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Tutti i movimenti della Terra

27 Giu

Proprio ieri, una nostra cara lettrice ci ha fatto una domanda molto interessante nella sezione:

Hai domande o dubbi?

Come potete leggere, si chiede se esiste una correlazione tra i moti della Terra e l’insorgere di ere di glaciazione sul nostro pianeta. Rispondendo a questa domanda, mi sono reso conto come, molto spesso, e non è certamente il caso della nostra lettrice, le persone conoscano solo i moti principali di rotazione e rivoluzione. A questo punto, credo sia interessante capire meglio tutti i movimenti che il nostro pianeta compie nel tempo anche per avere un quadro più completo del moto dei pianeti nel Sistema Solare. Questa risposta, ovviamente, ci permetterà di rispondere, anche in questa sede, alla domanda iniziale che è stata posta.

Dunque, andiamo con ordine, come è noto la Terra si muove intorno al Sole su un’orbita ellittica in cui il Sole occupa uno dei due fuochi. Questo non sono io a dirlo, bensì questa frase rappresenta quella che è nota come I legge di Keplero. Non starò qui ad annoiarvi con tutte le leggi, ma ci basta sapere che Keplero fu il primo a descrivere cinematicamente il moto dei pianeti intorno ad un corpo più massivo. Cosa significa “cinematicamente”? Semplice, si tratta di una descrizione completa del moto senza prendere in considerazione il perché il moto avviene. Come sapete, l’orbita è ellittica perché è la legge di Gravitazione Universale a spiegare la tipologia e l’intensità delle forze che avvengono. Bene, detto molto semplicemente, Keplero ci spiega l’orbita e come il moto si evolverà nel tempo, Newton attraverso la sua legge di gravitazione ci dice il perché il fenomeno avviene in questo modo (spiegazione dinamica).

Detto questo, se nel nostro Sistema Solare ci fossero soltanto il Sole e la Terra, quest’ultima si limiterebbe a percorrere la sua orbita ellittica intorno al Sole, moto di rivoluzione, mentre gira contemporaneamente intorno al suo asse, moto di rotazione. Come sappiamo bene, il primo moto è responsabile dell’alternanza delle stagioni, mentre la rotazione è responsabile del ciclo giorno-notte.

Purtroppo, ed è un eufemismo, la Terra non è l’unico pianeta a ruotare intorno al Sole ma ce ne sono altri, vicini, lontani e più o meno massivi, oltre ovviamente alla Luna, che per quanto piccola è molto vicina alla Terra, che “disturbano” questo moto molto ordinato.

Perche questo? Semplice, come anticipato, e come noto, due masse poste ad una certa distanza, esercitano mutamente una forza di attrazione, detta appunto gravitazionale, direttamente proporzionale al prodotto delle masse dei corpi e inversamente proporzionale al quadrato della loro distanza. In altri termini, più i corpi sono massivi, maggiore è la loro attrazione. Più i corpi sono distanti, minore sarà la forza che tende ad avvicinarli. Ora, questo è vero ovviamente per il sistema Terra-Sole ma è altresì vero per ogni coppia di corpi nel nostro Sistema Solare. Se Terra e Sole si attraggono, lo stesso fanno la Terra con la Luna, Marte con Giove, Giove con il Sole, e via dicendo. Come è facile capire, la componente principale delle forze è quella offerta dal Sole sul pianeta, ma tutte queste altre “spintarelle” danno dei contributi minori che influenzano “in qualche modo” il moto di qualsiasi corpo. Bene, questo “in qualche modo” è proprio l’argomento che stiamo affrontando ora, cioè i moti minori, ad esempio, della Terra nel tempo.

Dunque, abbiamo già parlato dei notissimi moti di rotazione e di rivoluzione. Uno dei moti che invece è divenuto famoso grazie, o forse purtroppo, al 2012 è quello di precessione degli equinozi, di cui abbiamo già parlato in questo articolo:

Nexus 2012: bomba a orologeria

Come sapete, l’asse della Terra, cioè la linea immaginaria che congiunge i poli geografici ed intorno al quale avviene il moto di rotazione, è inclinato rispetto al piano dell’orbita. Nel tempo, questo asse non rimane fisso, ma descrive un doppio cono come mostrato in questa figura:

Moto di precessione degli equinozi e di nutazione

Moto di precessione degli equinozi e di nutazione

Il moto dell’asse è appunto detto di “precessione degli equinozi”. Si tratta di un moto a più lungo periodo dal momento che per compiere un intero giro occorrono circa 25800 anni. A cosa è dovuto il moto di precessione? In realtà, si tratta del risultato di un duplice effetto: l’attrazione gravitazionale da parte della Luna e il fatto che il nostro pianeta non è perfettamente sferico. Perché si chiama moto di precessione degli equinozi? Se prendiamo la linea degli equinozi, cioè quella linea immaginaria che congiunge i punti dell’orbita in cui avvengono i due equinozi, a causa di questo moto questa linea si sposterà in senso orario appunto facendo “precedere” anno dopo anno gli equinozi. Sempre a causa di questo moto, cambia la costellazione visibile il giorno degli equinozi e questo effetto ha portato alla speculazione delle “ere new age” e al famoso “inizio dell’era dell’acquario” di cui, sempre in ambito 2012, abbiamo già sentito parlare.

Sempre prendendo come riferimento la figura precedente, notiamo che c’è un altro moto visibile. Percorrendo il cono infatti, l’asse della Terra oscilla su e giù come in un moto sinusoidale. Questo è noto come moto di “nutazione”. Perché avviene questo moto? Oltre all’interazione della Luna, molto vicina alla Terra, anche il Sole gioca un ruolo importante in questo moto che proprio grazie alla variazione di posizione relativa del sistema Terra-Luna-Sole determina un moto di precessione non regolare nel tempo. In questo caso, il periodo della nutazione, cioè il tempo impiegato per per compiere un periodo di sinusoide, è di circa 18,6 anni.

Andando avanti, come accennato in precedenza, la presenza degli altri pianeti nel Sistema Solare apporta dei disturbi alla Terra, così come per gli altri pianeti, durante la sua orbita. Un altro moto da prendere in considerazione è la cosiddetta “precessione anomalistica”. Di cosa si tratta? Abbiamo detto che la Terra compie un’orbita ellittica intorno al Sole che occupa uno dei fuochi. In astronomia, si chiama “apside” il punto di massima o minima distanza del corpo che ruota da quello intorno al quale sta ruotando, nel nostro caso il Sole. Se ora immaginiamo di metterci nello spazio e di osservare nel tempo il moto della Terra, vedremo che la linea che congiunge gli apsidi non rimane ferma nel tempo ma a sua volta ruota. La figura seguente ci può aiutare meglio a visualizzare questo effetto:

Moto di precessione anomalistica

Moto di precessione anomalistica

Nel caso specifico di pianeti che ruotano intorno al Sole, questo moto è anche chiamato di “precessione del perielio”. Poiché il perielio rappresenta il punto di massimo avvicinamento di un corpo dal Sole, il perché di questo nome è evidente. A cosa è dovuta la precessioni anomalistica? Come anticipato, questo moto è proprio causato dalle interazioni gravitazionali, sempre presenti anche se con minore intensità rispetto a quelle del Sole, dovute agli altri pianeti. Nel caso della Terra, ed in particolare del nostro Sistema Solare, la componente principale che da luogo alla precessione degli apsidi è l’attrazione gravitazionale provocata da Giove.

Detto questo, per affrontare il prossimo moto millenario, torniamo a parlare di asse terrestre. Come visto studiando la precessione e la nutazione, l’asse terrestre descrive un cono nel tempo (precessione) oscillando (nutazione). A questo livello però, rispetto al piano dell’orbita, l’inclinazione dell’asse rimane costante nel tempo. Secondo voi, con tutte queste interazioni e questi effetti, l’inclinazione dell’asse potrebbe rimanere costante? Assolutamente no. Sempre a causa dell’interazione gravitazionale, Sole e Luna principalmente nel nostro caso, l’asse della Terra presenta una sorta di oscillazione variando da un massimo di 24.5 gradi ad un minimo di 22.1 gradi. Anche questo movimento avviene molto lentamente e ha un periodo di circa 41000 anni. Cosa comporta questo moto? Se ci pensiamo, proprio a causa dell’inclinazione dell’asse, durante il suo moto, uno degli emisferi della Terra sarà più vicino al Sole in un punto e più lontano nel punto opposto dell’orbita. Questo contribuisce notevolmente alle stagioni. L’emisfero più vicino avrà più ore di luce e meno di buio oltre ad avere un’inclinazione diversa per i raggi solari che lo colpiscono. Come è evidente, insieme alla distanza relativa della Terra dal Sole, la variazione dell’asse contribuisce in modo determinante all’alternanza estate-inverno. La variazione dell’angolo di inclinazione dell’asse può dunque, con periodi lunghi, influire sull’intensità delle stagioni.

Finito qui? Non ancora. Come detto e ridetto, la Terra si muove su un orbita ellittica intorno al Sole. Uno dei parametri matematici che si usa per descrivere un’ellisse è l’eccentricità, cioè una stima, detto molto semplicemente, dello schiacciamento dell’ellisse rispetto alla circonferenza. Che significa? Senza richiamare formule, e per non appesantire il discorso, immaginate di avere una circonferenza. Se adesso “stirate” la circonferenza prendendo due punti simmetrici ottenete un’ellisse. Bene, l’eccentricità rappresenta proprio una stima di quanto avete tirato la circonferenza. Ovviamente, eccentricità zero significa avere una circonferenza. Più è alta l’eccentricità, maggiore sarà l’allungamento dell’ellisse.

Tornando alla Terra, poiché l’orbita è un’ellisse, possiamo descrivere la sua forma utilizzando l’eccentricità. Questo valore però non è costante nel tempo, ma oscilla tra un massimo e un minimo che, per essere precisi, valgono 0,0018 e 0,06. Semplificando molto il discorso, nel tempo l’orbita della Terra oscilla tra qualcosa più o meno simile ad una circonferenza. Anche in questo caso, si tratta di moti millenari a lungo periodo ed infatti il moto di variazione dell’eccentricità (massimo-minimo-massimo) avviene in circa 92000 anni. Cosa comporta questo? Beh, se teniamo conto che il Sole occupa uno dei fuochi e questi coincidono nella circonferenza con il centro, ci rendiamo subito conto che a causa di questa variazione, la distanza Terra-Sole, e dunque l’irraggiamento, varia nel tempo seguendo questo movimento.

