Fusione Nucleare tra 10 anni?

Diverse volte su queste pagine ci siamo fermati a discutere il cosiddetto scenario energetico per i prossimi anni. Come è noto a tutti, con una società sempre più energivora e la popolazione in continua crescita, tra non molto avremo un sostanziale problema di disponibilità energetica. Tutto questo è poi aggravato da quella che per molto tempo abbiamo fatto finta di ignorare, cioè la questione ambientale. Sfruttare in modo non controllato le nostre risorse ci porta ad esaurire e compromettere l’equilibrio dell’ecosistema Terra, equilibrio ormai assolutamente poco stabile a causa del contributo determinante proprio dell’attività umana.

Parlando in generale di scenario energetico, ed in particolare dei due orizzonti temporali più citati, cioè 2020 e 2050, in questo post avevo riportato un’intervista che mi era stata fatta al termine di un convegno su queste tematiche in cui avevo partecipato proprio esponendo la situazione nucleare:

– Scenario energetico 2050

Per quanto riguarda la fissione, anche se nella concezione comune, soprattutto oggi, queste centrali sono viste come sinonimo di incidenti, c’è da sempre una notevole attività di ricerca proprio per migliorare le prestazioni e incrementare la sicurezza dei reattori.

Fissione a parte, la vera chimera del sostentamento energetico è da sempre la reazione di fusione per produzione energetica.

A parte le notevoli discussioni fatte per discutere i processi LENR a bassa energia:

– E-cat meraviglia o grande bufala?

– Ancora sulla fusione fredda

Abbiamo visto in alcuni articoli:

– Sole: quanta confusione!

– La stella in laboratorio

– Studiare le stelle da casa!

– Fusione, ci siamo quasi?

quanto possa essere difficile realizzare questi reattori che produrrebbero energia senza rilasciare praticamente scorie dirette. Come visto, anche se questo è il processo che utilizzano le stelle per produrre energia, applicare questi concetti in modo controllato sulla Terra non è semplice per problematiche tecnologiche ancora oggi assolutamente aperte. Come sappiamo, la scelta del sistema di contenimento del plasma è uno dei problemi aperti della questione. Diversi gruppi sono da decenni impegnati nella ricerca della miglior soluzione, applicabile e che consenta di raggiungere un bilancio positivo del sistema, cioè produrre più energia di quella che viene richiesta dal reattore per funzionare.

Perchè torno a parlare di questi argomenti? Vi mostro prima di tutto il link dove è possibile leggere un annuncio che sta facendo discutere moltissimo in queste ore:

– Lockheed, Fusione

Si tratta di una “news” scritta sul sito internet della Lockheed Martin, società che tutti conoscono se non altro per i suoi sistemi aeronautici. L’annuncio è molto semplice, la Lockheed sostiene di poter arrivare nel giro di 10 anni alla realizzazione commerciale di reattori a fusione portatili, cioè con dimensioni notevolmente inferiori a quelle dei reattori oggi in fase di studio. Questi sistemi potrebbero addirittura essere montati su un camion ed essere trasportati producendo energia in modo mobile. Come viene spiegato, il rendimento di un reattore a fusione sarebbe fino a 5-6 volte maggiore di quelli oggi utilizzati e che sfruttano la fissione.

E’ possibile questo?

Cerchiamo di ragionare insieme. Premetto che moltissimi giornali e siti internet, ecco un esempio:

– Repubblica, Lockheed

hanno pubblicato questa notizia con toni enfatici e annunciando alla rivoluzione energetica. Se così fosse, nei nostri articoli precedenti avremmo sbagliato tutto, così come nell’intervista in cui parlavo di fusione che non sarebbe arrivata, se non in fase di sperimentazione (forse) per il 2050. Ora, la Lockheed parla di “realizzazione” nel giro di 10 anni.

Chi sta sbagliando?

Come nostra abitudine, vi dico subito che non voglio essere scettico per partito preso, ma voglio che i miei ragionamenti siano chiari, o almeno pubblici, per tutti. Tra notevoli difficoltà e con costi altissimi, stiamo cercando di realizzare la macchina ITER. Questo reattore sperimentale darebbe la possibilità di fare studi fondamentali per il confinamento del plasma di fusione. Si tratta, come anticipato, di un reattore per ricerca cioè, detto in parole veramente povere, “dobbiamo provarci e vedere cosa succede”. Immaginate la lunga trafila che si prospetta, si realizza un reattore di ricerca, si fa ricerca, se le cose vanno bene si pensa al futuro, cioè ad un qualcosa che dovrebbe, come prototipo, produrre energia per scopi commerciali. Tempi lunghissimi e investimenti, sia in termini economici che di ricerca, lunghissimi.

La Lockheed nel giro di 10 anni dovrebbe avere un reattore da montare su un camion? Quale è stato fino ad oggi il ruolo di questa società nel campo della fusione? Non esiste uno, e dico uno, articolo scientifico pubblicato dalla Lockheed sulla fusione nucleare. Nella pagina che vi ho linkato all’inizio si parla di test tra un anno e produzione entro 10 anni. Ma di cosa? Come vedete, non c’è uno straccio di affermazione scientifica su cui discutere. Stiamo parlando di un qualcosa che nessuno conosce? Di un confinamento particolare? Di altro? Eppure, parliamo di una società grande e da sempre impegnata, anche se in settori completamente diversi, in ambito ricerca. Questo per dire due cose: fino ad oggi la Lockheed non ha mai parlato di fusione e, almeno sulla carta, conosce molto bene come la ricerca avviene e quali passi deve fare.

Cosa penso di questa storia?

Non voglio mettere un punto alla questione ma, al momento, sono fortemente scettico. Se vi fosse una scoperta fondamentale della scienza, ci sarebbero articoli pubblicati. Se l’applicazione sfruttasse processi classici, cioè già testati, ma in modo diverso, ci sarebbero riferimenti scientifici nell’annuncio. Niente di questo è presente. Un comunicato del genere è pesante perchè, qualora confermato, rimescolerebbe tutte le carte del settore energetico e sarebbe un qualcosa di veramente sensazionale per il nostro futuro energetico.

Personalmente, non capisco i toni di molti giornali, alcuni anche scientifici, che hanno accolto questa notizia come una bomba mediatica senza chiedersi come questa rivoluzione dovrebbe avvenire. Ad oggi, ma sarà un mio limite, io non capisco come questi signori vorrebbero fare la fusione. Alla luce di questo, ripeto “oggi”, sono fortemente scettico sull’annuncio ma, come sempre, resto in attesa di sviluppi pe capire meglio.

 

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

Automobili stampate in 3D!

Solo qualche tempo fa, avevamo parlato in dettaglio delle stampanti 3D:

– Due parole sulla stampa in 3D

Come visto, questi strumenti, che possono esssere considerati ancora in fase prototipale, offrono delle soluzioni uniche con margini di applicazione possibili nei settori più disparati. Dal mio punto di vista, considero questi oggetti ancora in fase di prototipo non per le applicazioni già in corso ma perchè, molto spesso, la loro esistenza è poco conosciuta e perchè ancora non abbiamo sfruttato al massimo le loro potenzialità.

Proprio per questo motivo, oggi vorrei commentare con voi un articolo davvero molto interessante. Solo qualche giorno fa, i giornali hanno riportato qualcosa di impensabile fino ad ora, un’applicazione davvero entusiasmente della stampa 3D con cui è stato realizzato un prototipo di automobile che tra poco, con buona probabilità, verrà messo in commercio.

Attenzione però, al solito, alcune testate hanno riportato la notizia in modo errato definendo questa applicazione come la “prima” automobile stampata in 3D. Per comprendere meglio, diamo qualche dettaglio aggiuntivo.

Già nel 2010, negli Stati Uniti era stata realizzata quella che possiamo definire la prima automobile dotata di carrozzeria stampata in 3D. Il prototipo in questione, perché di questo si tratta, si chiamava Urbee. A riprova, vi riporto un articolo del Sole 24 ore del 3 Novembre 2010:

– Sole 24 ore, Urbee

Questa è la foto della Urbee:

Urbee, la prima vettura in assoluto stampata in 3D

Bene, perchè allora a distanza di 4 anni la stessa applicazione fa ancora notizia? Il primo motivo è nazionalista. La notizia di questi giorni è, ripeto, di un’automobile stampata in 3D e presentata a Chicago su progetto di un designer italiano che si chiama Michele Anoè. Senza indugio, vi mostro subito le foto di questa automobile che si chiama invece STRATI:

La Strati

Detto questo, capite subito perché, giustamente in parte, i giornali italiani hanno dato molto risalto alla notizia. C’è anche da dire che il progetto ha partecipato ad una selezione a livelo mondiale in cui il nostro designer è arrivato primo tra oltre 200 contendenti e per questo motivo la Strati è stata realizzata e presentanta. Ma, oltre a questo, esistono anche delle particolarità tecnico-commerciali che rendono la notizia importante. Al contrario della Urbee, la carrozzeria della Strati è stata stampata tutta in un volta. Il risultato ottenuto è simile a quello dei modellini che si acquistano nei negozi di giocattoli in cui i singoli pezzi sono uniti da piccole giunzioni di plastica. Ecco una foto della lavorazione della Strati:

Lavorazione della Strati

Dopo il processo di stampa, i pezzi vengono fresati per rimuovere le parti di supporto necessarie durante la stampa e il tutto può essere assemblato molto rapidamente. Ecco l’ulteriore deffirenza tra le due automobili, per realizzare una Strati occorrono solo 44 ore di lavorazione. Un tempo record per ottenere un oggetto pronto e realmente funzionante.

Oltre a questo, come anticipato, la Strati verrà ora prodotta e, lentamente, realizzata in serie dalla Local Motor. Inutile dire che questa utomobile è dotata di un motore elettrico tra l’altro assolutamnete commerciale. Il propulsore utilizzato è infatti lo stesso della Renault Twizy. I consumi dichiarati per questo primo prototipo sono assolutamente degni di nota, 65 Km/h come velocità di picco con un’autonomia di 200 Km a ricarica.

Il prezzo?

Considerando che parliamo sempre di una macchina elettrica, il prezzo è più o meno in linea con le altre auto del settore, tra i 18000 e i 34000 dollari. Certo, considerando che tutto il processo di lavorazione delle parti esterne avviene mediante una stampante 3D in 44 ore, permettemi di dire che il costo, forse, è un po’ eccessivo. Molto probabilmente però, ci saranno margini di manovra dal punto di vista commerciale. Parliamo di un reale prototipo su cui non è ancora partita la produzione in serie e sul quale sono montati pezzi provenienti da diversi fornitori.

