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Meteoriti sulla Terra e cataclisma Lunare

26 Mar

Rieccoci di nuovo a parlare di metoriti sulla Terra e rischio di impatto. Come sapete bene, dopo quanto accaduto in Russia:

Se fosse stato il meteorite di Roma?

Pioggia di meteore in Russia

e’ iniziata una vera e propria psicosi meteorite. Ovviamente, non vogliamo sminuire l’evento di Cheliabynsk. Su questa piccola cittadina russa un metorite di circa 18 metri e’ esploso in quota lanciando frammenti che hanno causato il ferimento di 1200 persone, questa e’ realta’.

Come spesso accade pero’, dopo questo avvenimento, soprattutto grazie ai tanti siti che hanno colto la palla al balzo:

Lezione n.1: come cavalcare l’onda

la paura asteroidi, la possibilita’ di avere una protezione contro corpi in rotta di collisione con la Terra e il monitoraggio dello spazio sono diventati temi di attualita’ generale e che, purtroppo, stanno assumendo caratteri simili a quelli del 21 Dicembre 2012.

Perche’ torniamo su questi argomenti?

Solo pochi giorni fa, un “bolide” e’ stato avvistato sui cieli della costa orientale americana. Come riportato da diversi giornali, la meteora e’ durata parecchi secondi con una luminosita’ molto alta. Di argomenti di questo tipo abbiamo parlato abbondantemente in diversi post:

Bolide a Novara?

Meteorite in Inghilterra provoca terremoti?

Palla di Fuoco nei cieli del Sud Italia

Altro bolide in Sicilia?

Come abbiamo visto, si tratta solamente di corpi di massa leggermente maggiore che, a contatto con la nostra atmosfera, bruciano ma possono durare diversi secondi. Generalmente, siamo abituati a chiamare questi fenomeni “stelle cadenti”. Quando la massa del frammento e’ piu’ grande, in un termine non accettato dalla scienza, li chiamiamo bolidi.

Zona di avvistamento del fireball negli USA

Zona di avvistamento del fireball negli USA

Questa almeno era la distinzione fino ad un mese fa. Ora, invece, un bolide e’ un pericolo che viene dal cielo. Questa e’ appunto la psicosi creata su internet su fenomeni che avvengono normalmente durante l’anno e che non hanno nula di straordinario, a parte la bellezza per chi riesce ad osservarli.

L’evento americano e’ stato anche filmato, come potete vedere in questo video pubblicato da Repubblica:

VIDEO Fireball USA

Secondo voi, i tanti siti potevano farsi scappare l’occasione di speculare anche su questo avvenimento? Assolutamente no.

Perche’ ci sono cosi’ tanti asteroidi che arrivano sulla Terra? Perche’ sta finendo il mondo, perche’ Nibiru e’ ormai entrato nel sistema solare e quindi, come visto in questo post:

Nibiru: la prova del trattore gravitazionale

spinge gravitazionalmente corpi verso di noi oppure perche’ la Terra si sta spostando in una zona misteriosa del Sistema Solare, come visto qui:

Meteorite anche a Cuba e Dark Rift

In questi giorni poi e’ stata formulata anche un’altra ipotesi: il lancio degli asteroidi sarebbe causato dallo spostamento dei giganti gassosi del sistema solare che porterebbero modificazioni agli equilibri cosmici. Questa ipotesi sarebbe stata formulata niente meno che da un nostro ricercatore che lavora negli Stati Uniti, Simone Marchi, e che tra l’altro collabora anche con la NASA. La prova di questo sarebbe un articolo pubblicato addirittura su “Nature” che spiegherebbe questi eventi cosmici prendendo in esame anche quello che e’ accaduto in tempi remoti nel sistema solare. Circa 4 miliardi di anni fa, lo stesso movimento di giganti come Giove e Saturno avrebbero spinto asteroidi dalla fascia di Kuiper verso il sistema solare interno. I segni di questo bombardamento sarebbero proprio i crateri ancora oggi visibili sulla Luna.

Cratere Lunare risalente al Cataclisma

Cratere Lunare risalente al Cataclisma

Accidenti dico io! C’e’ una teoria, ci sono scienziati veri, e questa volta sono veri, c’e’ la NASA, ci sono i segni e le evidenze di quanto accaduto nel passato, questa volta i siti catastrofisti hanno ragione. Scusate se li ho sempre denigrati e se dicevo che era tutta una montatura.

Sara’ proprio cosi’?

