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Il Manoscritto Voynich

26 Feb

Questa volta vorrei parlare di un argomento abbastanza sconosciuto anche se, personalmente, lo trovo estremamente interessante. Come sapete, la storia ci regala dei veri e propri capolavori dell’antichita’ in grado di lasciarci a bocca aperta e che magari richiedono anni di studio prima di essere compresi a pieno. Molto spesso poi, quello che arriva ai giorni nostri, apre una finestra su civilta’ di cui oggi si e’ persa traccia sia dal punto di vista degli usi che del linguaggio. Prendete come esempio quello dell’Antico Egitto. Provate a pensare quanta fatica e quanto lavoro sia stato necessario per arrivare a comprendere una scrittura basata su simbolismi grafici come quella dei geroglifici. Solo quando questo tipo di scrittura e’ stato compreso a pieno, abbiamo potuto capire le numerose iscrizioni lasciate e comprendere la concezione che questo popolo aveva per gli Dei, la morte, le persone e, perche’ no, la vita di tutti i giorni.

Perche’ faccio questa premessa?

Semplice, oggi vorrei parlarvi del Manoscritto Voynich. Si tratta di un antico testo, riscoperto solo nei primi anni del XX secolo e su cui si sta ancora dibattendo sotto molti punti di vista. Cosa ha di interessante questo reperto? Semplice, si tratta di un intero libro di cui ignoriamo completamente il contenuto perche’ non siamo ancora stati in grado di tradurlo. La lingua infatti in cui sarebbe scritto appartiene solo a questo libro e per moltissimi anni gli studiosi si sono cimentati in azzardate traduzioni senza mai tirare fuori qualcosa che avese un senso. Proprio in questi giorni pero’, e’ stato pubblicato un nuovo articolo in cui un gruppo di linguisti sostiene di essere riuscito almeno a capire quale strada seguire per tradurre il Voynich.

Cerchiamo, come nostra abitudine, di andare con ordine e provare a raccontare anche questa interessante storia.

Come anticipato, questo manoscritto e’ stato riscoperto solo nel 1912. In quest’anno infatti, proprio nel comune di Frascati vicino Roma, dove sono nato, il collegio gesuita che aveva sede nella Villa Mondragone decise di mettere in vendita alcuni libri della sua collezione per pagare la ristrutturazione del collegio stesso. Alcuni di questi antichi testi vennero comprati da tale Wilfrid Voynich, un mercante di origini polacche, che acquisto’ una trentina di libri tra cui questo manoscritto che lo aveva incuriosito da subito. Come potete immaginare, questo manoscritto e’ quello oggi noto come “Manoscritto Voynich”.

All’interno del libro, il mercante trovo’ una lettera dei primi del 1600 scritta da Johannes Marcus Marci, rettore dell’Universita’ di Praga e medico di corte di Rodolfo II di Boemia, indirizzata a Athanasius Kircher, un poligrafo che viveva a Roma, affinche’ questi decifrasse il testo del manoscritto.

Come visibile gia’ ad una prima occhiata, il manoscritto acquistato da Voynich era scritto in una lingua e con un alfabeto sconosciuti e corredato anche da disegni, molti dei quali non comprensibili.

Come e’ fatto il Voynich?

Si tratta di un libro composto da circa 200 pagine realizzate con pergamena di capretto. Per convenzione, si assume il libro diviso in quattro sezioni identificabili in base alle illustrazioni presenti. Proprio grazie ai disegni, e’ stato infatti possibile dividere il testo in parti diverse, ciascuna riguardante, almeno a naso dalle figure riportate, uno specifico tema:

  • Sezione I (fogli 1-66): chiamata botanica, contiene 113 disegni di piante sconosciute.
  • Sezione II (fogli 67-73): chiamata astronomica o astrologica, presenta 25 diagrammi che sembrano richiamare delle stelle.
  • Sezione III (fogli 75-86): chiamata biologica, nomenclatura dovuta esclusivamente alla presenza di numerose figure femminili nude, sovente immerse fino al ginocchio in strane vasche intercomunicanti contenenti un liquido scuro.