Concludendo, la Strati, oltre ad essere disegnata da un italiano, rappresenta un notevole salto avanti per la stampa 3D che lascia il mondo dei prototipi con grandi dimensioni per approdare, forse, a livello commerciale. Ripeto quello che ho scritto anche nel precedente articolo, la stampa 3D ci riserverà ancora molte sorprese per il futuro e, grazie ad un incremento dell’utilizzo e della ricerca, potrà realizzare oggetti a basso costo e larga diffusione.

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

“Enorme” cratere nello Utah, ma anche una riflessione

Senza voler fare polemica, ma tanto poi la faccio, alcune volte anche i giornalisti professionisti tendono ad enfatizzare i toni o ad esagerare un pochino. Se lo fanno anche i professionisti, pensate invece a coloro che non lo sono, non sono in grado di scrivere notizie e non fanno altro che sparare cavolate solo per portare acqua al proprio mulino.

Di chi sto parlando?

Ma è ovvio, dei nostri amici complottisti!

Stamattina, come faccio qualche volta, mi metto a spulciare le notizie su alcuni di questi siti. Come detto diverse volte, quando fate questa operazione, dovete sempre avere lo spirito giusto, una sana goliardia che vi consenta di leggere i vari articoli solo per mettervi di buon umore. Non lasciate che le loro teorie assurde vi creino stati di ansia. Il tutto è studiato appositamente solo per diffondere paure o sospetti verso la scienza, la società, l’economia e via dicendo.

Cosa ho letto stamattina?

Normalmente, non faccio i nomi dei siti proprio per evitare di contribuire a questo circolo vizioso e fare pubblicità a questi soggetti, ma questa volta, per dovere di cronaca, credo sia giusto dire tutto per filo e per segno.

Su “Segni dal Cielo” e “Centro Meteo Italiano”, leggo una notizia su un misterioso “cratere” apparso in un laghetto per irrigazione dello Utah. Come riportato, questa misteriosa voragine sarebbe apparsa da un momento all’altro all’interno di questo lago lasciando gli abitanti del luogo assolutamente interdetti. Prima di tutto, vi mostro una foto di questo fenomeno:

La voragine apparsa nel laghetto dello Utah

Ovviamente, i residenti hanno subito chiamato le autorità competenti e gli esperti per capire l’origine del fenomeno. Come da copione catastrofista però, gli esperti brancolano nel buio. Diverse ipotesi sono state fatte, ma tutte sono state scartate. All’inizio si era parlato di fenomeno sismico, impossibile perchè nella zona non ci sono stati terremoti. Poi, di collasso dovuto alla rottura di una tubatura durante lo scavo del lago. Anche questa ipostesi da scartare perchè sul fondo dello specchio d’acqua non ci sono tubazioni. Qualcuno aveva avanzato l’ipotesi di un fenomeno provocato da emissione di metano prodotto dalla decomposizione di organismi. Anche questa ipotesi scartata dagli esperti dopo le misurazioni.

Ovviamente, non mancano i riferimenti e le analogie forzate con il misterioso cratere comparso in Siberia e di cui abbiamo parlato in questo post:

– Finalmente …. il “buco” della Siberia

Visto che li abbiamo citati esplicitamente, vi riporto alcune delle perle che i siti complottisti hanno donato riportando la notizia.

Apertura di Segni dal Cielo:

Il cratere è stato scoperto il mese scorso da Gary Dalton di Circleville dopo aver visto un buco insolito in un lago. Dalton è rimasto sorpreso da questa strana voragine dichiarando di non aver mai visto nulla di simile associando immediatamente la voragine a qualcosa di “marziano” o “diabolico”.

Le teorie scientifiche convenzionali sono state tutte scartate:

Gli esperti della Geological Survey Utah appena notato la voragine sono rimasti sconcertati. Le teorie sono diverse ha detto il geologo veterano Bill Lund mentre scrutava lo stagno, ma la maggior parte di loro sono andate in fumo.

Attenzione però, cosa è accaduto qualche giorno prima che la voragine fosse scoperta?

Anche se Dalton ha visto una meteora di fuoco nel cielo un paio di settimane fa, il signor Lund ha detto in sostanza che l’avvistamento è avvenuto molto prima della comparsa del cratere.

Purtroppo, questo avvistamento è avvenuto molti giorni prima. Osservate però una cosa, già per due volte vengono citati fenomeni alieni, così tra le righe, giusto per stuzzicare il lettore. Sempre gli alieni, vengono citati una terza volta con un rapido passaggio un pò “scherzoso”:

Il figlio di Gary Dalton ha scherzato sul fatto dicendo che si è trattato di un’eruzione vulcanica o un atterraggio marziano.

Ma anche all’inizio dell’articolo in questo passaggio:

Le teorie sono diverse, alcune parlano anche di un’eruzione indotta dagli alieni,

Capito come vengono costruiti questi articoli? Il lettore viene continuamente punzecchiato con affermazioni di questo tipo proprio per stimolarlo o insinuare il dubbio.

Anche Centro Meteo Italiano si lancia in ipotesi di speigazione abbastanza enfatizzate:

(Sul fondo del lago …) si sono formati alcuni cerchi, come se qualcosa fosse scoppiato dal basso formando quello che sembra essere quasi un piccolo cratere vulcanico.

Ma la cosa più incredibile è nelle dimensioni di questo “enorme” cratere che è stato osservato. Non ci credete?

Segni dal Cielo, anche se non cita le dimensioni, parla tranquillamente di cratere e voragine. Personalmente, leggendo di “voragine” penso a qualcosa di veramente grande.

Centro Meteo Italiano invece fornisce anche le misure di questo cratere:

gli agricoltori locali hanno notato che un buco molto grande era presente sotto l’acqua del laghetto, un vero e proprio cratere; è stato notato perché sul fondale dello specchio d’acqua, del diametro di circa 25 metri,

25 metri! Devo dire che il termine voragine è veramente azzeccato.

Ora però, basta scherzare e torniamo seri. Per verificare la quantità di balle raccontate da questi signori, basta prendere una fonte diversa, citata anche negli articoli analizzati, e verificare. In particolare, anche se ne ho letti diversi ma tutti in accordo tra loro, prendo spunto da questo articolo del Daily Mail:

– Daily Mail, Utah

Partendo proprio dall’ultima osservazione riguardante le dimensioni del cratere, leggendo l’articolo originale si nota qualcosa di molto grave. Il cerchio più esterno con all’interno le alghe non è assolutamente di 25 metri ma:

Just beneath the surface he saw concentric circles in the pond bottom with a diameter of about 25ft (7.6 metres)

di 25 “piedi”. Non è proprio la stessa cosa, eppure alle scuole elementari vengono spiegate ancora le conversioni tra le unità di misura. Come riportato nell’articolo stesso, 25 piedi corrispondono a 7.6 metri. Va bene, non facciamo i pignoli, capita a tutti di sbagliare.

Interessante è invece la misura della profondità di questa “voragine”. Tutti parlano di voragine, cratere, ecc., ma non dicono quanto è profonda. Per fortuna, il solito Daily Mail riporta anche questo dato:

The central depression is about 17.8cm (7in). They were able to push the handle of a pitchfork another 33cm (13in) or so straight down in the soft centre.

Neanche 18 cm, anche se il fondo è soffice ed è stato possibile conficcare nel terreno il manico di un forcone fino a 33 cm. Ripeto, non mi sembra si stia parlando di misure tali da giustificare il termine “cratere”!

Prima di chiudere, credo sia giusto anche parlare delle origini di questo buco, perdonatemi se non lo chiamo più “cratere”.

Anche se gli studi sono ancora in corso, molti esperti concordano, al contrario di quanto affermato dagli articoli citati, che si tratti di un colasso dovuto al terreno comprimibile. Cosa significa? Negli ultimi due anni, lo specchio d’acqua è stato svuotato e riempito, per irrigazione, circa dodici volte. In questo caso, le continue variazioni della pressione dell’acqua sul fondo possono comprimere l’aria intrappolata negli strati meno profondi provocando collassi localizzati. Non si tratta di una teoria fantasiosa ma di un problema ben noto a tutti gli ingegneri che devono realizzare uno specchio d’acqua artificiale. In questo caso, è necessario studiare a priori la morfologia del terreno per comprendere come questo reagirà ai carichi provocati dal volume d’acqua. Sempre il Daily Mail riporta una figura molto chiara per spiegare quanto avvenuto:

Meccanismo di formazione della depressione

Come mostrato, la variazioni di pressione provocate dal continuo riempimento e svuotamento del lago comprimono il terreno spingendo l’aria intrappolata in profondità, che può causare cedimenti come quello di cui stiamo discutendo.

Ovviamente, come detto, questa è l’ipotesi accettata dalla maggioranza degli esperti interpellati anche se controlli sono ancora in corso. Oltre all’analisi di questo interessante fenomeno naturale, credo che questo post sia servito per far capire meglio come alcune notizie vengono riportate sulla rete.

 

 

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

17 equazioni che hanno cambiato il mondo

Nel 2013 Ian Stewart, professore emerito di matematica presso l’università di Warwick, ha pubblicato un libro molto interessante e che consiglio a tutti di leggere, almeno per chi non ha problemi con l’inglese. Come da titolo di questo articolo, il libro si intitola “Alla ricerca dello sconosciuto: 17 equazioni che hanno cambiato il mondo”.

Perchè ho deciso di dedicare un articolo a questo libro?

In realtà, il mio articolo, anche se, ripeto, è un testo che consiglio, non vuole essere una vetrina pubblicitaria a questo testo, ma l’inizio di una riflessione molto importante. Queste famose 17 equazioni che, secondo l’autore, hanno contribuito a cambiare il mondo che oggi conosciamo, rappresentano un ottimo punto di inizio per discutere su alcune importanti relazioni scritte recentemente o, anche, molti secoli fa.

Come spesso ripetiamo, il ruolo della fisica è quello di descrivere il mondo, o meglio la natura, che ci circonda. Quando i fisici fanno questo, riescono a comprendere perchè avviene un determinato fenomeno e sono altresì in grado di “predirre” come un determinato sistema evolverà nel tempo. Come è possibile questo? Come è noto, la natura ci parla attraverso il linguaggio della matematica. Modellizare un sistema significa trovare una o più equazioni che  prendono in considerazione i parametri del sistema e trovano una relazione tra questi fattori per determinare, appunto, l’evoluzione temporale del sistema stesso.

