Tag Archives: miliardi

Nel Lazio le spiagge sono blu!

4 Mag

Senza tanti giri di parole e senza premettere nulla, vi voglio mostrare una foto davvero molto particolare:

Meduse blu spiaggiate a Sabaudia nel Lazio

Meduse blu spiaggiate a Sabaudia nel Lazio

Per chi non e’ della zona, si tratta di un tratto di spiaggia nel comune di Sabaudia, perfettamente riconoscibile per la montagna in fondo e per la sua particolare forma. A parte questi dettagli di localizzazione geografica, quello che salta subito agli occhi e’ la presenza di questo strato bluastro che ricopre praticamente tutto l’arenile.

Di cosa si tratta?

Come forse potete immaginare, la strana colorazione blu presente sulla spiaggia e’ dovuta a migliaia di piccole meduse che sono arrivate a riva spinte dalla corrente.

La notizia e’ apparsa su molto giornali locali solo pochi giorni fa e, dopo l’evento di Sabaudia, provincia di Latina, lo stesso fenomeno e’ avvenuto anche ad Ostia, in provincia di Roma.

Come potete facilmente immaginare, questo evento ha attirato la curiosita’ di moltissime persone che sono arrivate sulla spiaggia per vedere l’insolito spettacolo ma, come sbagliarsi, ha creato anche molte voci catastrofiste subito pronte a sfruttare fenomeni non usuali o apparentemente tali.

Prima di analizzare il fenomeno di per se e valutare le possibili spiegazioni che si sono susseguite in questi giorni, credo sia il caso di spendere due parole sulla particolare tipologia di medusa di cui stiamo parlando di sicuro interesse se non altro per la sua colorazione blu.

Come forse avrete letto sui giornali, la medusa in questione e’ nota con il nome di “Velella velella” o anche con il nome comune di “barchetta di San Pietro”. Osservando uan foto dell’animale:

Velella Velella

Velella Velella

si vede molto bene la sua colorazione ma, soprattutto, si capisce il perche’ del suo nome dovuto alla forma che richiama quella di un piccolo scafo con una vela nel centro. La Velella ha un diametro compreso tra 4 e 7 cm e vive nelle acque calde temperate ad una profondita’ non superiore a qualche centimetro dalla superficie.

Di meduse avevamo gia’ parlato in altri articoli:

Classificazione delle specie piu’ longeve

Meduse: belle e pericolose

Troppe meduse? Sfruttiamole!

Se proprio vogliamo essere precisi, la Velella non e’ una vera e propria medusa , ma piu’ che altro un idrozoo coloniale della specie dei cnidari. A differenze di altri esempi visti negli articoli precedenti, la Velella non e’ assolutamente pericolosa per l’uomo. Le tossine contenute nei suoi tentacoli servono ovviamente per catturare il plancton ma non riescono a penetrare la pelle dell’uomo rendendo l’animale assolutamente non pericoloso. Unica accortezza da seguire, evitare di toccarsi gli occhi dopo aver toccato uno di questi animali.

Bene, detto questo, cosa dire sul fatto che miliardi di questi animali sono arrivati sulle nostre spiagge? Vi diro’ anche di piu’, proprio in questi giorni, si sono colorate di blu anche le coste di alcune zone della Sicilia e dell’isola di Malta. Cosa significa tutto questo? Le spiegazioni che trovate in giro per la rete sono davvero fantasiose, si passa dal solito inquinamento radioattivo dei mari che nessuno ci vuole raccontare, ad un fenomeno naturale che indica che qualcosa di ben piu’ grave sta per accadere. Alcuni siti si lanciano anche in farneticazioni riguardanti la presunta correlazione tra la Velella e altre specie acquatiche per indicare che qualcosa di misterioso e molto pericoloso potrebbe essere in corso sotto il mar Mediterraneo.

A parte queste spiegazioni che, come al solito, lasciano il tempo che trovano, molti siti riportano interviste a presunti esperti che giurano che questo fneomeno e’ del tutto non spiegabile e mai, dico mai, si e’ verificato qualcosa di simile in tutta Italia.

Bene, partiamo proprio da questo punto. Senza aggiungere altro, vi riporto un link ad un articolo di focus dell’aprile 2012, cioe’ 2 anni fa:

Articolo focus Velella

Cosa si dice? Che nel 2012 c’e’ stata un’invasione di Velella Velella in Liguria e Toscana. Si, avete proprio capito bene. Se avete letto tutto l’articolo in questione, si parla anche delle invasioni, in misura minore ma comunque non trascurabili, di questi animali anche nel 2009 e nel 2010. Nel 2011 invece, non si e’ registrata assolutamente la presenza di Velella sui nostri litorali. Inoltre, come sottolineato poche righe fa, questi eventi si verificano sempre intorno alla primavera inoltrata, aprile nell’articolo del 2012, fine aprile-inizio maggio quest’anno.

Forse, ma dico forse, tutte queste somiglianze non sono assolutamente trascurabili.

Dunque, ad oggi, il reale ciclo vitale di questi animali non e’ ancora del tutto noto ma sembra assolutamente probabile che questa specie possa passare per periodi piu’ o meno lunghi di quiescenza che spiegherebbero l’assenza per alcune annate di questi spiaggiamenti. La tarda primavera e’ il periodo migliore per avere colonie di questi animali nei nostri mari. Come detto all’inizio, navigando a pochi centimetri di profondita’ trasportate dal vento, le Velella possono molto facilmente essere spinte a riva anche in assenza di apparenti forti mareggiate.

Secondo alcune fonti, trattandosi di animali di superificie, la loro presenza potrebbe essere fortemente influenzata dalla presenza di petrolio in mare. Spiaggiamenti cospicui di questi animali potrebbero dunque indicare che in quel momento le nostre acque sono pulite.

Detto questo, non c’e’ assolutamnete nulla di strano nel ritrovamento di questi giorni di Velella Velella sui nostri litorali. Ovviamente, trattandosi di fenomeni dovuti alla direzione del vento, non e’ assolutamnete detto che questi ritrovamenti avvengano sempre nello stesso punto. Se siete da queste parti, vi consiglio di fare un salto per vedere questo straordinario spettacolo. Fate attenzione al trascorrere dei giorni pero’, trattandosi comunque di materia organica, dopo qualche giorno l’odore potrebbe non essere dei migliori.

 

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

Annunci

Il WC del futuro

6 Dic

Leggendo i giornali, a volte si trovano notizie davvero curiose ma che fanno riflettere. E’ questo il caso di una notizia apparsa anche su diversi quotidiani nazionali, che hanno parlato niente poco di meno che del WC del futuro.

Leggendo il titolo, la nostra fantasia potrebbe volare verso qualcosa di estremamente tecnologico. Chissa’ quanti e quali congegni elettronici potrebbero nascondersi dentro quella che possiamo chiamare “tazza 2.0”. Invece … leggendo la notizia si rimane un po’ delusi.

Perche’?

Ecco a voi il WC del futuro:

Il WC che consente di ottenere vantaggi medici

Il WC che consente di ottenere vantaggi medici

Cosa avrebbe di tanto particolare? Dov’e’ il modem, la tastiera, l’antena wireless o almeno uno schermo LCD? Niente di tutto questo. Questa soluzione e’ stata presentata solo pochi giorni fa ed e’ risultata la vincitrice di un concorso indetto da una societa’ inglese specializzata in scarichi fognari. Certo, detto in questo modo, sembrerebbe quasi una presa in giro.

In realta’, oltre ad essere firmata da esperti di design, secondo studi medici condotti, questa soluzione porterebbe notevoli vantaggi dal punto di vista medico. Per utilizzare questo WC e’ necessario accovacciarsi portando le gambe vicino al petto. Secondo studi medici, questa posizione consentirebbe di offrire la massima pulizia dell’intestino minimizzando l’insorgenza di tumori al colon e altri disturbi tra cui anche le emorroidi.