Ovviamente no. Quello che io mi chiedo e’ sempre: ma prima di scrivere castronerie del genere, le leggete le fonti? Non voglio sembrare quello che non sono, ma se volete citare articoli e persone, forse dovete essere in grado di “capire” gli articoli, altrimenti rischiate, come sempre, di fare figure barbine e di mettere in cattiva luce ricercatori reali che si occupano di scienza vera.

Scusate il piccolo sfogo, ma a volte si rischia veramente di distorcere la realta’ senza pensare alle consegenze.

Andiamo con ordine. Simone Marchi e’ veramente un ricercatore che lavora a Boulder in colorado e a Houston per la NASA. In quessti giorni, e’ veramente uscito un articolo su Nature a firma di Marchi e di altri ricercatori sul tema del “Cataclisma Lunare”, dunque proprio per lo studio di quanto avvenuto 3,9 miliardi di anni fa nel sistema solare. Questo e’ il link alla pagina di Nature con l’abstract dell’articolo:

NATURE Marchi

Ora, per quanto possibile, cerchiamo di far luce se questo “Cataclisma Lunare” provando a spiegare di cosa veramente si tratta.

Tra 4,1 e 3,8 miliardi di anni fa, i pianeti del Sistema Solare, ed in particolar modo la Luna, sono stati colpiti da moltissimi eventi astronomici. Questo effetto e’ noto anche come “intenso bombardamento tardivo” o LHB. La prova di questo bombardamento viene dai molti reperti lunari portati a terra dalle missioni Apollo e che hanno mostrato come la maggior parte delle rocce da impatto si sono formate proprio in questo periodo.

Il lavoro pubblicato su Nature ha messo in relazione per la prima volta questi reperti lunari con particolari tipi di meteoriti caduti sulla Terra. Proprio questa assonanza dimostra come, durante il cataclisma, anche la Terra sia stata colpita da fenomeni di questo tipo. Ovviamente, il discorso tra il nostro pianeta e la Luna e’ completamente diverso. Il nostro satellite, essendo sprovvisto di un’atmosfera protettiva, e’ molto piu’ esposto ad eventi di questo tipo non potendo contare sull’attrito con l’aria.

Ad oggi, non esiste ancora una spiegazione universalmente accettata per il cataclisma lunare, ma sono state formulate due ipotesi principali.

La prima, che e’ poi quella che viene distorta sui siti catastrofisti, e’ che durante questo periodo, ci sia stato un movimento dei giganti gassosi Giove e Saturno. In particolare, in una configurazione con una fascia di Kuiper molto massiccia, i corpi che la compongono avrebbero interagito gravitazionalmente con Giove modificandone l’orbita e creando una situazione di risonanza Giove-Saturno. In questo caso, la fascia di Kuiper sarebbe stata fortemente svuotata estraendo oggetti massivi lanciati verso il sistema solare interno. A seguito di questo svuotamente, i pianeti avrebbero ritrovato una nuova posizione di equilibrio gravitazionale, che e’ poi quella che vediamo oggi. Vi ricordo che della fascia di Kuiper abbiamo parlato in questo articolo:

Cos’e’ una cometa?

Ora, non stiamo parlando di fantasie, ma di teorie scientifiche formulate e simulate anche mediante l’utilizzo di potenti calcolatori.

Un’altra ipotesi vorrebbe invece l’LHB dovuto alla lenta formazione del pianeti piu’ esterni Nettuno e Urano. In questo caso, la bassa densita’ di materia ai bordi del Sistema Solare avrebbe causato un processo piu’ lento di formazione dei pianeti, creando instabilita’ gravitazionali nel sistema solare. Questa ipotesi risulta pero’ fortemente criticata perche’, alla luce delle attuali conoscenze, questi due pianeti si sarebbero formati con tempi non cosi’ lunghi e dunque non avrebbero offerto le condizioni per un cataclisma.

Esiste poi una terza ipotesi che vorrebbe l’esistenza di un pianeta aggiuntivo nel Sistema Solare, posizionato tra Marte e il confine interno della fascia degli asteroidi e con dimensioni minori dello stesso Marte. L’orbita di questo pianeta, da alcuni chiamato Pianeta V, sarebbe stata la causa del bombardamento dei pianeti interni ma, essendo non stabile, avrebbe poi portato il pianeta a schiantarsi contro il Sole.