Ora, credo che sia utile partire da queste 17 equzioni proprio per riflettere su alcuni importanti risultati di cui, purtroppo, molti ignorano anche l’esistenza. D’altro canto, come vedremo, ci sono altre equazioni estremanete importanti, se non altro per le loro conseguenze, che vengono studiate a scuola senza però comprendere la potenza o le implicazioni che tali risultati hanno sulla natura.

Senza ulteriori inutili giri di parole, vi presento le 17 equazioni, ripeto secondo Stewart, che hanno cambiato il mondo:

Le 17 equazioni che hanno cambiato il mondo secondo Ian Stewart

Sicuramente, ognuno di noi, in base alla propria preparazione, ne avrà riconosciute alcune.

Passiamo attraverso questa lista per descrivere, anche solo brevemente, il significato e le implicazioni di questi importanti risultati.

Teorema di Pitagora

Tutti a scuola abbiamo appreso questa nozione: la somma dell’area dei quadrati costruiti sui cateti, è pari all’area del quadrato costruito sull’ipotenusa. Definizione semplicissima, il più delle volte insegnata come semplice regoletta da tenere a mente per risolvere esercizi. Questo risultato è invece estremamente importante e rappresenta uno dei maggiori assunti della geometria Euclidea, cioè quella che tutti conoscono e che è relativa al piano. Oltre alla tantissime implicazioni nello spazio piano, la validità del teorema di Pitagora rappresenta una prova indiscutibile della differenza tra spazi euclidei e non. Per fare un esempio, questo risultato non è più vero su uno spazio curvo. Analogamente, proprio sfruttando il teorema di Pitagora, si possono fare misurazioni sul nostro universo, parlando proprio di spazio euclideo o meno.

 

Logaritmo del prodotto

Anche qui, come riminescenza scolastica, tutti abbiamo studiato i logaritmi. Diciamoci la verità, per molti questo rappresentava un argomento abbastanza ostico e anche molto noioso. La proprietà inserita in questa tabella però non è affatto banale e ha avuto delle importanti applicazioni prima dello sviluppo del calcolo informatizzato. Perchè? Prima dei moderni calcolatori, la trasformazione tra logaritmo del prodotto e somma dei logaritmi, ha consentito, soprattutto in astronomia, di calcolare il prodotto tra numeri molto grandi ricorrendo a più semplici espedienti di calcolo. Senza questa proprietà, molti risultati che ancora oggi rappresentano basi scientifiche sarebbero arrivati con notevole ritardo.

 

Limite del rapporto incrementale

Matematicamente, la derivata di una funzione rappresenta il limite del rapporto incrementale. Interessante! Cosa ci facciamo? La derivata di una funzione rispetto a qualcosa, ci da un’indicazione di quanto quella funzione cambi rispetto a quel qualcosa. Un esempio pratico è la velocità, che altro non è che la derivata dello spazio rispetto al tempo. Tanto più velocemente cambia la nostra posizione, tanto maggiore sarà la nostra velocità. Questo è solo un semplice esempio ma l’operazione di derivata è uno dei pilastri del linguaggio matematico utilizzato dalla natura, appunto mai statica.

 

Legge di Gravitazione Universale

Quante volte su questo blog abbiamo citato questa legge. Come visto, questa importante relazione formulata da Newton ci dice che la forza agente tra due masse è direttamente proporzionale al prodotto delle masse stesse e inversamente proporzionale al quadrato della loro distanza. A cosa serve? Tutti i corpi del nostro universo si attraggono reciprocamente secondo questa legge. Se il nostro Sistema Solare si muove come lo vediamo noi, è proprio per il risultato delle mutue forze agenti sui corpi, tra le quali quella del Sole è la componente dominante. Senza ombra di dubbio, questo è uno dei capisaldi della fisica.

 

Radice quadrata di -1

Questo è uno di quei concetti che a scuola veniva solo accennato ma che poi, andando avanti negli studi, apriva un mondo del tutto nuovo. Dapprima, siamo stati abituati a pensare ai numeri naturali, agli interi, poi alle frazioni infine ai numeri irrazionali. A volte però comparivano nei nostri esercizi le radici quadrate di numeri negativi e semplicemente il tutto si concludeva con una soluzione che “non esiste nei reali”. Dove esiste allora? Quei numeri non esistono nei reali perchè vivono nei “complessi”, cioè in quei numeri che arrivano, appunto, da radici con indice pari di numeri negativi. Lo studio dei numeri complessi rappresenta un importante aspetto di diversi settori della conoscenza: la matematica, l’informatica, la fisica teorica e, soprattutto, nella scienza delle telecomunicazioni.

 

Formula di Eulero per i poliedri

Questa relazione determina una correlazione tra facce, spigoli e vertici di un poliedro cioè, in parole semplici, della versione in uno spazio tridimensionale dei poligoni. Questa apparentemente semplice relazione, ha rappresentato la base per lo sviluppo della “topologia” e degli invarianti topologici, concetti fondamentali nello studio della fisica moderna.

 

Distribuzione normale

Il ruolo della distribuzione normale, o gaussiana, è indiscutibile nello sviluppo e per la comprensione dell’intera statistica. Questo genere di curva ha la classica forma a campana centrata intorno al valore di maggior aspettazione e la cui larghezza fornisce ulteriori informazioni sul campione che stiamo analizzando. Nell’analisi statistica di qualsiasi fenomeno in cui il campione raccolto sia statisticamente significativo e indipendente, la distribuzione normale ci fornisce dati oggettivi per comprendere tutti i vari trend. Le applicazioni di questo concetto sono praticametne infinite e pari a tutte quelle situazioni in cui si chiama in causa la statistica per descrivere un qualsiasi fenomeno.

 

Equazione delle Onde

Questa è un’equazione differenziale che descrive l’andamento nel tempo e nello spazio di un qualsiasi sistema vibrante o, più in generale, di un’onda. Questa equazione può essere utilizzata per descrivere tantissimi fenomeni fisici, tra cui anche la stessa luce. Storicamente poi, vista la sua importanza, gli studi condotti per la risoluzione di questa equazione differenziale hanno rappresentato un ottimo punto di partenza che ha permesso la risoluzione di tante altre equazioni differenziali.

 

Trasformata di Fourier

Se nell’equazione precedente abbiamo parlato di qualcosa in grado di descrivere le variazioni spazio-temporali di un’onda, con la trasformata di Fourier entriamo invece nel vivo dell’analisi di un’onda stessa. Molte volte, queste onde sono prodotte dalla sovrapposizione di tantissime componenti che si sommano a loro modo dando poi un risultato finale che noi percepiamo. Bene, la trasformata di Fourier consente proprio di scomporre, passatemi il termine, un fenomeno fisico ondulatorio, come ad esempio la nostra voce, in tante componenti essenziali più semplici. La trasformata di Fourier è alla base della moderna teoria dei segnali e della compressione dei dati nei moderni cacolatori.

 

Equazioni di Navier-Stokes

Prendiamo un caso molto semplice: accendiamo una sigaretta, lo so, fumare fa male, ma qui lo facciamo per scienza. Vedete il fumo che esce e che lentamente sale verso l’alto. Come è noto, il fumo segue un percorso molto particolare dovuto ad una dinamica estremamente complessa prodotta dalla sovrapposizione di un numero quasi infinito di collissioni tra molecole. Bene, le equazioni differenziali di Navier-Stokes descrivono l’evoluzione nel tempo di un sistema fluidodinamico. Provate solo a pensare a quanti sistemi fisici includono il moto di un fluido. Bene, ad oggi abbiamo solo delle soluzioni approssimate delle equazioni di Navier-Stokes che ci consentono di simulare con una precisione più o meno accettabile, in base al caso specifico, l’evoluzione nel tempo. Approssimazioni ovviamente fondamentali per descrivere un sistema fluidodinamico attraverso simulazioni al calcolatore. Piccolo inciso, c’è un premio di 1 milione di dollari per chi riuscisse a risolvere esattamente le equazioni di Navier-Stokes.

 

Equazioni di Maxwell

Anche di queste abbiamo più volte parlato in diversi articoli. Come noto, le equazioni di Maxwell racchiudono al loro interno i più importanti risultati dell’elettromagnetismo. Queste quattro equazioni desrivono infatti completamente le fondamentali proprietà del campo elettrico e magnetico. Inoltre, come nel caso di campi variabili nel tempo, è proprio da queste equazioni che si evince l’esistenza di un campo elettromagnetico e della fondamentale relazione tra questi concetti. Molte volte, alcuni soggetti dimenticano di studiare queste equazioni e sparano cavolate enormi su campi elettrici e magnetici parlando di energia infinita e proprietà che fanno rabbrividire.

 

La seconda legge della Termodinamica

La versione riportata su questa tabella è, anche a mio avviso, la più affascinante in assoluto. In soldoni, la legge dice che in un sistema termodinamico chiuso, l’entropia può solo aumentare o rimanere costante. Spesso, questo che è noto come “principio di aumento dell’entropia dell’universo”, è soggetto a speculazioni filosofiche relative al concetto di caos. Niente di più sbagliato. L’entropia è una funzione di stato fondamentale nella termodinamica e il suo aumento nei sistemi chiusi impone, senza mezzi termini, un verso allo scorrere del tempo. Capite bene quali e quante implicazioni questa legge ha avuto non solo nella termodinamica ma nella fisica in generale, tra cui anche nella teoria della Relatività Generale di Einstein.

 

Relatività

Quella riportata nella tabella, se vogliamo, è solo la punta di un iceberg scientifico rappresentato dalla teoria della Relatività, sia speciale che generale. La relazione E=mc^2 è nota a tutti ed, in particolare, mette in relazione due parametri fisici che, in linea di principio, potrebbero essere del tutto indipendenti tra loro: massa ed energia. Su questa legge si fonda la moderna fisica degli acceleratori. In questi sistemi, di cui abbiamo parlato diverse volte, quello che facciamo è proprio far scontrare ad energie sempre più alte le particelle per produrne di nuove e sconosciute. Esempio classico e sui cui trovate diversi articoli sul blog è appunto quello del Bosone di Higgs.

 

Equazione di Schrodinger

Senza mezzi termini, questa equazione rappresenta il maggior risultato della meccanica quantistica. Se la relatività di Einstein ci spiega come il nostro universo funziona su larga scala, questa equazione ci illustra invece quanto avviene a distanze molto molto piccole, in cui la meccanica quantistica diviene la teoria dominante. In particolare, tutta la nostra moderna scienza su atomi e particelle subatomiche si fonda su questa equazione e su quella che viene definita funzione d’onda. E nella vita di tutti i giorni? Su questa equazione si fondano, e funzionano, importanti applicazioni come i laser, i semiconduttori, la fisica nucleare e, in un futuro prossimo, quello che indichiamo come computer quantistico.