Subito dopo questa sezione vi è un foglio ripiegato sei volte, raffigurante nove medaglioni con immagini di stelle o figure vagamente simili a cellule, raggiere di petali e fasci di tubi.

  • Sezione IV (fogli 87-102): detta farmacologica, per via delle immagini di ampolle e fiale dalla forma analoga a quella dei contenitori presenti nelle antiche farmacie.

Come vedete pero’, anche se i disegni ci consentono a grandi linee di poter immaginare quale sia l’argomento di ciascuna sezione, molti di questi riguardano, come nell’esempio delle piante, qualcosa a noi sconosciuto.

Di cosa parlerebbe il manoscritto?

Qui il discorso si complica non poco perche’, come anticipato, il testo e’ scritto con un simbolismo mai ritrovato prima. Per farvi capire, ecco alcune delle pagine del libro:

Pagine del manoscritto Voynich

Pagine del manoscritto Voynich

Dunque, a questo punto appare evidente come non solo non sappiamo di cosa parla il libro ma anche, vista la scrittura utilizzata, chi abbia scritto questa opera. E’ possibile che sia un reperto realizzato da un qualche popolo successivamente scomparso e di cui, a parte il Voynich, non conserviamo ne’ reperti ne’ memoria?

La prima cosa da capire e’ senza dubbio a quale periodo storico far risalire il manoscritto.

Su questo punto, si e’ dibattutto per anni tra gli studiosi. Fino a pochi anni fa, si pensava che questa opera fosse un falso realizzato appositamente per perpetrare una truffa ai danni di Rodolfo II. Secondo questa ipotesi, il falso sarebbe stato creato nel XVI secolo da un noto falsario inglese proprio allo scopo di vendere il libro a caro prezzo a Rodolfo II come pezzo unico da collezione. A sostegno di questa prova, nella gia’ citata lettera ritrovata da Voynich nel libro, si parlerebbe di un reperto ereditato da Johannes Marcus Marci direttamente da Rodolfo che lo avrebbe comprato per 600 ducati, una cifra elevatissima per l’epoca dei fatti.

Questa versione e’ stata pero’ smentita a seguito della datazione con il Carbonio-14 che ha mostrato che l’opera e’ stata realizzata tra il 1404 e il 1438. Anche su questa datazone ci sono pero’ forti parare contrari. Come e’ possibile contestare una datazione al carbonio? Semplice, per eseguire le analisi, e’ stato autorizzato il prelievo di alcune sottili striscioline di pagina in punti diversi del libro. Ovviamente, non e’ stato autorizzato il prelievo di parti scritte con inchiostro ma solo striscie bianche di foglio. In questo caso, i fogli potrebbero essere piu’ antichi del testo e dunque del libro stesso.

Secondo un altro punto di vista, il manoscritto non potrebbe essere precedente al 1492, anno in cui venne scoperta ufficialmente l’America. Nella sezione botanica e’ infatti presente un’illustrazione che ricorda molto la pianta di girasole portata in Europa dai conquistatori del nuovo mondo.

Come potete capire, anche per la datazione dell’opera, non esiste una singola opinione condivisa tra gli studiosi.

Detto questo, cosa ci sarebbe scritto nel Voynich?

Se per la datazione eravamo nel campo delle ipotesi, per quanto riguarda il contenuto siamo proprio nel campo della fantasia, ognuno puo’ dire quello che vuole e sostenerlo senza la possibilita’ di essere smentito. A partire dalla sua riscoperta, moltissimi studiosi, matematici, crittografi, scienziati, ecc si sono cimentati nel tentativo di traduzione del Voynich, purtroppo, senza successo.

Come ricorderete, in un precedente articolo abbiamo parlato di crittografia, ricordando in particolare la macchina Enigma utilizzata dai nazisti durante la seconda guerra mondiale per inviare comunicazioni cifrate tra i vari reparti:

Un perdono atteso 70 anni

Molti studiosi hanno infatti proposto che il manoscritto Voynich non sia scritto con un idioma sconosciuto, ma si tratti di un codice cifrato in cui diversi simboli corrispondono a lettere o gruppi di sillabe. Con la comparsa dei primi sistemi automatici di calcolo, un gruppo di studiosi americani ha ripreso tutti i vecchi codici cifrati verificando i tempi necessari per decifrare codici che magari anni prima avevano richiesto anni. Di tutte le tecniche di cifratura provate, quella del Voynich, sempre che lo sia, e’ l’unica rimasta inviolata.