Certo, dal punto di vista tecnologico siamo rimasti un po’ delusi, ma dal punto di vista della salute, il vantaggio sembrerebbe essere notevole.

A parte la curiosita’ della notizia che volevo condividere con voi, facciamo qualche considerazione aggiuntiva. Come sapete bene, i rifiuti organici possono essere anche una fonte di energia oltre ad essere utili come fertilizzanti. Bene, sulla base di questo, perche’ non utilizzare questi scarti dal momento che parliamo sempre di energie rinnovabili?

Per chi non lo sapesse, questa non e’ un’idea nuova. La fondazione Bill e Melinda Gates, proprio del fondatore della Microsoft, si e’ gia’ lanciata nel settore. Come e’ noto, la fondazione finanzia diversi progetti, cercando di aiutare le popolazioni del terzo mondo. Tra questi, ve ne e’ uno che riguarda proprio il futuro del WC. La fondazione ha infatti stanziato gia’ piu’ di 5 milioni di dollari per finanziare la ricerca di una soluzione funzionante in condizioni estreme. I requisiti richiesti sono il funzionamento in totale assenza di corrente elettrica, di scarico filtrato e di acqua corrente. Altri parametri richiesti sono che gli scarti vengano utilizzati al massimo per produrre altri materiali e sostanze utili, come i gia’ citati fertilizzanti a anche, all’occorrenza, energia elettrica. Il progetto e’ in una fase avanzata e gia’ dal prossimo anno si dovrebbero testare i primi prototipi.

Concludendo, la soluzione presentata in questi giorni potrebbe aiutare dal punto di vista medico mentre sono in corso diversi studi per cercare di ottimizzare e sfruttare gli scarti organici. Come visto, questi rifiuti non devono essere dimenticati nel momento in cui si parla di produzione sostenibile e, soprattutto, rinnovabile.

 

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

Orologi atomici e precisione del tempo

25 Ago

Qualche giorno fa, le pagine scientifiche di molti giornali hanno ospitato una notizia che e’ passata un po’ in sordina ma che, a mio avviso, merita di essere commentata se non altro per le interessanti discussioni a corollario. La notizia in questione, che molto sicuramente avrete letto, parlava di una nuova serie di orologi atomici costruiti dai ricercatori del NIST, National Institute of Standards and Technology, e che sono in grado di mantenere la precisione per un tempo paragonabile all’eta’ dell’universo.

Leggendo questa notizia, credo che le domande classiche che possono venire in mente siano: come funziona un orologio atomico? Come si definisce il secondo? Ma soprattutto, a cosa serve avere un orologio tanto preciso?

In realta’, rispondere a queste domande, non e’ cosa facile ma cercheremo di farlo sempre in modo divulgativo spiegando passo passo tutti i concetti richiamati.

Prima di tutto, cos’e’ il tempo? Come potete immaginare, in questo caso la risposta non e’ semplice, ma richiama tantissime discipline, non solo scientifiche, che da secoli si sono interrogate sulla migliore definizione di tempo. Tutti noi sappiamo che il tempo passa. Come ce ne accorgiamo? Proprio osservando il trascorrere del tempo, cioe’ degli avvenimenti che osserviamo intorno a noi. In tal senso, scientificamente, possiamo definire il tempo come quella dimensione nella quale si misura il trascorrere degli eventi. Questa definizione ci permette dunque di parlare di passato, presente e futuro, dividendo gli eventi in senso temporale. Ovviamente, non e’ l’unica definizione che potete dare di tempo e forse neanche la piu’ affascinante ma, sicuramente, e’ la piu’ pratica per l’utilizzo che se ne vuole fare nelle scienze.

salvador_dali

Detto questo, se parliamo di tempo come una dimensione, dobbiamo saper quantificare in qualche modo il suo scorrere. Detto in altri termini, abbiamo bisogno di un’unita’ di misura. Nel “Sistema Internazionale di unita’ di misura”, che e’ quello accettato in molti paesi e considerato la standard a cui riferirsi, l’unita’ di misura del tempo e’ il secondo.

Come viene definito un secondo?

Storicamente, la definizione di secondo e’ cambiata molte volte. Nella prima versione, il secondo era definito come 1/86400 del giorno solare medio. Questa definizione non e’ pero’ corretta a causa del lento e continuo, per noi impercettibile, allungamento delle giornate dovuto all’attrazione Terra-Luna e alle forze mareali, di cui abbiamo parlato in questo post:

Le forze di marea

Utilizzando pero’ questa definizione, non avremmo avuto a disposizione qualcosa di immutabile nel tempo. Per ovviare a questo problema, si decise dunque di riferire il secondo non piu’ in base alla rotazione della terra su se stessa, ma a quella intorno al Sole. Anche questo movimento pero’ e’ non uniforme, per cui fu necessario riferire il tutto ad un preciso anno. Per questo motivo, il secondo venne definito nel 1954 come: la frazione di 1/31 556 925,9747 dell’anno tropico per lo 0 gennaio 1900 alle ore 12 tempo effemeride. La durata della rotazione intorno al Sole era conosciuta da osservazioni molto precise. Qualche anno dopo, precisamente nel 1960, ci si rese conto che questa definizione presentava dei problemi. Se pensiamo il secondo come una frazione del giorno solare medio, chi ci assicura che il 1900 possa essere l’anno in cui il giorno aveva la durata media? Detto in altri termini, le definizioni date nei due casi possono differire tra loro di una quantita’ non facilmente quantificabile. Dovendo definire uno standard per la misura del tempo, conosciuto e replicabile da chiunque, abbiamo bisogno di un qualcosa che sia immutabile nel tempo e conosciuto con grande precisione.

Proprio queste considerazioni, portarono poi a prendere in esame le prorieta’ degli atomi. In particolare,  si penso’ di definire il secondo partendo dai tempi necessari alle transizioni atomiche che ovviamente, a parita’ di evento, sono sempre identiche tra loro. Proprio per questo motivo, il secondo venne definito come: la durata di 9 192 631 770 periodi della radiazione corrispondente alla transizione tra due livelli iperfini, da (F=4, MF=0) a (F=3, MF=0), dello stato fondamentale dell’atomo di cesio-133. In questo modo si e’ ottenuta una definizione con tutte le proprieta’ che abbiamo visto.

A questo punto, la domanda e’: come misurare il tempo? Ovviamente, di sistemi di misurazione del tempo ne conosciamo moltissimi, sviluppati e modificati nel corso dei secoli e ognuno caratterizzato da una precisione piu’ o meno elevata. Cosa significa? Affinche’ un orologio sia preciso, e’ necessario che “non perda un colpo”, cioe’ che la durata del secondo misurata sia quanto piu’ vicina, al limite identica, a quella della definizione data. In caso contrario, ci ritroveremo un orologio che dopo un certo intervallo, giorni, mesi, anni, migliaia di anni, si trova avanti o indietro di un secondo rispetto allo standard. Ovviamente, piu’ e’ lungo il periodo in cui questo avviene, maggiore e’ la precisione dell’orologio.

Come tutti sanno, gli orologi piu’ precisi sono quelli atomici. Cosi’ come nella definizione di secondo, per la misura del tempo si utilizzano fenomeni microscopici ottenuti mediante “fontane di atomi”, eccitazioni laser, o semplici transizione tra livelli energetici. Al contrario, negli orologi al quarzo si utilizza la vibrazione, indotta elettricamente, degli atomi di quarzo per misurare il tempo. La bibliografia su questo argomento e’ molto vasta. Potete trovare orologi atomici costruiti nel corso degli anni sfruttando proprieta’ diverse e con precisioni sempre piu’ spinte. Negli ultimi anni. si e’ passati alla realizzazione di orologi atomici integrando anche fasci laser e raffreddando gli atomi a temperature sempre piu’ vicine allo zero assoluto.