 

Teorema di Shannon o dell’informazione

Per fare un paragone, il teorema di Shannon sta ai segnali così come l’entropia è alla termodinamica. Se quest’ultima rappresenta, come visto, la capicità di un sistema di fornire lavoro, il teorema di Shannon ci dice quanta informazione è contenuta in un determinato segnale. Per una migliore comprensione del concetto, conviene utilizzare un esempio. Come noto, ci sono programmi in grado di comprimere i file del nostro pc, immaginiamo una immagine jpeg. Bene, se prima questa occupava X Kb, perchè ora ne occupa meno e io la vedo sempre uguale? Semplice, grazie a questo risultato, siamo in grado di sapere quanto possiamo comprimere un qualsiasi segnale senza perdere informazione. Anche per il teorema di Shannon, le applicazioni sono tantissime e vanno dall’informatica alla trasmissione dei segnali. Si tratta di un risultato che ha dato una spinta inimmaginabile ai moderni sistemi di comunicazione appunto per snellire i segnali senza perdere informazione.

 

Teoria del Caos o Mappa di May

Questo risultato descrive l’evoluzione temporale di un qualsiasi sistema nel tempo. Come vedete, questa evoluzione tra gli stati dipende da K. Bene, ci spossono essere degli stati di partenza che mplicano un’evoluzione ordinata per passi certi e altri, anche molto prossimi agli altri, per cui il sistema si evolve in modo del tutto caotico. A cosa serve? Pensate ad un sistema caotico in cui una minima variazione di un parametro può completamente modificare l’evoluzione nel tempo dell’intero sistema. Un esempio? Il meteo! Noto a tutti è il cosiddetto effetto farfalla: basta modificare di una quantità infinitesima un parametro per avere un’evoluzione completamente diversa. Bene, questi sistemi sono appunto descritti da questo risultato.

 

Equazione di Black-Scholes

Altra equazione differenziale, proprio ad indicarci di come tantissimi fenomeni naturali e non possono essere descritti. A cosa serve questa equazione? A differenza degli altri risultati, qui entriamo in un campo diverso e più orientato all’uomo. L’equazione di Black-Scholes serve a determinare il prezzo delle opzioni in borsa partendo dalla valutazione di parametri oggettivi. Si tratta di uno strumento molto potente e che, come avrete capito, determina fortemente l’andamento dei prezzi in borsa e dunque, in ultima analisi, dell’economia.

 

Bene, queste sono le 17 equazioni che secondo Stewart hanno cambiato il mondo. Ora, ognuno di noi, me compreso, può averne altre che avrebbe voluto in questa lista e che reputa di fondamentale importanza. Sicuramente questo è vero sempre ma, lasciatemi dire, questa lista ci ha permesso di passare attraverso alcuni dei più importanti risultati storici che, a loro volta, hanno spinto la conoscenza in diversi settori. Inoltre, come visto, questo articolo ci ha permesso di rivalutare alcuni concetti che troppo spesso vengono fatti passare come semplici regolette non mostrando la loro vera potenza e le implicazioni che hanno nella vita di tutti i giorni e per l’evoluzione stessa della scienza.

 

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

E ancora con la povera Luna!

In queste pagine, diverse volte abbiamo dedicato articoli alla nostra amata Luna. Il perchè di questo è semplice, come detto in questo articolo:

. La bufala dell’Apollo 20, un evergreen!

data la sua vicinanza, la possibilità di osservarla ad occhio nudo e, purtroppo come in questo caso, la tecnologia sempre più presente nelle nostre vite, la Luna stuzzica da sempre le fantasie più complottiste e possibiliste sull’esistenza degli alieni.

Perchè parlo di tecnologia anche in questo caso?

Tutti conoscono ovviamente il servizio Google Earth, che consente di osservare immagini digitali ad altissima definizione della nostra Terra. Non tutti sanno però che c’è la possibilità di estendere questo servizio anche alla Luna e a Marte, sfruttando le immagini rilasciate dalla NASA e messe a disposizione del grande pubblico.

Come potete facilmente immaginare, questo “servizio” ha un rovescio della medaglia. Non manca infatti chi passa il proprio tempo a osservare queste immagini in cerca di un qualsiasi segnale che possa far presagire la presenza di alieni. Così, ogni minima ombra, sasso e effetto ottico diviene un alieno, una base extraterrestre, un meeting di grigi che tramano contro la Terra, ecc.. Dimenticavo, come sempre il tutto coperto dagli scienziati in camice bianco che sono pagati dal governo per nascondere la verità.

Perchè torno su questo argomento? Molto semplice, nelle ultime ore, un simpatico utente di youtube ha pubblicato un video costruito utilizzando le immagini della Luna e che, nell’arco di pochissimo tempo, è, come si dice oggi, divenuto virale ottenendo qualcosa come quattro milioni di visualizzazioni.

Cosa avrebbe di tanto speciale questo video? Senza troppi giri di parole, ecco a voi il video:

Come avete visto, in queste immagini si vede al centro una figura che, senza il minimo dubbio, rappresenta un soggetto umanoide. Poichè, come noto, ad oggi non ci sono missioni in corso sulla Luna, quello deve essere un alieno lunare. Notate infatti la sua ombra che non lascia proprio spazio ad altre ipotesi.

Non ditemi che sono monotono, ma anche in questo caso giornali nazionali hanno riportato la notizia mostrando le immagini in questione e parlando di forme umanoidi sul nostro satellite! Sapete qual è la cosa più bella? Che questi stessi giornali si chiedono perchè la NASA non abbia ancora smentito la notizia!

Ragioniamo insieme. Ricordate questo articolo:

– 2012, la NASA non smentisce?

Come scritto qui, non possiamo pensare che la NASA possa passsare le giornate facendo rispondere i suoi dipendenti ad ogni video, foto, sito, ecc., che ogni giorno viene pubblicato sulla rete con prove assolutamnete ridicole!

Secondo voi, c’è bisogno di smentire? Proviamoci insieme.

Per prima cosa, come giustamente criticato da molti altri siti, se fosse reale, data la sua ombra, l’alieno sarebbe alto circa 160 metri. Forse ,un pò troppo cresciuto. Inoltre, come visibile in questa foto:

Foto di un altro punto della Luna in cui si vede la stessa forma.

la stessa identica forma si trova anche in un altro punto della Luna, sempre visualizzato da Google Moon (coordinate: 26°47’13.20″N 3°10’8.65″E). Vi comincia a venire qualche dubbio? Che gli alieni lunari, ripeto alti 160 metri, vadano in giro per la Luna e abbiano tutti la stessa identica forma?

Anche in questo caso, con buona probabilità, quello che si vede nelle immagini potrebbe essere una deformazione nella digitizazzione della foto o, in alternativa, un qualcosa depositato sulla camera al momento dello scatto. La forma umanoide è, come al solito, facilmente spiegabile parlando di pareidolie. Non è l’oggetto ad avere una forma umanoide, siamo noi, o meglio il nostro cervello, a voler vedere una forma che conosciamo. In altri termini: gli occhi vedono quello che il cervello vuol vedere!

Esempi di pareidolie sono comuni anche sulla Terra, dove non è difficile imbattersi in rocce che sembrano animali, campi di grano che ricordano visi umani, ecc., ecc., con tanti altri esempi noti a tutti.

Detto questo, nulla da aggiungere sul filmato in questione. Speriamo solo che questo utente di youtube decida di fare qualche giorno di vacanza piuttosto che stare chiuso in casa a scartabellare foto lunari!

 

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Un asteroide ci distruggera’, parola di Gesu’

Nella nostra sezione:

– Hai domande o dubbi?

un affezionato lettore ci ha chiesto maggiori spiegazioni riguardo una nuova presunta profezia che sta spopolando sul web.

Di cosa si tratta?

Come detto anche nel commento, l’argomento della profezia e’ senza dubbio inflazionato e gia’ abusato ma le modalita’ sono invece abbastanza interessanti. Senza tergiversare troppo, vi riporto le testuali parole da cui e’ nato questo nuovo caso mediatico:

That’s what Jesus himself said! So, hey, just get ready. Get right. And stay right with the Lord. It could be next week, it could be 1,000 years from now. But nevertheless, we want to be ready whenever the Lord says, ‘I’m wrapping it up, and it’s time to come home.

In sintesi, il Signore, si, proprio “Signore” con la lettera maiuscola, ci dice di stare attenti perche’ la Terra sara’ distrutta da un asteroide di grandi dimensioni. Quando avverra’ questo? Come potete leggere, potrebbe accadere la prossima settimana o tra 1000 anni, ma questo e’ il modo in cui la Terra e l’umanita’ verranno distrutti.

Bhe’, detto questo, se si parla di una settimana o 1000 anni dove sarebbe il problema?

Su questo blog, diverse volte abbiamo parlato di asteroidi, meteoriti ma soprattutto di eventuali studi fatti per pensare una ipotetica difesa qualora il nostro pianeta fosse minacciato dalla collisione di un qualcosa proveniente dallo spazio:

– Asteroidi: sappiamo difenderci?

– Tutto liscio fino al 21/12?

– 2012 DA14: c.v.d.

– E alla fine Nibiru e’ un asteroide!

– Attenzione, tra poche ore passa Apophis!

– Effetti di un impatto con Nibiru

Ora, quando parliamo di eventuali sistemi di difesa, non stiamo ragionando su affermazioni senza senso pronunciate da qualche blog ma di vera scienza. La probabilita’ che un corpo di notevoli dimensioni, cioe’ in grado di causare danni tangibili al pianeta, possa arrivare sulla Terra e’, al contrario di quanto afferma qualcuno, bassa ma non nulla, come invece vorrebbe farvi credere qualcun altro. Pensare che questa possibilita’ sia zero e’ scientificamente sbagliato. Tra l’altro, il miglioramento dei nostri sistemi osservativi ha consentito di ottenere un database molto vasto di NEO, cioe’ oggetti vicini alla Terra e proprio da questi studi ci si puo’ rendere conto che “potrebbe” accadere.

Come si reagisce di fronte a questo?

Il paragone da fare e’ molto semplice: uscendo di casa esiste la probabilita’ che vi cada una tegola in testa. Evitate di uscire per questo motivo? Non credo proprio. Allo stesso modo, sapere che un meteorite potrebbe impattare la Terra, ci deve spingere a pensare sistemi eventuali per scongiurare il pericolo. Solo in questo modo, se mai dovesse accadere, saremmo in grado di prendere le dovute precauzioni.