Secondo alcuni, questo sarebbe possibile perche’ il vero messaggio contenuto nel testo sarebbe nascosto da una serie di simboli non necessari e messi solo per confondere un lettore non autorizzato a leggere. In questo caso, per comprendere il reale messaggio, sarebbe necessaria una chiave intesa come una griglia in grado di rendere visibili solo le lettere o i simboli utili. Questa e’ una tecnica di cifratura molto semplice ma che, in alcuni casi, puo’ rivelarsi molto robusta se non altro per l’elevato numero di combinazioni da tentare prima di trovare la griglia giusta.

Per farvi capire meglio questa tecnica, vi riporto un esempio pratico. Immaginate di avere un messaggio cifrato di questo tipo:

cripto

Se pero’ il messaggio e’ indirizzato a voi e dunque sapete quali lettere selezionare, allora il messaggio che era completamemte senza senso, mostra la sua reale faccia:

decripto

A sostegno di questa ipotesi, all’interno del manoscritto sarebbero presenti gruppi di simboli troppo ripetuti rispetto ad un normale linguaggio. Queste ripetizioni sarebbero poi diverse nelle differenti sezioni che compongono il testo.

Questo e’ il risultato a cui sarebbero arrivati anche alcuni studiosi negli articoli presentati in questi ultimi mesi. Come potete facilmente capire, e diversamente da quanto affermato sui soliti giornali, questo non significa aver tradotto il Voynich, ma solo aver ipotizzato una possibile via per decifrare il codice. Tra l’altro, anche in questo caso, si e’ riusciti ad individuare solo un ristretto numero di parole che, pero’, in alcuni casi danno vita a frasi senza senso compiuto.

L’ultima ipotesi da non dimenticare sul Voynich, e che comunque annovera sempre un nutrito gruppo di sostenitori, e’ che il Voynich, magari creato come falso per truffare Rodolfo II, sia anche un falso dal punto di vista dei contenuti. In questo caso, e a sostegno ci sarebbero i disegni di piante sconosciute, si tratterebbe di una grossa montatura priva in realta’ di qualsiasi significato. Perche’ questo? Semplice, solo per aumentare il mistero sul volume e far crescere il prezzo di vendita in questa cervellotica truffa.

Concludendo, la storia del manoscritto Voynich e’ senza dobbio interessante. Oggi, a distanza di un secolo dal suo ritrovamento, ci sono solo ipotesi anche molto diverse tra loro, ma niente di tangibile e in grado di farci dire di aver compreso, anche solo in minima parte, la reale storia del volume o del suo contenuto. Come qualcuno lo ha definito, ed e’ ancora vero ai giorni nostri, il Voynich potrebbe essere il manoscritto piu’ misterioso al mondo.

 

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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La bufala degli occhiali a raggi X

8 Set

Come sapete bene, su questo blog siamo abituati ad analizzare dal punto di vista scientifico le varie bufale che nascono e si sviluppaono, soprattutto sulla rete. Molte di queste, proprio perche’ riescono a far piu’ leva sulle persone, riguardano direttamente qualche data per la fine del mondo o imminenti catastrofi che potrebbero accadere.

Questa volta pero’, vorrei parlare di un argomento affine, ma in linea di principio diverso. Non chiedetemi perche’, ma proprio oggi, mentre ero al lavoro, mi sono tornate in mente quelle pagine dei giornaletti degli anni ’80, che vendevano prodotti piu’ o meno assurdi per corrispondenza. In realta’, questa pagine hanno visto il loro boom negli anni ’60 e ’70. Ho detto anni ’80 solo perche’ questi sono gli anni che ho vissuto direttamente e di cui ho ricordo.

Solo qualche settimana fa, abbiamo parlato delle cosiddette “scimmie di mare”:

Il canto delle sirene

anche queste in vendita in quegli anni.