Solo per completezza, anche se ormai sempre piu’ criticata dalla comunita’ scientifica, esiste anche un’ultima teoria secondo la quale l’LHB non sarebbe mai avvenuta. In questa ipotesi, le evidenze rinvenute studiando le rocce lunari sarebbero in realta’ frutto della raccolta di detriti in un solo cratere della Luna. Come detto, questa ipotesi e’ ormai quasi del tutto massa da parte dal momento che evidenze di questo periodo sono state trovate studiando l’asteroide Vesta e, come evidenziato proprio dall’articolo di Nature di questi giorni, anche studiando i reperti caduti sulla Terra.

Concludendo, al solito siamo partiti da fantasie costruite ad hoc per spingere maggiormente il pensiero delle persone a cedere ad una psicosi meteoriti o forse perche’ veramente chi le pubblica non ha capito l’articolo scientifico in questione. Nonostante questo, queste ipotesi fantasiose ci hanno permesso in primis di fare un bel riassunto dei tanti aspetti del nostro Sistema Solare visti negli articoli precedenti, ma soprattutto di parlare di un argomento nuovo come il “cataclisma lunare”.

 

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

 

Bosone di Higgs … ma che sarebbe?

25 Mar

In tanti mi avete chiesto informazioni circa la scoperta del bosone di Higgs. Come sapete bene, negli ultimi mesi, molto si e’ parlato di questa probabile scoperta, dando ampio spazio su giornali e telegiornali al CERN, all’acceleratore LHC e agli esperimenti principali, Atlas e CMS, che hanno lavorato alla ricerca di questa particella.

La scoperta, ripeto probabile come vedremo in seguito, del bosone di Higgs e’ stata fondamentale per la fisica e per la nostra conoscenza della materia e, lasciatemelo dire, mi ha riempito di gioia avendo lavorato per circa quattro anni alla costruzione proprio dell’esperimento Atlas.

Quello che pero’ molti mi chiedono e’: si parla tanto di questo bosone di Higgs, tutti ne parlano dicendo che e’ “quello che spiega la massa delle particelle”, ma, in soldoni, di cosa si tratta? Perche’ spiegherebbe la massa delle particelle?

Purtroppo le domande sono ben poste, dal momento che spesso, girando per la rete, non si trovano risposte semplicissime a questi quesiti. Cerchiamo dunque, per quanto possibile, di rispondere a queste domande, mantenendo sempre un profilo divulgativo e accessibile a tutti.

Detto nel linguaggio della fisica, la spiegazione sarebbe piu’ o meno questa:

L’universo e’ permeato da un campo a spin zero, detto campo di Higgs, doppietto in SU(2) e con ipercarica U(1), ma privo di colore. I bosoni di gauge e i fermioni interagiscono con questo campo acquisendo massa.

Chiaro? Ovviamente no.

Cerchiamo di capirci qualcosa di piu’.

In questi post:

Piccolo approfondimento sulla materia strana

Due parole sull’antimateria

Abbiamo parlato del “Modello Standard” delle particelle. Come visto, la materia ordinaria, anche se apparentemente sembrerebbe molto variegata, e’ in realta’ composta di pochi ingredienti fondamentali: i quark, i leptoni e i bosoni messaggeri. Niente di difficile, andiamo con ordine.

Le particelle del Modello Standard

Le particelle del Modello Standard

Protoni e neutroni, ad esempio, non sono particelle fondamentali, ma sono composti da 3 quark. Tra i leptoni, sicuramente il piu’ conosciuto e’ l’elettrone, quello che orbita intorno ai nuclei per formare gli atomi. E i bosoni messaggeri? In fisica esistono delle interazioni, chiamiamole anche forze, che sono: la forza gravitazionale, la forza elettromagnetica, la forza forte e la forza debole. La forza forte, ad esempio, che viene scambiata mediante gluoni, e’ quella che tiene insieme i quark nelle particelle. Il fotone invece e’ quello che trasporta la forza elettromagnetica, responsabile, in ultima analisi, delle interazioni chimiche e delle forze meccaniche che osserviamo tutti i giorni.

Bene, fin qui sembra tutto semplice. L’insieme di queste particelle forma il Modello Standard. Ci sono gli ingredienti per formare tutte le particelle ordinarie e ci sono i bosoni messaggeri che ci permettono di capire le forze che avvengono. Dunque? Con il Modello Standard abbiamo capito tutto? Assolutamente no.

Il Modello Standard funziona molto bene, ma presenta un problema molto importante. Nella trattazione vista, non e’ possibile inserire la massa delle particelle. Se non c’e’ la massa, non c’e’ peso. Se un pezzo di ferro e’ composto di atomi di ferro e se gli atomi di ferro sono fatti di elettroni, protoni e neutroni, le particelle “devono” avere massa.