Detto questo, credo che il discorso sia molto chiaro ma, per dovere di cronaca, torniamo alla profezia da cui siamo partiti. Il Signore, sempre lettera maiuscola, avrebbe detto quanto riportato. Davvero? A chi lo avrebbe detto?

Purtroppo, il Signore non organizza conferenze stampa ma lo avrebbe comunicato, non si sa come, a Marion Gordon Robertson, per gli amici Pat. Chi sarebbe questo tizio? Praticamente, possiamo definirlo un “televangelista”, cioe’ uno di quelli che vanno in TV e predicano in trasmissioni apposite. In questo caso, Pat conduce una trasmissione negli Stati Uniti,  The 700 Club, seguitissima e che va in onda da moltissimi anni. Per chi non lo conoscesse, Robertson oltre a fare le sue prediche in TV, e’ uno di quelli a cui piace annunciare eventi, sempre a nome e per conto del Signore. In passato, si e’ gia’ lanciato in annunci per il giorno del giudizio ma nel suo curriculum non mancano profezie politiche sull’elezione del presidente o di attacchi terroristici nei confronti dell’America.

Questa volta pero’, mi sento di spezzare una lancia, magari mezza, a favore di Pat. Come riportato, lui parla di evento tra una settimana o 1000 anni. Da questa affermazione, e il capostite e’ stato l’Huffington post americano, ne e’ nato un corri corri su web creando il caso mediatico annunciando la fine del mondo per la prossima settimana. Purtroppo, questa e’ l’ennesima riprova della voglia di catastrofismo che ormai imperversa e a cui molti giornali, anche molti quotidiani italiani hanno diffuso la notizia, si sono attaccatti con le unghie.

Perche’ il buon Robertson avrebbe fatto una dichiarazione del genere proprio ora? Anche questo e’ semplice e ben comprensibile. Proprio in queste settimane e’ uscito un nuovo libro di Pat dal titolo “The End of the Age”, cioe’ la “fine dei tempi”. Credo che il titolo del libro faccia ben capire il suo contenuto e soprattutto perche’ l’annuncio fatto possa fungere da volano per le vendite.

Concludendo, siamo di fronte alla solita bufala annunciata da qualcuno e a cui tanti si rifanno creando il caso mediatico. Questo e’, purtroppo, come gia’ discusso, il rovescio della medaglia della nostra era digitale. Sparando una cavolata in rete, ci vuole poco, soprattutto in questo periodo storico, perche’ questa diventi “virale”, come dicono gli esperti, e tutto il gregge la riporti senza neanche ragionarci su.

 

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Nessie e’ ancora viva …. oppure non e’ mai esistita?

Un nostro caro lettore, nella sezione:

– Hai domande o dubbi?

ci ha segnalato un articolo del Corriere in cui si torna a parlare di Nessie, cioe’ di quello che e’ anche noto come “mostro di Lochness”:

– Articolo Corriere

Di Nessie avevamo gia’ parlato in passato cercando di analizzare la storia di questi avvistamenti partendo proprio dalle origini di questa leggenda nota a tutti:

– Loch Ness, finalmente la spiegazione?

Come visto, la storia del mostro di Lochness e’ molto antica e nel corso dei secoli si e’ arrichita di volta in volta di nuovi avvistamenti. Di questi pero’, neanche uno risulta verificato e provato. Ogni volta, si fa riferimento a foto poco visibili, molto lontane o, peggio ancora, come visto nell’articolo precedente, a scherzi organizzati proprio per mantenere alta l’attenzione.

Senza girarci troppo intorno, la storia del mostro ha creato la fortuna del turismo del lago. Personalmente, credo che anche senza questa leggenda il sito sarebbe stato meta di molti appassionati per la bellezza del lago e della vegetazione intorno. Sicuramente pero’, la leggenda del terribile mostro ha contribuito ad aggiungere un turismo di curiosi attratti dalla possibilita’ di avvistare Nessie e, perche’ no, dimostrare finalmente la sua esistenza.

Ora, come avrete visto dall’articolo linkato inizialmente, questa volta l’avvistamento e’ degno dell’era della nuova tecnologia. Non stiamo piu’ parlando di foto scattate durante le notti nebbiose sul lago, bensi’ di un avvistamento fatto via satellite.

Come dichiarato, dalle nuove mappe satellitari utilizzate da Apple si nota al centro del lago una curiosa forma che, come riportato, potrebbe far pensare ad una grande creatura marina che nuota vicino alla superficie.

Poiche’ fidarsi e’ bene, non fidarsi e’ meglio, sono andato a verificare le foto direttamente sul mio cellulare confermando che l’immagine riportata corrisponde a realta’:

Il presunto mostro di Loch Ness nelle mappe satellitari utilizzate da Apple

Perche’ l’ho fatto? Semplice, molti siti hanno fatto copia/incolla senza neanche verificare la fonte. Poiche’ in passato abbiamo avuto diversi casi di articoli facilmente smentibili da una prima verifica, ho ritenuto giusto verificare direttamente.

Dunque, l’immagine e’ reale ergo Nessie esiste ed e’ stata avvistata da Apple.

Come potete immaginare, questa conclusione potrebbe essere un pochino affrettata.

Di cosa si tratta?

Diverse volte abbiamo parlato di come sono realizzate le mappe satellitari. Ragioniamo un attimo. Provate, cosi’ per sperimentare, ad aprire un qualsiasi programma di questo tipo. Per semplicita’, potete fare riferimento a Google Maps che e’ liberamente accessibile.

Vedete zone non visibili perche’ coperte da nuvole? Ovviamente no, altrimenti che utilita’ avrebbe il programma? E’ possibile che non ci sia neanche una nuvola? Anche questo e’ assurdo. Come si realizzano queste immagini? Come potete immaginare, con un collage di foto scattate in momenti differenti.

A causa di questa tecnica, spesso si creano dei disallineamenti che danno effetti quantomeno bizzarri. Se provate a fare una ricerca in rete, troverete tantissimi esempi di questo tipo: paesi che scompaiono dalle mappe, paesi che vengono replicati, zone con colorazione diversa dovuta ai diversi irraggiamenti delle parti, ecc.

Cosa c’entra questo con la foto da cui siamo partiti?

Semplice, quella che vedete non e’ assolutamente la sagoma di un mostro marino che nuota nel lago, bensi’ la scia di una nave che sta transitando sul lago.

E la nave dove sarebbe?

Due ipotesi: non c’e’ perche’ tagliata nella sovrapposizione oppure c’e’ ma non visibile a causa della luminosita’ della parte.

Non siete convinti?

Per verificare, basta utilizzare lo stesso programma per controllare quello che succede su altri specchi d’acqua. Facendo questa prova vi accorgerete che le stesse scie si possono vedere anche in alcuni laghi italiani cosi’ come in altre parti del mondo. Ora pero’, volete mettere una bella sagoma nel lago di Lochness con una nel lago di Garda? Chi mai penserebbe al mostro del lago di Garda?

Se ancora non siete convinti, vi riporto un link molto interessante di un sito che ha provato direttamente a verificare la cosa:

– Southern Fried Science

In questo caso, sempre utilizzando le mappa di Apple, si e’ provato a prelevare da un altro lago la scia lasciata da una barca che procedeva a buona velocita’ e a sovrapporre questa scia con quella del lago di Lochness. Il risultato e’ visibile in questa gif:

Scia del lago di Loch Ness sovrapposta a quella di un’altra imbarcazione

Come vedete, dopo aver ovviamente riscalato le due immagini per renderle compatibili, si vede chiaramente come le due scie possano essere sovrapposte senza problemi. Cosa significa questo? Ovviamente che quella che e’ visibile nel lago di Lochness e’ solo la scia lasciata da un’imbarcazione. Quanto una barca si muove a velocita’ sostenuta, lascia ai suoi lati due scie che appaiono come grosse pinne e come un paio di ali esterne rispetto alla scia principale.

Concludendo, non c’e’ nessun mostro di Lochness avvistato nelle mappe di Apple. L’immagine da cui siamo partiti e’ facilmente spiegabile parlando della scia lasciata da un’imbarcazione che si muove sul lago. Quello che mi sorprende nuovamente e’ come tanti giornali anche a diffusione nazionale si lascino trasportare da notizie di questo tipo parlando di “mistero irrisolvibile”. Come detto tante volte, forse la voglia di complottismo e mistero ha ormai contagiato anche i giornali a grande diffusione che pensano in questo modo di poter ottenere piu’ visualizzazioni.

 

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L’espansione metrica dell’universo

In questo blog, abbiamo dedicato diversi articoli al nostro universo, alla sua storia, al suo destino, alla tipologia di materia o non materia di cui e’ formato, cercando, come e’ ovvio, ogni volta di mettere il tutto in una forma quanto piu’ possibile comprensibile e divulgativa. Per chi avesse perso questi articoli, o solo come semplice ripasso, vi riporto qualche link riassuntivo:

– E parliamo di questo Big Bang

– Il primo vagito dell’universo

– Universo: foto da piccolo

– La materia oscura

– Materia oscura intorno alla Terra?

– Due parole sull’antimateria

– Flusso oscuro e grandi attrattori

– Ascoltate finalmente le onde gravitazionali?

Come e’ ovvio, rendere questi concetti fruibili a fini divulgativi non e’ semplice. Per prima cosa, si deve evitare di mettere formule matematiche e, soprattutto, si deve sempre riflettere molto bene su ogni singola frase. Un concetto che potrebbe sembrare scontato e banale per un addetto ai lavori, potrebbe essere del tutto sconosciuto a chi, non avendo basi scientifiche solide, prova ad informarsi su argomenti di questo tipo.

Perche’ faccio questo preambolo?

Pochi giorni fa, un nostro lettore mi ha contatto via mail per chiedermi di spiegare meglio il discorso dell’espansione dell’universo. Per essere precisi, la domanda era relativa non all’espansione in se, ma a quella che viene appunto definita “espansione metrica” dell’universo. Cosa significa? Come visto varie volte, l’idea comunemente accettata e’ che l’universo sia nato da un Big Bang e durante questa espansione si sono prima formate le forze, il tempo, le particelle, poi i pianeti, le galassie e via dicendo. Ci sono prove di questo? Assolutamente si e ne abbiamo parlato, anche in questo caso, piu’ volte: la radiazione cosmica di fondo, lo spostamento verso il rosso delle galassie lontane, le conclusioni stesse portate dalla scoperta del bosone di Higgs e via dicendo. Dunque? Che significa espansione metrica dell’universo? In parole povere, noi diciamo che l’universo si sta espandendo, e che sta anche accelerando, ma come possiamo essere certi di questo? Che forma ha l’universo? Per quanto ancora si espandera’? Poi cosa succedera’? Sempre nella domanda iniziale, veniva posto anche un quesito molto interessante: ma se non fosse l’universo ad espandersi ma la materia a contrarsi? L’effetto sarebbe lo stesso perche’ la mutua distanza tra due corpi aumenterebbe nel tempo dando esattamente lo stesso effetto apparente che vediamo oggi.