Tra tutti questi prodotti, ve ne era uno in particolare che suscitava sempre un largo interesse nei maschietti che lo vedevano: i mitici occhiali a raggi X. Per i pochi che non li conoscono o non li ricordano, gli occhiali a raggi X erano dei comuni occhiali che pero’ promettevano di poter vedere, un volta indossati, sotto i vestiti delle donne. Praticamente, la visione a raggi X consentiva di eliminare la copertura dei vestiti e di vedere, come indicato nelle figure che accompagnavano gli annunci, belle ragazze in lingerie.

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Secondo voi, e’ possibile una cosa del genere? Questa e’ la prima domanda. Se intanto pensate a questa risposta, la seconda domanda e’: quanti ne avranno venduti?

Come avete capito, dal momento che ne stiamo parlando qui, oltre che per un motivo vintage e di lontani ricordi, si trattava di una bufala colossale. Nonostante questo, soprattutto al tempo, difficilmente sareste riusciti a trovare qualcuno pronto ad ammettere l’acquisto e la fregatura presa.

In cosa consistevano questi occhiali?

Semplicemente, quella che arrivava a casa era una normale montatura in plastica, il colore potevate sceglierlo al momento dell’acquisto, con delle lenti in cartone. Al centro delle lenti vi era un foro in cui era appoggiato un foglietto semitrasparente di plastica rossa. Guarando attraverso il foro, quello che si vedeva era solo un’immagine rossastra, ma niente di piu’.

Dunque, come potete capire, si trattava di una bufala.

Nonostante questo, la ditta produttirice dell’oggetto, che in Italia era di Milano, non ha mai ricevuto una querela o una richiesta di risarcimento. Sapete perche’? Per lo stesso motivo detto prima, nessuno era pronto ad ammettere di aver comprato gli occhiali.

Per capire questo passaggio, dobbiamo immaginare gli anni del boom di questo genere di vendite. Come detto, il massimo del commercio avvenne negli anni ’70, fino agli anni ’80. In questi anni, la situazione era profondamente diversa da quella di oggi. La societa’ era praticamente sessuomane. Oggi, accendendo la TV, internet, leggendo giornali, ecc, vi trovate immagini di nudo ovunque. Lungi da me fare il bigotto su questo argomento, ma la concezione del sesso e del nudo era profondamente diversa da quella degli anni passati.

Immaginate ora, in anni cosi’ particolari, nel bene o nel male, ma non e’ questa la sede per discutere questi aspetti, la vendita di un prodotto che prometteva cose di questo tipo. Molti adolescenti, ma anche adulti, compravano di nascosto questi gadget, in vendita ad un prezzo accessibile a tutti, e se lo facevano recapitare a casa in pacchi anonimi. Data tutta questa segretezza, secondo voi poi potevano uscire allo scoperto e denunciare la ditta ammettendo l’acquisto? Assolutamente no. In fondo, negli anni ’80, avevano buttato poco piu’ di 5000 lire.

Alla luce delle nostre attuali conoscenze, capiamo subito che si trattava di una bufala. Come sappiamo bene, sarebbe impensabile andare in giro con una sorgente di raggi X da portarci dietro. A riprova di quanto detto sulla sessuomania, alcune ditte parlavano anche di poter vedere le ossa della mano, ma tutte spingevano sul nudo. Altra considerazione, se gli occhiali funzionavano per vedere sotto i vestiti, perche’ tutti parlavano di belle ragazze? Se funzionavano davvero, allora si sarebbe potuto vedere sotto i vestiti di donne, uomini, anziani, ecc. Sui giornali pero’, come tutti ricorderanno, c’era sempre una procace signorina visibile con i vestiti in trasparenza. Capite bene, che il contesto sociale dell’epoca ha giocato un ruolo fondamentale in questo genere di commercio.

Gia’ che ci siamo, apriamo una piccola parentesi anche sugli altri prodotti in vendita in quelle famose pagine dei giornali. Oltre agli occhiali a raggi X, che come potete vedere facendo una ricerca andavano per la maggiore, si trovavano penne in grado di registrare la voce, microfotocamere, walkie talkie. Tutto ad un prezzo ragioanevole e con caratteristiche tecniche sopra ogni possibile immaginazione.

