17 equazioni che hanno cambiato il mondo

Nel 2013 Ian Stewart, professore emerito di matematica presso l’università di Warwick, ha pubblicato un libro molto interessante e che consiglio a tutti di leggere, almeno per chi non ha problemi con l’inglese. Come da titolo di questo articolo, il libro si intitola “Alla ricerca dello sconosciuto: 17 equazioni che hanno cambiato il mondo”.

Perchè ho deciso di dedicare un articolo a questo libro?

In realtà, il mio articolo, anche se, ripeto, è un testo che consiglio, non vuole essere una vetrina pubblicitaria a questo testo, ma l’inizio di una riflessione molto importante. Queste famose 17 equazioni che, secondo l’autore, hanno contribuito a cambiare il mondo che oggi conosciamo, rappresentano un ottimo punto di inizio per discutere su alcune importanti relazioni scritte recentemente o, anche, molti secoli fa.

Come spesso ripetiamo, il ruolo della fisica è quello di descrivere il mondo, o meglio la natura, che ci circonda. Quando i fisici fanno questo, riescono a comprendere perchè avviene un determinato fenomeno e sono altresì in grado di “predirre” come un determinato sistema evolverà nel tempo. Come è possibile questo? Come è noto, la natura ci parla attraverso il linguaggio della matematica. Modellizare un sistema significa trovare una o più equazioni che  prendono in considerazione i parametri del sistema e trovano una relazione tra questi fattori per determinare, appunto, l’evoluzione temporale del sistema stesso.

Ora, credo che sia utile partire da queste 17 equzioni proprio per riflettere su alcuni importanti risultati di cui, purtroppo, molti ignorano anche l’esistenza. D’altro canto, come vedremo, ci sono altre equazioni estremanete importanti, se non altro per le loro conseguenze, che vengono studiate a scuola senza però comprendere la potenza o le implicazioni che tali risultati hanno sulla natura.

Senza ulteriori inutili giri di parole, vi presento le 17 equazioni, ripeto secondo Stewart, che hanno cambiato il mondo:

Le 17 equazioni che hanno cambiato il mondo secondo Ian Stewart

Sicuramente, ognuno di noi, in base alla propria preparazione, ne avrà riconosciute alcune.

Passiamo attraverso questa lista per descrivere, anche solo brevemente, il significato e le implicazioni di questi importanti risultati.

Teorema di Pitagora

Tutti a scuola abbiamo appreso questa nozione: la somma dell’area dei quadrati costruiti sui cateti, è pari all’area del quadrato costruito sull’ipotenusa. Definizione semplicissima, il più delle volte insegnata come semplice regoletta da tenere a mente per risolvere esercizi. Questo risultato è invece estremamente importante e rappresenta uno dei maggiori assunti della geometria Euclidea, cioè quella che tutti conoscono e che è relativa al piano. Oltre alla tantissime implicazioni nello spazio piano, la validità del teorema di Pitagora rappresenta una prova indiscutibile della differenza tra spazi euclidei e non. Per fare un esempio, questo risultato non è più vero su uno spazio curvo. Analogamente, proprio sfruttando il teorema di Pitagora, si possono fare misurazioni sul nostro universo, parlando proprio di spazio euclideo o meno.

 

Logaritmo del prodotto

Anche qui, come riminescenza scolastica, tutti abbiamo studiato i logaritmi. Diciamoci la verità, per molti questo rappresentava un argomento abbastanza ostico e anche molto noioso. La proprietà inserita in questa tabella però non è affatto banale e ha avuto delle importanti applicazioni prima dello sviluppo del calcolo informatizzato. Perchè? Prima dei moderni calcolatori, la trasformazione tra logaritmo del prodotto e somma dei logaritmi, ha consentito, soprattutto in astronomia, di calcolare il prodotto tra numeri molto grandi ricorrendo a più semplici espedienti di calcolo. Senza questa proprietà, molti risultati che ancora oggi rappresentano basi scientifiche sarebbero arrivati con notevole ritardo.