Nel caso della notizia da cui siamo partiti, l’orologio atomico costruito sfrutta la transizione di atomi di itterbio raffreddati fino a 10 milionesimi di grado sopra lo zero assoluto indotta mediante fasci laser ad altissima concentrazione. Questo ha permesso di migliorare di ben 10 volte la precisione dell’orologio rispetto a quelli precedentemente costruiti.

A questo punto, non resta che rispondere all’ultima domanda che ci eravamo posti all’inizio: a cosa serve avere orologi cosi’ precisi? Molto spesso, leggndo in rete, sembrerebbe quasi che la costruzione dell’orologio piu’ preciso sia una sorta di gara tra laboratori di ricerca che si contendono, a suon di apparecchi che costano milioni, la palma della miglior precisione. In realta’ questo non e’ vero. Avere una misura sempre piu’ precisa di tempo, consente di ottenere risultati sempre piu’ affidabili in ambito diverso.

Per prima cosa, una misura precisa di tempo consente di poter sperimentare importanti caratteristiche della relativita’. Pensate, ad esempio, alla misura della distanza tra Terra e Luna. In questo caso, come visto in questo articolo:

Ecco perche’ Curiosity non trova gli alieni!

si spara un laser da Terra e si misura il tempo che questo impiega a tornare indietro. Maggiore e’ la precisione sulla misura del tempo impiegato, piu’ accurata sara’ la nostra distanza ottenuta. Molto spesso infatti, si suole misurare le distanze utilizzando tempi. Pensiamo, ad esempio, all’anno luce. Come viene definito? Come la distanza percorsa dalla luce in un anno. Tempi e distanze sono sempre correlati tra loro, condizione per cui una piu’ accurata misura di tempi  consente di ridurre l’incertezza in misure di distanza.

Anche quando abbiamo parlato del sistema GPS:

Il sistema di posizionamento Galileo

Abbiamo visto come il posizionamento viene fatto misurando le differenze temporali tra i satelliti della galassia GPS. Anche in questo caso, la sincronizzazione e’ fondamentale per avere precisioni maggiori nel posizionamento. Non pensate solo al navigatore che ormai quasi tutti abbiamo in macchina. Questi sistemi hanno notevole importanza in ambito civile, marittimo, militare. Tutti settori di fondamentale importanza per la nostra societa’.

Concludendo, abbiamo visto come viene definito oggi il secondo e quante modifiche sono state fatte nel corso degli anni cercando di avere una definizione che fosse immutabile nel tempo e riproducibile per tutti. Oggi, abbiamo a disposizione molti sistemi per la misura del tempo ma i piu’ precisi sono senza dubbio gli orologi atomici. Come visto, ottenere precisioni sempre piu’ spinte nella misura del tempo e’ di fondamentale importanza per tantissimi settori, molti dei quali anche strategici nella nostra soscieta’. Ad oggi, il miglior orologio atomico realizzato permette di mantenere la precisione per un tempo paragonabile all’eta’ dell’universo, cioe’ circa 14 miliardi di anni.

 

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

La nebulosa che muore

17 Lug

In questi giorni, molti giornali e siti internet stanno pubblicando delle foto, lasciatemi dire spettacolari, scattate dalle sonde Chandra e Hubble. Le immagini sono relative ad una cosiddetta “nebulosa planetaria”, chiamata NGC2392, distante da noi circa 4200 anni luce.

Cosa ha dispeciale questa nebulosa?

La particolarita’ di questo oggetto e’ che la nebulosa e’ ormai giunta vicino al termine della sua vita. Anche se il nome potrebbe confondere, questi corpi non hanno nulla a che fare con i pianeti. L’origine del nome viene inizialmente dal fatto che le nebuose planetarie erano visibili come dischi compatti, cosi’ come appaiono i pianeti. In seguito poi, il nome venne lasciato perche’ si pensava che il disco formante la nebulosa fosse simile al disco di accrescimento da cui vengono originati i pianeti.

Studiare l’evoluzione di questa nebulosa e’ importante prima di tutto per ragioni scientifiche e per studiare in dettaglio gli stadi di evoluzione delle stelle. Oltre a questo, il comportamento della NGC2392 ci fa capire quello che potrebbe accadere al nostro Sole quando, esaurito il combustibile nucleare che brucia, si espandera’ fino a sovrapporsi a diversi pianeti del Sistema Solare centrale. Tranquilli, il mio non vuole assolutamente essere un messaggio profetico ne tantomeno catastrofista. Questo momento non avverra’ prima di 5 miliardi di anni.

Se osservata con un telescopio di modeste dimensioi, la NGC2392 appare come un disco compatto circondato da un anello piu’ chiaro. Proprio per questo motivo, questo oggetto e’ anche noto con il nome di Nebulosa dell’Eschimese, dall’inglese Eskimo Nebula.

Come anticipato, il corpo si trova a piu’ di 4000 anni luce da noi ed e’ molto ben visibile dal nostro emisfero. Per poter vedere la sua particolare forma ad eschimese, non e’ assolutamente necessario un telescopio molto costoso. Proprio per questo motivo, la NGC2392 e’ uno dei corpi maggiormente osservati dagli astrofili di tutto il mondo.

Cosa hanno di tanto speciale le foto che girano su internet?

Utilizzando telescopi di dimensioni maggiori e dunque con potere risolutivo piu’ spinto, e’ possibile osservare come in realta’ sia il centro che l’anello della nebulosa presentino delle strutture molto particolari e affascinanti. La differenza principale tra Chandra e Hubble e’ che il primo osserva il cielo nel visibile, mentre la seconda sonda e’ in grado di osservare lo spazio nello spettro dei raggi X.

Prima di continuare nella descrizione, vi mostro le immagini di cui vi sto parlando.

Questa e’ la foto nel visibile scattata da Hubble:

La NGC2392 ripresa da Hubble

La NGC2392 ripresa da Hubble

Mentre questa e’ quella nei raggi X di Chandra:

La NGC2392 ripresa da Chandra

La NGC2392 ripresa da Chandra

Osservate la bellezza di queste immagini. I diversi colori che compaiono sono ovviamente spceifici delle emissioni nei vari spettri della nebulosa.

Perche’ troviamo questo aspetto?

Mentre nella parte centrale il nucleo molto caldo della stella morente espelle particelle ad altissima velocita’, nella parte esterna troviamo flussi con velocita’ molto ridotta.

La colorazione della parte centrale e’ dunque dovuta a quella che possiamo vedere come l’emissione primaria ad alta velocita’ di particelle verso l’esterno. Quando queste particelle si trovano nella parte esterna, lo scontro con i flussi piu’ lenti forma il guscio che vediamo. La fuoriuscita di particelle verso l’esterno e’ facilitata ai poli della nebulosa dove infatti si notano delle strutture piu’ compatte con dei filamenti che arrivano fino all’esterno.

Come anticipato, questo spettacolo cosmico sara’ del tutto equivalente a quello che spettera’ al nostro Sole nel giro di 5 miliardi di anni. Purtroppo, non ci sara’ nessuno spettatore in grado di poterlo osservare da Terra.

Concludendo, ad un’osservazione migliore, quello che potrebbe sembrare un semplice disco compatto circondato da uno strato esterno, mnostra tutta la sua affascinante bellezza. La NGC2392, anche nota come Nebulosa Eschimese e’ una nebulosa planetaria ormai giunta alla fine del suo stadio vitale. Questo momento della stella offre uno spettacolo davvero interessante e che ci fa capire, oltre all’evoluzione delle stelle, quello che accadra’ al nostro Sole quando l’idrogeno al suo interno sara’ stato completamente bruciato.