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Perche’ questo genere di prodotti? In quegli anni andavano per la maggiore i film di spionaggio. 007 era un mito e molte persone si immedesimavano nelle avventure del famoso agente segreto. Detto questo, capite molto bene perche’ questi prodotti erano cosi’ richiesti.

Un mio caro amico, compro’ effettivamente una di quelle penne che nascondevano un registratore. Risultato? Per registrare la voce era praticamente necessario infilarsi la penna in bocca, questo perche’ la qualita’ dei microfoni era quella del tempo. Inoltre, la memoria disponibile non consentiva di registrare piu’ di una decina di secondi. Insomma, anche in questo caso una bella fregatura, per fortuna a prezzi “popolari”.

Analogamente, con il mito di Hulk e di Conan il barbaro, le riviste vendevano una portentosa crema. Bastava spalmarsela sul corpo per far uscire dei muscoli enormi. L’effetto era non garantito, ma almeno non era dannosa!

 

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

Come misurare distanza e velocita’ di una stella

16 Mag

Diverse volte ci siamo trovati a parlare di stelle e molto spesso abbiamo fatto riferimento alla loro distanza dalla Terra. Questo parametro e’ di fondamentale importanza in tantissime misure fisiche che vengono fatte e, ad esempio, quando abbiamo studiato il caso della WR104. La distanza tra noi e questa stella risultava determinante nell’analisi dell’eventuale Gamma Ray Burst che potrebbe investirci:

WR104: un fucile puntato verso la Terra?

Ora, nella sezione:

Hai domande o dubbi?

Un nostro caro lettore, ragionando su questo parametro, ha espresso un dubbio molto interessante. In particolare, la domanda fatta era mirata a capire come mai, eventualmente, lo spostamento verso il rosso delle stelle poteva essere simultaneamente utilizzato sia per misurare la distanza che lo spettro di una stella. Detto in termini matematici, come facciamo a ricavare due incognite da una sola equazione?

Cerchiamo di rispondere a questa domanda, spiegando anche cosa sarebbe questo spostamento verso il rosso, o redshift, ma soprattutto come vengono misurate le distanze in astronomia.

Questi concetti sono molto interessanti ed in genere trascurati in contesti divulgativi. Quando sentiamo parlare qualche astronomo, vengono tranquillamente citate distanze di anni luce da noi, senza pero’ far capire come sia possibile misurare questi parametri.

Andiamo con ordine, partendo proprio da questa prima riflessione. Come si misurano distanze cosi’ grandi, ma soprattutto distanze di oggetti che non possiamo toccare con mano?

La prima semplice tecnica e’ basata su misure di parallasse. Cosa significa? Per spiegare questo importante concetto, partiamo subito con un esempio. Supponente di guardare qualcosa distante da voi qualche metro. Potete proprio realizzare questo esperimento guardando gli oggettti che avete intorno. Bene, adesso scegliamo un oggetto piccolo o grande a piacere e facciamo un eperimento. Mettete un dito davanti ad i vostri occhi, distante appena l’apertura del braccio, guardando sempre l’oggetto scelto come campione. Bene se adesso chiudete prima un occhio e poi l’altro, vedete che l’oggetto sembra sposarsi a destra e sinistra rispetto al vostro dito.

Non c’e’ nulla di magico in questo, si tratta solo della sovrapposizione della vista dei vostri occhi che forma poi il campo visivo. Sfruttiamo questa caratteristica per calcolare geometricamente la distanza dell’oggetto. Se volete, siamo di fonte ad uno schema del genere:

Triangoli simili

Triangoli simili

Geometricamente, misurando un lato e gli angoli dei due triangoli simili, siamo in grado di ricavare l’altezza, dunque la distanza del corpo da noi.