Dunque? Basta inserire la massa nel modello standard. Facile a dirsi ma non a farsi. Se aggiungiamo a mano la massa nelle equazioni del modello standard, le equazioni non funzionano piu’. I fisici amano dire che l’invarianza di Gauge non e’ rispettata, ma e’ solo un modo complicato per spiegare che le equazioni non funzionano piu’.

Se non possiamo inserire la massa, e noi sappiamo che la massa c’e’ perche’ la testiamo tutti i giorni, il modello standard non puo’ essere utilizzato.

A risolvere il problema ci ha pensato Peter Higgs negli anni ’60. Ora la spiegazione di Higgs e’ quella che ho riportato sopra, ma cerchiamo di capirla in modo semplice. Supponiamo che effettivamente le particelle non abbiano massa. Hanno carica elettrica, spin, momento angolare, ma non hanno massa intrinseca. L’universo e’ pero’ permeato da un campo, vedetelo come una sorta di gelatina, che e’ ovunque. Quando le particelle passano attraverso questa gelatina, vengono frenate, ognuna in modo diverso. Proprio questo frenamento sarebbe responsabile della massa che le particelle acquisiscono.

Tradotto in equazioni, questo ragionamento, noto come “meccanismo di Higgs”, funzionerebbe benissimo e il modello standard sarebbe salvo. Perche’ dico funzionerebbe? Come facciamo a dimostrare che esiste il campo di Higgs?

Il campo di Higgs, se esiste, deve possedere un quanto, cioe’ un nuovo bosone la cui esistenza non era predetta nel modello standard, detto appunto “bosone di Higgs”. Detto proprio in termini semplici, riprendendo l’esempio del campo di Higgs come la gelatina di frenamento, questa gelatina ogni tanto si dovrebbe aggrumare formando una nuova particella, appunto il bosone di Higgs.

Dunque, se esiste il bosone di Higgs, allora esite il campo di Higgs e dunque possiamo spiegare la massa delle particelle.

Capite dunque l’importanza della ricerca di questa particella. La sua scoperta significherebbe un notevole passo avanti nella comprensione dell’infinitamente piccolo, cioe’ dei meccanismi che regolano l’esistenza e la combinazione di quei mattoncini fondamentali che formano la materia che conosciamo.

Oltre a questi punti, il bosone di Higgs e’ stato messo in relazione anche con la materia oscura di cui abbiamo parlato in questo post:

La materia oscura

In questo caso, la scoperta e lo studio di questa particella potrebbe portare notevoli passi avanti ad esempio nello studio delle WIMP, come visto uno dei candidati della materia oscura.

Dunque? Cosa e’ successo al CERN? E’ stato trovato o no questo bosone di Higgs?

In realta’ si e no. Nella prima conferenza stampa del CERN si parlava di evidenza di una particella che poteva essere il bosone di Higgs. In questo caso, le affermazioni non sono dovute al voler essere cauti dei fisici, semplicemente, l’evidenza statistica della particella non era ancora sufficiente per parlare di scoperta.

L’ultimo annuncio, solo di pochi giorni fa, ha invece confermato che si trattava proprio di “un” bosone di Higgs. Perche’ dico “un” bosone? In realta’, potrebbero esistere diverse tipologie di bosoni di Higgs. Ad oggi, quello trovato e’ sicuramente uno di questi, ma non sappiamo ancora se e’ proprio quello di cui stiamo parlando per il modello standard.

Anche se tutte le indicazioni fanno pensare di aver fatto centro, ci vorranno ancora diversi anni di presa dati per avere tutte le conferme e magari anche per evidenziare l’esistenza di altri bosoni di Higgs. Sicuramente, la scoperta di questa particella apre nuovi orizzonti nel campo della fisica delle particelle e prepara il campo per una nuova ricchissima stagione di misure e di scoperte.

Onde evitare commenti del tipo: “serviva spendere tutti questi soldi per una particella?”, vi segnalo due post molto interessanti proprio per rispondere a queste, lasciatemi dire lecite, domande:

Perche’ la ricerca: scienza e tecnologia

Perche’ la ricerca: economia

In realta’, LHC ed i suoi esperimenti, oltre a portare tantissime innovazioni tecnologiche che non possiamo ancora immaginare, sono state un importante volano per l’economia dei paesi europei. Investendo nel CERN, l’Italia, e soprattutto le nostre aziende, hanno avuto un ritorno economico molto elevato e sicuramente superiore a quanto investito.

 

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