottile puo’ essere pensato per applicazioni di microtrasmissione dei segnali, fondamentali, ad esempio, nei transistor.

Grazie a questa scoperta, possiamo dunque pensare di avere un metodo di produzione per spessori infinitesimali. I risultati di questa produzione potrebbero essere utilizzati per aprire la strada ad una miniaturtizzazione ancora piu’ spinta dei dispositivi elettroni che trovano largo uso in tantissimi “gadget” tecnologici che ci portiamo dietro.

Concludendo, la scoperta del vetro piu’ sottile al mondo e’ avvenuta quasi per caso. Dico “quasi” perche’ ovviamente stiamo parlando di scienziati seri e che erano impegnati su lavori molto importanti e di chiara importanza. Durante questi studi, si e’ evideniata la formazione fortuita di una zona vetrosa composta da ossigeno e silicio. Come visto nell’articolo, questa scoperta potrebbe avere importanti ripercussioni su tantissimi settori diversi che vanno dalla microelettronica, alla tramissione dei segnali, fino anche, perche’ no, ad applicazioni di fisica delle alte energie per lo studio e la realizzazione di rivelatori sempre piu’ innovativi.

 

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

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Se il vuoto non e’ vuoto

12 Ago

Come nell’articolo precedente, anche in questo caso vorrei parlarvi di un argomento suggerito nella sezione:

Hai domande o dubbi?

Piccola premessa iniziale, il fatto di scrivere articoli “su commissione” e’ qualcosa che mi rende veramente fiero di questo spazio creato sul web. Avere cosi’ tante richieste, significa che le persone sono coinvolte nella discussione, si informano e poi chiedono di poter approfondire gli argomenti insieme sul blog. Questo non puo’ che rendermi felice!

Detto questo, passiamo invece all’argomento della discussione. Come potete leggere, la richiesta e’ apparentemente molto semplice, si chiede di analizzare il discorso circa l’energia di punto zero.

Che significa energia di punto zero?

Ve la metto in modo molto semplice, immaginiamo uno spazio vuoto. Per vuoto non intendo un qualcosa creato con una pompa con la quale portare fuori le particelle del mezzo, ma qualcosa di completamente vuoto. Bene, questo spazio completamente vuoto e senza particelle ha un’energia. Per dirla nella forma “scienza e spettacolo”: il vuoto non e’ vuoto.

Cosa significa?

Mi metto nei panni di un non addetto ai lavori che prova a cercare una spiegazione. Vi faccio questo breve excursus perche’ girando su internet si trovano cose alcquanto curiose. Se andate su wikipedia, ormai punto di riferimento per tante persone curiose che vogliono capire le cose, trovate scritto:

Dal principio di indeterminazione di Heisenberg deriva che il vuoto è permeato da un mare di fluttuazioni quantistiche che creano coppie di particelle e anti-particelle virtuali che si annichiliscono in un tempo inversamente proporzionale alla propria energia. Il contributo complessivo all’energia del vuoto risulta così mediamente diverso da zero e pari a

 \epsilon = \frac{h\nu}{2}

dove h è la costante di Planck e  \nu è la frequenza di un generico modo di vibrazione associabile alla lunghezza d’onda materiale delle particelle virtuali.

Che dire, mi sembra chiarissimo. Ovviamente, la mia e’ un’affermazione sarcastica. Quanto trovate non mi sembra assolutamente in una forma divulgativa comprensibile ai piu’.

Cerchiamo dunque di fare un po’ di chiarezza e di capire cosa significa la frase: il vuoto non e’ vuoto.

Come anticipato, immaginiamo di poter disporre di un vuoto, cioe’ di uno spazio in cui sono state eliminate tutte le particelle. Ovviamente, uno spazio di questo tipo e’ impossibile da creare. Se anche ci mettessimo nello spazio, ci sarebbe comunque una certa densita’ di particelle che “sporcherebbero” il nostro vuoto, non rendendolo piu’ tale.

Rimaniamo pero’ nell’ambito dell’immaginazione e costruiamo il nostro esperimento mentale.

In fisica, per poter trattare il vuoto, e’ necessario tenere conto di alcune leggi molto importanti che ci vengono date dalla quantistica. Tra queste c’e’ ovviamente il principio di indeterminazione di Heisenberg che molti conoscono. Detto in modo molto divulgativo, e’ impossibile conoscere con precisione assoluta la posizione e la velocita’ di una particella. In realta’, questo principio e’ scritto in forma di disuguaglianza, cioe’ all’aumentare della precisione nella determinazione di una grandezza, aumenta l’incertezza sulla misura dell’altra variabile.

Premesso questo, osservando il vuoto ad una scala molto grande, vedremmo qualcosa di stabile e fermo nel tempo. Andando pero’ a scale sempre piu’ piccole,dove se vogliamo la fisica quantistica detta le regole, vedremmo una situazione molto caotica con coppie di particelle e antiparticelle che vengono create e distrutte in continuazione. Piu’ l’energia delle particelle e’ alta, minore e’ il tempo in cui vivono.

Per farvi capire, immaginate di osservare il mare da un aereo a quota molto alta. Da questa posizione, vedreste il mare immobile sotto di voi, come se fosse dipinto su una tela. Se ora vi avvicinate verso il basso, man mano che scendete, comincereste ad osservare le onde, i movimenti dell’acqua, ecc. Arrivati ad una distanza molto piccola, potreste anche accorgervi che quella situazione cosi’ stabile vista dall’alto, nascondeva in realta’ un mare in tempesta.

Tornado al nostro vuoto quantistico, questa continua creazione di particelle impica dunque che il vuoto non e’ assolutamente vuoto. L’energia associata a questo stato, e’ proprio quella dovuta a queste particelle, o meglio alle onde a loro associate.

Possibile che questo continuo creare particelle non provochi effetti?

In realta’, gli effetti li provoca e come, e anche sotto diversi aspetti. Prima di tutto, se non esistesse l’energia di punto zero, il principio di indeterminazione potrebbe essere violato ponendo una singola particella nello spazio.

Per vedere invece un caso comprensibile a tutti, immaginate il nostro universo. Come sapete, il nostro universo e’ oggi in espansione come venne dimostrato per la prima volta da Hubble. Successivamente pero’, ci siamo accorti non solo che il nostro universo e’ in espansione, ma che sta anche accelerando rispetto al passato.

Come possiamo spiegare questo? Se il tutto dipendesse dal Big Bang, cioe’ il motore dell’espansione fosse il botto iniziale, ci si aspetterebbe un universo, forse anche in espansione, ma che pero’ sta diminuendo sempre di piu’ la sua spinta iniziale. In questa formulazione, sarebbe impossibile vedere un unverso che ad un certo punto accelera.

Questa apparente incongruenza viene appunto spiegata chiamando in causa l’energia del vuoto. Le particelle virtuali create nel vuoto, sono in relazione con l’energia oscura che provoca l’accelerazione che abbiamo misurato nell’espansione. Come sapete, dal punto di vista fisico, stiamo entrando in un terreno poco conosciuto. Parlare di energia oscura e’, allo stato attuale, ammettere grosse lacune nella nostra comprensione dei meccanismo dell’universo.

Esistono altre prove dell’esistenza dell’energia del vuoto?

Ovviamente si! La prova piu’ immediata a sostegno dell’esistenza dell’energia del vuoto e’ stata la dimostrazione dell’effetto Casimir.

Cerchiamo di spiegare in modo semplice di cosa si tratta.

Effetto Casimir: a causa delle fluttuazioni del vuoto si crea una forza di attrazione tra le lastre

Effetto Casimir: a causa delle fluttuazioni del vuoto si crea una forza di attrazione tra le lastre

Immaginate di porre due lastre metalliche piane e parallele ad una distanza molto piccola tra loro, dell’ordine dei micron o meno. Questo sistema viene posizionato in una regione di spazio in cui e’ stato creato il vuoto assoluto. Ora, come visto, in questa condizione si creeranno comunque tantissime coppie particella-antiparticella generate nel vuoto. Come anticipato, esiste pero’ il dualismo particella-onda, per cui ad ogni particella possiamo attribuire uno stato ondulatorio. Detto in altri termini, per ciascuna particella, ci sono casi in cui si comportera’ come una particella, altri come un’onda.