A questo punto, abbiamo analizzato tutti i movimenti principali che la Terra compie nel tempo. Per affrontare questo discorso, siamo partiti dalla domanda iniziale che riguardava l’ipotetica connessione tra periodi di glaciazione sulla Terra e i moti a lungo periodo. Come sappiamo, nel corso delle ere geologiche si sono susseguiti diversi periodi di glaciazione sul nostro pianeta, che hanno portato allo scioglimento dei ghiacci perenni e all’innalzamento del livello dei mari. Studiando i reperti e la quantità di CO2 negli strati di ghiaccio, si può notare una certa regolarità dei periodi di glaciazione, indicati anche nella pagina specifica di wikipedia:

Wiki, cronologia delle glaciazioni

Come è facile pensare, molto probabilmente ci sarà una correlazione tra i diversi movimenti della Terra e l’arrivo di periodi di glaciazione più o meno intensi, effetto noto come “Cicli di Milanković”. Perché dico “probabilmente”? Come visto nell’articolo, i movimenti in questione sono diversi e con periodi più o meno lunghi. In questo contesto, è difficile identificare con precisione il singolo contributo ma quello che si osserva è una sovrapposizione degli effetti che producono eventi più o meno intensi.

Se confrontiamo i moti appena studiati con l’alternanza delle glaciazioni, otteniamo un grafico di questo tipo:

Relazione tra i periodi dei movimenti della Terra e le glaciazioni conosciute

Relazione tra i periodi dei movimenti della Terra e le glaciazioni conosciute

Come si vede, è possibile identificare una certa regolarità negli eventi ma, quando sovrapponiamo effetti con periodi molto lunghi e diversi, otteniamo sistematicamente qualcosa con periodo ancora più lungo. Effetto dovuto proprio alle diverse configurazioni temporali che si possono ottenere. Ora, cercare di trovare un modello matematico che prenda nell’insieme tutti i moti e li correli con le variazioni climatiche non è cosa banale e, anche se sembra strano da pensare, gli eventi che abbiamo non rappresentano un campione significativo sul quale ragionare statisticamente. Detto questo, e per rispondere alla domanda iniziale, c’è una relazione tra i movimenti della Terra e le variazioni climatiche ma un modello preciso che tenga conto di ogni causa e la pesi in modo adeguato in relazione alle altre, non è ancora stato definito. Questo ovviamente non esclude in futuro di poter avere una teoria formalizzata basata anche su future osservazioni e sull’incremento della precisione di quello che già conosciamo.

 

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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Europa: oceani, acqua e …. (forse) vita

10 Mag

Diverse volte abbiamo parlato di esplorazione spaziale e altrettante siamo poi finiti a discutere dell’esistenza o meno di forme di vita al di fuori del nostro pianeta. Come e’ noto, uno degli aspetti senza dubbio piu’ interessanti e sentiti, anche dai non addetti ai lavori, e’ la possibilita’ che la vita si sia sviluppata anche su altri pianeti.

Personalmente, come detto tante volte, non sono assolutamente chiuso all’idea che la vita si possa essere sviluppata da qualche altra parte ma ogni qual volta si affrontano discorsi di questo tipo, si deve sempre prestare la massima attenzione nel mantenere un approccio scientifico al problema, senza finire, come avviene molto spesso in rete, a discutere di improbabili quanto assurdi avvistamenti di dischi volanti o alieni fotografati in qualche bosco sperduto.

Di queste tematiche abbiamo parlato in diversi articoli. Dapprima sotto il profilo puramnete scientifico-biologico:

Il segnale WOW!

Messaggio alieno nelle aurore?

poi discutendo invece dove cercare questa vita, introducendo il discorso degli esopianeti e della loro scoperta al di fuori del nostro Sistema Solare:

A caccia di vita sugli Esopianeti

Nuovi esopianeti. Questa volta ci siamo?

Esopianeti che non dovrebbero esserci

Ancora sugli Esopianet

In particolare, tutto il discorso degli esopianeti riguarda principalmente l’identificazione di corpi orbitanti intorno a qualche stella e che si trovano in una zona potenzialmnete adatta allo sviluppo della vita. Come discusso varie volte negli articoli precedenti, la definizione di questi parametri impone una discussione di diversi fattori, non solo legati all’irraggiamento da parte della stella centrale e dunque della posizione orbitale del pianeta stesso.

Detto questo, questa volta vorrei parlare della ricerca di vita non al di fuori del nostro Sistema Solare, bensi’ al suo interno, molto piu’ vicino di quanto si possa pensare. Molti di voi, conosceranno sicuramente Europa, uno dei satelliti orbitanti intorno a Giove e che, da diverso tempo ormai, e’ visto come un possibile candidato ad ospitare forme di vita non sulla superficie, bensi’ al suo interno.

Visto da fuori, Europa si presente come un corpo estremamente inospitale:

Il satellite di Giove Europa

Il satellite di Giove Europa

La scoperta di Europa risale addirittura la 1610, quando Galileo riusci’ ad osservarlo, insieme ad altre lune di Giove, con l’ausilio del suo telescopio appena inventato. La superficie di Europa appare praticamente liscia e priva di criteri da impatto. Le osservazioni fatte a partire dal 1995 dalla sonda Galileo hanno evidenziato la presenza di una spessa crosta fatta di ghiaccio, molto simile al pack presente sui mari polari della Terra.

Come anticipato, in superficie, l’ambiente offerto da Europa non e’ assolutamente dei migliori. La temperatura superficiale si aggira intorno ai -150 gradi centigradi con un irragiamento da parte del Sole che e’ circa 1/25 di quello che arriva sulla Terra. Vicino ai poli geografici del satellite, la situazione e’ ancora peggiore con temperature che scendono fino a -230 gradi.

Perche’ su una luna di questo tipo ci potrebbe essere la vita?

Le osservazioni fatte nel corso degli anni dai vari satelliti che hanno sorvolato Europa hanno mostrato alcuni aspetti del pianeta che potrebbero essere compatibili con una struttura interna del tutto diversa da quella che vediamo dall’esterno. Il modellamento della superficie potrebbe infatti essere dovuto a moti mareali innescati dal vicino e massivo Giove su un enorme volume di acqua liquida, o ghiaccio conduttivo, contenuta all’interno di Europa. Questa immagine mostra molto bene le due ipotesi sulla struttura interna:

Possibili modelli per la struttura interna di Europa

Possibili modelli per la struttura interna di Europa

Oltre a queste considerazioni, le misure sul magnetismo del sistema Giove-Europa hanno evidenziato la presenza di un lieve campo magnetico sul satellite e di materiale conduttivo all’interno. Basta? Niente affatto, Europa presenta anche una lieve atmosfera propria con la presenza di ossigeno prodotto dalla dissociazione dell’acqua degli strati superficiali di ghiaccio. Poi? Nel 2013 il telescopio Hubble ha mostrato enormi geyser di vapore acqueo che fuoriescono dalle zone polari di Europa e che si elevano fino a 200 Km di altezza. Anche in questo caso, anche se da confermare ovviamente, il vapore acqueo potrebbe arrivare direttamente dall’interno del satellite spinto dall’attivita’ vulcanica, interna anche in questo caso.

Ragioniamo un attimo insieme: abbiamo una serie di evidenze che ci spingono a pensare che la superficie di Europa possa essere uno strato di ghiaccio contenente al suo interno un enorme oceano di acqua liquida. Alcune domande banali: quanto e’ spesso questo strato di ghiaccio? Come avrebbe fatto la vita a formarsi in un ambiente cosi’ ostile e, soprattutto, senza un sufficiente irraggiamento da parte del sole?

Domande ovviamente lecite e su cui e’ doveroso ragionare.

Per quanto riguarda lo spessore di ghiaccio, studiando la morfologia del pianeta, il suo moto e altri parametri chimico-fisici, si suppone che questo strato possa essere spesso circa 20 Km. Inoltre, le proprieta’ magnetiche di Europa potrebbero essere compatibili con un oceano di acqua addirittura salata, proprio come quella che riempie gli oceani della nostra Terra. Certo, uno spessore di 20 Km non e’ trascurabile e proprio questo aspetto rappresenta una delle difficolta’ principali per la probabile esplorazione e la ricerca di vita su Europa. Ma, come vedremo, le soluzioni tecnologiche potrebbe esserci.

L’altra domanda che ci siamo posti e’ invece legata alla possibilita’ che ci sia vita in questo immenso oceano sotterraneo. Per prima cosa, vi ricordo un argomento discusso qualche tempo fa su questo blog:

I misteri del lago Vostok

Lago Vostok, c’e’ vita?

Come ricorderete, anche nelle profondita’ di questo lago polare si ipotizza possa essere presente la vita, sviluppata in un ambiente apparentemente ostile e completamente isolato dalla superficie. Oltre a questo, nell’mmaginario comune, la moltitudine di forme di vita che si sviluppano nei nostri mari sono possibili grazie unicamente all’energia dei raggi solari che penetrano fino a profondita’ molto elevate. Se mettiamo un “tappo” di 20 Km su questo oceano e per di piu’ all’esterno abbiamo un irraggiamento proveniente dal sole gia’ notevolmente inferiore a causa della distanza Europa-Sole, come possiamo pensare che ci possano essere le condizioni per la vita?

Anche a questa domanda abbiamo una risposta che viene direttamente da quello che abbiamo potuto osservare sul nostro pianeta. Vi mostro una foto:

Fumarola Nera

Fumarola Nera

Di cosa si tratta? Quella che vedete e’ una cosiddetta “fumarola nera”, cioe’ un punto da cui fuoriescono gas provenienti dalle profondita’ della terra. Gas come idrogeno e acido solfidrico che, a causa della presenza di una forte attivita’ vulcanica su Europa, potrebbero essere presenti anche nell’oceano che vogliamo studiare. Di che tipo di forme di vita parliamo? Nel 1977, durante una missione esplorativa nelle Galapagos, venero scoperte colonie di vermi tubo, vongole, crostacei e mitili proprio intorno ad una fumarola nera in un punto in cui la luce del Sole non poteva assolutamente arrivare. Queste forme di vita, dunque non solo batteriche, si sviluppano grazie alla cosiddetta “chemiosintesi batterica”. In questo caso, al contrario della fotosintesi in cui si usa l’energia solare per ricavare energia, il processo sfrutta processi inorganici ad alta entalpia per formare sostanze organiche come, ad esempio, il glucosio. Detto questo, capite bene come la ricerca di vita su Europa potrebbe non essere assolutamente un azzardo, bensi’ una missione in grado di portare risultati.

