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Il suono più forte mai udito!

12 Ott

Dopo questo articolo:

Il suono del vinile

vi riporto la seconda domanda che mi è stata posta in questi giorni via mail da alcuni nostri lettori. La domanda in realtà è una richiesta di conferma circa un articolo pubblicato da Pianeta Blu News, che cito senza problemi e che, come già detto, vi consiglio di visitare, che in questo pezzo:

Pianeta Blu, Krakatoa

afferma che il suono più forte mai udito in epoca moderna dall’uomo è quello che si è generato in occasione dell’eruzione del vulcano Krakatoa il 27 agosto 1883.

Vi premetto subito che quanto affermato nell’articolo è assolutamente corretto. In occasione di questa eruzione esplosiva, venne generato un boato che oggi possiamo stimare di 172 decibel fino a 160 Km di distanza.

Per darvi una stima di quanto potente sia un rumore di 172 decibel proviamo a fare degli esempi pratici utili per confrontare questi valori espressi in una scala poco familiare ai più.

Per prima cosa, se vogliamo essere formali dal punto di vista scientifico, in acustica si utilizzano i dB_SPL per indicare il livello di pressione acustica. Questa definizione è alquanto intuitiva se pensiamo che i suoni che noi udiamo sono semplicemente prodotti dalla pressione dell’aria che giuge ai nostri timpani mettendoli in vibrazione. Utilizzando questa unità di misura, wikipedia riporta una tabella molto istruttiva con diverse fonti sonore accompagnate con il corrispondente suono in dB_SPL:

dBSPL Sorgente
300 Eruzione del Krakatoa nel 1883
250 All’interno di un tornado
180 Razzo al decollo
140 Colpo di pistola a 1 m, auto di Formula 1
130 Soglia del dolore
125 Aereo al decollo a 50 m
120 Sirena,
110 Motosega a 1 m
100 Discoteca, concerto rock
90 Urlo, fischietto
80 Camion pesante a 1 m
70 Aspirapolvere a 1 m; radio ad alto volume
60 Ufficio rumoroso, radio, conversazione
50 Ambiente domestico; teatro a 10 m
40 Quartiere abitato, di notte
30 Sussurri a 1 m
20 Respiro umano
0 Soglia dell’udibile
-9 Camera anecoica

Considerando che la scala in dB è una scala logaritmica, c’è una notevole differenza, ad esempio, tra l’eruzione del Krakatoa e il rumore prodotto da un razzo al decollo, facilmente identificabile come un suono di notevole intensità.

Detto questo, sempre per farvi capire il livello del suono prodotto dall’esplosione del Krakatoa, pensate che il boato venne udito chiaramente fino a 5000 km di distanza. Chiunque si fosse trovato ad una distanza inferiore ai 100Km, come accaduto ad alcuni occupanti di una nava di passaggio nei pressi dell’isola, avrebbe avuto danneggiamenti permanenti ai timpani.

Anche se l’eruzione del vulcano non causò morti direttamente, le conseguenze dell’esplosione furono devastanti. Ad oggi, si stimano circa 36000 morti dovuti in larga parte al successivo Tsunami, di 45 metri, che si creò.

Esistono anche delle curiosità molti interessanti sull’eruzione del Krakatoa. Durante l’esplosione, vennero riversati in atmosfera 21 kilometri cubi di roccia e fumi. Queste emissioni, modificarono a lungo non solo la zona dell’eruzione, ma portarono conseguenze all’intero pianeta. Per farvi un esempio, l’illustratore britannico William Ashcroft notò in quel periodo che i colori dei tramonti visibili dalla sua cittadina, vicina a Londra, erano cambiati. Il motivo di questo è oggi molto comprensibile. L’enorme quantità di sedimenti rilasciati in atmosfera, provocarono effetti ottici alla luce solare, visibili chiaramente durante il tramonto che prese colori più accesi verso il rosso. Ashcroft dipinse diversi quadri dei tramonti dell’epoca e, ancora oggi, queste illustrazioni sono studiate dai climatologi per ottenere informazioni circa l’eruzione del vulcano Krakatoa.

Ecco una delle illustrazioni di William Ashcroft:

Opera di William Ashcroft

Opera di William Ashcroft

Solo per concludere, secondo alcuni esperti, anche un altro famoso dipinto riporterebbe colorazioni molto accese non per enfatizzare il tema trattato ma solo perchè quelli erano i colori visibili al momento della realizzazione. Sapete quale? Questo:

Munch, L'Urlo

Munch, L’Urlo

L’urlo di Munch, realizzato nel 1893, 10 anni dopo l’eruzione, sarebbe una “fotografia” dei reali colori del tramonto norvegese, resi più brillanti dall’eruzione del Krakatoa.