 

Limite del rapporto incrementale

Matematicamente, la derivata di una funzione rappresenta il limite del rapporto incrementale. Interessante! Cosa ci facciamo? La derivata di una funzione rispetto a qualcosa, ci da un’indicazione di quanto quella funzione cambi rispetto a quel qualcosa. Un esempio pratico è la velocità, che altro non è che la derivata dello spazio rispetto al tempo. Tanto più velocemente cambia la nostra posizione, tanto maggiore sarà la nostra velocità. Questo è solo un semplice esempio ma l’operazione di derivata è uno dei pilastri del linguaggio matematico utilizzato dalla natura, appunto mai statica.

 

Legge di Gravitazione Universale

Quante volte su questo blog abbiamo citato questa legge. Come visto, questa importante relazione formulata da Newton ci dice che la forza agente tra due masse è direttamente proporzionale al prodotto delle masse stesse e inversamente proporzionale al quadrato della loro distanza. A cosa serve? Tutti i corpi del nostro universo si attraggono reciprocamente secondo questa legge. Se il nostro Sistema Solare si muove come lo vediamo noi, è proprio per il risultato delle mutue forze agenti sui corpi, tra le quali quella del Sole è la componente dominante. Senza ombra di dubbio, questo è uno dei capisaldi della fisica.

 

Radice quadrata di -1

Questo è uno di quei concetti che a scuola veniva solo accennato ma che poi, andando avanti negli studi, apriva un mondo del tutto nuovo. Dapprima, siamo stati abituati a pensare ai numeri naturali, agli interi, poi alle frazioni infine ai numeri irrazionali. A volte però comparivano nei nostri esercizi le radici quadrate di numeri negativi e semplicemente il tutto si concludeva con una soluzione che “non esiste nei reali”. Dove esiste allora? Quei numeri non esistono nei reali perchè vivono nei “complessi”, cioè in quei numeri che arrivano, appunto, da radici con indice pari di numeri negativi. Lo studio dei numeri complessi rappresenta un importante aspetto di diversi settori della conoscenza: la matematica, l’informatica, la fisica teorica e, soprattutto, nella scienza delle telecomunicazioni.

 

Formula di Eulero per i poliedri

Questa relazione determina una correlazione tra facce, spigoli e vertici di un poliedro cioè, in parole semplici, della versione in uno spazio tridimensionale dei poligoni. Questa apparentemente semplice relazione, ha rappresentato la base per lo sviluppo della “topologia” e degli invarianti topologici, concetti fondamentali nello studio della fisica moderna.

 

Distribuzione normale

Il ruolo della distribuzione normale, o gaussiana, è indiscutibile nello sviluppo e per la comprensione dell’intera statistica. Questo genere di curva ha la classica forma a campana centrata intorno al valore di maggior aspettazione e la cui larghezza fornisce ulteriori informazioni sul campione che stiamo analizzando. Nell’analisi statistica di qualsiasi fenomeno in cui il campione raccolto sia statisticamente significativo e indipendente, la distribuzione normale ci fornisce dati oggettivi per comprendere tutti i vari trend. Le applicazioni di questo concetto sono praticametne infinite e pari a tutte quelle situazioni in cui si chiama in causa la statistica per descrivere un qualsiasi fenomeno.

 

Equazione delle Onde

Questa è un’equazione differenziale che descrive l’andamento nel tempo e nello spazio di un qualsiasi sistema vibrante o, più in generale, di un’onda. Questa equazione può essere utilizzata per descrivere tantissimi fenomeni fisici, tra cui anche la stessa luce. Storicamente poi, vista la sua importanza, gli studi condotti per la risoluzione di questa equazione differenziale hanno rappresentato un ottimo punto di partenza che ha permesso la risoluzione di tante altre equazioni differenziali.