 

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

Lampi Radio dall’universo lontano

8 Lug

Come sapete bene, scopo principale di questo blog e’ quello di divulgare la scienza. A questo proposito, diverse volte ci siamo trovati a parlare di recentissime scoperte di cui, al momento, non si sa ancora nulla. Scopo della ricerca e’ anche questo. Molto spesso, i modelli teorici formulati danno indicazioni precise dove cercare cose nuove. Molte altre volte invece, magari per caso, ci si trava di fronte a scoperte del tutto inattese e che richiedono un notevole sforzo perche’ vanno a minare le conoscenze o le supposizioni fatte fino a quel momento.

Perche’ faccio questa introduzione?

Solo pochi giorni fa, e’ stato pubblicato un articolo su Science molto interessante, riguardante il nostro universo. Come sappiamo bene, le nostre attuali conoscenze sono ancora molto lontane dall’essere complete. Questo e’ del tutto normale se pensiamo che stiamo osservando l’universo principalmente dalla nostra Terra basandoci su osservazioni indirette o comunuque molto lontane dalle sorgenti.

La ricerca di cui sto parlando, a cui hanno partecipato anche diversi ricercatori italiani, riguarda l’osservazione, del tutto inattesa, di segnali radio provenienti da distanze cosmologiche. Questi eventi sono gia’ stati ribattezzati FRB, cioe’ “fast radio burst”, tradotto “lampi radio veloci”.

Di cosa si tratta?

Parlando come sempre di teorie catastrofiste, solo poche settimane fa avevamo parlato della WR104, sfruttando in realta’ questa notizia per parlare di Gamma Ray Burst, cioe’ Lampi di Raggi Gamma:

WR104, un fucile puntato verso di noi

Mentre in questo caso si parlava di lampi di radiazione gamma, gli FRB sono invece lampi a frequenza nelle onde radio. Come anticipato, si tratta di segnali la cui origine e’ stata approssimativamente indicata a distanze cosmologiche. Ad oggi, sono stati osservati solo 4 FRB la cui emissione e’ avvenuta tra 5.5 e 10 miliardi di anni luce da noi. Considerando che il nostro universo ha un’eta’ stiamata di circa 14 miliardi di anni, questi lampi sono stati emessi in media quando l’universo aveva all’incirca la meta’ della sua attuale eta’.

Come e’ avvenuta questa scoperta?

Come e’ facile immaginare, il primo FRB e’ stato osservato qualche anno fa e inizialmente si pensava fosse dovuto ad un errore strumentale. Successivamente poi, utilizzando il radiotelescopio australiano CSIRO Parkes da 64 metri, si e’ riusciti ad identificare altri tre eventi.

Perche’ e’ cosi’ difficile registrare gli FRB?

Il problema principale di questi eventi e’, come dice il nome stesso, il segnale molto corto, dell’ordine dei millisecondi. Si tratta dunque di eventi estremamente potenti ma che vengono emessi in tempi molto corti, proprio come un’esplosione che avviene ad onde radio. In realta’, come stimato da calcoli teorici, gli FRB dovrebbero essere tutt’altro che rari nel nostro universo. I 4 eventi osservati sono stati visti in una porzione estremamente ridotta di cielo. Facendo un calcolo statistico, si e’ visto che in realta’ ci dovrebbe essere un evento di questo tipo da qualche parte ogni 10 secondi. Dunque, con una frequenza molto elevata. Il fatto di averli osservati solo ora, se vogliamo, dipende da una questione di fortuna. Trattandosi di eventi cosi’ rapidi, e’ necessario che il radiotelescopio sia puntato proprio nella direzione della sorgente per poter osservare il segnale.

Come si e’ identificato il punto di origine?

In realta’, come anticipato, le distanze sono da considerarsi come una stima. Le onde radio, propagandosi nell’universo, subiscono modificazioni dovute al passaggio attraverso la materia. Detto questo, e’ possibile stimare una distanza di origine appunto osservando in dettaglio lo spettro dei segnali.

Per capire questo concetto, si deve pensare che quando queste onde si propagano verso la Terra dal punto in cui sono emesse, passano nel mezzo intergalattico, cioe’ in quelle regioni di gas e polveri che separano tra loro due Galassie. Bene, attrevarsando queste regioni, principalmente popolate di elettroni, le onde radio ne escono di volta in volta sparpagliate. Osservando lo spettro che arriva a Terra, in particolare proprio questo sparpagliamento, e’ possibile capire quanto mezzo intergalattico e’ stato attraversato e duqnue la distanza della Terra dall’origine del lampo radio. Perche’ diciamo che la distanza e’ solo una stima? Come intuibile, in questa tecnica si fa una stima delle particelle del mezzo intergalattico. Ovviamente non si tratta di supposizioni a caso, ma sono numeri basati su osservazioni dirette e indirette. In questo caso pero’, l’incertezza sulla distanza e’ proprio dovuta all’incertezza con cui si conosce il mezzo intergalattico. Molto piu’ preciso e’ invece il metodo per misurare distanza e velocita’ di una stella classica, come visto in questo post:

Come misurare distanza e velocita’ di una stella

Chi ha prodotto gli FRB?

Come anticpato, e come e’ facile immaginare, questa e’ la domanda a cui si dovra’ dare una risposta. Quando abbiamo parlato di GRB, lo abbiamo fatto partendo da una stella Wolf Rayet che sappiamo essere in grado di produrre questi eventi. Per quando riguarda invece gli FRB, essendo tra l’altro del tutto inaspettati, non e’ ancora stato possibile capire la loro origine. Ovviamente, esistono delle ipotesi fatte per spiegare questi eventi. Alcuni astronomi puntano il dito contro le magnetar, cioe’ stelle di neutroni con campi magnetici molto elevati, in grado di emettere violenti lampi elettromagnetici di raggi X e gamma. Solo pochi giorni fa, e’ stato pubblicato un altro articolo che tenta invece di spiegare gli FRB analizzando il comportamento teorico delle stelle di neutroni supermassive. Questo e’ il link all’articolo per chi volesse approfondire:

FRB, Super Massive Neutron Stars

Ovviamente, si tratta di tutte ipotesi che chiamano in causa corpi astronomici in cui la materia si trova in condizioni molto particolari, perche’ sottoposta a pressione gravitazionale intensa, rapida rotazione o campi magnetici molto elevati. In condizioni normali, non ci sarebbero emissioni di onde radio.

Ovviamente, non potevano certo mancare le ipotesi fantascientifiche circa l’origine di questi segnali. Sulla falsa riga del segnale WOW!:

Il segnale WOW!

c’e chi ha proposto che l’origine del segnale radio sia una lontana civilta’ intelligente che sta cercando di comunicare con noi o anche che siano segnali di avvertimento provenienti da altri mondi su qualcosa che potrebbe accadere. Senza commentare ulteriormente su queste ipotesi, lasciatemi solo fare un’osservazione. I 4 segnali evidenziati finora provengono da punti distanti ben 5 miliardi di anni luce tra loro. Detto questo, mi sembra assurdo pensare che ci sia un popolo che si diverte a spostarsi cosi’ tanto nel nostro universo. Ovviamente, queste ipotesi nascono sulla rete, sono divertenti da leggere, ma non apportano nessuna informazione utili ai fini della ricerca sugli FRB.

A questo punto, non resta dunque che continuare a studiare il fenomeno per cercare di accumulare maggiore statistica, cioe’ nuovi eventi. Questa e’ ovviamente una condizione necessaria per poter verificare le ipotesi fatte o anche per formularne di nuove. Come visto nelle teorie attuali, per alcuni casi, le onde radio dovrebbero essere accompagnate da emissioni di raggi X e gamma. In tal senso, lo studio congiunto dei segnali utilizzando radiotelescopi e strumenti sensibili a queste radiazioni consentirebbe proprio di poter osservare l’emissione congiunta di questi eventi. In questa nuova caccia che si e’ aperta, il radiotelescopio italiano Sardinia, dal punto di vista costruttivo gemello di quello australiano, e che sta entrando nella fase operativa in questo periodo, potra’ dare un notevole contributo.