 

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

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Il premio “nobel” per la matematica

16 Ago

In questi giorni, come forse avrete letto sui giornali, sono state assegnate le Medaglie Fields, forse il più importante riconoscimento che viene dato per la matematica. Questo premio, assegnato ogni 4 anni a partire dal 1936, viene consegnato in occasione del Congresso Internazionale dei Matematici.

Anche questa volta, così come avviene ogni anno per i Nobel, si riaccende la solita discussione sul perchè non esista un premio Nobel per la matematica e se la medaglia Fields può o meno essere considerata come l’equivalente per la matematica del prestigioso premio.

Detto questo, vorrei fare un pò di chiarezza su questa questione, almeno per cercare di capire insieme quali affermazioni sono vere e quali invece appertengono solo ed esclusivamente alla leggenda storica.

Per prima cosa, perchè non esiste un Nobel per la matematica?

Credo che sia inutile parlare di chi era Nobel e perchè costui abbia deciso di devolvere un ingente capitale nell’assegnazione di premi a suo nome. Come sapete, in punto di morte, Nobel ha lasciato scritto nel suo testamento di istituire un premio per chi avesse contribuito al bene dell’umanità nelle discipline: Fisica, medicina, chimica, letteratura e, come noto, per la pace.

Prima osservazione importante: spesso le persone si chiedono, ma quanti soldi ha lasciato Nobel visto che da più di 100 anni viene assegnato questo premio ed ogni premiato riceve circa un milione di dollari? In realtà, Nobel lasciò un capitale in grado di coprire i primi 5 anni del premio. Successivamente, vista l’importanza che da subito ricorprì il premio, l’accademia di Svezia decise di lasciare questo premio.

Leggendo la lista delle discipline premiate, avrete sicuramente notato la mancanza dell’economia. Forse non tutti sanno che il premio nobel in questa disciplina venne istituito solo nel 1969, sempre in memoria di Nobel, ma finanziato dalla Banca di Svezia.

Dunque, perchè non c’è la matematica?

Le prime ipotesi, che poi sono quelle che riscuotono più successo nel mondo del gossip a cui siamo abituati, sono relative a questioni amorose. Per prima cosa, secondo alcuni, Nobel venne lasciato dalla moglie che si fidanzò con Mittang-Leffler, uno dei più importanti matematici svedesi dell’epoca. Secondo questa ipotesi, se Nobel avesse voluto istituire il premio in matematica, con buona probabilità questo sarebbe andato proprio al rivale in amore.

Questa ipotesi è verosimile? In realtà no, perchè Nobel non si sarebbe mai sposato! Non preoccupatevi, il mondo del gossip non si arrende di fronte a questo dettaglio e propone la storia secondo la quale invece che la moglie, la donna sarebbe stata una compagna di letto di Nobel, mantenendo la storia del matematico svedese.

Ad oggi, però, l’ipotesi più accreditata dalla comunità scientifica è un’altra. Quale sarebbe dunque la motivazione? Semplice, ripensando al testamento di Nobel, se dobbiamo pensare alle discipline che “apportano progresso all’umanità” allora la matematica non è considerata una disciplina “esatta”. Per carità, non fraintendetemi. A mio avviso, così come per qualsiasi persona di scienza, la matematica è uno strumento indispensabile senza il quale, ad esempio, la fisica non potrebbe esistere. La comprensione dei fenomeni fisici avviene formulando modelli matematici che descrivono il comportamento della natura. Al tempo di nobel però, la matematica stava vivendo un periodo considerato buio prima di ripartire con la formulazione di quella che oggi viene definita la matematica moderna.

Detto questo, come anticipato, secondo molti la medaglia Fields può essere considerata l’equivalente per la matematica del premio Nobel. Personalmente, non sono d’accordo su questa affermazione.

Vediamo il perchè.

Per prima cosa, c’è da dire che, anche senza premio Nobel, esistono circa 45 premi internazionali che vengono attribuiti per la matematica. A parte questo, al contrario del premio Nobel, la medaglia Fields viene attribuita ai matematici che abbiano meno di 40 anni e che si siano contraddistinti nei loro settori. Questo premio, più che per scoperte o per la carriera, viene attribuito come auspicio di altrettanti e maggiori successi nell’età matura. Altra differenza importante è che il nobel viene assegnato ogni anno, la medaglia Fields ogni quattro.