Come potete capire, di domande ne abbiamo fin troppe a cui rispondere. Purtroppo, e lo dico in tutta sincerita’, rendere in forma divulgativa questi concetti non e’ molto semplice. Come potete verificare, raccontare a parole che il tutto sia nato da un Big Bang, che ci sia stata l’inflazione e si sia formata la radiazione di fondo e’ cosa abbastanza fattibile, parlare invece di forma dell’universo e metrica non e’ assolutamente semplice soprattutto senza poter citare formule matematiche che per essere comprese richiedono delle solide basi scientifiche su cui ragionare.

Cerchiamo dunque di andare con ordine e parlare dei vari quesiti aperti.

Come visto in altri articoli, si dice che il Big Bang non e’ avvenuto in un punto preciso ma ovunque e l’effetto dell’espansione e’ visibile perche’ ogni coppia di punti si allontana come se ciascun punto dell’universo fosse centro dell’espansione. Cosa significa? L’esempio classico che viene fatto e’ quello del palloncino su cui vengono disegnati dei punti:

Esempio del palloncino per spiegare l’espansione dell’universo

Quando gonfiate il palloncino, i punti presenti sulla superficie si allontanano tra loro e questo e’ vero per qualsiasi coppia di punti. Se immaginiamo di essere su un punto della superficie, vedremo tutti gli altri punti che si allontanano da noi. Bene, questo e’ l’esempio del Big Bang.

Ci sono prove di questo? Assolutamente si. La presenza della CMB e’ proprio un’evidenza che ci sia stato un Big Bang iniziale. Poi c’e’ lo spostamento verso il rosso, come viene definito, delle galassie lontane. Cosa significa questo? Siamo sulla Terra e osserviamo le galassie lontane. La radiazione che ci arriva, non necessariamente con una lunghezza d’onda nel visibile, e’ caratteristica del corpo che la emette. Misurando questa radiazione ci accorgiamo pero’ che la frequenza, o la lunghezza d’onda, sono spostate verso il rosso, cioe’ la lunghezza d’onda e’ maggiore di quella che ci aspetteremmo. Perche’ avviene questo? Questo effetto e’ prodotto proprio dal fatto che la sorgente che emette la radiazione e’ in moto rispetto a noi e poiche’ lo spostamento e’ verso il rosso, questa sorgente si sta allontanando. A questo punto sorge pero’ un quesito molto semplice e comune a molti. Come sapete, per quanto grande rapportata alle nostre scale, la velocita’ della luce non e’ infinita ma ha un valore ben preciso. Questo significa che la radiazione emessa dal corpo lontano impiega un tempo non nullo per raggiungere la Terra. Come spesso si dice, quando osserviamo stelle lontane non guardiamo la stella come e’ oggi, ma come appariva quando la radiazione e’ stata emessa. Facciamo l’esempio classico e facile del Sole. La luce emessa dal Sole impiega 8 minuti per arrivare sulla Terra. Se noi guardiamo ora il Sole lo vediamo come era 8 minuti fa. Se, per assurdo, il sole dovesse scomparire improvvisamente da un momento all’altro, noi ce ne accorgeremmo dopo 8 minuti. Ora, se pensiamo ad una stella lontana 100 anni luce da noi, quella che vediamo e’ la stella non come e’ oggi, ma come era 100 anni fa. Tornando allo spostamento verso il rosso, poiche’ parliamo di galassie lontane, la radiazione che ci arriva e’ stata emessa moltissimo tempo fa. Domanda: osservando la luce notiamo uno spostamento verso il rosso ma questa luce e’ stata emessa, supponiamo, mille anni fa. Da quanto detto si potrebbe concludere che l’universo magari era in espansione 1000 anni fa, come da esempio, mentre oggi non lo e’ piu’. In realta’, non e’ cosi’. Lo spostamento verso il rosso avviene a causa del movimento odierno tra i corpi e dunque utilizzare galassie lontane ci consente di osservare fotoni che hanno viaggiato piu’ a lungo e da cui si ottengono misure piu’ precise. Dunque, da queste misure, l’universo e’ in espansione e’ lo e’ adesso. Queste misurazioni sono quelle che hanno portato Hubble a formulare la sua famosa legge da cui si e’ ricavata per la prima volta l’evidenza di un universo in espansione.

Bene, l’universo e’ in espansione, ma se ci pensate questo risultato e’ in apparente paradosso se pensiamo alla forza di gravita’. Perche’? Negli articoli precedentemente citati, abbiamo piu’ volte parlato della gravita’ citando la teoria della gravitazione universale di Newton. Come e’ noto, due masse poste a distanza r si attraggono con una forza che dipende dal prodotto delle masse ed e’ inversamente proporzionale al quadrato della loro distanza. Ora, nel nostro universo ci sono masse distribuite qui a la in modo piu’ o meno uniforme. Se pensiamo solo alla forza di gravita’, una coppia qualunque di queste masse si attrae e quindi le due masse tenderanno ad avvicinarsi. Se anche pensiamo ad una spinta iniziale data dal Big Bang, ad un certo punto questa spinta dovra’ terminare controbilanciata dalla somma delle forze di attrazione gravitazionale. In altre parole, non e’ possibile pensare ad un universo che si espande sempre se abbiamo solo forze attrattive che lo governano.

Questo problema ha angosciato l’esistenza di molti scienziati a partire dai primi anni del ‘900. Lo stesso Einstein, per cercare di risolvere questo problema dovette introdurre nella Relativita’ Generale quella che defini’ una costante cosmologica, a suo avviso, un artificio di calcolo che serviva per bilanciare in qualche modo l’attrazione gravitazionale. L’introduzione di questa costante venne definita dallo stesso Einstein il piu’ grande errore della sua vita. Oggi sappiamo che non e’ cosi’, e che la costante cosmologica e’ necessaria nelle equazioni non come artificio di calcolo ma, in ultima analisi, proprio per giustificare la presenza di componenti non barioniche, energia oscura in primis, che consentono di spiegare l’espansione dell’universo. Se vogliamo essere precisi, Einstein introdusse la costante non per avere un universo in espansione bensi’ un universo statico nel tempo. In altre parole, la sua costante serviva proprio a bilanciare esattamente l’attrazione e rendere il tutto fermo. Solo osservazioni successive, tra cui quella gia’ citata dello stesso Hubble, confermarono che l’universo non era assolutamente statico bensi’ in espansione.

Ora, a questo punto, potremmo decidere insieme di suicidarci dal punto di vista divulgativo e parlare della metrica dell’universo, di coordinate comoventi, ecc. Ma questo, ovviamente, implicherebbe fogli di calcoli e basi scientifiche non banali. Abbiamo le prove che l’universo e’ in espansione, dunque, ad esempio, guardando dalla Terra vediamo gli altri corpi che si allontanano da noi. Come si allontanano? O meglio, di nuovo, che forma avrebbe questo universo?

L’esempio del palloncino fatto prima per spiegare l’espansione dell’universo, e’ molto utile per far capire questi concetti, ma assolutamente fuoriviante se non ci si riflette abbstanza. Molto spesso, si confonde questo esempio affermando che l’universo sia rappresentato dall’intero palloncino compreso il suo volume interno. Questo e’ concettualmente sbagliato. Come detto in precedenza, i punti si trovano solo ed esclusivamente sulla superficie esterna del palloncino che rappresenta il nostro universo.

A complicare, o a confondere, ancora di piu’ le idee c’e’ l’esempio del pane con l’uvetta che viene usato per spiegare l’espansione dell’universo. Anche su wikipedia trovate questo esempio rappresentato con una bella animazione:

Esempio del pane dell’uvetta utilizzato per spiegare l’aumento della distanza tra i punti

Come vedete, durante l’espansione la distanza tra i punti cresce perche’ i punti stessi, cioe’ i corpi presenti nell’universo, vengono trascinati dall’espansione. Tornado alla domanda iniziale da cui siamo partiti, potremmo penare che in realta’ lo spazio resti a volume costante e quello che diminuisce e’ il volume della materia. Il lettore che ci ha fatto la domanda, mi ha anche inviato una figura esplicativa per spiegare meglio il concetto:

Confronto tra il modello di aumento dello spazio e quello di restringimento della materia

Come vedete, pensando ad una contrazione della materia, avremmo esattamente lo stesso effetto con la distanza mutua tra i corpi che aumenta mentre il volume occupato dall’universo resta costante.

Ragioniamo pero’ su questo concetto. Come detto, a supporto dell’espansione dell’universo, abbiamo la legge di Hubble, e anche altre prove, che ci permettono di dire che l’universo si sta espandendo. In particolare, lo spostamento verso il rosso della radiazione emessa ci conferma che e’ aumentato lo spazio tra i corpi considerati, sorgente di radiazione e bersaglio. Inoltre, la presenza dell’energia oscura serve proprio a spiegare questa evoluzione dell’universo. Se la condizione fosse quella riportata nell’immagine, cioe’ con la materia che si contrae, non ci sarebbe lo spostamento verso il rosso, e anche quello che viene definito Modello Standard del Cosmo, di cui abbiamo verifiche sperimentali, non sarebbe utilizzabile.

Resta pero’ da capire, e ritorno nuovamente su questo punto, che forma dovrebbe avere il nostro universo. Non sto cercando di volta in volta di scappare a questa domanda, semplicemente, stiamo cercando di costruire delle basi, divulgative, che ci possano consentire di capire questi ulteriori concetti.

Come detto, parlando del palloncino, non dobbiamo fare l’errore di considerare tutto il volume, ma solo la sua superificie. In particolare, come si dice in fisica, per capire la forma dell’universo dobbiamo capire che tipo di geometria assegnare allo spazio-tempo. Purtroppo, come imparato a scuola, siamo abituati a pensare alla geometria Euclidea, cioe’ quella che viene costruita su una superifice piana. In altre parole, siamo abituati a pensare che la somma degli angoli interni di un traiangolo sia di 180 gradi. Questo pero’ e’ vero solo per un triangolo disegnato su un piano. Non e’ assolutamente detto a priori che il nostro universo abbia una geometria Euclidea, cioe’ che sia piano.

Cosa significa?