Bene, a questo punto abbiamo capito dove poter cercare la vita, come potrebbe essersi sviluppata ma manca da capire se esistono i mezzi e la volonta’ per una missione di questo tipo. Senza tanti giri di parole, vi riporto un link sicuramente interessante il “President budget” per il Fiscal Year 2015:

President Budget, FY15

Per la prima volta, l’esplorazione su Europa e’ stata inserita nei finanziamenti della NASA per dare avvio a quella che viene chiamata missione Clipper.

Di cosa si tratta?

Come potete immaginare, il nome Clipper sta proprio per “taglia ghiaccio”. Scopo della missione e’ dapprima quello di effettuare 45 flyby intorno ad Europa partendo da un’altezza di 2700 Km per scendere fino a 25. Durante questi passaggi, grazie agli strumenti in dotazione, Clipper potra’ esaminare molti parametri chimico fisici sia dell’atmosfera che delle emissioni gassose intorno ai poli della luna. Inoltre, potranno essere scattate foto della superficie per una ricostruzione precisa di tutto il corpo. Nella seconda fase invece, la missione avra’ il compito di atterrare sul satellite e raccogliere campioni del terreno in superficie, e a profondita’ diverse comprese tra i 2 e i 10 cm. Perche’ questa raccolta? Semplice, l’analisi di questi campioni potra’ confermare o meno la presenza di salinita’, di materiale organico e di ogni altro parametro interessante per farci comprendere la presenza di o meno di vita all’interno di Europa.

La missione Clipper, gia’ in fase di studio da qualche anno e che, se tutto va nel verso giusto, dovrebbe essere lanciata nel 2025, rappresenta senza dubbio un primo passo per uno studio dettagiato di Europa. Ovviamente, come e’ facile immaginare, in questo caso, ancora piu’ che in altri, sara’ fondamentale garantire una sterilizzazione perfetta di tutti gli strumenti al fine di non “inquinare” i campioni con eventuali forme di vita terrestri.

Oltre alla NASA, molti altri paesi ed agenzie stanno pensando a missioni specifiche su Europa e su altre lune di Giove. L’ESA, ad esempio, sta preparando la missione JUICE per lo studio delle atmosfere di alcuni satelliti gioviani, tra cui ovviamente Europa. Se i risultati di queste missioni confermeranno, o almeno saranno compatibili, con l’ipotesi di vita, si passera’ ad una fase due con l’intenzione proprio di perforare lo strato di ghiaccio ed esplorare l’oceano sottostante. Per darvi un’idea, gia’ molti pensano a come realizzare queste missioni utilizzando trivelle alimentate da combustibile nucleare in grado di fornire l’acqua calda per forare l’enorme strato di ghiaccio. Oltre a questo, saranno sicuramente presenti non piu’ rover, ma mini sommergibili automatizzati per l’esplorazione dell’oceano e la ricerca di forme di vita.

Come vedete, Europa rappresenta sicuramente un futuro molto prossimo dell’esplorazione spaziale. Da qui a qualche anno potremmo finalmente capire se questo satellite possa essere un ambiente ospitale per la vita o se dovremmo limitarci a cercare al di fuori del nostro Sistema Solare.

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

Flusso oscuro e grandi attrattori

28 Feb

Nella ormai celebre sezione:

Hai domande o dubbi?

in cui sono usciti fuori davvero gli argomenti piu’ disparati ma sempre contraddistinti da curiosita’ e voglia di discutere, una nostra cara lettrice ci ha chiesto maggiori lumi sul cosiddetto “dark flow” o flusso oscuro. Una richiesta del genere non puo’ che farci piacere, dal momento che ci permette di parlare nuovamente di scienza e, in particolare, di universo.

Prima di poterci addentrare in questo argomento scientifico ma, anche a livello di ricerca, poco conosciuto, e’ necessario fare una piccolissima premessa iniziale che serve per riprendere in mano concetti sicuramente conosciuti ma su cui spesso non si riflette abbastanza.

Per iniziare la discussione, voglio mostrarvi una foto:

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Quello che vedete non e’ un semplice libro, ma uno dei tre volumi che compongono il Philosophiae Naturalis Principia Mathematica o, tradotto in italiano, “I principi naturali della filosofia naturale”. Quest’opera e’ stata pubblicata il 5 luglio 1687 da Isaac Newton.

Perche’ e’ cosi’ importante questa opera?

Questi tre volumi sono considerati l trattato piu’ importante del pensiero scientifico. Prima di tutto, contengono la dinamica formulata da Newton che per primo ha posto le basi per lo studio delle cause del moto ma, soprattutto, perche’ contengono quella che oggi e’ nota come “Teoria della Gravitazione Universale”.

Sicuramente, tutti avrete sentito parlare della gravitazione di Newton riferita al famoso episodio della mela che si stacco’ dall’albero e cadde sulla testa del celebre scienziato. Come racconta la leggenda, da questo insignificante episodio, Newton capi’ l’esistenza della forza di gravita’ e da qui la sua estensione all’universo. Se vogliamo pero’ essere precisi, Newton non venne folgorato sulla via di Damasco dalla mela che cadeva, ma questo episodio fu quello che fece scattare la molla nella testa di un Newton che gia’ da tempo studiava questo tipo di interazioni.

Volendo essere brevi, la teoria della gravitazione di Newton afferma che nello spazio ogni punto materiale attrae ogni altro punto materiale con una forza che e’ proporzionale al prodotto delle loro masse e inversamente proporzionale al quadrato della loro distanza. In soldoni, esiste una forza solo attrattiva che si esercita tra ogni coppia di corpi dotati di massa e questa interazione e’ tanto maggiore quanto piu’ grandi sono le masse e diminuisce con il quadrato della loro distanza.

Semplice? Direi proprio di si, sia dal punto di vista fisico che matematico. Perche’ allora chiamare questa legge addirittura con l’aggettivo “universale”?

Se prendete la male di Newton che cade dall’albero, la Luna che ruota intorno alla Terra, la Terra che ruota intorno al Sole, il sistema solare che ruota intorno al centro della Galassia, tutti questi fenomeni, che avvengono su scale completamente diverse, avvengono proprio grazie unicamente alla forza di gravita’. Credo che questo assunto sia sufficiente a far capire l’universalita’ di questa legge.

Bene, sulla base di questo, l’interazione che regola l’equilibrio delle masse nell’universo e’ dunque la forza di gravita’. Tutto quello che vediamo e’ solo una conseguenza della sovrapposizione delle singole forze che avvengono su ciascuna coppia di masse.

Detto questo, torniamo all’argomento principale del post. Cosa sarebbe il “flusso oscuro”? Detto molto semplicemente, si tratta del movimento a grande velocita’ di alcune galassie in una direzione ben precisa, situata tra le costellazioni del Centauro e della Vela. Questo movimento direzionale avviene con velocita’ dell’ordine di 900 Km al secondo e sembrerebbe tirare le galassie in un punto ben preciso al di fuori di quello che definiamo universo osservabile.

Aspettate, che significa che qualcosa tira le galassie fuori dall’universo osservabile?

Per prima cosa, dobbiamo definire cosa significa “universo osservabile”. Come sappiamo, l’universo si sta espandendo e se lo osserviamo da Terra siamo in grado di vedere le immagini che arrivano a noi grazie al moto dei fotoni che, anche se si muovono alla velocita’ della luce, si spostano impiegando un certo tempo per percorrere delle distanze precise. Se sommiamo questi due effetti, dalla nostra posizione di osservazione, cioe’ la Terra, possiamo vedere solo quello che e’ contenuto entro una sfera con un raggio di 93 miliardi anni luce. Come potete capire, l’effetto dell’espansione provoca un aumento di quello che possiamo osservare. Se l’universo ha 14.7 miliardi di anni, ci si potrebbe aspettare di poter vedere dalla terra la luce partita 14.7 miliardi di anni fa, cioe’ fino ad una distanza di 14.7 miliardi di anni luce. In realta’, come detto, il fatto che l’universo sia in continua espansione fa si che quello che vediamo oggi non si trova piu’ in quella posizione, ma si e’ spostato a causa dell’espansione. Altro aspetto importante, la definizione di sfera osservabile e’ vera per ogni punto dell’universo, non solo per quella sfera centrata sulla Terra che rappresenta cquello che noi possiamo vedere.

Bene, dunque si sarebbe osservato un flusso di alcune galassie verso un punto preciso fuori dall’universo osservabile. Proprio dal fatto che questo flusso e’ all’esterno del nostro universo osservabile, si e’ chiamato questo movimento con l’aggettivo oscuro.

Aspettate un attimo pero’, se le galassie sono tirate verso un punto ben preciso, cos’e’ che provoca questo movimento? Riprendendo l’introduzione sulla forza di gravitazione, se le galassie, che sono oggetti massivi, sono tirate verso un punto, significa che c’e’ una massa che sta esercitando una forza. Poiche’ la forza di gravitazione si esercita mutuamente tra i corpi, questo qualcosa deve anche essere molto massivo.

Prima di capire di cosa potrebbe trattarsi, e’ importante spiegare come questo flusso oscuro e’ stato individuato.

Secondo le teorie cosmologiche riconosciute, e come spesso si dice, l’universo sarebbe omogeneo e isotropo cioe’ sarebbe uguale in media in qualsiasi direzione lo guardiamo. Detto in altri termini, non esiste una direzione privilegiata, almeno su grandi scale, in cui ci sarebbero effetti diversi. Sempre su grandi scale, non esisterebbe neanche un movimento preciso verso una direzione ma l’isotropia produrrebbe moti casuali in tutte le direzioni.

Gia’ nel 1973 pero’, si osservo’ un movimento particolare di alcune galassie in una direzione precisa. In altri termini, un’anomalia nell’espansione uniforme dell’universo. In questo caso, il punto di attrazione e’ all’interno del nostro universo osservabile e localizzato in prossimita’ del cosiddetto “ammasso del Regolo”, una zona di spazio dominata da un’alta concentrazione di galassie vecchie e massive. Questa prima anomalia gravitazionale viene chiamata “Grande Attrattore”. In questa immagine si vede appunto una porzione di universo osservabile da Terra ed in basso a destra trovate l’indicazione del Grande Attrattore:

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Questa prima anomalia dell’espansione venne osservata tramite quello che e’ definito lo spostamento verso il rosso. Cosa significa? Se osservate un oggetto che e’ in movimento, o meglio se esiste un movimento relativo tra l’osservatore e il bersaglio, la luce che arriva subisce uno spostamento della lunghezza d’onda dovuto al movimento stesso. Questo e’ dovuto all’effetto Doppler valido, ad esempio, anche per le onde sonore e di cui ci accorgiamo facilmente ascoltando il diverso suono di una sirena quando questa si avvicina o si allontana da noi.