Benissimo. Guardate la figura a lato. Le coppie di particelle si produrranno ovunque, nella zona esterna, cosi’ come tra le lastre. Ora pero’, in virtu’ del dualismo particella onda, nello spazio interno avremmo a disposizione solo pochi micron di spazio. Questo significa che tra le lastre potremmo avere solo particelle con lunghezza d’onda molto piccola. Dal momento che l’energia di una particella e’ direttamente proporzionale alla sua lunghezza d’onda, l’energia generata tra le lastre e’ inferiore a quella sviluppata all’esterno. Effetto netto di questo squilibrio sara’ una forza che tende ad avvicinare tra loro le piastre.

Fantastico. E’ mai stato dimostrato questo effetto? Assolutamente si. La prima prova venne tentata nei laboratori Philips nel 1958 ma i risultati, anche se non escludevano la presenza dell’effetto Casimir, erano inficiati da errori sperimentali troppo grandi. Per una verifica diretta di questo effetto, si dovette aspettare fino al 1997 quando nell’universita’ di Washington venne dimostrato l’effetto Casimir utilizzando superfici sferiche in luogo di quelle piane. Questa soluzione venne adottata per eliminare i problemi di allineamento tra le piastre.

La dimostrazione dell’effetto cosi’ come ipotizzato da Casimir, cioe’ con lastre piane e parallele, arrivo’ solo nel 2001 quando nell’universita’ di Padova si pote’ realizzare un allineamento submicrometrico con risonatori.

Concludendo, se andiamo a scale molto piccole, la meccanica quantistica ci predice uno stato di vuoto densamente popolato da coppie di particelle e antiparticelle che continuamente vengono create e distrutte. Il tempo in cui ciascuna particella vive e’ inversamente proporzionale alla sua energia. In questa condizione, le coppie prodotte contribuiscono ad un livello non nullo di energia del vuoto. Effetti indiretti dell’energia del vuoto arrivano, tra l’altro, dell’espansione accelerata dell’universo, riconducibile all’esistenza di un’energia oscura. Oltre a questo, una dimostrazione pratica dell’esistenza dell’energia del vuoto arriva dall’effetto Casimir. In questo caso, non solo si dimostra l’esistenza di coppie di particelle virtuali, ma si evidenzia anche come queste particelle possano dare effetti tangibili.

 

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

Autostrade nei cieli cinesi?

4 Ago

Alcuni utenti mi hanno contatto via mail per mostrarmi una foto scattata in Cina, precisamente nella cittadina di Boao nella provincia di Hainan. Prima di qualsiasi cosa, credo sia interessante mostrarvi la foto:

Immagine scattata a Boao in Cina

Immagine scattata a Boao in Cina

Quando questa immagine e’ stata pubblicata su internet, si sono scatenate moltissime voci per cercare di spiegare l’origine di questa strana conformazione. In alcuni casi, si e’ fatto riferimento a questo feomeno come le “autostrade del cielo” per indicare il solco netto piu’ scuro che si vede nella foto.

Ovviamente, non sono mancate le ipotesi catastrofiste e complottiste sul fenomeno. C’e’ chi ha parlato di segno lasciato dal passaggio di navi aliene, chi parla di fenomeni di geoingegneria legati alle scie chimiche e anche chi fa riferimento a misteriosi fenomeni ottici dovuti a qualche nuova forma di inquinamento.

Come usanza del caso, molti siti concordano sul fatto che il fenomeno e’ del tutto nuovo, mai osservato e, soprattutto, non esiste una spiegazione scientifica.

Chi frequenta il blog da tempo sa bene che questo e’ lo scenario classico in cui siamo abituati a discutere. Ogni qual volta c’e’ un fenomeno non usale, e questo non significa raro, le voci che si rincorrono sono sempre piu’ o meno le stesse.

Ora, data la premessa, avrete gia’ capito che lo strano fenomeno apparso in Cina e’: conosciuto, spiegato e gia’ accaduto innumerevoli altre volte.

Non mi dilunghero’ molto nella spiegazione, perche’ in realta’ di fenomeni del genere ne abbiamo gia’ parlato in un’altra occasione. Ecco il post:

Questo deve essere un segno premonitore!

In questo articolo, parlavamo di un fenomeno molto simile a questo ed, in particolare, mostravamo anche tante altre immagini prese dalla rete con cieli nella stessa conformazione.

Cosi’ come avvenuto in Brasile, anche per il caso cinese dobbiamo appellarci ai raggi crepuscolari. Per essere precisi, nell’articolo precedente eravano di fronte a raggi anticrepuscolari, questa volta invece sono crepuscolari. Come visto, questi fenomeni si possono evidenziare in particolari condizioni quando il Sole e’ basso all’orizzonte, appunto durante il tramonto.

Ora pero’, la differenza sostanziale e’ che nel caso di raggi crepuscolari, le striature che si vedono sono molto luminose. Nel caso cinese, vediamo invece nell’immagine dei segni molto netti ma piu’ scuri rispetto al resto. La cosa non e’ affatto sorprendente ed e’ dovuta alla particolare conformazione atmosferica al momento dello scatto.

Come riportato da molte fonti, la foto e’ stata scattata al tramonto, ma erano presenti nubi negli strati alti dell’atmosfera ad una quota compresa tra 8000 e 12000 metri. In questo caso, i raggi crepuscolari vanno ad illuminare queste formazioni che pero’ proiettano verso il basso la loro ombra. Bene, le strisce piu’ scure che si vedono nella foto sono proprio dovute alle ombre delle nubi filamentose negli strati alti.

Data questa spiegazione, non c’e’ assolutamente nulla di straordinario nel fenomeno, se non l’impatto visivo. Come visto, si tratta d un fenomeno gia’ affrontato sul blog e la cui spiegazione scientifica e’ molto ben conosciuta e documentata. Se vogliamo, unica differenza rispetto al solito e’ la presenza di nubi negli strati alti che proiettano la loro ombra veso il basso. In questo caso, invece di avere strisce luminose abbiamo zone piu’ scure in cielo. Cosi’ come avviene per la zone cangianti in presenza di raggi crepuscolari, anche in questo caso, le strisce appaiono con contorni ben delimitati e proettive verso l’esterno.

Concludendo, non  c’e’ assolutamente nulla di sorprendente nel fenomeno apparso a Boao. La spiegazione e’ da ricercarsi nel fenomeno dei raggi crepuscolari, molto ben documentati e perfettamente compresi a livello scientifico.

 

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Numerosi sinkhole a Samara

11 Apr

In diversi articoli abbiamo parlato del fenomeno dei sinkhole, cioe’ di quegli enormi buchi che si formano nel terreno, apparentemente da un momento all’altro, e che spesso raggiungono dimensioni anche elevate:

Enorme cratere si apre in Cina

Enormi voragini si aprono in Florida

Come visto in questi articoli, i crateri formati molto spesso raggiungono diametri anche di qualche metro e sono in grado di inghiottire macchine, camion, autobus, e purtroppo, cosi’ come avvenuto nel caso della Florida, anche persone.

Perche’ torniamo sull’argomento?

Negli ultimi tempi, il fenomeno dei sinkhole sta creando non pochi problemi nella citta’ di Samara in Russia. Qui infatti, si sono creati diversi crateri causando non pochi problemi alla popolazione locale. Fortunatamente, c’e’ da dire che, almeno al momento ma speriamo il dato non cambi, non ci sono state vittime. Praticamente, i giornali locali parlano di qualcosa come una decina di sinkhole formati a Samara, con dimensioni che vanno da 1 metro, fino anche a 10. Anche la profondita’ e’ abbastanza variabile, arrivando pero’ a toccare punte di 20 metri nei casi maggiori.

Come detto, al momento non ci sono vittime tra la popolazione, ma diversi automobilisti hanno visto letteralmente sprofondare la propria auto, inghiottita dalla Terra che improvvisamente sembra aprirsi. Ecco alcune foto trovate su web:

Foto dei sinkhole di Samara

Foto dei sinkhole di Samara

Come vedete, il fenomeno sta causando ingenti danni economici. Diversi giornali parlano addirittura di una citta’ che sta sprofondando. Pensate che solo qualche giorno fa, i cittadini spaventati hanno addirittura organizzato una raccolta firme da inviare al governo per “salvare la citta’ di Samara”.

Cosa sta succedendo?

Ovviamente la notizia non e’ passata inosservata su tanti siti catastrofisti. Al solito, c’e’ chi parla di fine del mondo e del nostro pianeta che ci sta inviando chiari segnali inequivocabili del cambiamento in atto. Inoltre, i fenomeni di Samara hanno riacceso anche molti animi complottisti e ufologici. Come ricorderete, a febbraio, sempre in Russia ma nella citta’ di Chelyabinsk, e’ esploso un meteorite in atmosfera causando molti feriti. Anche se io dico “meteorite”, molti siti hanno fantasticato sull’evento tirando fuori assurde teorie del complotto ma anche ipotizzando che invece di un corpo celeste, quello caduto sugli Urali fosse un disco volante.