 

Trasformata di Fourier

Se nell’equazione precedente abbiamo parlato di qualcosa in grado di descrivere le variazioni spazio-temporali di un’onda, con la trasformata di Fourier entriamo invece nel vivo dell’analisi di un’onda stessa. Molte volte, queste onde sono prodotte dalla sovrapposizione di tantissime componenti che si sommano a loro modo dando poi un risultato finale che noi percepiamo. Bene, la trasformata di Fourier consente proprio di scomporre, passatemi il termine, un fenomeno fisico ondulatorio, come ad esempio la nostra voce, in tante componenti essenziali più semplici. La trasformata di Fourier è alla base della moderna teoria dei segnali e della compressione dei dati nei moderni cacolatori.

 

Equazioni di Navier-Stokes

Prendiamo un caso molto semplice: accendiamo una sigaretta, lo so, fumare fa male, ma qui lo facciamo per scienza. Vedete il fumo che esce e che lentamente sale verso l’alto. Come è noto, il fumo segue un percorso molto particolare dovuto ad una dinamica estremamente complessa prodotta dalla sovrapposizione di un numero quasi infinito di collissioni tra molecole. Bene, le equazioni differenziali di Navier-Stokes descrivono l’evoluzione nel tempo di un sistema fluidodinamico. Provate solo a pensare a quanti sistemi fisici includono il moto di un fluido. Bene, ad oggi abbiamo solo delle soluzioni approssimate delle equazioni di Navier-Stokes che ci consentono di simulare con una precisione più o meno accettabile, in base al caso specifico, l’evoluzione nel tempo. Approssimazioni ovviamente fondamentali per descrivere un sistema fluidodinamico attraverso simulazioni al calcolatore. Piccolo inciso, c’è un premio di 1 milione di dollari per chi riuscisse a risolvere esattamente le equazioni di Navier-Stokes.

 

Equazioni di Maxwell

Anche di queste abbiamo più volte parlato in diversi articoli. Come noto, le equazioni di Maxwell racchiudono al loro interno i più importanti risultati dell’elettromagnetismo. Queste quattro equazioni desrivono infatti completamente le fondamentali proprietà del campo elettrico e magnetico. Inoltre, come nel caso di campi variabili nel tempo, è proprio da queste equazioni che si evince l’esistenza di un campo elettromagnetico e della fondamentale relazione tra questi concetti. Molte volte, alcuni soggetti dimenticano di studiare queste equazioni e sparano cavolate enormi su campi elettrici e magnetici parlando di energia infinita e proprietà che fanno rabbrividire.

 

La seconda legge della Termodinamica

La versione riportata su questa tabella è, anche a mio avviso, la più affascinante in assoluto. In soldoni, la legge dice che in un sistema termodinamico chiuso, l’entropia può solo aumentare o rimanere costante. Spesso, questo che è noto come “principio di aumento dell’entropia dell’universo”, è soggetto a speculazioni filosofiche relative al concetto di caos. Niente di più sbagliato. L’entropia è una funzione di stato fondamentale nella termodinamica e il suo aumento nei sistemi chiusi impone, senza mezzi termini, un verso allo scorrere del tempo. Capite bene quali e quante implicazioni questa legge ha avuto non solo nella termodinamica ma nella fisica in generale, tra cui anche nella teoria della Relatività Generale di Einstein.

 

Relatività

Quella riportata nella tabella, se vogliamo, è solo la punta di un iceberg scientifico rappresentato dalla teoria della Relatività, sia speciale che generale. La relazione E=mc^2 è nota a tutti ed, in particolare, mette in relazione due parametri fisici che, in linea di principio, potrebbero essere del tutto indipendenti tra loro: massa ed energia. Su questa legge si fonda la moderna fisica degli acceleratori. In questi sistemi, di cui abbiamo parlato diverse volte, quello che facciamo è proprio far scontrare ad energie sempre più alte le particelle per produrne di nuove e sconosciute. Esempio classico e sui cui trovate diversi articoli sul blog è appunto quello del Bosone di Higgs.