220px-Redshift_blueshift.svg

Bene, tornando alle onde luminose, se la sorgente si allontana, si osserva uno spostamento verso lunghezze d’onda piu’ alte, redshift, se si avvicina la lunghezza d’onda diminuisce, blueshift. Mediate questo semplice effetto, si sono potuti osservare molti aspetti del nostro universo e soprattutto i movimenti che avvengono.

Tornando al grnde attrattore, questa zona massiva verso cui si osserva un moto coerente delle galassie del gruppo e’ localizzato a circa 250 milioni di anni luce da noi nella direzione delle costellazioni dell’Hydra e del Centauro e avrebbe una massa di circa 5×10^15 masse solari, cioe’ 5 milioni di miliardi di volte il nostro Sole. Questa, come anticipato, e’ soltanto una anomalia dell’espansione dell’universo che ha creato una zona piu’ massiva in cui c’e’ una concentrazione di galassie che, sempre grazie alla gravita’, attraggono quello che hanno intorno.

Discorso diverso e’ invece quello del Dark Flow. Perche’? Prima di tutto, come detto, questo centro di massa si trova talmente lontano da essere al di fuori del nostro universo osservabile. Visto da Terra poi, la zona di spazio che crea il flusso oscuro si trova piu’ o meno nella stessa direzione del Grande Attrattore, ma molto piu’ lontana. Se per il Grande Attrattore possiamo ipotizzare, detto in modo improprio, un grumo di massa nell’universo omogeneo, il flusso oscuro sembrerebbe generato da una massa molto piu’ grande ed in grado anche di attrarre a se lo stesso Grande Attrattore.

Il flusso oscuro venne osservato per la prima volta nel 2000 e descritto poi a partire dal 2008 mediante misure di precisione su galassie lontane. In questo caso, l’identificazione del flusso e’ stata possibile sfruttando il cosiddetto effetto Sunyaev-Zel’dovich cioe’ la modificazione della temperatura dei fotoni della radiazione cosmica di fondo provocata dai raggi X emessi dalle galassie che si spostano. Sembra complicato, ma non lo e’.

Di radiazione di fondo, o CMB, abbiamo parlato in questi articoli:

Il primo vagito dell’universo

E parliamo di questo Big Bang

Come visto, si tratta di una radiazione presente in tutto l’universo residuo del Big Bang iniziale. Bene, lo spostamento coerente delle galassie produce raggi X, questi raggi X disturbano i fotoni della radiazione di fondo e noi da terra osservando queste variazioni ricostruiamo mappe dei movimenti delle Galassie. Proprio grazie a queste misure, a partire dal 2000, e’ stato osservato per la prima volta questo movimento coerente verso un punto al di fuori dell’universo osservabile.

Cosa potrebbe provocare il Flusso Oscuro? Bella domanda, la risposta non la sappiamo proprio perche’ questo punto, se esiste, come discuteremo tra un po’, e’ al di fuori del nostro universo osservabile. Di ipotesi a riguardo ne sono ovviamente state fatte una miriade a partire gia’ dalle prime osservazioni.

Inizialmente si era ipotizzato che il movimento potrebbe essere causato da un ammasso di materia oscura o energia oscura. Concetti di cui abbiamo parlato in questi post:

La materia oscura

Materia oscura intorno alla Terra?

Se il vuoto non e’ vuoto

Universo: foto da piccolo

Queste ipotesi sono pero’ state rigettate perche’ non si osserva la presenza di materia oscura nella direzione del Dark Flow e, come gia’ discusso, per l’energia oscura il modello prevede una distribuzione uniforme in tutto l’universo.

Cosi’ come per il Grande Attrattore, si potrebbe trattare di un qualche ammasso molto massivo in una zona non osservabile da Terra. Sulla base di questo, qualcuno, non tra gli scienziati, aveva ipotizzato che questo effetto fosse dovuto ad un altro universo confinante con il nostro e che provoca l’attrazione. Questa ipotesi non e’ realistica perche’ prima di tutto, la gravitazione e’ frutto dello spazio tempo proprio del nostro universo. Se anche prendessimo in considerazione la teoria dei Multiversi, cioe’ universi confinanti, l’evoluzione di questi sarebbe completamente diversa. Il flusso oscuro provoca effetti gravitazionali propri del nostro universo e dovuti all’attrazione gravitazionale. Il fatto che sia fuori dalla nostra sfera osservabile e’ solo dovuto ai concetti citati in precedenza figli dell’accelerazione dell’espansione.

Prima di tutto pero’, siamo cosi’ sicuri che questo Flusso Oscuro esista veramente?

Come anticipato, non c’e’ assolutamente la certezza e gli scienziati sono ancora fortemente divisi non solo sulle ipotesi, ma sull’esistenza stessa del Flusso Oscuro.

Per farvi capire la diatriba in corso, questo e’ il link all’articolo originale con cui si ipotizzava l’esistenza del Flusso Oscuro:

Dark Flow

Subito dopo pero’, e’ stato pubblicato un altro articolo che criticava questo sostenendo che i metodi di misura applicati non erano corretti:

Wright risposta al Dark Flow

Dopo di che, una lunga serie di articoli, conferme e smentite, sono stati pubblicati da tantissimi cosmologi. Questo per mostrare quanto controversa sia l’esistenza o meno di questo flusso oscuro di Galassie verso un determinato punto dell’universo.

Venendo ai giorni nostri, nel 2013 e’ stato pubblicato un articolo di analisi degli ultimi dati raccolti dal telescopio Planck. In questo paper viene nuovamente smentita l’esistenza del dark flow sulla base delle misure delle velocita’ effettuate nella regione di spazio in esame:

Planck, 2013

Dunque? Dark Flow definitivamente archiviato? Neanche per sogno. Un altro gruppo di cosmologi ha pubblicato questo ulteriore articolo:

Smentita alla smentita

in cui attacca i metodi statistici utilizzati nel primo articolo e propone un’analisi diversa dei dati da cui si mostra l’assoluta compatibilita’ di questi dati con quelli di un altro satellite, WMAP, da cui venne evidenziata l’esistenza del dark flow.

Credo che a questo punto, sia chiaro a tutti la forte discussione ancora in corso sull’esistenza o meno di questo Dark Flow. Come potete capire, e’ importante prima di tutto continuare le analisi dei dati e determinare se questo flusso sia o meno una realta’ del nostro universo. Fatto questo, e se il movimento venisse confermato, allora potremmo fare delle ipotesi sulla natura di questo punto di attrazione molto massivo e cercare di capire di cosa potrebbe trattarsi. Ovviamente, sempre che venisse confermata la sua esistenza, stiamo ragionando su qualcosa talmente lontano da noi da essere al di fuori della nostra sfera osservabile. Trattare questo argomento ci ha permesso prima di tutto di aprire una finestra scientifica su un argomento di forte e continua attualita’ per la comunita’ scientifica. Come sappiamo, trattando argomenti di questo tipo, non troviamo risposte certe perche’ gli studi sono ancora in corso e, cosi’ come deve avvenire, ci sono discussioni tra gli scienziati che propongono ipotesi, le smentiscono, ne discutono, ecc, come la vera scienza deve essere. Qualora ci fossero ulteriori novita’ a riguardo, ne parleremo in un futuro articolo.

 

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

Riscaldamento economico con le candele

2 Dic

Qualche giorno fa, un nostro caro lettore ci scrive nella sezione:

Hai domande o dubbi?

Per avere lumi circa un video che iniziava a girare sulla rete.

Di cosa si trattava?

Semplice, un tizio di lingua americana proponeva un innovativo quanto rudimentale sistema di riscaldamento costituito da 4 candeline e due vasi di terracotta, esattamente quelli che si utilizzano per i fiori.

Senza troppi giri di parole, vi mostro il video per farvi capire come funzionerebbe il tutto:

Capito? Si dispongono le quattro candele su uno strato metallico, si mettono i due vasi di dimensione crescente ed il gioco e’ fatto. Lo spazio tra i due vasi funzionerebbe come una camera di accumulo del calore grazie all’aria calda che esce dall’interno. In questo modo, si ottiene un eonomico riscaldatore che, grazie alla terracotta, riesce ad accumulare calore. Secondo quanto sostenuto dall’autore del video, con questo sistema si potrebbe riscaldare una camera di 20 metri quadri. Spesa richiesta: 10 centesimi al giorno per le candeline e l’investimento iniziale di pochi euro per prendere i vasi.

Fermi un attimo, ma questa e’ una rivoluzione! Noi che perdiamo tempo a discutere di centrali nucleari, fusione vs fissione vs combustibili fossili, a spendere articoli su energie rinnovabili di nuova concezione per cercare di risparmiare qualche KWh per aiutare l’ambiente, non ci siamo accorti di questa soluzione? Lasciamo stare ragazzi, andate subito in qualche negozio a comprare candele e vasi perche’ quando la voce si spargera’ veramente aumenterenno anche i prezzi.

Prima pero’ di correre ai negozi e buttare quei pochi euro, proviamo a ragionare.

Quando il nostro lettore ci parlo’ di questo video, parlammo della soluzione mostrando l’assurdita’ di quanto proposto. Personalmente, ma ancora mi sorprendo di molte cose, pensavo che la cosa finisse li senza consegueze. Invece stamattina apro il sito di un noto giornale online a diffusione nazionale e cosa vedo?

Questo:

articolo_candele

Ma soprattutto, leggete la didascalia a destra che accompagna il video. Pensate sia tutto? Decine di siti di esperti di energie rinnovabili e nuove soluzioni stanno discutendo di questa soluzione proponendola come rivoluzione del secolo in ambito energetico. Se provate a fare una ricerca su internet rimarrete senza parole nel vedere quanti e quali siti stanno discutendo di questa cosa.

Purtroppo, non c’e’ mai limite all’indecenza.

Commentare un video del genere e’ buttare all’aria i principi basilari della fisica e soprattutto della termodinamica. Devo dire che il video e’ fatto molto bene, al punto da sembrare reale. Qualche considerazione? Avete visto dei termometri? Sapete quanto e’ aumentata la temperatura dell’aria della stanza? Assolutamente no.

Il motore di questo sistema sono ovviamente le candele. Durante la combustione, viene ovviamente sprigionato del calore ma il potere calorifico, cioe’ la quantita’ di calore, detto in modo improprio, prodotto dalle candele e’ estremamente basso. Questo proprio perche’ e’ caratteristica della cera che le costituisce. I nostri nonni, utilizzavano le candele per fare luce la sera, non certo per scaldarsi. Per questo, utilizzavano camini e stufe a legna, sostanza con potere calorifico molto piu’ alto. Ma allora a cosa servono i vasi intorno? A parte per fare scena, sicuramente la terracotta si riscalda accumulando calore e cedendola lentamente all’esterno. Questo e’ ovvio. Si formano moti convettivi nello spazio libero? Anche questo e’ probabile, ma la sorgente primaria sono sempre e solo le candele. Potete inventare tutti i modi possibili per sfruttare, trattenere e non disperdere calore, ma quello che avete a disposizione non potete certo amplificarlo.

