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Ascoltate finalmente le onde gravitazionali?

19 Mar

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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Loch Ness, finalmente la spiegazione?

6 Lug

A proposito di misteri famosi, sicuramente la storia del mostro di Loch Ness ha da sempre fatto sognare molte persone. Forse pero’ non tutti sanno quanto antica sia questa leggenda ma soprattutto quanti tentativi, anche con metodologie scientifiche, siano stati fatti nel corso degli anni per cercare di identificare il famoso Nessie.

Come saprete molto bene, Loch Ness e’ un lago della Scozia in cui, si dice, viva un animale di grandi dimensioni, c’e’ chi parla anche di 15-20 metri. Ad oggi, esistono circa 3500 testimonianze di persone pronte a giurare di aver visto questo mostro. In molti casi, ci sono addirittura delle foto a sostegno del racconto.

Come e’ fatto Nessie?

Molte testimonianze concordano in primis sulle dimensioni a cui abbiamo accennato. Il mostro avrebbe poi un lungo collo e della gambe molto tozze. Secondo molti racconti, oltre a vivere in acqua, il mostro di Loch Ness sarebbe in grado di camminare e spostarsi sulla terraferma, ovviamente per cercare cibo.

Perche’ parliamo ora di questo mostro?

Nei giorni scorsi, ho ricevuto via mail una richiesta di spiegazione su un’ipotesi molto interessante. Secondo questa interpretazione dei risultati, la visione del mostro di Loch Ness sarebbe dovuta semplicemente a dei fenomei tellurici, dunque, terremoti.

Come e’ possibile?

Quasi tutte le testimonianze concordano sul fatto che prima della visione del mostro, si possono sentire dei tremori dalla Terra. Fino ad oggi, questo era interpretato chiamando in causa la grande massa di Nessie, capace di spostare grossi volumi di acqua e di far increspare la superficie del lago. L’ipotesi odierna vorrebbe invece che quelle increspature del lago, che poi da molti vengono automaticamente identificate con la presenza di Nessie, altro non siano che lievi scosse sismiche.

Questa affascinante ipotesi e’ stata fatta da un geologo italiano, Luigi Picardi. I tremori osservati sarebbeero dovuti alla vicina faglia di Great Glen. Qui, per la strutura stessa della faglia e del terremoto, i sismi raggiungerebbero con notevole difficolta’ un grado troppo elevato, ma assicurerebbero un certo numero di sismi di bassa magnitudine, sufficienti dunque a giustificare i frequenti avvistamenti annui.

Come potete facilmente immaginare, questa semplice spiegazione e’ stata subito messa in discussione dalle tante associazioni che hanno creato il loro giro d’affari sfruttando la storia del mostro di Loch Ness. Ad oggi, questo lago vanta un enorme numero di turisti all’anno, spinti proprio dalla curiosita’ e dalla speranza di poter avvistare il mostro.

Quali sono le accuse mosse contro l’ipotesi tellurica?

Secono le critiche, la faglia di Great glen, contro cui si e’ puntato il dito, sarebbe troppo lontano dal lago, 70Km, da poter giustificare il tremore delle acque. Tra l’altro, non esistono prove in grado di sostenere l’ipotesi che la faglia sia attiva ed in grado di generare con alta frequenza sismi di bassa intensita’.

Ora, si dovra’ lavorare sull’ipotesi, ma soprattutto monitorare la faglia, per poter capire se l’ipotesi sismica e’ possibile oppure no. Nonostante questo, credo sia molto interessante raccontare un po’ la storia degli avvistamente di Nessie, soprattutto per poter capire se l’ipotesi sismica e’ reale oppure no.