E dal punto di vista economico?

E’ vero che i soldi non sono tutto nella vita e che chi impegna la sua vita nella scienza non pensa ai soldi, però valutiamo anche i premi dal punto di vista economico. Chi vince il premio Nobel, riceve una somma di circa un milione di dollari. Per la medaglia Fields invece, il premio è di “soli” 16000 dollari canadesi, cioè poco più di 10000 euro.

Ripeto, i soldi non sono tutto, però buttiamoci un occhio.

A mio avviso, ad oggi, l’equivalente per la matematica del premio Nobel è invece la Medaglia Abel, premio istituito dall’accademia di Svezia a partire dal 2003. In realtà, questo premio era stato fortemente voluto dal matematico Lie già nei primi anni del 1900. Per varie vicissitudini politiche, la cosa passò in cavalleria fino, appunto, al 2003, quando il re di Svezia decise di istituire questo premio.

Così come il Nobel, il premio Abel viene assegnato ogni anno in Svezia, senza limiti di età e, oltre alla gloria, si riceve un premio in denaro paragonabile a quello del Nobel, poco più di 800000 dollari.

Concludendo, speriamo di aver capito finalmente quali e quante sono le leggende che circolano intorno al nobel e quali sono gli equivalenti per la matematica. Ultimissima cosa, negli albi dei premi per matematici, figura un solo italiano per la medaglia Fields, Bombieri nel 1974, mentre nessun nostro connazionale ha mai vinto il premio Abel.

 

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Parmitano e l’acqua nel casco

27 Ago

Come forse avrete letto dai giornali, il 16 Luglio scorso ci sono stati alcuni problemi durante la seconda “passeggiata spaziale” per il nostro astronauto Parmitano che si trova sulla Stazione Spaziale Internazionale. La notizia e’ passata un po’ in sordina, complice anche il periodo estivo, e anche sui giornali che ne hanno parlato, il discorso e’ stato un po’ fumoso e poco specifico.

Cosa e’ successo?

Facciamo un breve riassunto. Il 16 Luglio era prevista una seconda EVA, che sta per Attivita’ Extra-Veicolare (quella che normalmente chiamiamo passeggiata spaziale), di 6 ore per fare dei lavori straordinari all’esterno della ISS. I lavori prevedevano la preparazione della stazione per accogliere, entro la fine dell’anno, un nuovo modulo russo che dovrebbe essere connesso alla ISS.

Alla EVA hanno partecipato Parmitano e Chris Cassidy, astronauta americano di grande esperienza con alle spalle ben 7 passeggiate. Qualche decina di minuti dopo l’inizio dei lavori, il nostro astronauta ha avvisato il centro di controllo NASA di Houston, che stava seguendo tutte le manovre da terra, di sentire dell’acqua vicino al collo. Inizialmente, gli esperti NASA hanno pensato ad un’eccessiva sudorazione, causata anche dalla fatica e dallo stress. Dopo qualche altro minuto, Parmitano ha pero’ comunicato che l’acqua continuava ad aumentare e stava diventando un problema.

Ora, tenete conto che siamo in assenza di gravita’, condizione per cui l’acqua e’ si in forma liquida, perche’ all’interno della tuta pressurizzata, ma e’ tenuta insieme solo dalla tensione superficiale. In questa condizione, il liquido si presenta come delle gocce piu’ o meno grandi che fluttuano all’interno del casco dell’astronauta.

La presenza di acqua che continuava ad aumentare, cominciava ad entrare nel naso e negli occhi di Parmitano, rendendo la respirazione difficile e la visibilita’ compromessa. Questa situazione ha fatto scattare l’allarme al centro controllo di Houston che ovviamente ha ordinato subito il rientro all’interno della ISS, dopo circa 90 minuti dall’inizio delle operazioni.

Parmitano ha raccontato questi momenti di paura, ma non ha mai perso la calma e la mente lucida. Come potete immaginare, gli astronauti sono addestrati per poter gestire situazioni anche difficili senza perdere il controllo. In caso contrario, un eccessivo allarmismo potrebbe causare conseguenze molto gravi.

Parmitano aiutato da Cassidy e seguendo il cavo che lo teneva legato alla ISS e’ riuscito a rientrare all’interno in pochi minuti dove c’erano ad accoglierlo gli altri occupanti della ISS che hanno pressurizzato la zona di ingresso e lo hanno aiutato a togliere il casco. Come riportato dal comunicato NASA, l’astronauta stava bene anche se molto stanco, e aveva all’interno del casco circa mezzo litro di acqua.