Facciamo un esempio un po’ tirato per il collo. Se avete a disposizione un motore di una certa potenza, potete allegerire la macchina, migliorare la trasmissione, ridurre gli attriti meccanici, ecc ma la fonte iniziale e’ sempre e solo il vostro motore. La stessa cosa avviene per le candele.

Detto questo, non credo ci sia da discutere ancora di questa soluzione se non riflettere su quanto i sedicenti giornalisti professionisti si lascino trasportare dalla rete e dalle mode del momento.

Prima di chiudere, vorrei pero’ aprire un’altra parentesi. Oltre ad essere assurda, questa soluzione non e’ assolutamente innovativa. Ogni tot anni, qualche simpatico burlone la tira fuori dal cassetto facendo sempre abboccare molti creduloni. Non ci credete?

Dal 2010 questo sito americano:

Stufe a candele

propone questa soluzione anche con una sola candela:

Sistema di riscaldamento a candele venduto negli USA

Sistema di riscaldamento a candele venduto negli USA

Se poi volete proprio essere sicuri di quello che dico, provata a fare una ricerca su internet impostando, ad esempio, le date comprese tra il 2000 e il 2010, quindi ben due anni fa. Ecco quello che ottenete:

Google, heating with candles

Visto quanti risultati?

Concludendo, l’idea iniziale e’ assurda. Non potete pensare di amplificare il potere calorifico di un qualcosa costruendo sistemi intorno. Questo smentisce gia ‘completamente la soluzione a candele vista nel video. Inoltre, questa bufala gira in rete gia’ da diversi anni e, come sempre, negli USA c’e’ addirittura chi propone in vendita sistemi gia’ fatti alla ricerca di qualcuno che ci caschi.

 

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

Cerchi nel ghiaccio: quello che ancora mancava

27 Mar

Dopo aver parlato di cerchi nel grano:

21 Dicembre 2012: Cerchi nel grano

Ancora sui cerchi nel grano

Come si realizza un cerchio nel grano

Errore nel cerchio di Santena

Nuovo cerchio, nuova data!

Nuovo cerchio a Povoletto

cerchi nella sabbia:

Crop circle? No, sand circle!

e cerchi sulla neve:

E ora gli snowcircle

ora e’ il turno dei “cerchi nel ghiaccio”!

Che significa?

Circa un paio di giorni fa, nella cittadina di Eden nello stato di New York, una signora del luogo ha fotografato uno stranissimo fenomeno in corso nello stagno di fronte la sua abitazione. Sulla superficie ghiacciata dello stagno sono apparsi dei misteriosi fori di forma quasi perfettamente circolare. Ecco la foto scattata dalla testimone:

Foto del lago di Eden con i cerchi nel ghiaccio

Foto del lago di Eden con i cerchi nel ghiaccio

La foto in questione ha fatto, in poche pre, letteralmente il giro del mondo. Moltissimi siti, giornali e TV ne hanno parlato. Tutti si chiedono da cosa potrebbero essere formati questi “cerchi nel ghiaccio”.

Le foto della testimone sono state pubblicate su facebook nella pagina di una TV locale. Nel giro di 2 ore, erano state visualizzate da quasi 40000 persone che hanno lasciato 200 commenti per cercare di dare una spiegazione a questo fenomeno. Ovviamente, potete facilmente immaginare, anche perche’ ne stiamo parlando qui, quali sono le ipotesi piu’ in voga: emergenza naturale, strane forme di vita che popolano il lago, caduta di meteoriti, fenomeno atmosferico, ecc. Ma ovviamente l’ipotesi piu’ acclamata quale poteva essere? Gli elieni!

Cosi’ come i cerchi nel grano, queste strane formazioni sarebbero il segno lasciato durante l’atterraggio di navicelle extraterrestri o un messaggio lasciato per noi da queste forme di vita.

Senza lasciarci trascinare dal sensazionalismo, proviamo invece a dare una spiegazione razionale, sempre se esiste, a questo fenomeno.

Partiamo dal presupposto che siamo ormai alla fine dell’inverno, per cui le temperature saranno leggermente superiori a quelle tipicamente rigide dello stato di New York. Perche’ dico questo? Quando la superifice di un lago o di uno stagno si ghiaccia, certamente questo non avviene di colpo, ma il processo e’ lento e graduale. Come potete facilmente immaginare, ci saranno zone in cui il ghiaccio si forma prima e zone che invece verranno ricoperte solo alla fine. Questo e’ ovviamente dovuto a vari fattori: moti delle correnti di acqua sotto la superficie, correnti d’aria esterne, eventuali sorgenti interne allo specchio d’acqua che possono avere temperature differenti da quelle dell’intero volume, ecc.

Che c’entra la formazione del ghiaccio con i buchi della foto?

Vi mostro un video, sempre dello stesso fenomeno di Eden, ma che offre angolazioni differenti:

Osservate una cosa, sotto diverse angolazioni si vede come la superficie ghiacciata del lago non e’ affatto uniforme, bensi’ presenta ampie zone con ghiaccio molto sottile, oltre ovviamente ai buchi di cui stiamo parlando. Una superficie non compatta di ghiaccio e’ del tutto normale in questo periodo, cosi’ come e’ normale avere dei buchi sulla superficie dovuti quindi ai moti convettivi interni dei volumi di acqua.

In questo caso dunque, sarebbero comprensibili i buchi sia come elementi creati durante la solidificazione della superficie, sia anche durante il disgelo. Inoltre, le eventuali correnti sotterranee, di cui molti stagni sono dotati, salgono in superficie creando proprio delle zone non coperte, o con strati sottili in base alla differenza di temperatura.

Perche’ pero’ si vedono fori circolari?

Anche in questo caso, esistono diverse ipotesi, tutte attualmente al vaglio degli esperti.

Prima di tutto, eventuali vegetazioni sotto lo stagno possono produrre gas che, risalendo in superficie, possono portare ad uno scioglimento parziale del ghiaccio. In questo senso, l’effetto a pois visibile sarebbe causato dalla morfologia sottomarina della vegetazione.

Formazioni circolari su terreni ghiacciati non sono affatto una novita’ in natura. Un esempio di questo tipo e’ costituito dalle cosiddette Lithalse.

Di cosa si tratta?

Foto di Lithalse

Foto di Lithalse

Nei terreni in cui si ha un frequente congelamento e disgelo causato dai rigidi inverni, si possono verificare espansioni e contrazioni del terreno, che dunque viene sollevato formando delle strutture perfettamente circolari, dette appunto lithalse. In particolare, sul permafrost, cioe’ sul terreno permanentemente ghiacciato, la formazione delle lithalse sotto lo strato di ghiaccio possono provocare dei fori perfettamente circolari.

Questo esempio ci fa capire come forme geometriche regolari non siano assolutamente una novita’ in natura. Nel caso dello stagno ad Eden invece, la formazione dei fori e’ dovuta con buona probabilita’ ai gas prodotti dalla vegetazione o alle sorgenti presenti sotto la superficie che, in questo periodo dell’anno, possono facilmente sciogliere il ghiaccio in ampie zone.

Solo per curiosita’, vi vorrei invece raccontare un altro avvenimento simile che forse ricorderete. Il caso di Eden mi ha fatto ricordare quello che e’ avvenuto nel 2009, quando gli astronauti della stazione spaziale osservarono dei misteriosi fori circolari sulla superficie ghiacciata del lago Baikal in Siberia.

Ecco una foto presa proprio dalla stazione spaziale:

Il lago Baikal ghiacciato con i due fori circolari

Il lago Baikal ghiacciato con i due fori circolari

Come potete vedere, ci sono due fori circolari perfettamente visibili sulla superficie e con diametri che arrivano a circa 4 kilometri.

Anche in questo caso, si parlo’ di evento misterioso e non mancarono le ipotesi extraterrestri sempre in voga su avvenimenti di questo tipo.

Cosi’ come per il lago di Eden, anche per il Baikal esiste una spiegazione razionale che venne trovata dopo mesi di analisi e considerazioni sul ritrovamento.

Sul fondo del lago Baikal sono presenti diverse sorgenti con emissioni di gas metano. Risalendo dal sottosuolo, il gas entra a contatto con l’acqua del fondo che ovviamente si trova ad una temperatura minore. Questo surriscaldamento provoca moti convettivi che portano l’acqua calda a salire verso la superficie sciogliendo parzialmente il ghiaccio. La precisa posizione delle sorgenti fa si che i fori non si formino ovunque sul ghiaccio ma sempre nelle stesse zone, che poi sono quelle visibili dalla foto della stazione spaziale.

Secondo alcuni esperti poi, l’esatta forma circolare potrebbe essere aiutata anche dalla forza di Coriolis dovuta al movimento della Terra. Non entrando troppo nel dettaglio fisico, la Terra ovviamente non e’ ferma su se stessa ma ruota intorno al suo asse e intorno al Sole. Questi movimenti creano delle forze aggiuntive a quella di gravita’, dette forze apparenti, chiamate “Forza Centrifuga” e “Forza di Coriolis”. Quest’ultima e’ anche quella responsabile della forma spiraleggiante dei cicloni e delle masse d’aria in atmosfera. Secondo questa ipotesi, proprio questa forza aiuterebbe l’acqua piu’ calda a salire in superficie spiraleggiando e creando le strutture esattamente circolari che vediamo dalla foto.

Solo per curiosita’, a seguito dell’osservazione di questo fenomeno, il governo russo ha anche predisposto un monitoraggio continuo del lago Baikal dai satelliti. La formazione di queste strutture, che dunque indicano un aumento dell’emissione di metano, non e’ facilmente visibile stando sulla superficie del lago. Data la grande dimensione, affinche’ si possa osservare la forma identificativa, e’ necessario osservare il tutto dallo spazio, cioe’ da una visuale adatta. Il monitoraggio delle emissioni di metano deve essere eseguito perche’ questo gas potrebbe essere correlato con l’aumento dell’attivita’ tettonica sotto la superficie del lago. In questo senso, conviene monitorare la situazione in modo semplice attraverso le foto dei tanti satelliti in orbita intorno alla Terra.

 

 

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 danza degli storni

30 Gen

 

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

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

Uno stormo di storni in movimento

Uno stormo di storni in movimento

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Perche’ vengono eseguiti questi movimenti?