Al solito, ci vuole sempre troppo poco a distorcere la realta’.

Lasciando da parte queste fantasie, occupiamoci invece del fenomeno dal punto di vista scientifico. Come visto negli articoli riportati, i sinkhole sono un fenomeno noto e che purtroppo si concentra in diverse localita’ del pianeta. La causa che crea la voragine non e’ sempre univoca, ma sono stati osservati fenomeni simili nel risultato, ma con origini diverse.

Nel caso di Samara, i crateri che si formano sono dovuti ad una combinazione tra morfologia del terreno e clima della zona. L’acqua delle pioggie cadute durante l’inverno, a contatto con il suolo, assorbe il biossido di carbonio causato da attivita’ antropiche e dalla vegetazione, divenendo leggermente acida. Questa acqua penetra poi nel terreno, generalmente poroso, giungengo fino allo strato delle rocce solubili. A questo punto, grazie anche all’acidita’, l’acqua corrode molto facilmente lo strato creando degli ampi spazi vuoti sotterranei. Ora, come e’ facilmente immaginabile, a lungo andare il terreno e’ destinato a cedere sotto il suo stesso peso.

In geologia questo feomeno e’ noto come subsidenza. L’intero processo puo’ durare anche decine di anni, fino al momento in cui il terreno cede creando appunto i sinkhole. Ovviamente, queste tempistiche non sono facilmente valutabili. Nel caso di Samara, si deve prendere in cosiderazione, oltre alla stratigrafia e alla struttura del terreno, la quantita’ di acqua caduta durante i mesi invernali.

Per essere precisi, la subsidenza non avviene solo con questo meccanismo. Oltre a quello visto, lo sfruttamento del terreno per l’estrazione di risorse naturali puo’ provocare il fenomeno dei sinkhole. In particolare, sia l’estrazione di petrolio e gas naturale che la creazione di miniere possono risultare in vasti svuotamenti sotterranei che possono provocare il cedimento del terreno.

In questa figura vengono riportate ed illustrate le principali cause all’origine dei sinkhole:

Meccanismi di formazione della subsidenza

Meccanismi di formazione della subsidenza

Come anticipato, anche in funzione della specifica causa, la formazione delle voragini puo’ richiedere piu’ o meno tempo. Tornando al caso di Samara, la zona e’ fortemente sfruttata e ricca di miniere che possono provocare fenomeni come quelli riportati.

Per completezza, vi dico che questo genere di fenomeni, ripeto completamente noti dal punto di vista scientifico e geologico, vengono monitorati continuamente nelle zone considerate piu’ sensibili. A tale scopo, viene utilizzata la telemetria laser, la livellazione del terreno ma anche, come visto in questo post:

Il sistema di posizionamento Galileo

la rivelazione continua GPS. Il nuovo sistema europeo Galileo, dovrebbe dunque offrire uno strumento ancora piu’ preciso anche per lo studio di questi fenomeni.

Per inciso, anche in Italia abbiamo fenomeni di subsidenza. Il caso piu’ importante e’ forse quello del delta del Po. Questa zona e’ ricca di giacimeti di gas naturale e per diverso tempo, almeno fino agli anni ’60, l’estrazione della risorsa e’ avvenuta senza una seria regolamentazione. Risultato di questo e’ un abbassamento del terremo anche fino a 3.5 metri. Proprio queste evidenze hanno portato ad interrompere l’attivita’ di estrazione che nel 1959 si attestava a circa 300 milioni di metri cubi estratti ogni anno.

Concludendo, diversi sinkhole si sono aperti nella citta’ russa di Samara. Questi fenomeni non sono assolutamente correlabili a fantasie complottiste, ma la loro spiegazione e’ nota dal punto di vista scientifico. In questo genere di fenomeni la conformazione del terreno, ma anche le precipitazioni annuali, possono creare svuotamenti sotterranei destinati, prima o poi, a cedere creando appunto le voragini che abbiamo visto.

 

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Le esperienze di pre-morte

17 Mar

Su suggerimento di un nostro lettore, vorrei parlarvi in questo articolo delle cosiddette esperienze di “pre-morte”. Con questo termine si intendono quelle esperienze vissute da persone che, a causa di eventi traumatici o malattie terminali, hanno sperimentato la soglia della morte potendo poi tornare indietro. Questo genere di esperienze vengono anche chiamate NDE, dall’inglese “Near Death Experiences”.

Premettiamo subito che in questo caso ci stiamo avventurando in un terreno molto complesso. Come vedremo infatti, secondo molti questo genere di esperienze non sono altro che la conferma dell’esistenza del paradiso o comunque di una vita dopo la morte. Indipendentemente da quello che ognuno di noi pensa, vogliamo concentrarci solo ed esclusivamente su queste esperienze appunto per cercare di capire se e come le NDE possano avere una spiegazione scientifica.

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Leggendo diversi casi di NDE, ci si accorge che molto spesso questi racconti hanno diversi punti in comune. Molti soggetti parlano di un lungo tunnel scuro con una forte luce in fondo. Spesso si sente invece di una bellissima sensazione di pace e di un’astrazione fuori dallo spazio e dal tempo. Alcuni parlano anche della visione di un essere di luce che molti identificano in Dio. In moltissimi casi poi, le persone che raccontano di esperienze di premorte parlano di incontri con altri esseri e spesso parlano di persone care gia’ decedute e che li avrebbero tranquillizzati e accompagnati in questa loro esperienza.

In caso di NDE succeduta ad un evento traumatico, molti soggetti dicono di “aver rivisto tutta la loro vita scorrere davanti come in un film”. In realta’, nelle dichiarazioni rilasciate non si parla mai di “tutta la vita”, ma di episodi particolarmente significativi e che sono riaffiorati dai ricordi. In alcuni casi, alcuni soggetti parlano di ricordi completamente dimenticati e che vengono rivissuti in quei momenti.

Analogamente a questi punti in comune, molto spesso alcuni parlano di esperienze extra corporee. In diversi racconti, soprattutto a seguito di eventi traumatici come incidenti stradali o complesse operazioni, molti dicono di aver visto quello che succedeva al di fuori del proprio corpo e di aver osservato tutta la scena come dei semplici spettatori di se stessi.

Chi sono questi soggetti che hanno vissuto esperienze di pre-morte? In realta’ esistono diverse categorie tra cui la principale, come detto sopra, e’ quella delle persone che sono arrivate ad un passo dalla morte. Encefalogramma piatto, respirazione assente o arresto cardiocircolatorio sono alcune delle cause che determinano questo stato di pre-morte. Oltre a questi, vi sono innumerevoli altri casi come il risveglio dal coma, le fasi terminali di malattie degenerative o anche le lunghe anestesie per operazioni complesse.

La letteratura sulle esperienze di pre-morte e’ estremamente vasta. Vi sono moltissimi casi documentati e, come detto, molti contraddistinti da punti in comune. Esiste anche un categoria di casi celebri. Lo psichiatra Jung ha parlato della sua esperienza a causa di un coma successivo ad un incidente ma anche Hugo, Tolstoj e Hemingway riportano nelle loro biografie casi di questo tipo.

Proprio la vasta letteratura e i numerosi punti in comune ci ricordano immediatamente un altro fenomeno simile che abbiamo visto in questo post:

Abduction e falsi ricordi

Le abduction, cioe’ i rapimenti da parte di alieni, che tante persone dicono di aver subito, presentano tratti molto simili ai casi di premorte. Come visto, in questo caso si parla di falsi ricordi condizionati dai numerosi racconti letti o ascoltati e che, come dimostrato dal punto di vista medico, possono creare dei ricordi del tutto simili a quelli reali della persona.

Probabilmente, ovviamente senza puntare il dito contro nessuno, ma solo ragionando su quanto riportato, alcuni casi di esperienza di pre-morte potrebbero essere ricondotti ai falsi ricordi cosi’ come avviene per i rapimenti alieni. In tal senso, forse spinti dai tanti racconti che tutti i giorni si sentono, alcuni potrebbero aver subito questo processo di creazione di un ricordo che in realta’ non e’ relativo ad un esperienza veramente vissuta.

Nonstante questo pero’, esiste anche una spiegazione scientifica sui casi di pre-morte.

Andiamo con ordine e cerchiamo di analizzare i tanti punti in comune relativi alle esperienze raccontate dai protagonisti.