Forse non tutti sanno che il presunto primo avvistamento di un mostro all’intrerno del lago di Lochness risale addirittura al 565 d.C.. L’avvistamento venne fatta da un monaco, tale Columba, divenuto poi santo. Nella biografia del monaco si legge che Columba ando’ in Scozia per portare il Cristianesimo e sulle sponde del lago gli si paleso’ di fronte il terribile Nessie, famoso per aver gia’ divorato un abitante del vicino villaggio. Il monaco riusci’ a scacciare Nessi in acqua semplicemente disegnando un crocifisso in aria di fronte al mostro.

Quello raccontato nella biografia di Columba e’ senza dubbio il primo avvistamento del mostro di Loch Ness. Successivamente pero’, per quasi 1500 anni, non si parlo’ piu’ di Nessie.

La leggenda di Nessi ricomincia tra il 1933 e il 1935, da dove poi inizia il boom del mostro. Geologicamente, a riprova dell’ipotesi sismica, l’ultimo terremoto di intensita’ maggiore della faglia di Great Glen e’ priprio nel 1934. Ora direte voi, c’e’ stato un solo terremoto nel ’34 ma tantissimi avvistamenti tra il ’33 e il ’35. Come e’ possibile?

La risposta a questa domanda e’ molto semplice. Vi faccio presente che siamo negli anni ’30. Ovviamente, la sensibilita’, ma anche la copertura, dei simografi era molto limitata rispetto a quella di oggi. Ora, se c’e’ stato un terremoto nel 1934, e’ molto probabile che prima e dopo la scossa principale la terra abbia tremato con un intensita’ minore. Come visto, nella teoria da cui siamo partiti, sono necessarie lievi scosse per innescare il movimento delle acque del lago.

Come anticipato, ci sono tantissime testimonianze di persone che giurano di aver visto Nessie. La piu’ famosa foto del mostro, venne scattata proprio nel 1934. Questa e’ la foto in questione:

 

La foto del mostro di Locjh Ness del 1934

La foto del mostro di Locjh Ness del 1934

Come vedete, si nota chiaramente la sagoma di Nessie con un collo particolarmente pronunciato. Questa e’ una delle prove piu’ importanti utilizzate a sostegno dell’ipotesi del mostro. Tutte le altre prove che girano, sono in realta’ scattate a bassisima risoluzione o da troppo lontano, condizioni che rendono impossibile distinguere il mostro da, ad esempio, un tronco galleggiante sul lago. Oltre a queste, come potete immaginare, la letteratura e’ piena di foto palesemente false o comunque ritoccate al pc.

 

Il trucco usato nel 1934

Il trucco usato nel 1934

Cosa possiamo dire pero’ della foto del ’34? Qui la risoluzione e’ buona e il mostro si vede molto bene. Semplice, anche questa foto e’ un falso. Come possiamo dire questo? In realta’, nel 1994 gli stesssi autori del celebre scatto dichiararono di aver creato la montatura utilizzando un piccolo sommergibile giocattolo a cui era stata attaccata la parte del collo con testa. A fianco vedete un’immagine che fa capire i materiali utilizzati e come era costruito il falso mostro.

Dunque? Come concludere?

A mio avviso, l’ipotesi di connessione tra sismi e mostro di Loch Ness e’ veritiera. Alla luce di questa proposta, anche le osservazioni storiche del mostro sarebbero comprensibili. Come detto, il tutto sarebbe dovuto ai movimenti delle acque per opera di piccoli terremoti e da qui in poi, come e’ del tutto possibile, la fantasia finirebbe il lavoro. Come visto nell’articolo, molte delle prove fotografiche riportate sono prese da molto lontano o sono palesemente dei falsi. La foto storica di Nessie, utilizzata da sempre come prova della sua esistenza, e’ in realta’ un falso, come dichiarato dagli stessi autori a distanza di 60 anni. A questo punto, non resta che aspettare le necessarie ulteriori verifiche per capire quanto l’ipotesi sismica possa assere reale. Di sicuro, il lavoro di ricerca non avra’ il sostegno delle associazioni locali che hanno creato un ottimo business sfruttando la storia del mostro per incrementare il turismo.

 

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