Studiare eventi di questo tipo ci consente prima di tutto di capire meglio come e’ fatto il nostro universo, evidenziando fenomeni che prima si ignoravano o comportamenti anomali di oggetti celesti conosciuti. Inoltre, alla luce di quanto detto sull’interazione delle onde radio con lo spazio attraversato, l’analisi degli FRB potrebbe consentirci di ottenere nuove informazioni sulla composizione del nostro universo, fornendo nuovo materiale sulle componenti oscure o di antimateria di cui abbiamo parlato in questi post:

La materia oscura

Due parole sull’antimateria

Antimateria sulla notra testa!

Universo: foto da piccolo

Troppa antimateria nello spazio

Concludendo, l’articolo pubblicato solo pochi giorni fa ha evidenziato un fenomeno del tutto inatteso e nuovo nel cosmo. Lo studio degli FRB e’ appena iniziato e vedra’ come protagonista anche un telescopio nostrano gestito dall’INAF. Le informazioni ricavate in questa ricerca potrebbero essere molto utili anche per capire meglio l’origine e la composzione del nostro universo. Come diciamo sempre, ci sono ancora tantissime cose da scoprire. Evidenze come questa ci fanno capire quanto lavoro c’e’ ancora da fare.

 

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

Dal turismo al trasferimento nello spazio

3 Mag

Solo pochi giorni fa, avevamo pubblicato questo articolo:

Dove andiamo in vacanza? Nello spazio!

Come visto, ci sono diverse compagnie private, prima tra tutte la Virgin Galactic di Branson, che si stanno dando battaglia per riuscire a portare i primi turisti nello spazio.

Se pensavate che questa fosse una follia, aspettate di leggere questa notizia e il turismo spaziale vi sembrera’ una passeggiata.

Se adesso vi dicessi che c’e’ la possibilita’ di andare a vivere su Marte in pianta stabile, ci credereste? Probabilmente no, magari anche a ragione, ma forse ci sbagliamo.

Nel 2012 e’ nata l’organizzazione MarsOne, con sede in Olanda, che ha come scopo quello di portare i primi coloni su Marte a partire dal 2023. Prima di pensare che vi stia prendendo in giro o che sia la solita bufala mediatica, magari creata per spillare qualche soldo alle persone, vi dico una serie di dettagli:

– MarsOne e’ una societa’ no profit

– la missione viene sostenuta dal premio nobel per la fisica Gerard ’t Hooft

– tra gli affereti alla missione ci sono ex ricercatori della NASA, tra cui Norbert Kraft, oggi direttore medico della MarsOne

Se prima pensavamo che il tutto fosse una presa in giro, leggendo queste considerazioni, e sono reali, qualche dubbio ci sta venendo.

Come detto, lo scopo di MarsOne e’ quello di creare la prima colonia di esseri umani sul pianeta rosso. La societa’ ha stretto contatti con la SpaceX, azienda privata operante proprio nel settore dei lanci spaziali privati e che fornirebbe tutti i componenti per la missione, tra cui navicelle Dragon per il trasporto fino a Marte.

Senza perderci in chiacchiere, vi illustro il programma della missione:

  • 2013: Verranno selezionati i primi 40 astronautie verrà costruito un modello in scala della colonia per garantire l’addestramento.
  • 2014: Verrà prodotto il primo satellite per le comunicazioni.
  • 2016: Una missione con rifornimenti verrà lanciata, contenente 2500 kilogrammi di cibo in una capsula Dragon, di SpaceX, modificata per l’occasione.
  • 2018: Verrà lanciato un rover per determinare la migliore posizione in cui disporre la colonia.
  • 2021: Altre sei capsule Dragon e un ulteriore rover verranno lanciati. Le capsule Dragon saranno così suddivise: due unità di sussistenza, due unità di supporto vitale e due unità di rifornimenti.
  • 2022: Un razzo Falcon Heavy della SpaceX lancerà il primo gruppo di quattro coloni.
  • 2023: I primi coloni atterrano su Marte con una capsula Dragon.
  • 2025: Arriverà un secondo gruppo di coloni.
  • 2033: La colonia raggiungerà i 20 individui

Come vedete, si fa sul serio e con un cronoprogramma molto aggressivo.

La prima cosa che ci viene in mente pensando a questa missione e’: quanti soldi ci vorrebbero per organizzare questa cosa? Stando a quanto riportato dalla MarsOne, solo per arrivare ai primi 4 coloni su Marte, servirebbero 6 miliardi di dollari. Dove verrebbero presi? Qui trovate la risposta piu’ bella, dalla televisione! La missione MarsOne sara’ una sorta di Grande Fratello spaziale e i diritti televisivi saranno venduti a caro prezzo. Secondo la societa’, sfruttando questo sistema, non ci saranno problemi nel reclutare i soldi necessari. Pensando alla nostra societa’ e al successo di programmi di questo tipo, sicuramente ci viene da dare ragione a questa affermazione.

Marte_colonia

Nel pieno rispetto del programma, e’ partito proprio in questi giorni il piano di reclutamento degli astronauti. Per candidarvi, basta caricare un breve video sulla pagina web della compagnia:

MarsOne recruitment

Requisiti? Avere un’era’ compresa tra 18 e 40 anni, godere di ottima salute e parlare fluentemente l’inglese. Lauree particolari? Conoscenze specifiche? Addestramento militare? Ore di volo? Assolutamente niente di tutto questo. La MarsOne assicura un programma di addestramento per costruire anche le figure professionali che serviranno su Marte. Purtroppo, l’inglese si deve sapere molto bene perche’ si prevede di utilizzare un equipaggio internazionale.

Dopo pochi giorni dall’apertura, la societa’ ha gia’ ricevuto qualcosa come 10000 candidature da tutto il mondo. Nel migliore stile Grande Fratello, le selezioni, o meglio il primo giro di scrematura, verrano fatte attraverso il voto su internet da parte delle persone. Chiunque, dunque, puo’ essere elettore e elegibile. Vi dico anche che, al momento, sono arrivate le candidature di soli 4 italiani. Considerando che la missione sara’ internazionale e che dovranno essere scelti 20 astronauti, le possibilita’ per noi sono ancora tutte aperte.

Sul sito della societa’ trovate anche un video di promozione che mostra tutte le fasi e come gli astronauti dovranno vivere su Marte:

Se state pensando di sottomettere la candidatura, e’ necessario che sappiate qualcosa in piu’ sulla missione.

L’aspetto piu’ importante di cui tenere conto, e’ la vostra convinzione psicologica. Come fare per mantenere i costi cosi’ bassi? Il problema principale di una missione umana su Marte e’ pensare ad una navicella in grado di affrontare 7 mesi di viaggio per andare e 7 per tornare e che sia in grado di garantire un carico di cibo per l’equipaggio. MarsOne ha risolto questo problema nel modo piu’ semplice: i biglietti sono di sola andata! Proprio cosi’, avete capito bene. Come potete vedere nel programma, la missione prevede dei lanci preventivi proprio per costruire la base e per organizzare la coltivazione di ortaggi sul pianeta rosso. La MarsOne dichiara di poter sfruttare l’abbondante acqua sotto forma di ghiaccio presente su Marte. Personalmente lo trovo un po’ azzardato, ma facciamo finta di nulla. Il volo e’ di sola andata, dunque, 7 mesi per raggiungere Marte e poi si vive sul pianeta rosso, senza possibilita’ di tornare a casa.

Ovviamente, gli astronauti avranno la possibilita’ di comunicare a Terra sfruttando comunicazioni satellitari, ma si deve tener conto di importanti fattori: i segnali avranno ritardi tra 5 e 20 minuti dovuti alla distanza. Non sara’ possibile navigare in rete in tempo reale, sarebbe troppo lento e dispendioso, ma le pagine saranno pre-caricate e rese disponibili in modalita’ off-line agli astronauti. Capite bene che le possibilita’ di comunicazione sono ovviamente ridotte all’osso.