Ovviamente, dobbiamo contestualizzare queste esperienze nel momento particolare in cui vengono vissute. Come detto, stiamo parlando di momenti relativi ad uno stato molto vicino all morte. Questo particolare non deve essere dimenticato. Con questo intendiamo che le persone che vivono queste esperienze sono molto spesso gravemente malate o in un momento estremamente traumatico.

La sensazione di essere morti, ad esempio, e’ stato dimostrato essere indotta da una stimolazione anomala della corteccia prefrontale e parietale del nostro cervello. In particolare, la corteccia parietale determina il nostro stato di attenzione, mentre quella prefrontale puo’ provocare allucinazioni. Quest’ultima ha un ruolo determinante, per esempio, in particolati malattie come la schizofrenia. La stimolazione anomala di queste due regioni del cervello puo’ provocare la sensazione di essere morti.

La sensazione di osservare il proprio corpo dall’esterno, che come visto e’ comune in molte esperienze di pre-morte, puo’ essere invece ricondotta alla paralisi del sonno, cioe’ a quella sensazione che molte persone provano prima di addormentarsi o nei momenti che precedono il risveglio. In questo caso, quella che viene coinvolta e’ giunzione temporo-parietale destra del cervello responsabile della confusione sensoriale con cui si percepisce il proprio corpo.

Un punto molto delicato e su cui spesso si dibatte mettendo appunto in relazione queste esperienze con l’esistenza del paradiso e’ invece l’incontro con i cari defunti. In questo caso, la spiegazione scientifica e’ da ricercarsi nella dopamina, un neurotrasmettitore in grado di provocare allucinazioni. La dopamina presenta valori anomali, ad esempio, nei malati di Parkinson. Ricordiamoci sempre che esperienze di questo tipo intervengono dopo eventi traumatici in cui il nostro corpo non presenta uno stato normale di funzionamento ed in cui i neurotrasmettitori in circolo possono presentare concentrazioni anomale.

Sempre sulla stessa linea, abbiamo visto come molti parlano di episodi cruciali della propria vita rivisti in un attimo. Anche in questo caso, la causa e’ da ricercarsi a livello cerebrale ed in particolare nel locus ceruleus, la regione atta alla produzione di noradrenalina. I valori di questo ormone aumentano notevolmente in presenza di traumi e il locus ceruleus e’ strettamente connesso con l’amigdala e l’ipotalamo, regolatori rispettivamente delle emozioni e della memoria.

In ultimo, la sensazione principale che quasi tutti i soggetti riportano e’ quella di percorrere un lungo tunnel con una luce alla fine. Anche in questo caso, dobbiamo pensare che stiamo parlando di soggetti che hanno subito forti traumi. Quando gli occhi ricevono una quantita’ troppo bassa di sangue e ossigeno, a causa ad esempio di coma o arresto cardiocircolatorio, il campo visivo si stringe notevolmente dando appunto la sensazione di osservare un tunnel buio. La luce conclusiva di cui si parla non e’ altro che la parte rimasta attiva del campo visivo che dunque spicca notevolmente rispetto alle altre regioni buie.

Concludendo, come nel caso dei rapimenti alieni, non vogliamo assolutamente denigrare o mettere in ridicolo coloro che riportano queste esperienze. Come visto in questo articolo pero’, e come riportato in diversi articoli apparsi su riviste scientifiche, molti degli aspetti riportati nei casi di pre-morte possono essere ricondotti a malfunzionamenti del nostro organismo, del tutto comprensibili in uno stato post traumatico. Personalmente, non voglio discutere in questa sede l’esistenza o meno di una vita dopo la morte o del paradiso. Semplicemente, non trovo corretto mettere in relazione questi aspetti con le esperienze di pre-morte o, peggio ancora, utilizzare queste ultime come dimostrazioni inconfutabili di una divinita’ o di un’esistenza post terrena. Teniamo le due cose scorrelate tra loro. Ad oggi, molti passi avanti sono stati fatti nella comprensione del nostro cervello, ma, come sappiamo bene, questo organo ancora oggi presenta moltissimi lati ancora da scoprire e ci vorrano ancora molti anni prima che il suo funzionamento sia del tutto compreso.

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

Perche’ la ricerca: economia

5 Gen

Nel post precedente:

Perche’ la ricerca: scienza e tecnologia

abbiamo cercato di rispondere alla domanda “perche’ fare ricerca?” discutendo il lato tecnologico e le possibili ricadute scientifiche nella vita di tutti i giorni. Come detto, stiamo cercando di rispondere a questa domanda non in senso generale, ma proprio contestualizzando la risposta in questi anni di profonda crisi economica o, comunque, investendo nella ricerca a discapito di settori considerati piu’ importanti o vitali per tutti i cittadini.

Dopo queste considerazioni piu’ tecniche, vorrei invece analizzare il discorso economico della ricerca. Come sappiamo, e come abbiamo visto nel precedente post, fare ricerca ad alti livelli implica investimenti molto massicci. Tolte le ricadute tecnologiche, cerchiamo invece di capire se sono investimenti a fondo perduto o se implicano un ritorno economico tangibile per le nazioni.

Come nel caso precedente, prendiamo come esempio tra grandi ricerche in settori diversi per cercare di quantificare in modo pratico, numeri alla mano. I soliti tre esempi sono: ITER, il reattore a fusione per scopi di ricerca, le missioni spaziali e il CERN, come esempio di grande laboratorio per la fisica delle particelle.

Partiamo da ITER e partiamo con una considerazione che ci deve far riflettere. ITER e’ una collaborazione internazionale in cui entrano gli Stati Uniti, il Giappone e alcuni paesi europei. Come detto, parliamo di un investimento dell’ordine di 10 miliardi di euro. Forse vi fara’ riflettere il fatto che Francia e Giappone hanno discusso per lungo tempo proprio per cercare di costruire il reattore nel proprio paese. Ovviamente averlo in casa offre dei vantaggi notevoli in termini di ricadute tecnologiche, ma sicuramente implica una maggiore spesa per il paese ospitante. Conoscendo la situazione economica attuale, se un paese cerca in tutti i modi di averlo in casa e dunque spendere di piu’, significa che qualcosa indietro deve avere.

Passiamo invece alle missioni spaziali. Altro tema scottante nel discorso economico e molte volte visto come una spesa enorme ma non necessaria in tempi di crisi. Partiamo, ad esempio, dal discorso occupazionale. Molte volte sentiamo dire dai nostri politicanti o dagli esperti di politica ecnomica che si devono fare investimenti per creare posti di lavoro. Vi faccio un esempio, al suo apice, il programma di esplorazione Apollo dava lavoro a circa 400000 persone. Non pensiamo solo agli scienziati. Un programma del genere crea occupazione per tutte le figure professionali che vanno dall’operaio fino al ricercatore, dall’addetto alle pulizie dei laboratori fino all’ingegnere. Ditemi voi se questo non significa creare posti di lavoro.

Passando invece all’esempio del CERN, sicuramente i numeri occupazionali sono piu’ piccoli, ma di certo non trascurabili. Al CERN ci sono circa 2500 persone che tutti i giorni lavorano all’interno del laboratorio. A questi numeri si devono poi sommare quelli dei paesi che partecipano agli esperimenti ma non sono stanziali a Ginevra. In questo caso, arriviamo facilmente ad una stima intorno alle 15000 unita’.

A questo punto pero’ sorge una domanda che molti di voi si staranno gia’ facendo. LHC, come esempio, e’ costato 6 miliardi di euro. E’ vero, abbiamo creato posti di lavoro, ma la spesa cosi’ elevata giustifica questi posti? Con questo intendo, se il ritorno fosse solo di numeri occupazionali, allora tanto valeva investire cifre minori in altri settori e magari creare piu’ posti di lavoro.

L’obiezione e’ corretta. Se il ritorno fosse solo questo, allora io stesso giudicherei l’investimento economico, non scientifico, fallimentare. Ovviamente c’e’ molto altro in termini finanziari.

Prima di tutto vi devo spiegare come funziona il CERN. Si tratta di un laboratorio internazionale, nel vero senso della parola. Il finanziamento del CERN viene dai paesi membri. Tra questi, dobbiamo distinguere tra finanziatori principali e membri semplici. Ovviamente i finanziatori principali, che poi sono i paesi che hanno dato il via alla realizzazione del CERN, sono venti, tra cui l’Italia, ma, ad esempio, alla costruzione di LHC hanno partecipato circa 50 paesi. Essere un finanziatore principale comporta ovviamente una spesa maggiore che viene pero’ calcolata anno per anno in base al PIL di ogni nazione.