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

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

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

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

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

 

 

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

Tromba d’aria a Taranto

29 Nov

Questa mattina, intorno alle 10.30, si e’ verificata una violenta tromba d’aria a Taranto. Attualmente c’e’ un disperso e numerosi feriti. Il fenomeno ha causato ingenti danni strutturali, soprattutto alle acciaierie dell’Ilva.

In passato, abbiamo gia’ parlato di tornado in questo post:

– Tornado di Fuoco in Australia

In queste ultime ore, ho ricevuto diversi messaggi da parte di utenti, che mi chiedevano il mio punto di vista sulla cosa. Come potete facilmente immaginare, questo fenomeno e’ stato subito messo in relazione con gli eventi del 21 Dicembre e molte fonti web vedrebbero nella tromba d’aria un chiaro segnale premonitore della prossima fine del mondo.

Ora, alla luce dei dispersi e, secondo alcune fonti, anche delle vittime da accertare, lungi da me ridurre il discorso ad un semplicistico ragionamento scientifico. Quello che pero’ vorrei discutere e’ il perche’ si formano le trombe d’aria e se effettivamente questo fenomeno ha un significato di eccezionalita’.

Prima di tutto, come si forma una tromba d’aria?

L’insorgere di questo genere di fenomeni e’ strettamente legato alle condizioni atmosferiche. Quando si e’ in presenza di correnti d’aria calda negli strati inferiori e di correnti d’aria fredda negli strati piu’ alti, possono innescarsi fenomeni turbolenti. A causa della differenza di peso, l’aria calda degli strati sottostanti tende a salire verso l’alto, mentre quella fredda e’ spinta verso il basso. Se le condizioni delle correnti lo consentono, questo movimento di masse d’aria puo’ provocare un cilindro d’aria rotante intorno ad un asse perpendicolare al terreno.

Processo di formazione di una tromba d’aria

A questo punto, la continua spinta delle correnti d’aria calda verso l’alto, puo’ allungare il cilindro d’aria verso l’alto creando appunto la tromba d’aria.

Le condizioni atmosferiche migliori per la formazione di una tromba d’aria si hanno in concomitanza con un forte temporale. In questo caso, la presenza di cumulonembi puo’ offrire le condizioni di temperatura e pressione migliori per la creazione del turbine iniziale.

Il diametro alla base di una tromba d’aria puo’ variare tra le decine di metri fino anche a 500 metri, con altezze che vanno dai 100 metri fino anche ad 1 Km. Queste formazioni ventose, una volta create, possono resistere per tempi anche lunghi, percorrendo tragitti dell’ordine anche di qualche kilometro.

A differenza di quanto si potrebbe pensare, le trombe d’aria sono un fenomeno possibile nella zona mediterranea, anche se con probabilita’ di formazione diversa in base alla regione considerata. Per completezza, vi riporto anche una mappa del NOAA con l’indicazione delle aree mondiali di maggior incidenza di trombe d’aria:

Zone del mondo con maggior incidenza di trombe d’aria

Come vedete, l’Italia non e’ assolutamente immune a questo genere di fenomeni.

Cosi’ come avviene per i terremoti, anche le trombe d’aria vengono classificate in una scala specifica in base al loro potere distruttivo. Questa classificazione prende il nome di scala Fujita e presenta 6 livelli distinti da F0, il meno distruttivo, fino a F5, considerato catastrofico. Da quanto detto, capite bene come la classificazione di questo fenomeni richieda l’analisi di diversi fattori, quali la durata della tromba d’aria, la velocita’ dei venti, il diametro alla base, ecc. A titolo di esempio, una tromba d’aria di classe F0, per intenderci in grado solo di spezzare i rami degli alberi, presenta venti fino ad un centinaio di Km/h.

Per quanto riguarda la probabilita’ di formazione, la maggior parte delle trombe d’aria ricade nel grado F0. Solo il 5% dei fenomeni supera il grado F3 e di queste solo lo 0.1% ha il grado F5 di distruzione massima.

Come sappiamo bene, il maggior numero e la maggior intensita’ di questi fenomeni avvengono, ad esempio, negli Stati Uniti. In questo caso, a differenza dell’Italia, la maggior intensita’ e’ proprio dovuta alla geomorfologia del terreno che offre le condizioni ottimali per la formazione e la propagazione dei vortici.

Fatta questa doverosa premessa, torniamo al caso di Taranto.

Alla luce di quanto detto, capiamo subito che la formazione di una tromba d’aria in queste regioni, non ha assolutamente carattere di eccezionalita’. A questo punto pero’, si potrebbe obiettare dicendo che l’intensita’ del fenomeno e’ stata molto superiore rispetto a quelle a cui siamo abituati.

Cosa possiamo dire a riguardo?

La tromba d’aria di Taranto e’ stata classificata come F2 nella scala Fujita. Ripensiamo a quanto detto riguardo alla formazione delle trombe d’aria. Ruolo fondamentale in questi processi e’ la presenza di aria calda negli strati bassi e di correnti di aria fredda negli strati piu’ alti. Se ci pensiamo bene, nei giorni scorsi, le temperature in Italia sono state decisamente sopra la media. Proprio in queste ultime ore invece, stiamo assistendo all’arrivo di correnti d’aria da nord molto piu’ fredde e che stanno causando una diminuzione delle temperature in tutta la penisola. Detto questo, capite bene che le condizioni di temperatura richiesta per la formazione di una tromba d’aria erano sicuramente presenti.

Riguardo invece all’intensita’ del fenomeno, possiamo consultare gli archivi storici per cercare di capire quali sono le intensita’ che si sono verificate nel passato in Italia.

Nel 1957 nella zona dell’Oltrepo’ Pavese si e’ verificata una tromba d’aria stimata di grado F4. Nel 1970, a Venezia, si e’ verificato un altro fenomeno, sempre di intensita’ F4, che causo’ diverse vittime. Esistono poi moltissimi altri esempi documentati in Italia di trombe d’aria di intensita’ F2 ed F3, cioe’ uguali o superiori a quello di Taranto. Senza ombra di dubbio poi, il tornado piu’ violento registrato in Italia fu quello che si scateno’ nel 1930 in provincia di Treviso, stimato di grado F5, il massimo della scala Fujita, con venti fino a 500 Km/h. Ovviamente in questo caso si tratto’ di un fenomeno del tutto eccezionale per il nostro paese.

Come vedete, i nostri archivi storici sono ricchi di fenomeni di questo tipo, anche di intensita’ superiori a quelle di Taranto, avvenuti in diverse zone della penisola.

Concludendo, da quanto visto in questo articolo, le condizioni meteo presenti in questi giorni offrivano sicuramente le caratteristiche adatte per la formazione di trombe d’aria. La nostra penisola e’ soggetta a fenomeni di questo tipo e, come visto consultando gli archivi storici, ci sono moltissime testimonianze e documenti che mostrano fenomeni anche piu’ violenti avvenuti negli anni passati. Grazie a queste considerazioni, possiamo smentire l’eccezionalita’ del fenomeno di Taranto e ovviamente ogni possibile connessione con la fine del mondo e con il 21 Dicembre.

Per analizzare i fenomeni attesi per la fine del lungo computo Maya, ma soprattutto per parlare in modo semplice ed accessibile a tutti di scienza, non perdete in libreria “Psicosi 2012. Le risposte della scienza”.

Nuova sconvolgente teoria?

12 Nov

In questo lasso di tempo che ci separa dalla fatidica data del 21 Dicembre, non c’e’ assolutamente pace. Ogni giorno siamo bombardati da nuovi video sull’esistenza di Nibiru, avvistamenti ufo, asteroidi che ci stanno per colpire e chi piu’ ne ha, piu’ ne metta.

Tra tutto questo materiale che invade la rete, vorrei segnalarvi una nuova teoria veramente fuori dagli schemi e che, se fosse vera, sarebbe una scoperta sensazionale, indipendentemente dal 2012.

Senza anticiparvi niente, vi segnalo un video di giugno di quest’anno, passato inizialmente un po’ in sordina, ma che negli ultimi giorni sta prendendo sempre piu’ piede su diversi siti e blog. Vi consiglio di vedere tutto il video prima di andare avanti nel post.

La Terra non sta girando intorno al Sole? Vi rendete subito conto che l’affermazione e’ quantomeno sconvolgente. Stiamo smentendo niente poco di meno che una delle basi della nostra conoscenza astronomica. Il fatto che la Terra giri intorno al Sole, e non il viceversa, e’ un argomento che ha portato a discussioni molto accese e scontri, anche tragici, con la chiesa cattolica.

Prima di tutto, guardando il video, e l’ho visto due volte per capire meglio, in nessun punto viene dichiarata una cosa del genere. Il titolo del filmato e’ quanto meno fuorviante. Il video non dimostra affatto una cosa del genere. Ci sono due ipotesi, o l’autore non ha capito neanche di cosa stava parlando, oppure ha confuso i contenuti che riportava.

Premesso questo, e’ interessante comunque analizzare le informazioni del video. Come avete avuto modo di constatare, nel video si riporta, stando a quanto affermato, una verita’ comunque sconvolgente: il Sole non e’ il centro della nostra galassia. Per essere precisi, nel video si dice chiaramente che le informazioni contenute nei manuali contengono una menzogna: il sole non e’ il centro della nostra galassia ma ruota intorno ad esso.

Proprio queste affermazioni sono alla base della verita’ dimostrata, dopo 365 giorni la Terra non ritorna nel punto iniziale, ma sara’ leggermente spostata perche’ nel frattempo il Sole si e’ spostato rispetto al centro della Galassia. Come potete vedere nel video, presentato con moltissima enfasi e con una colonna sonora veramente adatta, le orbite dei pianeti non sarebbero ellittiche, come vorrebbero farvi credere, ma delle spirali.

Ora ragioniamo un attimo su queste informazioni.

Forse l’autore del video non conosce veramente nulla di geografia astronomica. In nessun libro o manuale troverete mai scritto che il Sole e’ il centro della nostra Galassia.

Il Sistema Solare e’ in realta’ in una zona molto periferica della nostra galassia, anche detta Via Lattea, che altro non e’ che una galassia a spirale tra le tante che sono presenti nell’universo. Nell’immagine seguente potete vedere la posizione del nostro Sole all’interno della Via Lattea:

La posizione del Sole all’interno della nostra galassia

Premesso dunque che il Sole non e’ il centro della Galassia, resta da capire l’altra affermazione che vorrebbe le orbite dei pianeti come spirali.

Anche in questo caso, nessuna verita’ sconvolgente. Il nostro Sole, e di conseguenze i pianeti che gli girano intorno, non sono fermi ma ruotano rispetto al centro della galassia. In particolare, il nostro Sole ruota intorno al centro della Galassia percorrendo un giro completo ogni 225 milioni di anni.