 

Equazione di Schrodinger

Senza mezzi termini, questa equazione rappresenta il maggior risultato della meccanica quantistica. Se la relatività di Einstein ci spiega come il nostro universo funziona su larga scala, questa equazione ci illustra invece quanto avviene a distanze molto molto piccole, in cui la meccanica quantistica diviene la teoria dominante. In particolare, tutta la nostra moderna scienza su atomi e particelle subatomiche si fonda su questa equazione e su quella che viene definita funzione d’onda. E nella vita di tutti i giorni? Su questa equazione si fondano, e funzionano, importanti applicazioni come i laser, i semiconduttori, la fisica nucleare e, in un futuro prossimo, quello che indichiamo come computer quantistico.

 

Teorema di Shannon o dell’informazione

Per fare un paragone, il teorema di Shannon sta ai segnali così come l’entropia è alla termodinamica. Se quest’ultima rappresenta, come visto, la capicità di un sistema di fornire lavoro, il teorema di Shannon ci dice quanta informazione è contenuta in un determinato segnale. Per una migliore comprensione del concetto, conviene utilizzare un esempio. Come noto, ci sono programmi in grado di comprimere i file del nostro pc, immaginiamo una immagine jpeg. Bene, se prima questa occupava X Kb, perchè ora ne occupa meno e io la vedo sempre uguale? Semplice, grazie a questo risultato, siamo in grado di sapere quanto possiamo comprimere un qualsiasi segnale senza perdere informazione. Anche per il teorema di Shannon, le applicazioni sono tantissime e vanno dall’informatica alla trasmissione dei segnali. Si tratta di un risultato che ha dato una spinta inimmaginabile ai moderni sistemi di comunicazione appunto per snellire i segnali senza perdere informazione.

 

Teoria del Caos o Mappa di May

Questo risultato descrive l’evoluzione temporale di un qualsiasi sistema nel tempo. Come vedete, questa evoluzione tra gli stati dipende da K. Bene, ci spossono essere degli stati di partenza che mplicano un’evoluzione ordinata per passi certi e altri, anche molto prossimi agli altri, per cui il sistema si evolve in modo del tutto caotico. A cosa serve? Pensate ad un sistema caotico in cui una minima variazione di un parametro può completamente modificare l’evoluzione nel tempo dell’intero sistema. Un esempio? Il meteo! Noto a tutti è il cosiddetto effetto farfalla: basta modificare di una quantità infinitesima un parametro per avere un’evoluzione completamente diversa. Bene, questi sistemi sono appunto descritti da questo risultato.

 

Equazione di Black-Scholes

Altra equazione differenziale, proprio ad indicarci di come tantissimi fenomeni naturali e non possono essere descritti. A cosa serve questa equazione? A differenza degli altri risultati, qui entriamo in un campo diverso e più orientato all’uomo. L’equazione di Black-Scholes serve a determinare il prezzo delle opzioni in borsa partendo dalla valutazione di parametri oggettivi. Si tratta di uno strumento molto potente e che, come avrete capito, determina fortemente l’andamento dei prezzi in borsa e dunque, in ultima analisi, dell’economia.

 

Bene, queste sono le 17 equazioni che secondo Stewart hanno cambiato il mondo. Ora, ognuno di noi, me compreso, può averne altre che avrebbe voluto in questa lista e che reputa di fondamentale importanza. Sicuramente questo è vero sempre ma, lasciatemi dire, questa lista ci ha permesso di passare attraverso alcuni dei più importanti risultati storici che, a loro volta, hanno spinto la conoscenza in diversi settori. Inoltre, come visto, questo articolo ci ha permesso di rivalutare alcuni concetti che troppo spesso vengono fatti passare come semplici regolette non mostrando la loro vera potenza e le implicazioni che hanno nella vita di tutti i giorni e per l’evoluzione stessa della scienza.