Cosa prevede l’addestramento prima della missione? Come visto nel programma, e’ previsto un programma di 8 anni prima della partenza. Si trattera’ di una preparazione a tempo pieno, per cui gli aspiranti astronauti dovranno lasciare il proprio lavoro per dedicarsi completamente alla missione. Ovviamente questa fase sara’ pagata in modo da consentire ai selezionati di poter vivere prima della partenza.

La fase piu’ importante dell’addestramento e’ quella che riguarda la preparazione psicologica. Come potete immaginare, e’ necessario valutare al meglio i futuri coloni per selezionare individui realmente motivati ed in grado di affrontare un’esperienza del genere, quasi sicuramente a vita. In parallelo, i vincitori del biglietto di sola andata dovranno affrontare una preparazione tecnica su una vasta gamma di discipline e almeno due di loro dovranno essere in grado di poter riparare ogni componente della missione. Altri 2 dovranno invece affrontare una preprazione medica per far fronte alle emergenze ma anche alla normale routine della base. Nella colonia di 20, verranno poi addestrati esperti di esobiologia, fisica e altre discipline utili per capire e studiare l’ambiente di Marte.

Come anticipato, la parte psicologica e’ quella piu’ delicata e piu’ a rischio. Riguardo alle comunicazioni, ad esempio, gli astronauti verranno tenuti in isolamento per un periodo piu’ o meno lungo, facendoli comunicare con le famiglie simulando a Terra il ritardo di 20 minuti. Questo per capire le risposte psicologiche a questo allontanamento forzato da partenti e amici e valutare la reale compatibilita’ degli astronauti con la missione.

Ovviamente, anche dal punto di vista fisico, e’ necessaria una preparazione e una predisposizione a questo genere di vita. Un ambiente a ridotta gravita’, implica infatti una riduzione del tono muscolare e problemi ossei, tutti aspetti non trascurabili e di cui si deve tener conto.

Personalmente sono molto scettico su questa missione, ma soprattutto lo sono sul cronoprogramma cosi’ aggressivo. Sicuramente, la pubblicita’ e l’idea del reality consentira’ di ricavare i soldi necessari, ma, dal mio punto di vista, 6 miliardi di dollari non saranno sufficienti per portare nel 2023 i primi coloni su Marte. Inoltre, ci sono alcuni aspetti della missione che mi sembrano alquanto trascurati. E’ vero che sono stati pensati viaggi di rifornimento per i coloni, ma assicurare questo servizio a vita, o almeno finche’ non saranno sviluppate tecniche di autosostentamento, non credo sia cosi’ facile. Anche pensare di preparare l’orticello su Marte, non mi sembra cosi’ facilmente fattibile. Come vedete, di punti interrogativi ce ne sono ancora tanti, ma la cosa certa e’ che la MarsOne esiste veramente, ha preso contatti tangibili per la fornitura delle navicelle e sembra interessata a portare avanti il programma. A questo punto, chi vivra’ vedra’. La cosa piu’ importante e’ che le selezioni sono aperte e ci sono ancora pochi italiani che si sono fatti avanti. Se state pensando che sarebbe la vita giusta per voi, questo e’ il momento giusto per sottomettere la vostra candidatura.

 

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

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.

 

Universo: foto da piccolo

24 Mar

In questi ultimi giorni, tutti i giornali, i telegiornali, i siti internet specializzati, sono stati invasi da articoli scientifici riguardanti le ultime scoperte fatte con il telescopio Planck. I dati di questo telescopio, gestito interamente dalla nostra Agenzia Spaziale Europea, hanno mostrato una foto dell’universo quando aveva solo 380000 anni. Ecco la foto che sicuramente vi sara’ capitato di vedere:

L'universo alla tenera eta' di 380000 anni

L’universo alla tenera eta’ di 380000 anni

Si parla anche di risultati sconvolgenti: l’universo e’ piu’ vecchio di quello che si pensava fino ad oggi. Inoltre, la radiazione cosmica di fondo presenta delle differenze tra i due emisferi oltre a mostrare una regione fredda piu’ estesa di quella che si pensava.

Fantastico, direi io, questi risultati mi hanno veramente impressionato. Ora pero’, la domanda che mi sono posto e’ molto semplice, anche su giornali nazionali, ho visto articoli che commentavano questa foto parlando di CMB, anisotropie, fase inflazionistica. In pochissimi pero’, si sono degnati di spiegare in modo semplice il significato di questi termini. Purtroppo, spesso vedo molti articoli che ripetono a pappagallo le notizie senza neanche chiedersi cosa significano quei termini che stanno riportando.

Cerchiamo, per quanto possibile, di provare a fare un po’ chiarezza spiegando in maniera completamente divulgativa cosa significa: radiazione cosmica di fondo, periodo inflazionistitico, ecc.

Andiamo con ordine. La foto da cui siamo partiti ritrae l’universo quando aveva 380000 anni ed in particolare mostra la mappa della radiazione cosmica di fondo.

Prima cosa, come facciamo a fare una foto dell’universo del passato? In questo caso la risposta e’ molto semplice e tutti noi siamo in grado di sperimentarla facilmente. Quando alziamo lo sguardo e vediamo il cielo stellato, in realta’ e’ come se stessimo facendo un viaggio nel tempo. Se guardiamo una stella distante 100 anni luce da noi, significa che quell’immagine che osserviamo ha impiegato 100 anni per giungere fino a noi. Dunque, quella che vediamo non e’ la stella oggi, bensi’ com’era 100 anni fa. Piu’ le stelle sono lontane, maggiore e’ il salto indietro che facciamo.

Bene, questo e’ il principio che stiamo usando. Quando mandiamo un telescopio in orbita, migliore e’ la sua ottica, piu’ lontano possiamo vedere e dunque, equivalentemente, piu’ indietro nel tempo possiamo andare.

Facciamo dunque un altro piccolo passo avanti. Planck sta osservando l’universo quando aveva solo 380000 anni tramite la CMB o radiazione cosmica a microonde. Cosa sarebbe questa CMB?

Partiamo dall’origine. La teoria accettata sull’origine dell’universo e’ che questo si sia espanso inizialmente da un big bang. Un plasma probabilmente formato da materia e antimateria ad un certo punto e’ esploso, l’antimateria e’ scomparsa lasciando il posto alla materia che ha iniziato ad espandersi e, di conseguenza, si e’ raffreddata. Bene, la CMB sarebbe un po’ come l’eco del big bang e, proprio per questo, e’ considerata una delle prove a sostegno dell’esplosione iniziale.

Come si e’ formata la radiazione di fondo? Soltanto 10^(-37) secondi dopo il big bang ci sarebbe stata una fase detta di inflazione in cui l’espansione dell’universo ha subito una rapida accelerazione. Dopo 10^(-6) secondi, l’universo era ancora costituito da un plasma molto caldo di  fotoni, elettroni e protoni, l’alta energia delle particelle faceva continuamente scontrare i fotoni con gli elettroni che dunque non potevano espandersi liberamente. Quando poi la temperatura dell’universo e’ scesa intorno ai 3000 gradi, elettroni e protoni hanno cominciato a combianrsi formando atomi di idrogeno e i fotoni hanno potuto fuoriuscire formando una radiazione piu’ o meno uniforme. Bene, questo e’ avvenuto, piu’ o meno, quando l’universo aveva gia’ 380000 anni.

Capiamo subito due cose: la foto da cui siamo partiti e’ dunque relativa a questo periodo, cioe’ quando la materia (elettroni e protoni) hanno potuto separarsi dalla radiazione (fotoni). Stando a questo meccanismo, capite anche perche’ sui giornali trovate che questa e’ la piu’ vecchia foto che potrebbe essere scattata. Prima di questo momento infatti, la radiazione non poteva fuoriuscire e non esisteva questo fondo di fotoni.