Come e’ possibile dimostrare, la forma dell’universo dipende dalla densita’ di materia in esso contenuta. Come visto in precedenza, dipende dunque, come e’ ovvio pensare, dall’intensita’ della forza di attrazione gravitazionale presente. In particolare possiamo definire 3 curvature possibili in funzione del rapporto tra la densita’ di materia e quella che viene definita “densita’ critica”, cioe’ la quantita’ di materia che a causa dell’attrazione sarebbe in grado di fermare l’espasione. Graficamente, le tre curvature possibili vengono rappresentate con tre forme ben distinte:

Curvature possibili per l’universo in base al rapporto tra densita’ di materia e densita’ critica

Cosa significa? Se il rapporto e’ minore di uno, cioe’ non c’e’ massa a sufficienza per fermare l’espansione, questa continuera’ per un tempo infinito senza arrestarsi. In questo caso si parla di spazio a forma di sella. Se invece la curvatura e’ positiva, cioe’ la massa presente e’ maggiore del valore critico, l’espansione e’ destinata ad arrestarsi e l’universo iniziera’ ad un certo punto a contrarsi arrivando ad un Big Crunch, opposto al Big Bang. In questo caso la geometria dell’universo e’ rappresentata dalla sfera. Se invece la densita’ di materia presente e’ esattamente identica alla densita’ critica, in questo caso abbiamo una superficie piatta, cioe’ Euclidea, e l’espansione si arrestera’ ma solo dopo un tempo infinito.

Come potete capire, la densita’ di materia contenuta nell’universo determina non solo la forma di quest’ultimo, ma anche il suo destino ultimo in termini di espansione o contrazione. Fate pero’ attenzione ad un altro aspetto importante e molto spesso dimenticato. Se misuriamo questo rapporto di densita’, sappiamo automaticamente che forma ha il nostro universo? E’ vero il discorso sul suo destino ultimo, ma le rappresentazioni grafiche mostrate sono solo esplicative e non rappresentanti la realta’.

Perche’?

Semplice, per disegnare queste superifici, ripeto utilizzate solo per mostrare graficamente le diverse forme, come si e’ proceduto? Si e’ presa una superficie bidimensionale, l’equivalente di un foglio, e lo si e’ piegato seguendo le indicazioni date dal valore del rapporto di densita’. In realta’, lo spazio tempo e’ quadrimensionale, cioe’ ha 3 dimensioni spaziali e una temporale. Come potete capire molto facilmente, e’ impossibile sia disegnare che immaginare una superificie in uno spazio a 4 dimensioni! Questo significa che le forme rappresentate sono esplicative per far capire le differenze di forma, ma non rappresentano assolutamnete la reale forma dell’universo dal momento che sono ottenute eliminando una coordinata spaziale.

Qual e’ oggi il valore di questo rapporto di densita’? Come e’ ovvio, questo valore deve essere estrapolato basandosi sui dati raccolti da misure osservative nello spazio. Dal momento che sarebbe impossibile “contare” tutta la materia, questi valori vengono utilizzati per estrapolare poi il numero di barioni prodotti nel Big Bang. I migliori valori ottenuti oggi danno rapporti che sembrerebbero a cavallo di 1 anche se con incertezze ancora troppo elevate per avere una risposta definitiva.

Concludendo, affrontare queste tematiche in chiave divulgativa non e’ assolutamente semplice. Per quanto possibile, e nel limite delle mie possibilita’, spero di essere riuscito a farvi capire prima di tutto quali sono le verifiche sperimentali di cui disponiamo oggi e che sostengono le teorie di cui tanto sentiamo parlare. Queste misure, dirette o indirette che siano, ci permettono di capire che il nostro universo e’ con buona probabilita’ nato da un Big Bang, che sta attualmente espandendosi e questa espansione, almeno allo stato attuale, e’ destinata a fermarsi solo dopo un tempo infinito. Sicuramente, qualunque sia il destino ultimo del nostro universo, questo avverra’ in un tempo assolutamente molto piu’ grande della scala umana e solo la ricerca e la continua osservazione del cosmo ci possono permettere di fare chiarezza un poco alla volta.

 

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Ascoltate finalmente le onde gravitazionali?

Sicuramente, io non posso attaccare o denigrare la divulgazione della scienza e il voler diffondere la conoscenza, sempre troppo scarsa, e le ultime scoperte alle, cosiddette, persone di strada. Per poter fare questo pero’, mia opinione personale, si deve fare un lavoro immenso di modellamento delle informazioni e si deve essere in grado di immedesimarsi in colui che legge quello che scriviamo. Questo non significa assolutamente dire cose false ma solo fare in modo che le informazioni che passano possano appassionare ed essere comprese da coloro che non hanno una base scientifica di supporto. Credetemi, a volte questo lavoro non e’ semplice. Senza voler essere presuntuosi, molte volte un ricercatore abituato a lavorare su delle tematiche, tende a dare per scontate molte cose quando si interfaccia con qualcuno. Il risultato di questo e’, ovviamente, una impossibilita’ di comprensione da chi non ha la stessa base di chi parla.

Perche’ faccio questo preambolo?

La notizia di questi giorni, che sicuramente avrete letto su siti, blog, forum e giornali, e’ quella della conferenza stampa fatta dall’universita’ di Harvard per mostrare i dati raccolti dall’esperimento americano Bicep-2 che si trova in Antartide.

Bene, sulla maggior parte dei giornali che ho letto, e ci metto dentro anche i siti internet, ho visto una quantita’ di cavolate tali da far rabbrividire. Ovviamente, non faccio di tutte l’erba un fascio, ma, da una mia stima, circa il 10% delle notizie aveva senso, il restante era pieno di una quantita’ di idiozie che mai avrei pensato di leggere. Questa volta abbiamo superato di gran lunga gli articoli sulla scoperta del bosone di Higgs. L’unica cosa vera letta e’ che la notizia era attesa ed ha avuto un grandissimo risalto nella comunita’ scientifica, il resto lo potete buttare nel secchio.

Apro e chiudo parentesi: perche’ dobbiamo procedere in tal senso? Cari giornalisti che vi cimentate a scrivere di scienza, chiedete lumi, intervistate addetti ai lavori, non scrivete assurdita’ che non fanno altro che creare confusione su confusione in chi legge.

Detto questo, cerchiamo di capire di cosa si sta parlando.

Dunque, di Big Bang, nascita dell’universo, radiazione di fondo, ecc., abbiamo parlato in questi articoli:

– E parliamo diquesto Big Bang

– Il primo vagito dell’universo

– Universo: foto da piccolo

– La materia oscura

– Materia oscura intorno alla Terra?

– Due parole sull’antimateria

– Flusso oscuro e grandi attrattori

Ipotizziamo che l’universo sia nato da un Big Bang, che ad un certo punto materia e antimateria si siano separate, poi, circa 380000 anni dopo il botto, si sono separate materia e radiazione ed e’ nata la Radiazione Cosmica di Fondo, o CMB. Proprio questa radiazione, di cui abbiamo parlato, e’ la prova sperimentale a supporto del Big Bang. Come scritto altre volte, possiamo vedere la CMB come una radiazione fossile di un preciso momento dell’universo. Prima di questo istante, c’e’ il buio perche’ la radiazione non riusciva a “scappare” e rimaneva intrappolata con la materia.

Primo punto fondamentale, la Radiazione Cosmica di Fondo esiste e l’abbiamo gia’ trovata. La prima osservazione della CMB risale al 1964 ad opera di Arno Penzias e Robert Wilson che vinsero poi il nobel nel 1978. Questo per rispondere alle notizie false che girano secondo le quali Bicep-2 avrebbe “scoperto” l’essitenza della radiazione di fondo.

Bene, l’esperimento Bicep-2 serve invece per “rilevare” con altissima precisione la CMB. Perche’ allora si parla di onde gravitazionali?

Non voglio neanche commentare le notizie i cui autori si lanciano a parlare di tensori e modi B perche’ il mio punto di vista e’ stato espresso all’inizio dell’articolo parlando di come, a mio avviso, si deve fare divuilgazione.

Cosa sono le onde gravitazionali?

Come giustamente detto da alcune fonti, questa tipologia di onde e’ stata predetta da Einstein nella sua relativita’ generale anche se queste non sono mai state osservate in maniera “diretta”. Dunque, ad Harvard hanno osservato le onde gravitazionali? Assolutamente no. Le hanno “scoperte” come qualcuno sostiene? Assolutamente no, anche in questo caso.

Per cercare di capire cosa sono le onde gravitazionali, proviamo a fare un esempio molto semplice. Immaginate lo spazio-tempo, concetto di per se molto vago ma supponete, sempre per semplicita’ , che si tratti dell’universo, come un materasso. Si, avete capito bene, un materasso come quello che avete in casa e su cui andate a dormire. Non sono impazzito, vorrei solo farvi capire questo importante concetto in modo semi-intuitivo. Dunque, ora immaginate di mettere un corpo molto pesante, ad esempio una palla da bowling, sul materasso. Cosa succede? Semplice, il materasso si “curva” in prossimita’ del corpo pesante. Bene, il materasso e’ lo spazio tempo, la palla da bowling e’ un pianeta, una galassia, ecc.. Parlando scientificamente, lo spazio tempo quadri-dimensionale e’ curvato dalla massa.

Ora, immaginate di far rotolore o togliere la vostra massa. Cosa succede? La curvatura si sposta insieme alla massa oppure, nel secondo caso, lo spazio tempo torna al suo posto. Le “piegature” dello spazio-tempo che fine fanno? Semplice, succede esattamente quello che avviene se tirate un sassolino dentro uno stagno. Queste “increspature” si propagano partendo dalla sorgente, nel nostro caso la massa, verso l’esterno.

Finalmente ci siamo. Il movimento delle masse, l’esplosione delle Supermovae, lo scontro tra Galassie, sono tutti fenomeni che deformano lo spazio tempo. Effetto di queste deformazioni, cosi’ come avviene per il sasso nello stagno, e’ la formazione di onde che si propagano liberamente nello spazio. Come potete immaginare, queste sono le cosiddette onde gravitazionali.

Ora, la teoria e’ compresa. Le abbiamo viste sperimentalmente? Purtroppo ancora no. Rimanendo ad un approccio divulgativo, lo spazio tempo e’ molto rigido e dunque le onde che si creano hanno intensita’ molto molto piccole. Questo rende le onde gravitazionali estremamente difficili da essere “ascoltate”. In termini di ricerca scientifica, a partire dagli anni ’50 del secolo scorso, diversi esperimenti sono stati realizzati per cercare di captare queste onde. Dapprima, e sono ancora in funzione, si costruivano antenne risonanti, cioe’ una sorta di elemento in grado di vibrare al passaggio dell’onda, ora si procede con interferometri, strumenti che segnano il passaggio dell’onda osservando le minime variazioni meccaniche su strutture molto lunghe in cui vengono fatti passare dei laser. In un modo o nell’altro pero’, queste onde non sono mai state osservate in modo “diretto”.