 

”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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Earth Overshoot Day: una riflessiva ricorrenza

Se stamattina vi siete dilettati nel leggere le notizie nelle rubriche di scienza dei principali quotidiani, non vi sarà sicuramente sfuggita la notizia riguardante il cosiddetto Earth Overshoot Day. Come da titolo, credo che sia importante, prima di tutto, comprendere a pieno cosa questo nome significhi ma, soprattutto, aprire una riflessione per il futuro energetico della nostra Terra.

Al solito, vi giuro non vorrei dirlo ma sono costretto, molti dei nostri amati giornali, anche a diffusione nazionale, pubblicano notizie perchè devono, senza minimamente comprendere di cosa si stia parlando. Perchè dico questo? Leggendo diversi articoli, e conoscendo già di mio il significato della ricorrenza, ho provato a mettermi nei panni di qualcuno ignorante sulla questione. Questa sarà anche una mia personale posizione, ma leggendo le notizie in rete, credo che molto difficilmente ci si possa informare capendo realmente quello di cui si sta parlando. Ora, non voglio assolutamente mettermi su un piedistallo, non ne avrei diritto ne tantomeno le competenze, ma, vi prego, prima di scrivere qualcosa, cercate di capirlo almeno voi.

Perchè dico questo? Molti giornali esauriscono la notizia in poche righe riassumendo in questo modo: oggi è il giorno in cui abbiamo ufficialmente consumato tutte le risorse rinnovabili che la Terra è in grado di produrre fino alla fine dell’anno solare. Come direte voi, ma se le risorse sono rinnovabili sono rinnovabili sempre. Come faccio ad aver già consumato quello che la Terra produrrà nei prossimi mesi? Inoltre, per farla breve, ma se ci siamo mangiati tutto quello che avevamo a disposizione fino alla fine dell’anno, domani cosa mangiamo? Per fare un esempio, è come una famiglia che fa la spesa per l’intera settimana senza la possibilità di riandare a comprare nulla. Arrivati a giovedi, le scorte sono completamente finite. Poi?

Cerchiamo di essere seri e comprendere a pieno cosa significa questa fantomatica data.

Ogni anno, l’organizzazione no profit Global Footprint Network, ripeto “organizzazione” non centro di ricerca come qualche giornale ha scritto, calcola la data in cui la nostra società globale ha consumato tutte le risorse rinnovabili annuali. Cosa significa? Prendiamo come esempio un campo coltivato con insalata. Nell’arco dell’anno, questo campo riuscirà a produrre 100 Kg di insalata. Arrivati ad agosto, noi abbiamo già mangiato 100 Kg di insalata, dunque abbiamo raggiunto molto in anticipo le risorse che il nostro campo sarà in grado di produrre. Dunque, se vogliamo mangiare altra insalata dobbiamo prenderla nel campo del nostro vicino.

Ora, come è ovvio, non mangiamo solo insalata. Infatti, questo calcolo viene fatto prendendo in esame tutte le risorse rinnovabili che abbiamo a disposizione sul nostro pianeta. Tra queste, oltre ai cibi, entrano ovviamente anche beni diversi: l’elettricità prodotta da fonti rinnovabili, i tessuti naturali che utilizziamo per i nostri capi d’abbigliamento, ecc..

Nel calcolo di questa data, entra ovviamnete anche la produzione di CO2 che immettiamo in atmosfera. Come è ovvio, il nostro pianeta è in grado di assorbire una frazione degli inquinanti che espelliamo, oltre questa soglia, questi gas restano in atmosfera formando strati inquinanti.

A questo punto, spero di essere riuscito a far capire come è possibile calcolare questa data e quali sono i fattori principali che entrano in questo computo.

Come anticipato, oggi è l’Earth overshoot Day, cioè come il nome stesso indica, il giorno in cui abbiamo superato le risorse della Terra.