Concentriamoci ovviamente sul caso Italia, ed in particolare sugli anni caldi della costruzione di LHC, quelli che vanno dal 2000 al 2006, in cui la spesa richiesta era maggiore.

Nel 2009, ad esempio, il contributo italiano e’ stato di 83 milioni di euro, inferiore, in termini percentuali, solo a Francia, Germania e Regno Unito.

Contributo italiano al CERN in milioni di euro. Fonte: S.Centro, Industrial Liasion Officer

Contributo italiano al CERN in milioni di euro. Fonte: S.Centro, Industrial Liaison Officer

Il maggiore ritorno economico per i paesi e’ ovviamente in termini di commesse per le industrie. Che significa questo? Servono 100 magneti, chi li costruisce? Ovviamente le industrie dei paesi membri che partecipano ad una gara pubblica. Il ritorno economico comincia dunque a delinearsi. Investire nel CERN implica un ritorno economico per le industrie del paese che dunque assumeranno personale per costruire questi magneti. Stiamo dunque facendo girare l’economia e stiamo creando ulteriori posti di lavoro in modo indiretto.

Apriamo una parentesi sull’assegnazione delle commesse. Ovviamente si tratta di gare pubbliche di appalto. Come viene decretato il vincitore? Ogni anno, il CERN calcola un cosiddetto “coefficiente di giusto ritorno”, e’ un parametro calcolato come il rapporto tra il ritorno in termini di commesse per le industrie e il finanziamento offerto alla ricerca. Facciamo un esempio, voi investite 100 per finanziare la costruzione di LHC, le vostre industrie ottengono 100 di commesse dal CERN, il coefficiente di ritorno vale 1.

Ogni anno, in base al profilo di spesa, ci saranno coefficienti diversi per ciascun paese. Si parla di paesi bilanciati e non bilanciati a seconda che il loro coefficiente sia maggiore o minore del giusto ritorno. In una gara per una commessa, se l’industria di un paese non bilanciato arriva seconda dietro una di un paese gia’ bilanciato, e lo scarto tra le offerte e’ inferiore al 20%, allora l’industria del paese non bilanciato puo’ aggiudicarsi la gara allineandosi con l’offerta del vincitore. In questo modo, viene ripartito equamente, secondo coefficienti matematici, il ritorno per ciascun paese.

Cosa possiamo dire sull’Italia? Negli anni della costruzione di LHC, LItalia ha sempre avuto un coefficiente molto superiore al giusto ritorno. Per dare qualche numero, tra il 1995 e il 2008, il nostro paese si e’ aggiudicato commesse per le nostre aziende per un importo di 337 milioni di euro.

Vi mostro un altro grafico interessante, sempre preso dal rapporto del prof. S.Centro dell'”Industrial Liaison Officer for Italian industry at CERN”:

Commesse e coefficiente di ritorno per l'Italia. Fonte: S.Centro, Industrial Liaison Officer

Commesse e coefficiente di ritorno per l’Italia. Fonte: S.Centro, Industrial Liaison Officer

A sinistra vedete gli importi delle commesse per gli anni in esame per il nostro Paese, sempre in milioni di euro, mentre a destra troviamo il coefficiente di ritorno per l’Italia calcolato in base all’investimento fatto. Tenete conto che in quesgli anni, la media del giusto ritorno calcolato dal CERN era di 0.97.

Guardando i numeri, non possiamo certo lamentarci o dire che ci abbiano trattato male. La conclusione di questo ragionamento e’ dunque che un investimento nella ricerca scientifica di qualita’, permette un ritorno economico con un indotto non indifferente per le aziende del paese. Ogni giorno sentiamo parlare di rilancio delle industrie, di creazione di posti di lavoro, di rimessa in moto dell’economia, mi sembra che LHC sia stato un ottimo volano per tutti questi aspetti.

Ultima considerazione scientifico-industriale. Le innovazioni apportate facendo ricerca scientifica, non muoiono dopo la realizzazione degli esperimenti. Soluzioni tecnologiche e migliorie entrano poi nel bagaglio industriale delle aziende che le utilizzano per i loro prodotti di punta. Molte aziende vengono create come spin-off di laboratori, finanziate in grossa parte dalla ricerca e poi divengono delle realta’ industriali di prim’ordine. L’innovazione inoltra porta brevetti che a loro volta creano un ritorno economico futuro non quantificabile inizialmente.

Concludendo, anche dal punto di vista economico, fare ricerca non significa fare finanziamenti a fondo perduto o fallimentari. Questo sicuramente comporta un ritorno economico tangibile immediato. Inoltre, il ritorno in termini tecnologici e di innovazione non e’ quantificabile. Fare ricerca in un determinato campo puo’ portare, immediatamente o a distanza di anni, soluzioni che poi diventeranno di uso comune o che miglioreranno settori anche vitali per tutti.

Vi lascio con una considerazione. Non per portare acqua al mulino della ricerca, ma vorrei farvi riflettere su una cosa. In questi anni di crisi, molti paesi anche europei, ma non l’Italia, hanno aumentato i fondi dati alla ricerca scientifica. A fronte di quanto visto, forse non e’ proprio uno sperpero di soldi.

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

Questo deve essere un segno premonitore!

29 Dic

Tante volte ci siamo trovati a discutere, o meglio a spiegare, alcuni fenomeni atmosferici apparentemente strani e che in rete venivano pubblicizzati come segni premonitori di qualcosa che stava cambiando. Esempi di questo tipo sono stati i suoni dell’apocalisse, le strane nubi apparse in varie parti del mondo o, per ultimo, l’apparente mistero dei pilastri di luce:

I misteriosi suoni dell’Apocalisse

Di nuovo i suoni dell’apocalisse

Una nuvola che fa pensare alla fine del mondo

Altra strana nube, questa volta in Giappone

Altra strana nube a Tulsa

Strano arcobaleno a Conca della Campania

Scoperta nuova nuvola?

Misteriosi pilastri di luce?

In questi ultimi giorni pero’, la rete e’ stata invasa dalle immagini di un nuovo fenomeno apparso questa volta in Brasile, per la precisione nella citta’ di Palotina, confermato da diversi testimoni, e che vedrebbe la formazione di un misterioso fascio di luce, molto intenso, proveniente dall’orizzonte.

Ecco una foto di quanto accaduto:

Il fascio di luce apparso a Palotina in Brasile

Il fascio di luce apparso a Palotina in Brasile

In rete esiste anche un video girato nella zona e che riprende per diversi minuti il fascio di luce:

Veramente un fenomeno straordinario. Come potete facilmente immaginare, in rete trovate la notizia corredata da frasi del tipo: “la scienza non ha spiegazione”, “mistero a Palotina”, “gli esperti si interrogano senza far trapelare nulla”. Ormai siamo abituati a sparate di questo tipo.

Prima di vedere se veramente la scienza non ha una spiegazione per questo fenomeno, vorrei analizzare il video insieme a voi. In rete trovate qualche timida spiegazione dell’accaduto, fatta utilizzando come tesi il fatto che il video non sia reale. Ho personalmente guardato tutto il filmato e dal mio punto di vista le immagini sono reali. Come faccio a dire questo? Semplice, prima di tutto vedete che il fascio di luce e’ reale perche’, come mostrato nelle immagini, illumina in modo naturale le nuvole. Se il fascio fosse aggiunto con un programma di grafica, si troverebbe sopra o sotto l’immagine principale. In questo caso invece, le nuvole vengono illuminate in modo giusto e non uniforme dal fascio di luce. Questo ci fa capire che le immagini sono, molto probabilmente, reali.

Notiamo anche un altro punto importante e che ha tratto in inganno molti che hanno cercato di smascherare il trucco. Siamo al tramonto, come detto anche dalla voce di sottofondo, e il Sole si trova nella parte diametralmente opposta a quella di provenienza del fascio. Proprio la presunta non correlazione tra il Sole e il fascio ha fatto si che si siano create spiegazioni fantasiose in rete. Dunque, ricordate bene questi particolari: siamo al tramonto, il Sole si trova dalla parte opposta.

Ora possiamo provare a dare una spiegazione scientifica? Ancora no. In questo caso vorrei procedere in modo diverso a quello a cui siamo abituati. Per fare questo, vi voglio mostrare delle foto di bellissimi paesaggi. State tranquilli, non sono impazzito. Guardate e giudicate da voi:

Paesaggi con raggi anticrepuscolari

Paesaggi con raggi anticrepuscolari

Notato niente di strano? Come vedete sono tutti paesaggi in cui si vedono all’orizzonte dei fasci luminosi molto simili a quelli avvistati nella citta’ di Palotina.