Bene, dopo la separazione tra materia e radiazione, l’universo ha continuato ad espandersi, dunque a raffreddarsi e quindi la temperatura della CMB e’ diminuita. A 380000 anni di eta’ dell’universo, la CMB aveva una temperatura di circa 3000 gradi, oggi la CMB e’ nota come fondo cosmico di microonde con una temperatura media di 2,7 gradi Kelvin. Per completezza, e’ detta di microonde perche’ oggi la temperatura della radiazione sposta lo spettro appunto su queste lunghezze d’onda.

Capite bene come l’evidenza della CMB, osservata per la prima volta nel 1964, sia stata una conferma proprio del modello del big bang sull’origine del nostro universo.

E’ interessante spendere due parole proprio sulla scoperta della CMB. L’esistenza di questa radiazione di fondo venne predetta per la prima volta nel 1948 da Gamow, Alpher e Herman ipotizzando una CMB a 5 Kelvin. Successivamente, questo valore venne piu’ volte corretto a seconda dei modelli che venivano utilizzati e dai nuovi calcoli fatti. Dapprima, a questa ipotesi non venne dato molto peso tra la comunita’ astronomica, fino a quando a partire dal 1960 l’ipotesi della CMB venne riproposta e messa in relazione con la teoria del Big Bang. Da questo momento, inizio’ una vera e propria corsa tra vari gruppi per cercare di individuare per primi la CMB.

Penzias e Wilson davanti all'antenna dei Bell Laboratories

Penzias e Wilson davanti all’antenna dei Bell Laboratories

Con grande sorpresa pero’ la CMB non venne individuata da nessuno di questi gruppi, tra cui i principali concorrenti erano gli Stati Uniti e la Russia, bensi’ da due ingegneri, Penzias e Wilson, con un radiotelescopio pensato per tutt’altre applicazioni. Nel 1965 infatti Penzias e Wilson stavano lavorando al loro radiotelescopio ai Bell Laboratories per lo studio della trasmissione dei segnali attraverso il satellite. Osservando i dati, i due si accorsero di un rumore di fondo a circa 3 Kelvin che non comprendenvano. Diversi tentativi furono fatti per eliminare quello che pensavano essere un rumore elettronico del telescopio. Solo per darvi un’idea, pensarono che questo fondo potesse essere dovuto al guano dei piccioni sull’antenna e per questo motivo salirono sull’antenna per ripulirla a fondo. Nonostante questo, il rumore di fondo rimaneva nei dati. Il punto di svolta si ebbe quando l’astronomo Dicke venne a conoscenza di questo “problema” dell’antenna di Penzias e Wilson e capi’ che in realta’ erano riusciti ad osservare per la prima volta la CMB. Celebre divenne la frase di Dicke quando apprese la notizia: “Boys, we’ve been scooped”, cioe’ “Ragazzi ci hanno rubato lo scoop”. Penzias e Wilson ricevettero il premio Nobel nel 1978 lasciando a bocca asciutta tutti gli astronomi intenti a cercare la CMB.

Da quanto detto, capite bene l’importanza di questa scoperta. La CMB e’ considerata una delle conferme sperimentali al modello del Big Bang e quindi sull’origine del nostro universo. Proprio questa connessione, rende la radiazione di fondo un importante strumento per capire quanto avvenuto dopo il Big Bang, cioe’ il perche’, raffreddandosi, l’universo ha formato aggreggati di materia come stelle e pianeti, lasciando uno spazio quasi vuoto a separazione.

Le osservazioni del telescopio Planck, e dunque ancora la foto da cui siamo partiti, hanno permesso di scoprire nuove importanti dinamiche del nostro universo.

Prima di tutto, la mappa della radiazione trovata mostra delle differenze, o meglio delle anisotropie. In particolare, i due emisferi presentano delle piccole differenze ed inoltre e’ stata individuata una regione piu’ fredda delle altre, anche detta “cold region”. Queste differenze furono osservate anche con la precedente missione WMAP della NASA, ma in questo caso si penso’ ad un’incertezza strumentale del telescopio. Nel caso di Plack, la tecnologia e le performance del telescopio confermano invece l’esistenza di regioni “diverse” rispetto alle altre.

Anche se puo’ sembrare insignificante, l’evidenza di queste regioni mette in dubbio uno dei capisaldi dell’astronomia, cioe’ che l’universo sia isotropo a grande distanza. Secondo i modelli attualmente utilizzati, a seguito dell’espansione, l’universo dovrebbe apparire isotropo, cioe’ “uniforme”, in qualsiasi direzione. Le differenze mostrate da Planck aprono dunque lo scenario a nuovi modelli cosmologici da validare. Notate come si parli di “grande distanza”, questo perche’ su scale minori esistono anisotropie appunto dovute alla presenza di stelle e pianeti.

Ci sono anche altri importanti risultati che Planck ha permesso di ottenere ma di cui si e’ parlato poco sui giornali. In primis, i dati misurati da Planck hanno permesso di ritoccare il valore della costante di Hubble. Questo parametro indica la velocita’ con cui le galassie si allontanano tra loro e dunque e’ di nuovo collegato all’espansione dell’universo. In particolare, il nuovo valore di questa costante ha permesso di modificare leggermente l’eta’ dell’universo portandola a 13,82 miliardi di anni, circa 100 milioni di anni di piu’ di quanto si pensava. Capite dunque perche’ su alcuni articoli si dice che l’universo e’ piu’ vecchio di quanto si pensava.

Inoltre, sempre grazie ai risultati di Planck e’ stato possibile ritoccare le percentuali di materia, materia oscura e energia oscura che formano il nostro universo. Come saprete, la materia barionica, cioe’ quella di cui siamo composti anche noi, e’ in realta’ l’ingrediente meno abbondante nel nostro universo. Solo il 4,9% del nostro universo e’ formato da materia ordinaria che conosciamo. Il 26,8% dell’universo e’ invece formato da “Materia Oscura”, qualcosa che sappiamo che esiste dal momento che ne vediamo gli effetti gravitazionali, ma che non siamo ancora stati in grado di indentificare. In questo senso, un notevole passo avanti potra’ essere fatto con le future missioni ma anche con gli acceleratori di particelle qui sulla terra.

Una considerazione, 4,9% di materia barionica, 26,8% di materia oscura e il resto? Il 68,3% del nostro universo, proprio l’ingrediente piu’ abbondante, e’ formato da quella che viene detta “Energia Oscura”. Questo misterioso contributo di cui non sappiamo ancora nulla si ritiene essere il responsabile proprio dell’espansione e dell’accelerazione dell’universo.

Da questa ultima considerazione, capite bene quanto ancora abbiamo da imparare. Non possiamo certo pensare di aver carpito i segreti dell’universo conoscendo solo il 5% di quello che lo compone. In tal senso, la ricerca deve andare avanti e chissa’ quante altre cose strabilinati sara’ in grado di mostrarci in futuro.

 

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

Perche’ la ricerca: economia

5 Gen

Nel post precedente:

Perche’ la ricerca: scienza e tecnologia

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Perche’ la ricerca: scienza e tecnologia

4 Gen

Molte volte, parlando di scienza e di ricerca scientifica, mi viene fatta una domanda apparentemente banale, ma che in realta’ nasconde un vero e proprio mondo: Perche’ fare ricerca?

Ovviamente in questo caso non parlo del senso letterale della domanda. E’ noto a tutti che la ricerca scientifica ci permette di aumentare la nostra conoscenza del mondo, dei meccanimi della natura e ci consente di dare un piccolo contributo al dilemma: da dove veniamo e dove andiamo?

In questo post e nel successivo, vorrei cercare di parlare proprio del senso piu’ pratico di questa domanda. Al giorno d’oggi, con la crisi che imperversa, molti si chiedono che senso abbia “sperperare” soldi nella ricerca scientifica invece di utilizzarli per fini piu’ pratici e tangibili per la societa’.