Ci deve preoccupare questa data?

Ovviamente si ma, soprattutto, ci deve far riflettere molto. Praticamente, noi stiamo vivendo come parassiti in grado di consumare molto velocemente le risorse del pianeta che ci ospita. Come potete facilmente immaginare, questo trend negativo è solo peggiorato negli ultimi anni.

Visitando il sito dell’associazione:

– Global Footprint Network

che oltre a questa data, ha tutta una serie di attività tese a sensibilizzare le società sul problema energetico, troviamo una tabella molto interessante:

Data dell’overshoot day nel corso degli anni

Quanto riportato mostra l’overshoot day calcolato nel corso degli anni. Come evidente, se nel 1987 eravamo quasi in pari con una data prossima alla fine dell’anno solare, nel corso del tempo l’overshoot day si è sempre notevolmente anticipato. Come spesso sentiamo ripeterci, poichè oggi à il 19 agosto, secondo questo calcolo, per poter vivere noi oggi avremmo bisogno di 1.5 Terre in grado di fornirci le risorse rinnovabili di cui abbiamo bisogno.

Ovviamente, questo è un calcolo mediato su tutti i paesi. Come è facile immaginare, esiste uno squilibrio notevole anche in questo caso. Per un dettaglio su alcuni paese campione, possiamo far riferimento a questa tabella:

Paesi-equivalenti richiesti dai consumi dei singoli stati

In questo caso, il calcolo è sul singolo paese tenendo conto delle risorse che il paese stesso è in grado di fornire alla propria popolazione. Notiamo che ci sono dei casi veramente disastrosi. Esempi? Gli Emirati Arabi avrebbero bisogno di più di 12 paesi equivalenti! Inoltre, non fatevi ingannare dal dato sugli USA. Considerando la grandezza del paese, il numero di abitanti e le risorse a disposizione, se il modello di consumi USA fosse “esportato” anche negli altri paesi, il nostro deficit peggiorerebbe in modo significativo.

Se ci concentriamo sul caso Italia, anche se, almeno in questo caso, non siamo i peggiori in assoluto, sicuramente ci mettiamo del nostro. Come vedete, ad oggi, noi richiediamo 4 volte le risorse del nostro paese. Praticamente, se il calcolo fosse relativo solo al nostro paese, il nostro overshoot day cadrebbe intorno alla fine di marzo.

Per completezza di informazione, esistono ovviamente dei paesi “virtuosi” che contribuiscono ad abbassare il nostro debito naturale. Tra questi, ad esempio, Brasile, Australia, Indonesia e Svezia.

Se volete “divertirvi” a calcolare il vostro contributo a questo calcolo, la Global Footprint Network ha a disposizione un semplice questionario in grado di calcolare il vostro singolo contributo basandosi sui vostri consumi medi. Visto che sbandieriamo sempre la sincerità, vi pubblico il mio profilo:

Il mio contributo all’Overshoot Day

Come vedete, anche io faccio la mia parte in negativo anche se sono sotto la media nazionale (2.5 paesi verso 4 di media) ma sopra la media mondiale. Il mio contributo principale, neanche a dirlo, viene dal consumo di cibo.

Per calcolare il vostro contributo, potete compilare il rapido questionario disponibile, anche in Italiano, a questa pagina:

– Footprint personale

Inutile dire che non si tratta di un gioco ma il nostro personale risultato deve spingerci ad una riflessione sui nostri consumi e, preferibilmente, a cambiare il nostro stile di vita per cercare, tutti quanti, di interrompere questo trend negativo di cui abbiamo discusso.

 

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

Schiuma per inquinamento nel Lazio?

Ieri, moltissimi siti e giornali hanno dedicato ampio spazio ad articoli ed interviste relative ad un curioso fenomeno che è avvenuto su alcuni tratti delle spiagge del Lazio. In particolare, tutti voi avrete visto le foto della spiaggia di Fiumicino invasa da cumuli di schiuma bianca che occupavano praticamente tutto lo spazio intorno agli ombrelloni chiusi.