Ma non era un segno misterioso e mai osservato prima? Forse, al solito, su internet si parla un po’ a sproposito.

Ora, passiamo finalmente alla scienza. Cosa sono questi fasci di luce? Come vengono originati? Perche’?

Questo fenomeno e’ noto alla scienza e viene indicato con il nome di “raggi anticrepuscolari”, dall’inglese “anticrepuscolar rays”. Per essere precisi, esiste anche una controparte di questi raggi, nota appunto come “raggi crepuscolari”.

Cerchiamo di capire di cosa si tratta partendo proprio dai raggi crepuscolari.

Durante il tramonto, quando il Sole e’ basso all’orizzonte, i raggi luminosi attraversano uno spessore maggiore di atmosfera. Durante questo percorso, i raggi vengono deviati assumendo colorazioni molto particolari. Il punto focale dei fasci luminosi coincide ovviamente con la posizione del Sole. Molto suggestivi sono ad esempio i casi in cui i raggi solari incontrano cumulonembi durante il loro cammino. In questo caso, possono aversi zone molto luminose intervallate da altre buie che danno un effetto molto particolare e affascinante. Vista la dinamica della formazione, capite bene perche’ si parla di raggi “crepuscolari”, dal momento che possono formarsi solo al tramonto del Sole.

Fin qui ci siamo. Ora ricordate quanto detto sul video brasiliano: siamo al tramonto, il Sole e’ in direzione opposta. Esattamente dalla parte opposta a dove il Sole sta tramontando, possono formarsi dei raggi analoghi a quelli crepuscolari e detti, come anticipato, anticrepuscolari. L’effetto ottico e’ esattamente lo stesso, come abbiamo visto anche nelle altre immagini riportate prima.

Il principio di formazione di questi raggi e’ esattamente lo stesso di quelli crepuscolari. La sorgente luminosa che crea i fasci di luce e’ sempre ovviamente il Sole. Quando in cielo sono presenti strati di nubi, la diffusione della luce puo’ essere trasportata in direzione opposta a quella del tramonto ed arrivare anche in direzione opposta. In questo caso, il fatto di vedere un punto focale all’orizzonte e’ solo un’illusione ottica dovuta alla profondita’ dell’orizzonte stesso osservato. Capite bene che, per come sono formati, i raggi anticrepuscolari sono paralleli tra loro. Quello che sembrerebbe essere il punto di partenza dei raggi e’ in realta’ il punto di arrivo a cui convergono i fasci a causa del nostro orizzonte limitato. Questo crea appunto l’illusione ottica di vedere i raggi uscire dove il Sole non c’e’.

Torniamo un attimo a pensare al video. Come detto, e ripetuto, siamo al tramonto, il Sole e’ in direzione opposta e, come si vede dalle immagini, in cielo sono presenti nubi molto compatte proprio sopra il punto di osservazione. Queste considerazioni ci fanno capire che abbiamo tutte le condizioni necessarie alla formazione dei raggi anticrepuscolari. Le nubi compatte che si vedono impediscono molto probabilmente anche la visione dei raggi crepuscolari in direzione del Sole.

Per completezza scientifica, capite subito che, per come sono formati, i raggi crepuscolari sono in genere piu’ intensi di quelli anticrepuscolari e questi fenomeni possono formarsi sia al tramonto che al sorgere del Sole.

Visto il particolare effetto, questi fenomeni sono spesso indicati anche come: luci divine, raggi di Buddha, raggi di Dio, fasci di Gesu’ e cosi’ via. Il perche’ di questi nomi mi sembra evidente dalle immagini.

Concludendo, anche in questo caso siamo di fronte ad un fenomeno molto ben conosciuto dalla scienza e anche compreso a livello tecnico. Forse sarebbe il caso che molti giornalisti improvvisati sulla rete si documentassero prima di postare notizie di questo tipo o, eventualmente, che riprendessero in mano i libri di scuola per ripassare un po’ di semplice ottica geometrica.

 

 

 

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

 

 

Tromba d’aria a Taranto

29 Nov

Questa mattina, intorno alle 10.30, si e’ verificata una violenta tromba d’aria a Taranto. Attualmente c’e’ un disperso e numerosi feriti. Il fenomeno ha causato ingenti danni strutturali, soprattutto alle acciaierie dell’Ilva.

In passato, abbiamo gia’ parlato di tornado in questo post:

– Tornado di Fuoco in Australia

In queste ultime ore, ho ricevuto diversi messaggi da parte di utenti, che mi chiedevano il mio punto di vista sulla cosa. Come potete facilmente immaginare, questo fenomeno e’ stato subito messo in relazione con gli eventi del 21 Dicembre e molte fonti web vedrebbero nella tromba d’aria un chiaro segnale premonitore della prossima fine del mondo.

Ora, alla luce dei dispersi e, secondo alcune fonti, anche delle vittime da accertare, lungi da me ridurre il discorso ad un semplicistico ragionamento scientifico. Quello che pero’ vorrei discutere e’ il perche’ si formano le trombe d’aria e se effettivamente questo fenomeno ha un significato di eccezionalita’.

Prima di tutto, come si forma una tromba d’aria?

L’insorgere di questo genere di fenomeni e’ strettamente legato alle condizioni atmosferiche. Quando si e’ in presenza di correnti d’aria calda negli strati inferiori e di correnti d’aria fredda negli strati piu’ alti, possono innescarsi fenomeni turbolenti. A causa della differenza di peso, l’aria calda degli strati sottostanti tende a salire verso l’alto, mentre quella fredda e’ spinta verso il basso. Se le condizioni delle correnti lo consentono, questo movimento di masse d’aria puo’ provocare un cilindro d’aria rotante intorno ad un asse perpendicolare al terreno.

Processo di formazione di una tromba d’aria

A questo punto, la continua spinta delle correnti d’aria calda verso l’alto, puo’ allungare il cilindro d’aria verso l’alto creando appunto la tromba d’aria.

Le condizioni atmosferiche migliori per la formazione di una tromba d’aria si hanno in concomitanza con un forte temporale. In questo caso, la presenza di cumulonembi puo’ offrire le condizioni di temperatura e pressione migliori per la creazione del turbine iniziale.

Il diametro alla base di una tromba d’aria puo’ variare tra le decine di metri fino anche a 500 metri, con altezze che vanno dai 100 metri fino anche ad 1 Km. Queste formazioni ventose, una volta create, possono resistere per tempi anche lunghi, percorrendo tragitti dell’ordine anche di qualche kilometro.

A differenza di quanto si potrebbe pensare, le trombe d’aria sono un fenomeno possibile nella zona mediterranea, anche se con probabilita’ di formazione diversa in base alla regione considerata. Per completezza, vi riporto anche una mappa del NOAA con l’indicazione delle aree mondiali di maggior incidenza di trombe d’aria:

Zone del mondo con maggior incidenza di trombe d’aria

Come vedete, l’Italia non e’ assolutamente immune a questo genere di fenomeni.

Cosi’ come avviene per i terremoti, anche le trombe d’aria vengono classificate in una scala specifica in base al loro potere distruttivo. Questa classificazione prende il nome di scala Fujita e presenta 6 livelli distinti da F0, il meno distruttivo, fino a F5, considerato catastrofico. Da quanto detto, capite bene come la classificazione di questo fenomeni richieda l’analisi di diversi fattori, quali la durata della tromba d’aria, la velocita’ dei venti, il diametro alla base, ecc. A titolo di esempio, una tromba d’aria di classe F0, per intenderci in grado solo di spezzare i rami degli alberi, presenta venti fino ad un centinaio di Km/h.

Per quanto riguarda la probabilita’ di formazione, la maggior parte delle trombe d’aria ricade nel grado F0. Solo il 5% dei fenomeni supera il grado F3 e di queste solo lo 0.1% ha il grado F5 di distruzione massima.

Come sappiamo bene, il maggior numero e la maggior intensita’ di questi fenomeni avvengono, ad esempio, negli Stati Uniti. In questo caso, a differenza dell’Italia, la maggior intensita’ e’ proprio dovuta alla geomorfologia del terreno che offre le condizioni ottimali per la formazione e la propagazione dei vortici.

Fatta questa doverosa premessa, torniamo al caso di Taranto.