Perche’ continuo a scrivere insistentemente “in modo diretto”? Semplice, perche’ sappiamo, con buona certezza, che queste onde esistono dal momento che sono state osservate in vari casi in modo “indiretto” cioe’ attraverso gli effetti che queste onde producono. La prima osservazione indiretta, fatta mediante l’osservazione di una pulsar binaria con il radio-telescopio di Arecibo, e’ valsa agli astronomi Taylor e Hulse il premio nobel nel 1993.

Bene, la CMB esiste e dimostra qualcosa, le onde gravitazionali sono state predette da Einstein e sono state osservate in modo indiretto, Bicep-2, come detto prima, non le ha osservate in modo diretto, ma, allora, di cosa stiamo parlando? Perche’ si parla di scoperta cosi’ importante?

Torniamo un attimo alla nascita del nostro universo. Abbiamo detto che c’e’ stato il Big Bang e abbiamo parlato di quando, 380000 anni dopo, materia e radiazione si sono separate. Secondo i modelli cosmologici accettati, c’e’ stato un momento nei primi istanti di vista dell’universo, precisamente 10^(-34) secondi dopo il Big Bang, in cui l’universo ha subito una rapidissima accelerazione dell’espansione a cui si da il nome di “inflazione”. Questo e’ un momento del tutto particolare in cui si e’ registrata un’espansione violentissima al punto, come dicono i cosmologi, da andare oltre l’orizzonte degli eventi. Proprio grazie a questo movimento cosi’ brusco si ha un universo cosi’ uniforme ed e’ tanto difficile registrare fluttuazioni nella distribuzione della radiazione di fondo.

Ora, per l’inflazione abbiamo dei modelli che la includono e la spiegano ma manca una prova, anche indiretta, dell’esistenza di questo momento. Come detto, studiando la CMB arriviamo fino ad un preciso istante prima del quale non possiamo andare perche’ materia e radiazione non erano separate. Attenzione, non erano separate ma, ovviamente, erano presenti. Se ripensiamo a quanto detto in precedenza per le onde gravitazionali, sicuramente un’espansione cosi’ violenta come quella dell’inflazione ne ha generate moltissime. Bene, queste onde avrebbero a loro volta interagito con la CMB lasciando una inconfondibile firma del loro pasaggio. Trovare evidenza di questa segnatura sarebbe molto importante e utile per la comprensione del modelli dell’universo che abbiamo sviluppato.

Detto questo, cosa avrebbe trovato Bicep-2?

Ovviamente quello a cui state pensando, l’effetto primordiale lasciato sulla CMB dalle onde gravitazionali dell’inflazione, dunque una misura indiretta dell’esistenza di questo periodo. Capite la portata di una misura di questo tipo? Questa evidenza ci fa capire che i modelli che prevedono un periodo inflazionario durante i primi istanti di vita del nostro universo potrebbero essere corretti. Inoltre, la tipologia dei segnali trovati riesce gia’ ad escludere alcuni dei modelli formulati in questi anni.

Come avrete letto sulle varie fonti, gia’ molti parlano di nobel per questa misura. In realta’, anche in questo caso, si sta esagerando, non per l’importanza di una misura del genere ma, semplicemente, perche’ parliamo di “evidenza”. Dopo tutte le varie storie sentite sul bosone di Higgs, come sapete bene, prima di poter parlare scientificamente di scoperta e’ necessario che il segnale atteso abbia una certa “significanza statistica” che ci faccia affermare che quanto visto corrisponde al vero. In questo caso, statisticamente ripeto, parliamo ancora di “evidenza” non di “scoperta”. Ovviamente, una misura del genere non puo’ che spingere a migliorare e perfezionare una ricerca di questo tipo, anche da parte di altri esperimenti in grado di captare e raccogliere i dati relativi alla radiazione di fondo a microonde.

Concludendo, l’annuncio fatto dall’universita’ di Harvard e’ importantissimo dal punto di vista della fisica. Purtroppo, come spesso avviene, nel raccontare cose di questo tipo si fa molta confusione e si finisce col dire cose non veritiere e che non permettono ai non addetti ai lavori di comprendere la rilevanza di notizie del genere. Come detto, quanto osservato e’ una prova indiretta dell’esistenza dell’inflazione per il nostro universo. Questo e’ un momento assolutamente unico previsto nella teoria dell’esansione dell’universo, in cui quest’ultimo si e’ stirato in modo impensabile anche solo da immaginare. Come spesso avviene, per ogni piccolo passo avanti fatto nella comprensione, si aprono ogni volta decine di nuove domande in cerca di una risposta. Non resta che andare avanti e continuare ad osservare il cosmo consapevoli di quanti misteri ancora ci siano da scoprire.

 

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Il “nuovo” vulcano sottomarino in Sicilia

Come sappiamo bene, parlando di vulcani italiani, la nostra attenzione non puo’ che andare su i due piu’ noti, cioe’ il Vesuvio e l’Etna. Vulcani profondamente differenti, se non altro per la loro diversa attivita’ negli anni sia passati che futuri. Come visto in diversi articoli, questi due “mostri” vengono superati di gran lunga da quello che e’ considerato uno dei piu’ grandi vulcani al mondo, ma che non si trova in superficie bensi’ sotto il mare, il Marsili. Di questo vulcano, soprattutto in risposta alle tante tesi catastrofiste degli ultimi mesi, abbiamo parlato in tanti post:

– Marsili e terremoto siciliano

– Il vulcano Marsili

– Immagine ricostruita del Marsili

– Il risveglio del Marsili

– Marsili: una fonte di energia enorme!

Perche’ ora torniamo a parlare di questo argomento?

In questi giorni, diversi siti catastrofisti si sono lanciati nella notizia sensazionale di un nuovo pericoloso vulcano sottomarino scoperto in Sicilia, precisamente al largo di Riposto, nel tratto di mare nei pressi di Aci Castello.

Di cosa si tratta?

Stando a quanto si legge in rete, si parla di un vulcano scoperto solo in questi giorni, grande, alla base, tre volte l’Etna ed estremamente pericoloso per la sua fervente attivita’ e per il rischio concreto di una prossima violenta eruzione.

Ecco, ci mancava anche questo problema in Italia, che, in quanto a vulcani, almeno leggendo in rete, rischia davvero tutti i giorni di essere devastata da qualche potente eruzione.

Cosa c’e’ di vero in questa notizia?

Fate attenzione, per poter rispondere a questa domanda, e’ necesario analizzarne tutti i diversi aspetti. Andiamo con ordine. Esiste questo vulcano? Assolutamente si, e la posizione e’ veramente quella che abbiamo citato in precedenza. Per essere precisi, vi mostro una mappa con indicata la posizione del vulcano in questione:

La costa Siciliana con l’Etna e il tratto di mare di fronte a Riposto

Quanto e’ grande questo vulcano? Se parliamo di base del monte, come anticipato in precedenza, parliamo di qualcosa piu’ o meno 3 volte l’Etna. Riguardo all’altezza, la cima del vulcano si trova a circa 500 metri dal pelo dell’acqua, mentre la base giace sul piano abissale a circa 2500 metri di profondita’.

Bene, fino a questo punto, le notizie che ci giungono dalla rete sono veritiere. Ora passiamo invece a quanto di “non vero” viene riportato o volutamente omesso.

Il vulcano e’ stato scoperto in questi ultimi giorni? In questo caso, la risposta e’ “assolutamente no”. Se provate a fare uan ricerca sul web, vi accorgete che gia’ nel 2009 si parlava di questa scoperta. Perche’ pero’ i siti catastrofisti ne parlano solo ora? Anche in questo caso, la risposta e’ abbastanza semplice. Cerchiamo di capire. Quando il vulcano venne scoperto nel 2009, molti, tra cui lo stesso INGV, erano scettici nel consdierare il vulcano come un’unita’ indipendente. Rigurdiamo la mappa riportata in precedenza. Parliamo di qualcosa molto vicino all’Etna. Detto questo, il primo pensiero fatto fu che questo vulcano era in realta’ non indipendente, ma un qualcosa direttamente connesso all’Etna e dunque alimentato dalla stessa linea magmatica. Proprio in queste ultime settimane, dopo anni di studi partiti proprio nel 2009 con la sua scoperta, si e’ arrivati alla conclusione che questo vulcano non sia assolutamente connesso con l’Etna, bensi’ qualcosa di indipendente, anche se molto vicino. Per poter arrivare a questa conclusione, e’ stato necessario condurre ricerche molto precise sulla morfologia della zona e sulla storia sismica della costa siciliana.

Ora, la parte piu’ interessante: questo vulcano presenta un’attivita’ sismica elevata e una alta possibilita’ di una eruzione in tempi brevi? Ragioniamo un attimo insieme. Come detto in precedenza, stiamo parlando di un qualcosa che si trova a “soli” 500 metri di profondita’, molto vicino alla costa e grande tre volte l’Etna. Se ci fosse una intensa attivita’ in corso, sia dal punto di vista sismico che vulcanico, ce ne saremmo accorti? Personalmente, credo proprio di si. Come potete facilmente immaginare, non vi e’ nessuna traccia di attivita’ in corso al momento. Questo, preclude ovviamente la possibilita’ anche di una prossima eruzione in tempi brevi.

Questo vulcano e’ attivo? Qui la risposta non e’ semplice. A parte che molto spesso, anche in vulcani che possiamo considerare spenti resta in profondita’ una camera magmatica sempre viva. In questo caso, si sospetta che ci siano delle risalite dagli strati bassi di magma, ma al momento non si puo’ affermare nulla con certezza su questo aspetto.

Concludendo, nel 2009 e’ stato scoperto un ulteriore vulcano sottomarino in Sicilia, di dimensioni assolutamente non trascurabili. In questi giorni, la notizia e’ ribalzata agli onori della cronaca, perche’, come pubblicato nei vari articoli scientifici, si e’ potuti arrivare alla conclusione che il vulcano sia un’unita’ indipendente e non una qualcosa direttamente legato all’Etna come si sopettava all’inizio. Questo vulcano non presenta al momento nessun segno di attivita’ in corso e questo preclude anche la possibilita’ di un’eruzione in tempi molto ravvicinati.

 

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