Attenzione pero’, se provate a ripetere l’eperimento per oggetti sempre piu’ lontani, vi accorgete che la loro dimensione spaziale diventa sempre piu’ piccola. Questo e’ il problema nel cercare di misurare la distanza delle stelle. Si tratta di corpi molto grandi, ma posti ad una distanza tale da noi da impedirci di essere sensibili alla loro estensione spaziale. Prorpio per questo motivo, le stelle ci appaiono come punti luminosi in cielo.

Per farvi capire questo concetto, vi mostro un’immagine:

Come apparirebbe il Sole a diverse distanze

Come apparirebbe il Sole a diverse distanze

Il numero 1 indica l’estensione spaziale del Sole come lo vediamo dalla Terra. Nel punto 2, ecco come ci apparirebbe invece la nostra stella se la distanza con noi sarebbe pari a quella Giove-Terra. Ancora piu’ spinto e’ il caso dei disegni 3 e 4, in cui, in quest’ultimo, viene riportato come ci apparirebbe il Sole se questo fosse ad una distanza da noi pari a quella Terra-Proxima Centauri, cioe’ circa 4 anni luce.

Concentriamoci ancora un secondo su questo ultimo disegno. Il nostro Sole e’ una stella, cosi’ come ce ne sono tantissime nell’universo. Il fatto che il Sole ci appaia cosi’ grande mentre le stelle in cielo sono solo dei punti, e’ dunque solo legato alla distanza dal nostro pianeta.

Per corpi cosi’ distanti, non e’ piu’ sufficiente fare misure di parallasse con gli occhi, ma c’e’ bisogno di aumentare a dismisura la distanza tra le osservazioni. Prorpio per questo motivo, si sfrutta il movimento della Terra intorno al Sole, sfruttando quindi la nostra traiettoria come punti in cui estrapolare la parallasse:

Parallasse lungo l'orbita terrestre

Parallasse lungo l’orbita terrestre

Conoscendo l’asse dell’orbita terrestre, e’ dunque possibile ricavare l’altezza del triangolo, quindi la distanza della stella dalla Terra.

Ovviamente, per costruzione, questo metodo e’ applicabile solo fino ad una certa distanza, in genere fissata a 300 anni luce da noi. Oltre questo limite, i lati del triangolo di parallasse non sono piu’ distinguibili e non si riesce ad estrapolare il dato sulla distanza.

Dunque? Come misurare distanze maggiori?

Ora, arriviamo al gia’ citato “Spostamento verso il Rosso”. Per capire di cosa si tratta, facciamo un esempio semplice. Tutti avranno ascoltato una sirena che si dirige verso di noi. Bene, la frequenza percepita dal nostro orecchio, risulta diversa se l’oggetto si sta avvicinando o allontanando. Perche’ avviene questo? Semplicemente, come mostrato da questa figura:

Fronti d'onda di un corpo in movimento

Fronti d’onda di un corpo in movimento

Nei due versi, il numero di fronti d’onda sonori che ascoltiamo dipende dalla velocita’ della sorgente. Anche se sembra difficile, questo effetto e’ facilmente comprensibile. Proviamo con un altro esempio. Immaginate di essere sulla spiaggia e di contare il numero di creste di onda che arrivano sulla battigia in una unita’ di tempo. Questo parametro e’ molto piu’ simile di quello che immaginate al discorso del suono percepito. Ora, se entrate in acqua e andate incontro alle onde, sicuramente conterete piu’ creste d’onda rispetto al caso precedente. Situazione opposta si ha se vi allontanate. Bene questo e’ quello che si chiama Effetto Doppler.

Lo spostamente veso il rosso e’ una diretta conseguenza dell’effetto Doppler, ma non si parla di onde sonore, bensi’ di onde elettromagnetiche. Equivalentemente al caso della sirena, lo spettro luminoso di un corpo puo’ risultare spostato rispetto al normale se il corpo in questione si avvicina o si allontana. Si parla di redshift perche’ per un oggetto che si allontana da noi, il suo spettro sara’ piu’ spostato verso le basse frequenze.