Alla luce di quanto detto, capiamo subito che la formazione di una tromba d’aria in queste regioni, non ha assolutamente carattere di eccezionalita’. A questo punto pero’, si potrebbe obiettare dicendo che l’intensita’ del fenomeno e’ stata molto superiore rispetto a quelle a cui siamo abituati.

Cosa possiamo dire a riguardo?

La tromba d’aria di Taranto e’ stata classificata come F2 nella scala Fujita. Ripensiamo a quanto detto riguardo alla formazione delle trombe d’aria. Ruolo fondamentale in questi processi e’ la presenza di aria calda negli strati bassi e di correnti di aria fredda negli strati piu’ alti. Se ci pensiamo bene, nei giorni scorsi, le temperature in Italia sono state decisamente sopra la media. Proprio in queste ultime ore invece, stiamo assistendo all’arrivo di correnti d’aria da nord molto piu’ fredde e che stanno causando una diminuzione delle temperature in tutta la penisola. Detto questo, capite bene che le condizioni di temperatura richiesta per la formazione di una tromba d’aria erano sicuramente presenti.

Riguardo invece all’intensita’ del fenomeno, possiamo consultare gli archivi storici per cercare di capire quali sono le intensita’ che si sono verificate nel passato in Italia.

Nel 1957 nella zona dell’Oltrepo’ Pavese si e’ verificata una tromba d’aria stimata di grado F4. Nel 1970, a Venezia, si e’ verificato un altro fenomeno, sempre di intensita’ F4, che causo’ diverse vittime. Esistono poi moltissimi altri esempi documentati in Italia di trombe d’aria di intensita’ F2 ed F3, cioe’ uguali o superiori a quello di Taranto. Senza ombra di dubbio poi, il tornado piu’ violento registrato in Italia fu quello che si scateno’ nel 1930 in provincia di Treviso, stimato di grado F5, il massimo della scala Fujita, con venti fino a 500 Km/h. Ovviamente in questo caso si tratto’ di un fenomeno del tutto eccezionale per il nostro paese.

Come vedete, i nostri archivi storici sono ricchi di fenomeni di questo tipo, anche di intensita’ superiori a quelle di Taranto, avvenuti in diverse zone della penisola.

Concludendo, da quanto visto in questo articolo, le condizioni meteo presenti in questi giorni offrivano sicuramente le caratteristiche adatte per la formazione di trombe d’aria. La nostra penisola e’ soggetta a fenomeni di questo tipo e, come visto consultando gli archivi storici, ci sono moltissime testimonianze e documenti che mostrano fenomeni anche piu’ violenti avvenuti negli anni passati. Grazie a queste considerazioni, possiamo smentire l’eccezionalita’ del fenomeno di Taranto e ovviamente ogni possibile connessione con la fine del mondo e con il 21 Dicembre.

Per analizzare i fenomeni attesi per la fine del lungo computo Maya, ma soprattutto per parlare in modo semplice ed accessibile a tutti di scienza, non perdete in libreria “Psicosi 2012. Le risposte della scienza”.

La teoria della Terra cava

11 Nov

In questo post vorrei tornare nuovamente a parlare di UFO, ma non raccontando di nuovi video, presunte osservazioni o sbarchi, ma raccontando un aspetto molto interessante, anche se poco affrontato.

Di ufo, in relazione al 2012, ne abbiamo parlato in diversi post:

Lens flare e avvistamenti UFO

Palla di fuoco nei cieli del Sud Italia

Misteriose sfere di luce

Quella che vorrei raccontarvi ora e’ una delle ipotesi piu’ strane riguardo alla provenienza degli alieni: la teoria della Terra cava. Secondo questa teoria, la nostra Terra avrebbe una serie di spazi vuoti al suo interno dove potrebbero vivere forme di vita intelligenti. I tanti avvistamenti UFO sarebbero proprio dovuti agli abitanti degli spazi interni che escono all’esterno attraverso tunnel sparsi in diverse zone.

Negli ultimi tempi, queste teorie sono state riprese in mano , proprio in vista del 2012, utilizzandole come spiegazione per il presunto aumento di avvistamenti UFO. Oltre a questo, secondo alcune fonti, la scoperta della Terra cava sarebbe molto recente e tenuta nascosta dai soliti potenti perche’ a conoscenza di misteriose civilta’ che vivrebbero sotto i nostri piedi.

Cerchiamo di fare un po’ di chiarezza su questa teoria, presentandola dal punto di vista scientifico.

L’ipotesi di Halley della terra cava con gusci concentrici

L’ipotesi di una terra vuota al suo interno e’ in realta’ molto antica. Gia’ Platone aveva ipotizzato questa teoria nel suo “mito della caverna”. Dal punto di vista scientifico, il primo a parlare di terra cava fu l’astronomo Halley, lo stesso a cui poi venne intitolata la famosa cometa. Secondo Hally, la Terra avrebbe al suo interno due gusci interni concentrici, seguiti poi da un nocciolo duro e molto denso. La crosta esterna che separa la superficie abitata da noi dal primo guscio sarebbe di soli 800 Km.

Nella teoria di Halley, ciascun guscio sarebbe abitabile e dotato di atmosfera. Inoltre, ciascuna zona sarebbe dotata di un proprio campo magnetico. La fuoriuscita di atmosfera dalla parte interna verso l’esterno, convogliata attraverso tunnel di passaggio ai poli, sarebbe poi la causa della formazione delle aurore.

Halley cerco’ per molto tempo di dimostrare la sua teoria, cercando appunto delle variazioni nel comportamento della bussola, indicatore delle interferenze del campo magnetico dei gusci interni. Inutile dire che queste variazioni non vennero mai registrate. Per quanto riguarda le aurore, oggi sappiamo bene che queste sono dovute all’interazione delle particelle prodotte dal sole con la molecole dell’atmosfera sopra i poli, dove le particelle vengono convogliate magneticamente.

Successivamente la teoria della Terra cava venne ripresa in mano da moltissimi scienziati e pensatori, anche se con piccole variazioni sull’abitabilita’, sullo spessore dei gusci o sui campi magnetici interni nulli o piu’ o meno intensi.

Nel XX secolo, la teoria venne ripresa anche dagli scrittori Reed e Gardner per spiegare la presenza ai poli di iceberg di acqua dolce e il ritrovamento di un mammut, sempre ai poli, perfettamente conservato. Secodo queste teorie, il mammut sarebbe stato molto recente non potendosi conservare per cosi’ lungo tempo, mentre gli iceberg di acqua dolce sarebbero formati dalle acque dei fiumi provenienti dalla zona interna della terra. Per completezza, oggi sappiamo bene che gli iceberg sono composti principalmente di acqua dolce perche’ formati dalla neve dei ghiacciai e che il ghiaccio riesce a conservare i corpi per moltissimo tempo rallentando la disgregazione.

Nonostante queste osservazioni, come anticipato, molte fonti hanno ripreso questi concetti mettendoli in relazione con gli avvistamenti ufo e con l’origine della razza umana. Secondo diversi articoli, i gusci interni sarebbero abitati da razze molto progredite e che escono da passaggi presenti ai poli per tenerci sotto osservazione. Secondo alcuni poi, la razza interna del nostro pianeta sarebbe proprio quella che ha generato gli esseri umani.

A parte le osservazioni esposte prima in risposta alle ipotesi storiche sulla Terra cava, e’ possibile smentire definitivamente queste teorie ricorrendo a moderne considerazioni scientifiche.

Prima di tutto, pensiamo alla gravita’. Immaginiamo per assurdo che ci sia una zona vuota all’interno del nostro pianeta. Quale forza di attrazione gravitazionale subirebbe un essere vivente all’interno del guscio? La risposta e’ semplice, zero! Questo risultato e’ noto come Teorema del guscio sferico e venne dimostrato per la prima volta da Newton. In questo caso, un corpo posto sulla superficie del guscio, dunque esterno, subisce una forza di attrazione come se la massa del guscio fosse tutta concentrata nel centro. Per un corpo posto invece all’interno del guscio, la forza sarebbe nulla. Questo perche’ i singoli contributi si annullano a vicenda. Solo per completezza, questo risultato vale non solo per la forza di gravita’ ma anche per altre forze e venne poi utilizzato anche nella formulazione del teorema di Gauss in fisica e in matematica.

Dunque l’essere vivente all’interno non subirebbe forza di gravita’ fluttuando liberamente? Non proprio. A causa della rotazione terrestre intorno al proprio asse, la forza centrifuga produrrebbe una sorta di spinta verso il basso, ma questa sarebbe pari a 1/300 della forza gravitazionale che siamo abituati a subire. Detto in altri termini, l’essere vivente peserebbe 300 volte di meno rispetto alla superficie, essendo solo debolmente legato al suo suolo interno.