Dunque, dopo 365 giorni e’ ovvio che la Terra non tornera’ allo stesso punto da cui e’ partita, ma risultera’ spostata perche’ tutto il sistema solare si e’ spostato. Fate attenzione a questo punto. Quando parliamo di fermo o in movimento, dobbiamo sempre indicare rispetto a che cosa. Questi concetti sono alla base dei moti relativi.

Cerchiamo di capire meglio questo argomento dal momento che e’ importante anche per descrivere il moto dei corpi in questione.

Supponete di mettervi sul Sole e di osservare la Terra. Cosa vedete? Noi siamo fermi sul Sole, guardando la Terra vediamo che il pianeta gira intorno a noi. Parte da un punto e dopo 365 giorni ritorna nello stesso punto.

Sempre restando sul Sole, immaginate di osservare il moto del centro della Galassia. Cosa vedreste? La traiettoria che potete osservare non sara’ semplice, ma sara’ molto simile a quella che da Terra potete descrivere per il Sole e che chiamiamo eclittica. Sappiamo bene che apparentemente, visto da Terra, potremmo pensare che la Terra sia ferma e il Sole giri intorno ad essa. In realta’ tracciando la traiettoria del Sole questa assume una forma particolare, che, come anticipato, chiamiamo eclittica. Guardando il centro della galassia dal Sole, avreste un effetto simile.

Ora, continuiamo il nostro esercizio. Mettiamoci ora al centro della galassia e osserviamo il Sole. Cosa vediamo? Vediamo il sole che gira intorno a noi e compie un periodo completo in 225 milioni di anni. Sempre dal centro della galassia, proviamo ad osservare il moto della Terra. Cosa vediamo? Semplicemente un qualcosa che assomiglia ad una spirale.

Per il moto della terra, ci sono due componenti del moto da considerare. La prima e’ quella ellittica rispetto al Sole, la seconda e’ quella del Sole, e dunque della Terra, rispetto al centro galattico. La sovrapposizione di queste due forze, causa il moto spiraleggiante.

Per capire meglio questo ultimo punto, facciamo un esempio facile. Immaginate di prendere una cordicella e di appenderci un piccolo pesetto. Provate ora a far girare, tenendo la corda tra le dita, il pesetto. Cosa succede? Se mantenete una velocita’ costante, il peso compie una traiettoria circolare rispetto alla vostra mano. Ora sempre facendo girare la cordicella, provate ad alzare la mano. Cosa succede? La traiettoria seguita dal peso non e’ piu’ circolare, ma diviene una spirale. Ad ogni passaggio, il corpo non ritorna nella stessa posizione, ma sara’ spostato di un tratto che dipende dalla velocita’ con cui stata alzando o abbassando la mano.

Bene, se vi mettete nel centro della galassia e osservate il moto della Terra, avreste un effetto simile a quello descritto con l’esempio della corda.

Cosa c’e’ di sconvolgente nel video che stiamo discutendo? Assolutamente niente!

Le considerazioni fatte fanno parte della conoscenza astronomica di base, assolutamente niente di nuovo da discutere.

Inoltre, nella parte finale del video si cerca di mettere in relazione queste spirali con fenomeni del tutto diversi, facendo, passatemi il termine, un polpettone di argomenti ed esempi. Solo per fare un esempio, si cita il moto a spirale delle nuvole o delle perturbazioni, ignorando che la spiegazione di questo e’ da ricercarsi proprio nelle forze apparenti dovute al moto della Terra, come la forza centrifuga e la forza di Coriolis.

Concludendo, il video non presenta assolutamente nessuna nuova teoria. Si tratta di concetti noti alla scienza, mescolati tra loro per cercare di far credere ad una nuova verita’, tenuta nascosta non si sa per quale motivo.

Di esempi come questo video ne e’ piena la rete. Cercate sempre di soffermarvi sulle informazioni che vi vengono propinate, senza lasciarvi convincere dall’enfasi come vi vengono proposte. Cercate sempre di confrontare diverse posizioni, ragionando in maniera autonoma.

Per approfondire concetti sempre attuali della scienza moderna, partendo dalle profezie fatte sul 2012, ma affrontando argomenti troppo spesso tralasciati dalla divulgazione scientifica classica, non perdete in libreria “Psicosi 2012. Le risposte della scienza”.

Scie Chimiche: il prelievo in quota

28 Ott

Nel post precedente, abbiamo iniziato a parlare di scie chimiche:

Alcune considerazioni sulle scie chimiche

mostrando in particolare l’origine di questa teoria complottista e facendo considerazioni sulla formazione fisica delle scie di condensa. Come abbiamo visto, il comportamento e la formazione della condensa da parte di velivoli, non e’ assolutamente univoca, e consente di smentire molte ipotesi mosse dai sostenitori delle scie chimiche.

Come detto, una prova fondamentale che manca ai complottisti delle scie chimiche e’ proprio un prelievo in quota nella scia dell’aereo ed un’analisi formale che mostri la presenza di metalli pesanti o agenti patogeni nella condensa.

Proprio in questi giorni, molti siti sostenitori delle ipotesi sulle scie chimiche hanno pubblicato a gran voce questa prova.

Cerchiamo di andare con ordine.

Come annunciato su molti siti, tra cui anche il principale sito a sostegno delle scie, ovvero:

tanker enemy

su un volo di linea, e precisamente sul volo Ryanair da Pisa a Creta, un utente avrebbe fatto un prelievo di polveri. Dalla successiva analisi di queste polveri sarebbe emersa una concetrazione elevata di Alluminio, Cadmio e Bario.

Se questo fosse vero, sarebbe la prova inconfutabile dell’esistenza delle scie chimiche.

Per capire meglio, cerchiamo prima di tutto di capire come e dove e’ stato fatto questo prelievo.

Come anticipato, il prelievo sarebbe stato fatto da un utente privato su un volo di linea Ryanair e le analisi condotte da un laboratorio, anche questo privato. Ovviamente viene mantenuto l’anonimato sia sull’utente che sul laboratorio di analisi.

Come e’ stato fatto questo prelievo?

Come potete immaginare, e’ impossibile che un utente privato abbia prelevato un campione di aria nella scia dell’aereo. Infatti, stando a quanto affermato dagli stessi siti, il campione di polvere sarebbe stato prelevato dai cardini di aggancio del tavolino del sedile.

Zona del prelievo di polvere. Fonte: Tanker Enemy

Ora, cerchiamo di capire meglio. Perche’ e’ stato effettuato il prelievo all’interno dell’aereo?

Una parte dell’aria all’interno della cabina degli aerei viene prelevata da sotto la conchiglia del motore. Dunque, secondo i sostenitori delle scie chimiche, gli stessi agenti presenti nella scia entrano anche all’interno del velivolo.

Questo e’ in parte falso ed il perche’ e’ facilmente comprensibile. Come sapete bene, piu’ saliamo in altezza, piu’ l’aria e’ rarefatta, cioe’ minore e’ la concentrazione di ossigeno. In base a questo, l’aria prelevata dall’esterno e’ una minima frazione, mentre la maggior parte viene reciclata all’interno del velivolo stesso.

Da questa semplice considerazione tecnica, capite subito che il prelievo fatto all’interno del velivolo non e’ asssolutamente in relazione con quello che si vuole dimostrare. Inoltre, come vedete nell’immagine stessa, il prelievo e’ stato fatto utilizzando un fazzoletto di carta. Per poter fare una misura reale, il campione dovrebbe essere prelevato in modo scientifico utilizzando lo strumento adeguato e poi essere conservato senza possibilita’ di inquinamento esterno. Capite bene che prendere un campione in questo modo, non sapendo come viene conservato e quale laboratorio ha fatto l’analisi non ha assolutamente un valore scientifico in questa ricerca.

Come visto in precedenza, i sostenitori delle scie chimiche parlano di metalli pesanti nelle scie quali Alluminio, Stronzio, Titanio, Silicio. Di questi, solo l’allumino e’ stato trovato nelle analisi, come e’ possibile vedere nel risultato:

Risultato delle analisi sul campione Ryanair

Cerchiamo di fare qualche considerazione conclusiva. Il metodo di prelievo del campione e’ completamente sbagliato e il campione stesso che e’ stato prelevato non puo’ essere messo in relazione con le sostanze contenute nelle eventuali scie chimiche.

Inoltre, ragioniamo su un ultimo aspetto. Tutte le compagnie low cost, e dunque anche Ryanair, fanno diversi voli al giorno con gli stessi aerei. In generale, un aereo arriva a destinazione, si ferma il tempo necessario al rifornimento e ai controlli, e poi riparte verso l’aereoporto di partenza. Il breve lasso di tempo in cui l’aereo e’ fermo, viene utilizzato per risistemare la cabina ed effettuare una veloce pulizia. Con questo non sto assolutamente dicendo che gli aerei low cost sono sporchi, ma capite bene che se andate a cercare negli interstizi piu’ nascosti, come quello del campione, e’ facile trovare polvere.

I metalli che compongono la polvere possono provenire da molte fonti diverse. Prima di tutto, molte parti dei sedili degli aerei sono di alluminio. Eventuali polveri di questo metallo possono essere anche residui della lavorazione, cosi’ come gli altri metalli possono prevenire da inserti meccanici di lavorazione durante la produzione.

Concludendo, quello che mancava per la conferma dell’esistenza delle scie chimiche era un prelievo in quota. L’analisi tanto pubblicizzata dai soliti siti, non rappresenta assolutamente una misura di questo tipo. Ci sono molti punti scoperti nel prelievo del campione, nella modalita’ di prelievo e anche nell’analisi delle polveri.

Ad oggi, non vi sono prove dell’esistenza delle scie chimiche sia dal punto di vista scientifico sulla formazione della condensa che dal punto di vista dell’analisi in quota.

Per rimanere aggiornati non solo sulle profezie del 2012, ma per capire come utilizzare un metodo di analisi scientifica su molti concetti troppo spesso lasciati al complottismo, non perdete in libreria “Psicosi 2012. Le risposte della scienza”.

 

Alcune considerazioni sulle scie chimiche

28 Ott

Anche se non direttamente legato alle profezie del 2012, vorrei dedicare qualche post al fenomeno delle “scie chimiche”. Molti utenti mi hanno chiesto di esprimere il mio punto di vista su questo tanto dibattuto e controverso aspetto degli ultimi anni. Parlare di scie chimiche significa inesorabilmente parlare non solo di scienza, ma anche delle tantissime teorie del complotto nate, soprattutto su internet, su questi argomenti. Di questi aspetti abbiamo parlato nel post:

Il complotto del complottista

In questo blog, abbiamo accennato alle scie chimiche guardando alla relazione tra questi eventi e i suoni dell’apocalisse o anche con la scoperta della nuvola “Undulatus Asperatus”:

I misteriosi suoni dell’apocalisse

Scoperta nuova nuvola?