Immaginate di avere una stella di un certo tipo di fronte a voi. Ora, se la stella si allontana, siamo in grado di misurare il suo spostamento verso il rosso, proprio partendo dallo spettro di altri corpi della stessa famiglia ma a distanza minore. Da questa misura potete dunque ottenere informazioni sulla velocita’ relativa con cui voi e la stella vi state allontanando. Questo importante risultato e’ noto come Legge di Hubble. Questa equazione lega proprio, attraverso una costante detta appunto di Hubble, lo spostamento verso il rosso della sorgente e la sua velocita’. Sempre attraverso la legge di Hubble, siamo poi in grado di ricavare la distanza della sorgente e dunque di estrapolare la distanza della stella dall’osservatore.

Notiamo prima di tutto una cosa, anche questo metodo ha un limite inferiore oltre il quale la distanza diviene  non misurabile, anche se in questo caso il limite e’ molto piu’ grande di quello ottenuto dalla parallasse.

Ritornando alla domanda iniziale, il metodo della parallasse ci consente di misurare distanze fino a qualche centinaio di anno luce da noi. Per distanze maggiori, ci viene in aiuto la legge di Hubble, attraverso la quale possiamo misurare non solo la distanza di un corpo lontano, ma anche la sua velocita’ di allontanamento da noi.

Inoltre, questa legge rappresenta un altro importante risultato a sostegno dell’ipotesi del Big Bang. Come visto in questo articolo:

E parliamo di questo Big Bang

il nostro universo e’ ancora in espansione e questo puo’ essere evidenziato molto bene dai risultati ottenuti mediante la legge di Hubble.

Concludendo, la misura delle distanze a cui si trovano le stelle rappresenta sicuramente un qualcosa di fondamentale negli studi del nostro universo. A tal proposito, abbiamo a disposizione diversi metodi e due di questi, parallasse e redshift, ci consentono, con limiti diversi, di poter estrapolare in modo indiretto questi valori. Oltre ad una mappa dei corpi a noi vicini, la legge di Hubble rappresenta un importante prova a sostegno dell’ipotesi del Big Bang. Ad oggi, il nostro universo e’ ancora in espansione e per questo motivo vediamo gli spettri spostati verso il rosso.

 

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La danza degli storni

30 Gen

 

Questa volta, vorrei scrivere un post diverso rispetto ai soliti. Non fraintendete, parliamo sempre di scienza e di fenomeni naturali, ma per un momento vorrei mettere da parte tutte quelle teorie catastrofiste che tutti i giorni ci vengono proposte in rete.

Guardando dalla finestra, mi sono incantato qualche minuto a vedere uno dei piu’ belli spettacoli naturali che, soprattutto in questo periodo, abbiamo la possibilita’ di ammirare, il movimento in cielo di uno stormo di uccelli. In questo caso, tutti sanno a quale fenomeno mi sto riferendo. Migliaia di uccelli, in genere “storni”, volano insieme formando delle figure che cambiano rapidamente forma offrendo allo spettatore uno spettacolo come di ombre in movimento armonico.

Uno stormo di storni in movimento

Uno stormo di storni in movimento

Le domande interessanti che possiamo porci sono: perche’ avviene questo? Come fanno migliaia di storni a decidere quale movimento eseguire con un perfetto sincronismo?

Quello che forse non tutti sanno e’ che la scienza si e’ interrogata su queste questioni, organizzando dei veri e propri gruppi di studio comprendenti fisici, biologi, ornitologi e matematici.

Fino a qualche tempo fa, ad esempio, si pensava che lo stormo seguisse una singola traiettoria decisa da un leader del gruppo e che di conseguenza il movimento osservato fosse solo dovuto agli altri uccelli intenti a seguire il volo del capo. In realta’, questa ipotesi non e’ reale, ma la risposta scientifica e’ assai piu’ complessa e affascinante.

Il movimento collettivo che possiamo osservare per gli storni in volo, non e’ in realta’ l’unico di questo tipo. Discorso analogo puo’, ad esempio, essere fatto per i branchi di pesci nei mari, per gli erbivori che si spostano in branco o anche per alcuni tipi di insetti abituati a volare in gruppi numerosi. Capite dunque che comprendere queste dinamiche, permette di capire meglio e piu’ a fondo i meccanismi cognitivi seguiti nel mondo animale.