L’ipotesi della Terra cava, sarebbe anche in conflitto con le attuali misure di massa della Terra. Le ipotesi sulla densita’ del nostro pianeta, sono valide per una Terra “piena” al suo interno. Ovviamente questo punto non puo’ essere usato per smentire la teoria cava perche’ le ipotesi di densita’ potrebbero essere sbagliate. In fondo nessuno e’ passato attraverso tutti gli strati della Terra per verificare l’ipotesi.

Esiste pero’ un altro punto da discutere e che smentisce definitivamente l’ipotesi della Terra cava. Ci rivolgiamo di nuovo alla forza di gravita’, ed in particolare proprio al peso, conseguenza di questa forza. Immaginiamo, sempre per assurdo, una Terra principalmente cava al suo interno. Questa non sarebbe affatto stabile, ma collasserebbe verso l’interno a causa del suo stesso peso. Risultato di questo sarebbe un’implosione con la formazione di un pianeta piu’ piccolo, ovviamente pieno e questa volta stabile gravitazionalmente.

Concludendo, anche in questo caso, si sono riprese in mano teorie vecchie, smentite da tempo e ancor di piu’ alla luce delle maggiori conoscenze maturate nel tempo.

Prima di farvi suggestionare o di credere a qualche teoria, cercate sempre di documentarvi indipendentemente. Ognuno di noi ha a disposizione un’immensa biblioteca virtuale rappresentata dalla rete internet., sfruttiamola al meglio.

Per affrontare scientificamente tutte le teorie formulate per il 2012, discutendo in realta’ argomenti sempre attuali e di interesse generale, non perdete in libreria “Psicosi 2012. Le risposte della scienza”.

 

 

 

 

2012 e sette deliranti

4 Nov

Molto abbiamo detto su questo 2012, analizzando in dettaglio le profezie e i fenomeni ipotizzati per il 21 Dicembre. Come abbiamo visto in diversi post:

La salvezza e’ vicina …. precisamente a Ceglie in Italia!

Aspettare il 21 Dicembre sui Pirenei

Dove trascorrere il 21 Dicembre

Bugarach completo? Andiamo a Torino!

molti stanno cercando di trovare un luogo sicuro dove aspettare la fine del mondo o stanno organizzando viaggi nelle terre dei Maya. Il denominatore comune di questi argomenti e’ sempre il giro d’affari che viene creato. Come ormai sappiamo bene, il mondo e’ sempre pieno di soggetti pronti a sfruttare queste ghiotte occasioni per il proprio tornaconto personale:

Homo homini lupus

A parte bunker, rifugi e viaggi, non potevano certo mancare sette o vere e proprie organizzazioni pseudo-religiose pronte ad offrire la salvezza … ovviamente in cambio di una manciata di euro!

Moltissime sono le sette che si sono formate in vista del 2012, di queste, sempre piu’ o meno organizzate, hanno attirato la mia attenzione due organizzazioni, sostanzialmente diverse, ma che presentano lo stesso punto in comune, offrire la salvezza: la polacca “Missione del Faraone” e l’italianissima “Non siamo soli”.

Le piramidi di Giza

La Missione del faraone e’ un’organizzazione, come loro stessi si definiscono, di pace, inviata sulla Terra dal pianeta Ashun della costellazione di Orione. Lo scopo della setta e’ quello di aiutare gli abitanti della Terra a prepararsi agli eventi catastrofici del 2012.

Esiste ovviamente un sito internet della Missione, purtroppo solo in polacco o in inglese:

Missione del Faraone

leggere le loro pagine e’ alquanto divertente. Trovate un’accozzaglia senza precedenti di tutte le profezie fatte sul 2012, ovviamente senza uno straccio di prova scientifica e senza lasciar intendere quale o quali profezie si avvereranno. L’unica cosa certa e’ che ci sara’ la fine del mondo e, senza un aiuto esterno, l’umanita’ non potra’ salvarsi.

La cosa piu’ intringante e’ il meccanismo di salvezza. Secondo la missione, la Terra potrebbe essere salvata attivando uno speciale schermo in grado di proteggerla da tutto cio’ che potrebbe venire dallo spazio. Per attivare lo schermo e’ necessario trovare una “chiave” custodita all’interno della Grande Piramide e che servirebbe per lanciare un segnale alla volta di Marte. Sul pianeta sarebbe localizzato il meccanismo di schermo. Questo, creando un raggio invisibile, proteggerebbe la Terra dall’esterno. Questo fantastico macchinario sarebbe gestito direttamente da re Khufu, sovrano di questa civilta’ evoluta che ci avrebbe creato milioni di anni fa.

Come potete immaginare, si tratta di tutte teorie campate in aria e completamente fuori dalla realta’. Fate attenzione pero’, anche se puo’ sembrare un sito completamente fantasioso, il suo ruolo reale lo trovate guardando i banner del sito. Insieme alla immancabile pubblicita’, sempre presente in siti di questo tipo, non poteva certo mancare il pulsante per fare donazioni. Stando a quanto si legge, le donazioni sarebbero necessarie per finanziare la ricerca della famosa chiave di cui abbiamo parlato prima. Come vedete, lo scopo c’e’ sempre!

Cambiamo invece tematica parlando della setta “Non siamo soli”. In questo caso, andiamo verso argomentazioni piu’ religiose, parlando di una vera  e propria setta nel senso stretto della parola.

Questa organizzazione e’ fondata e diretta da Giorgio Bongiovanni. Forse qualcuno di voi avra’ gia’ sentito parlare di questa persona.

Bongiovanni e’ un sedicente profeta a cui sarebbero state donate niente meno che le stigmati. Per capire meglio di cui stiamo parlando, vi segnalo anche il suo sito internet:

Giorgio Bongiovanni

Come potete leggere, Bongiovanni avrebbe addirittura rivelato il vero terzo segreto di Fatima, dal momento che, secondo lui, quello rivelato dalla Chiesa sarebbe solo una parte del vero messaggio dato dalla Madonna a Suor Lucia.

Molto interesanti sono le lettere che Bongiovanni ha inviato al papa, ai vescovi e a molte altre figure di spicco della Chiesa Cattolica. Notate che le epistole sono tutte firmate come “Giorgio Bongiovanni, stigmatizzato”.

In sostanza, Bongiovanni aspetta per il 2012 la seconda venuta in Terra di Cristo. La sua carriera di sedicente profeta inizia nei primi anni ’90 quando, di ritorno da un viaggio a Fatima, sostiene di aver ricevuto le stigmati. Inizialmente Bongiovanni si appoggia alla chiesa cattolica, come potete vedere dai suoi messaggi sul sito, di chiaro stampo cristiano.

Successivamente poi, Bongiovanni ha un cambio di rotta identificando la seconda venuta di Cristo come un arrivo di entita’ aliene. Dal 2000 in poi, la filosofia diventa molto simile a quella della “federazione galattica di luce”, di cui abbiamo avuto modo di parlare in diversi post:

La fine del mondo e’ vicina, parola della CG

4 Agosto? Avete capito male!

CG: prima dell’ascensione …

Anche Bongiovanni aspetta l’arrivo di alieni con cui dice di essere in contatto telepatico. Da questo punto in poi, i suoi messaggi diventano un misto privo di senso logico tra chiesa, religione, navi aliene e arrivi di entita’ extraterrestri confuse una volta con Gesu’, una volta con la Madonna.

Anche nel sito internet di Bongiovanni, non possono mancare una miriade di banner pubblicitari, oltre al solito tasto rapido per fare donazioni. In questo caso pero’, trovate anche una pagina ricca di tutti i suoi libri, i suoi dvd e le sue interviste, ovviamente acquistabili in formato DVD direttamente dalle sue pagine web.

Concludendo, non potevano mancare sette e organizzazioni studiate appositamente in vista del 2012. Tutti questi gruppi offrono di facciata la salvezza in vista delle catastrofi che da qui a poco ci colpiranno, ma il vero scopo e’ solo quello di alimentare il giro d’affari sul 21 Dicembre. Diffidate sempre da questi individui, pronti ad alimentare la paura delle persone per il solo profitto personale.

Per analizzare in modo scientifico le profezie del 21 Dicembre, senza creare allarmismi gratuiti, ma capendo a fondo le basi scientifiche, qualora esistano, su cui si fondano queste teorie, non perdete in libreria “Psicosi 2012. Le risposte della scienza”.