In questo primo post vorrei parlare delle motivazioni scientifiche e tenologiche della ricerca scientifica, mentre nel prossimo post mi vorrei concentrare sugli aspetti piu’ prettamente economici.

Premesso questo, cerchiamo di capire quali sono le implicazioni e le migliorie scientifiche apportate dall’attivita’ di ricerca.

Molti di voi sapranno gia’ che diverse tecniche di diagnostica medica, come la radiografia, la TAC, la PET, provengono e sono state pensate nell’ambito della ricerca scientifica ed in particolare per la costruzione di rivelatori per le particelle. Questi sono discorsi abbastanza noti e per principio non vi faro’ la solita storiella con date e introduzione negli ospedali di queste tecniche.

Parliamo invece di cose meno note, ma forse ben piu’ importanti.

A costo di sembrare banale, vorrei proprio iniziare da LHC al CERN di Ginevra e dalla ricerca nella fisica delle alte energie. In questo caso, stiamo parlando del piu’ grande acceleratore in questo settore e ovviamente anche del piu’ costoso. Con i suoi 6 miliardi di euro, solo per l’acceleratore senza conteggiare gli esperimenti, parliamo di cifre che farebbero saltare sulla sedia molti non addetti ai lavori.

Che vantaggi abbiamo ottenuto a fronte di una spesa cosi grande?

Next: il primo server WWW del CERN

Next: il primo server WWW del CERN

Partiamo dalle cose conosciute. Solo per darvi un esempio, il “world wide web” e’ nato proprio al CERN di Ginevra, dove e’ stato sviluppato per creare un modo semplice e veloce per lo scambio di dati tra gli scienziati. Ad essere sinceri, un prototipo del WWW era gia’ stato sviluppato per ambiti militari, ma l’ottimizzazione e la resa “civile” di questo mezzo si deve a due ricercartori proprio del CERN:

CERN, were the web was born

Restando sempre in ambito tecnlogico, anche l’introduzione del touchscreen e’ stata sviluppata al CERN e sempre nell’ambito della preparazione di rivelatori di particelle. A distanza di quasi 20 anni, questi sistemi sono ormai di uso collettivo e vengono utilizzati in molti degli elettrodomestici e dei gadget a cui siamo abituati.

Uno dei primi sistemi touch introdotti al CERN

Uno dei primi sistemi touch introdotti al CERN

Pensandoci bene, tutto questo e’ normale. Rendiamoci conto che costruire un acceleratore o un esperimento sempre piu’ preciso, impone delle sfide tecnologiche senza precedenti. Laser, sistemi di controllo ad alta frequenza, magneti, rivelatori sono solo alcuni esempi dei sistemi che ogni volta e’ necessario migliorare e studiare per poter costruire una nuova macchina acceleratrice.

Anche in ambito informatico, la ricerca in fisica delle alte energie impone dei miglioramenti che rappresentano delle vere e proprie sfide tecnologiche. Un esperimento di questo tipo, produce un’enorme quantita’ di dati che devono essere processati e analizzati in tempi brevissimi. Sotto questo punto di vista, la tecnologia di connessione ad altissima velocita’, le realizzazione di sistemi di contenimento dei dati sempre piu’ capienti e lo sviluppo di macchine in grado di fare sempre piu’ operazioni contemporaneamente, sono solo alcuni degli aspetti su cui la ricerca scientifica per prima si trova a lavorare.

Saltando i discorsi della diagnostica per immagini di cui tutti parlano, molte delle soluzioni per la cura di tumori vengono proprio dai settori della fisica delle alte energia. Basta pensare alle nuove cure adroterapiche in cui vengono utilizzati fasci di particelle accelerati in piccoli sistemi per colpire e distruggere tumori senza intaccare tessuti sani. Secondo voi, dove sono nate queste tecniche? Negli acceleratori vengono accelerate particelle sempre piu’ velocemente pensando sistemi sempre piu’ tecnologici. La ricerca in questi settori e’ l’unico campo che puo’ permettere di sviluppare sistemi via via piu’ precisi e che possono consentire di colpire agglomerati di cellule tumorali di dimensioni sempre minori.

Detto questo, vorrei cambiare settore per non rimanere solo nel campo della fisica delle alte energie.

In Francia si sta per realizzare il primo reattore a fusione per scopi di ricerca scientifica. Questo progetto, chiamato ITER, e’ ovviamente una collaborazione internazionale che si prefigge di studiare la possibile realizzazione di centrali necleari a fusione in luogo di quelle a fissione. Parlare di centrali nucleari e’ un discorso sempre molto delicato. Non voglio parlare in questa sede di pericolosita’ o meno di centrali nucleari, ma il passaggio della fissione alla fusione permetterebbe di eliminare molti degli svantaggi delle normali centrali: scorie, fusione totale, ecc. Capite dunque che un investimento di questo tipo, parliamo anche in questo caso di 10 miliardi di euro investiti, potrebbe portare un’innovazione nel campo della produzione energetica senza eguali. Se non investiamo in queste ricerche, non potremmo mai sperare di cambiare i metodi di produzione dell’energia, bene primario nella nostra attuale societa’.

La sonda Curiosity della NASA

La sonda Curiosity della NASA

Passando da un discorso all’altro, in realta’ solo per cercare di fare un quadro variegato della situazione, pensiamo ad un altro settore sempre molto discusso, quello delle missioni spaziali. Se c’e’ la crisi, che senso ha mandare Curiosity su Marte? Perche’ continuiamo ad esplorare l’universo?

Anche in questo caso, saltero’ le cose ovvie cioe’ il fatto che questo genere di missioni ci consente di capire come il nostro universo e’ nato e come si e’ sviluppato, ma parlero’ di innovazione tecnologica. Una missione spaziale richiede l’utilizzo di sistemi elettronici che operano in ambienti molto difficili e su cui, una volta in orbita, non potete certo pensare di mettere mano in caso di guasto. L’affidabilita’ di molte soluzioni tecnologiche attuali, viene proprio da studi condotti per le missioni spaziali. Esperimenti di questo tipo comportano ovviamente la ricerca di soluzioni sempre piu’ avanzate, ad esempio, per i sistemi di alimentazione. L’introduzione di batterie a lunghissima durata viene proprio da studi condotti dalle agenzie spaziali per le proprie missioni. Anche la tecnologia di trasmissione di dati a distanza, ha visto un salto senza precedenti proprio grazie a questo tipo di ricerca. Pensate semplicemente al fatto che Curiosity ogni istante invia dati sulla Terra per essere analizzati. Se ci ragionate capite bene come queste missioni comportino lo sviluppo di sistemi di trasferimento dei dati sempre piu’ affidabili e precise per lunghissime distanze. Ovviamente tutti questi sviluppi hanno ricadute molto rapide nella vita di tutti i giorni ed in settori completamente diversi da quelli della ricerca scientifica.

Concludendo, spero di aver dato un quadro, che non sara’ mai completo e totale, di alcune delle innovazioni portate nella vita di tutti i giorni dalla ricerca scientifica. Come abbiamo visto, affrontare e risolvere sfide tecnologiche nuove e sempre piu’ impegnativa consente di trovare soluzioni che poi troveranno applicazione in campi completamente diversi e da cui tutti noi potremmo trarre beneficio.

Ovviamente, ci tengo a sottolineare che la conoscenza apportata dai diversi ambiti di ricerca non e’ assolutamente un bene quantificabile. Se vogliamo, questo potrebbe essere il discorso piu’ criticabile in tempi di crisi, ma assolutamente e’ la miglioria della nostra consapevolezza che ci offre uno stimolo sempre nuovo e crea sempre piu’ domande che risposte.

Post successivo sul discorso economico: Perche’ la ricerca: economia

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