Andando con ordine, cosa sono le scie chimiche e a cosa ci si riferisce? Tutti quanti, guardando il cielo, avrete visto, almeno una volta, la scia bianca lasciata da alcuni aerei.  Si tratta di scie di condensazione che, come vedremo nel seguito del post, sono prodotte in atmosfera dai motori dei velivoli. Secondo la teoria delle scie chimiche, alcune di queste sarebbero composte da agenti biologici, metalli pesanti, veleni in genere, disperse sulla Terra per opera di organizzazioni segrete, massoneria, governi senza scrupoli, al solo scopo di avvelenare la popolazione, causare particolari disturbi o anche modificare il clima. Il tutto avverrebbe alla luce del Sole, sfruttando la complicita’ di compagnie aeree, piloti e ENAV.

Presunte scie chimiche nei cieli italiani

Dal punto di vista biologico, le scie chimiche sarebbero la causa di un particolare morbo, noto come morbo di Margellon, di cui parleremo in dettaglio in un altro post. Per l’aspetto invece atmosferico e metereologico, le scie sarebbero usate per modificare il clima con la tecnica del “cloud seeding”, tecnica che, come vedremo in un post specifico, e’ gia’ non solo conosciuta e riconosciuta dalla scienza ufficiale, ma anche utilizzata in passato per impedire l’insorgenza di grandinate dannose ai raccolti.

Partendo dalle teorie complottiste metereologiche, non poteva certo mancare un collegamento con l’ormai famoso sistema HAARP. Secondo queste fonti, l’emissione di onde nell’atmosfera sarebbe in grado di aumentare la diffusione degli agenti sparsi dalle scie causandone la ricaduta in aree molto vaste. Di HAARP abbiamo gia’ parlato in un post specifico:

HAARP e terremoti indotti

mostrando la vera natura scientifica del progetto e parlando anche in dettaglio delle infondate teorie complottiste su questo sistema, in particolare per l’induzione di terremoti.

Torniamo dunque alle scie chimiche e cerchiamo di fare un po’ di chiarezza.

Nel mondo si inizia a parlare di questi fenomeni intorno alla meta’ degli anni 90, quando molte trasmissioni televisive e radiofoniche iniziano a diffondere ipotesi cospirazioniste sulle scie di condensa parlando di eventi “non chiari”. Con questo si intendono casi di scie con comportamenti diversi rispetto a quelle normalmente lasciate dagli aerei. Inoltre, secondo queste teorie, prima del 1995, non si avrebbero immagini di scie di condensa lasciate dagli aerei, ma di questo avremo modo di parlarne meglio in seguito.

Prima di lanciarci in ipotesi o conclusioni affrettate, cerchiamo di spiegare meglio cosa sono le scie di condensa, per poi scendere nel dettaglio delle scie chimiche.

Le scie di condensa si formano dopo il passaggio di un aereo e sono costituite da prodotti di condensazione e successiva solidificazione del vapore acqueo. Sono del tutto simili a strisce nuvolose che tendono poi ad allargarsi dopo il passaggio del velivolo. Come potete facilmente immaginare, affinche’ possa avvenire la solidificazione del vapore, sono necessarie particolari condizioni in atmosfera che dipendono non solo dalla temperatura, ma anche dalla pressione.

Ovviamente, i sostenitori delle scie chimiche hanno studiato in dettaglio il fenomeno e, secondo la loro interpretazione, le scie di condensa si possono formare ad una quota superiore agli 8000 metri, dove l’aria e’ molto fredda e rarefatta, con temperature inferiori ai -40 gradi centigradi. Il fatto dunque di osservare presunte scie di condensa anche a quote inferiori, e’ un chiaro segno che non si tratti di normale condensa, ma del rilascio in atmosfera di qualche sostanza chimica.

A riprova di questo, su molti siti si fa riferimento addirittura ad un pagina gestita dalla NASA ed in cui viene spiegato il meccanismo di formazione della condesa:

NASA science FAQ

Come potete leggere nel sito:

Contrails are human-induced clouds that usually form at very high altitudes (usually above 8 km – about 26,000 ft) where the air is extremely cold (less than -40ºC).

Dunque e’ evidente, secondo queste teorie, che scie formate ad altitudini diverse, non possono essere solo di condensa.

Ora, quello che si evidenzia e’ una scarsa conoscenza non solo dell’inglese, ma anche della fisica. La parola “usually” sta appunto ad indicare che “generalmente” le scie di condensa si formano in queste condizioni, ma non e’ il solo caso possibile. Tenete conto che si sta facendo riferimento ad una pagina, gestita dalla NASA, ma di divulgazione. In questo contesto non si scende assolutamente nel dettaglio.

Per poter chiarire questo concetto, cerchiamo di andare un po’ piu’ nel dettaglio nella formazione delle condensa. In primis, partendo dal sito della NASA, le scie di condensa si possono formare per raffreddamento dei gas di scarico degli aereomobili i quali espellono in atmosfera una notevole quantita’ di vapore acqueo e nuclei di condensazione. In questo caso, che e’ quello in grado di provocare le scie piu’ persistenti, la temperatura dell’aria deve essere compresa tra i -25 e i -40 gradi centigradi, o inferiore in base alle condizioni di pressione. Se consideriamo che il gradiente termico verticale, cioe’ la diminuzione di temperatura in funzione dell’altezza da terra, e’ di -6.5 gradi ogni 1000 metri, partendo da una temperatura al suolo di 20 gradi, intorno agli 8000 metri la temperatura e’ circa -30 gradi, dunque compatibile con le condizioni sopra esposte.

Oltre a questo caso, si possono formare anche scie di convezione. In questo caso, la condensa e’ formata dai moti convettivi che si generano in un’aria umida per opera del passaggio dell’aereo. In questo caso la temperatura deve essere compresa tra 0 e -20 gradi. Sempre utilizzando il gradiente verticale, troviamo questi valori ad un’altitudine tra 3000 e 6000 metri, dunque molto inferiori a quelli precedenti e dove, secondo la teoria complottista, non potrebbe formarsi condensa. Inoltre, in questo caso, considerando proprio i meccanismi termodinamici del fenomeno, la condensa non si forma immediatamente dopo il passaggio dell’aereo, ma occorre un certo tempo prima che il vapore si porti alla temperatura di condensazione. Questo significa che e’ possibile vedere un aereo ed una scia che inizia centinaia di metri alle sue spalle.

Ultimo metodo di formazione di condensa sono le cosiddette scie aerodinamiche. Durante il suo passaggio, l’aereo comprime localmente un volume d’aria e, se l’atmosfera e’ molto umida, il vapore acqueo puo’ condensare provocando una scia. In questo caso, oltre all’elevata umidita’, e’ richiesta una temperatura compresa tra 0 e +10 gradi. Questo significa che questo tipo di scie possono formarsi anche ad altitudini molto basse, inferiori anche a quelle convettive.

Da queste semplici considerazioni scientifiche, capite dunque l’infondatezza delle ipotesi mosse a sostegno delle scie chimiche.

Sempre secondo i sostenitori del complotto, la differenza tra scie di condensa e scie chimiche sarebbe facilmente visibile dal diverso comportamento in atmosfera dei rilasci. Come visto, la diversa formazione della condensa interviene in condizioni di altitudine, temperatura, pressione e umidita’ differenti. Queste determina anche un diverso comportamento dinamico del vapore che puo’ perdurare piu’ a lungo, espandersi, rimanere compatto o evaporare velocemente.

Scie di condensa di bombardieri B17 nel 1943

In diversi siti, si mostrano foto in cui due scie prodotte nello stesso istante hanno comportamenti radicalmente differenti tra loro. Anche questo e’ facilmente spiegabile dalla fisica. Prima di tutto, guardando da terra due scie a grande distanza, non siamo in grado di percepire esattamente la terza dimensione, cioe’ l’altezza relativa tra le due formazioni. Quelle che ci possono sembrare due scie sovrapposte, possono essere ad altezze molto diverse tra loro. Inoltre, come visto nei diversi metodi di formazione della condensa, la natura dinamica della scia dipende fortemente dai parametri atmosferici ma anche relativi all’aereo stesso, prima di tutto la velocita’ per le scie aerodinamiche.

Per concludere questa prima parte sulle scie chimiche, vorrei riprendere anche il discorso dell’origine di queste teorie. Come detto all’inizio, secondo queste fonti, non esisterebbero prove di scie di condensa prima degli anni ’90. Questo e’ del tutto falso, le prime scie di condensa vennero osservate gia’ a partire degli anni ’20. Al contrario di quanto affermato, anche se sprovvisti di cabine pressurizzate, i velivoli potevano salire a quote elevate dal momento che i piloti erano dotati di bombole di ossigeno e tutte scaldate elettricamente. Solo per darvi un’idea, nel 1937 il record di altitudine era di 17000 metri. Il detentore di questo record era l’italiano Mario Pezzi che, osservando per la prima volta la scia di condensa, penso’ ad un guasto del suo aereo.

Tirando le somme, dal punto di vista scientifico, non vi e’ nessuna evidenza di fenomeni inconsueti riguardanti le scie di condensa. Come abbiamo visto, parlare di una bassa altitudine come prova della diversita’ tra scie chimiche e scie di condensa non e’ assolutamente corretto.

Ad oggi, non vi sono prove inconfutabili del rilascio di elementi diversi dal vapore acque nelle scie. Molti siti complottisti fanno riferimento a presunte analisi condotte a terra dopo il passaggio di aerei. Come potete immaginare, molto spesso non vengono mostrati i risultati di queste analisi, ma anche se ci fossero, non vi sarebbe nessuna prova della correlazione tra rilascio in quota e deposito a Terra a causa dell’eventuale spostamento per opera di venti e gradienti termici. Sulla stessa linea, e al contrario di quanto anunciato dai soliti siti, non vi sono assolutamente analisi di campioni prelevati in quota in coda ad un aereo.

Nei prossimi post cercheremo di analizzare l’unico prelievo fatto in quota, anche se non in coda ad un aereo, e di parlare del cloud seeding e del morbo di Margellon.

L’approccio scientifico, l’analisi dei dati e il confronto tra fonti diverse, ci consente di fare un po’ di chiarezza su molti concetti non solo legati alle profezie del 2012. Per affrontare questi e molti altri argomenti, non perdete in libreria “Psicosi 2012. Le risposte della scienza”.