Il progetto europeo STARFLAG nasce appunto per trovare una risposta a questi comportamenti. Come anticipato, questo gruppo multidisciplinare nasce con lo scopo di modellizzare i movimenti complessi di alcuni animali, ma anche di capire il perche’ questi moti, apparentemente disordinati, vengano eseguiti.

La metodologia di ricerca seguita non e’ affatto semplice ed ha richiesto l’utilizzo di filmati ad alta definizione, immagini in sequenza ravvicinata per osservare i singoli spostamenti, ma anche l’utilizzo di potenti supercomputer per modellizzare e prevedere il comportamento nel tempo di un sistema complesso formato da migliaia di esemplari.

I risultati di questa ricerca sono stati estremamente positivi ed hanno trovato le risposte a molte delle domande che ci siamo posti all’inizio.

Per prima cosa, come anticipato, l’ipotesi del leader che segna la traiettoria e’ da scartare. Movimenti, comportamenti e decisioni non si basano su un singolo, bensi’ su un organizzazione locale basata su pochi elementi. Cosa significa questo? Ciascun animale cerca di imitare quello che fanno i suoi primi vicini, cioe’ gli altri animali presenti in un ristretto spazio tridimensionale. Detto in altri termini, uno storno si muove copiando i movimenti solo di 6 o 7 uccelli vicini a lui. Lo stesso fanno tutti gli animali, creando in questo modo un sistema di trasmissione a catena dei movimenti, capace di far viaggiare l’informazione ad una velocita’ abbastanza elevata.

Questa prima informazione e’ molto significativa e ci spiega perche’, osservando il movimento dello stormo, l’intero gruppo sembra muoversi in aria quasi disegnando un ombra in movimento. Se il sistema di trasmissione delle informazioni fosse diverso, ad esempio dei movimenti stabiliti e eseguiti in sequenza, vedremo un movimento piu’ rigido e molto piu’ simile a quello delle nuotatrici sincronizzate.

Perche’ vengono eseguiti questi movimenti?

Come spesso accade in natura, la spiegazione a determinati comportamenti e’ da ricercarsi nella lotta alla sopravvivenza. Anche nel caso degli storni, questo raggruppamento di elementi e’ una buona difesa contro l’attacco dei predatori.

In questo caso pero’, basterebbe formare un gruppo. Perche’ avviene il movimento di cui stiamo discutendo? Parlando sempre di leggi di natura, il piu’ delle volte un predatore, e questo e’ vero non solo per gli uccelli ma anche, ad esempio, per le battute di caccia dei leoni, il predatore non attacca l’intero gruppo, bensi’ concentra la sua caccia su un singolo elemento. Bene, il continuo movimemento degli elementi del gruppo, crea un rimescolamento in grado di confondere il predatore che dunque non riesce piu’ a seguire la sua preda.

Il progetto STARFLAG, di cui abbiamo parlato, ha concentrato la sua ricerca al caso degli storni nei cieli di Roma. In questo caso, il principale predatore per gli uccelli e’ il falco pellegrino. In particolare, nei giorni in cui la concentrazione di falchi era maggiore, si sono osservate forme degli stormi piu’ compatte e con movimenti piu’ rapidi. Questa evidenza conferma l’ipotesi di cui abbiamo parlato.

Inoltre, per aumentare ancora di piu’ la protezione degli individui, durante il movimento, avviene anche un continuo rimescolamento tra gli animali al centro e quelli al bordo della distribuzione. Questi ultimi infatti, sono quelli maggiormente esposti all’attacco dei predatori non godendo di una protezione a 360 gradi.

I modelli comportamentali ottenuti dal progetto STARFLAG sono stati esportati con ottimi risultati anche al caso delle sardine in acqua e degli gnu a terra. In questi casi, cambia l’ambiente, cambia il predatore, cambiano le prede, ma i meccanismi di difesa sono molto simili tra loro. Questo importante risultato ci dimostra come il movimento apparentemente disordinato di specie animali diverse, sia in realta’ una legge di natura studiata proprio per contrastare gli attacchi dei predatori.

 

 

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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.