Ragionando ora, sapendo che tutto e’ andato bene, sembra veramente assurdo rischiare di morire affogati nello spazio. Proprio questo e’ stato infatti il rischio corso da Parmitano. I molti giornali che hanno riportato la notizia, non hanno pero’ risposto ad una domanda, se vogliamo, scontata, da dove proveniva quell’acqua?

Come prima ipotesi, i tecnici NASA hanno pensato che provenisse dal cosiddetto “drink pack”, cioe’ un serbatoio di acqua potabile munito di cannuccia nel casco e che serve per idratare gli astronauti durante le EVA. Questa ipotesi e’ stata pero’ smentita dallo stesso Parmitano che, nelle prime fasi dell’incidente, ha assaggiato un goccia di questo liquido, comunicando che non si trattava di acqua potabile.

Dunque?

Per poter rispondere alla domanda, e’ necessario vedere come e’ fatta una tuta spaziale moderna. Questo e’ uno schema illustrato delle varie parti:

Tuta spaziale usata durante le EVA

Tuta spaziale usata durante le EVA

Ovviamente, la tuta e’ munita di tantissimi strumenti sia scientifici che di diagnostica per controllare lo stato dell’astronauta. In tal senso, troviamo un dosimetro, una telecamera, una valvola di regolazione della temperatura interna, la radio, il controllo dell’ossigeno, un sistema elettrocardiografico per controllare le funzioni cardiache dell’astronauta, ecc. Con un totale di circa 10 strati diversi.

Come vedete, il serbatoio di acqua potabile e’ posizionato vicino al casco. Questa ipotesi e’ pero’ stata smentita da Parmitano durante le prime fasi dell’incidente. Nella tuta e’ presente anche un “pannolone” super assorbente detto MAG. Non c’e’ ovviamente nulla di strano nella presenza di questo accessorio se pensiamo che, come nel caso dell’incidente, la EVA prevista era di ben 6 ore all’esterno della ISS. Ovviamente, e’ da escludere anche che il liquido presente nel casco fosse urina, dal momento che il sistema di drenaggio e’ in grado di assorbire volumi molto maggiori di quelli normalmente espulsi da un astronauta.

Fate pero’ attenzione ad un particolare, nell’immagine della tuta vedete che e’ presente una calzamaglia refrigerante. Questo sistema e’ presente per mantenere una temperatura confortevole all’interno. Come sapete, l’escursione passando da una zona verso il Sole ad una in ombra puo’ normalmente superare i 100 gradi, mentre la temperatura all’interno deve rimanere confortevole per l’astronauta. Poiche’ nello spazio, essenzialmente nel vuoto, lo scambio di calore non puo’ avvenire con convezione, un sistema di tubicini fa scorrere l’acqua intorno al corpo estraendo calore. Il liquido refrigerante viene poi convogliato al Primary Life Support System situato sulla vita, che altro non e’ che uno scambiatore di calore.

La zona del casco da cui Parmitano ha sentito inizialmente il liquido.

La zona del casco da cui Parmitano ha sentito inizialmente il liquido.

Come riportato sia da Parmitano che dalla NASA, il liquido presente nella tuta dell’astronauta proveniva proprio dal sistema refrigerante. Purtroppo, ancora oggi, non e’ nota la posizione esatta della perdita. Ovviamente, la tuta in questione non viene piu’ utilizzata. Nell’immagine di fianco, trovate anche una foto della zona del casco da cui Parmitano ha sentito per la prima volta fluire liquido. L’immagine e’ stata postata su twitter da un altro astronauta presente nella ISS, Douglas H. Wheelock.

Fortunatamente, l’incidente non ha avuto conseguenze per il nostro astronauta. Una situazione di questo tipo non si era mai verificata durante un EVA, per cui sono stati aggiornati anche i rischi possibili durante le passeggiate spaziali. Credo che il modo migliore per concludere questo articolo, sia riportare fedelmente le parole dello stesso Parmitano scritte subito dopo il suo incidente:

Lo Spazio è una frontiera, dura e inospitale, in cui noi siamo ancora degli esploratori e non dei coloni. La bravura dei nostri ingegneri, e la tecnologia che abbiamo a disposizione, fa sembrare semplici cose che non lo sono, e a volte forse lo dimentichiamo.

Meglio non dimenticare.

 

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