Per completezza, vi riporto una di queste immagini scattate da un uomo che stava passeggiando quando ha visto la schiuma arrivare dal mare agitato portata dalla corrente:

Immagini della schiuma sulla spiaggia di Fiumicno

Praticamente tutti i giornali hanno puntato il dito contro l’inquinamento dei mari del Lazio. Da un lato, questo atteggiamento è assolutamente comprensibile. Solo la settimana scorsa, Goletta Verde ha reso noti i risultati delle sue analisi basati su diversi campioni di acqua nei mari del Lazio, evidenziando come le acque siano fortemente inquinate in prossimità delle foci di torrenti e canali.

Personalmente, ma apro e chiudo parentesi, i dati non mi sorprendono. Come spesso diciamo, lo sfruttamento incontrollato delle risorse naturali ed i continui scarichi a mare non controllati che continuiamo a fare stanno creando forti problemi nelle acque italiane che possono provocare danni irreparabili all’ecosistema marino.

Detto questo però, parlare di inquinamento per il fenomeno che è avvenuto ieri a Fiumicino, mi sembra alquanto azzardato e solo figlio di una voglia sfrenata di speculazione sui problemi ambientali.

Perché dico questo?

Premetto che le analisi dell’Agenzia Regionale per la Protezione dell’Ambiente, ARPA, sono ancora in corso, ma diverse fonti autorevoli con cui sono pienamente d’accordo, hanno sottolineato come con una probabilità altissima il fenomeno non sia assolutamente dovuto all’inquinamento. Purtroppo, come spesso avviene, fa più comodo negli articoli citare quello che ci piace e che fa notizia piuttosto che la verità.

A cosa è dovuto il fenomeno della schiuma?

In questo periodo dell’anno, a causa della maggior frequenza antropica sulle spiagge e dell’aumento delle temperature, non vi allarmate, niente di preoccupante, si chiama “estate”, aumenta notevolmente il fitoplancton nelle zone costiere. Se, in questa fase, si registrano bruschi abbassamenti di temperatura, questi organismi unicellulari proteici possono morire.

Dunque?

Un bel mare agitato può fungere da centrifuga per queste proteine sciolte in acqua e il conseguente rimescolamento dovuto alle correnti crea proprio una schiuma bianca e densa che può arrivare, anche in notevole quantità, fino a riva.

Ragioniamo un secondo. Siamo a luglio, nei giorni scorsi si sono registrate temperature abbastanza elevate e questo, in modo del tutto naturale ed in linea con il periodo dell’anno, fa aumentare il fitoplancton. Negli ultimi 2 giorni però, le temperature, complice una perturbazione, si sono di nuovo abbassate. Poi? Sempre negli ultimi giorni, come riportato da tutti i siti che hanno proposto la notizia, il mare è stato notevolmente agitato.

Risultato?

Schiuma dovuta al fitoplancton che è arrivata a riva.

Ovviamente, non confondete le mie parole. Non voglio certo affermare che le acque del Lazio non siano inquinate, ma il fenomeno registrato nelle ultime ore non dipende assolutamente dall’inquinamento.

Se provate a cercare su internet, troverete tantissimi casi simili avvenuti negli anni sempre più o meno in questo periodo. Se proprio volete fare uno sforzo aggiuntivo, troverete anche diversi episodi avvenuti in tratti di costa che erano e sono riserve naturali protette, dunque assolutamente non inquinate.

Un esempio?

Schiuma bianca alle Tremiti a luglio dell’anno scorso:

– Tremiti, Diomedee, 1 Luglio 2013

Ripeto, è un fenomeno naturale che è avvenuto, avviene e avverrà in futuro. Sappiamo già che molti tratti dei nostri mari sono fortemente inquinati, ed è sempre colpa nostra, ma cerchiamo di spiegare la bellezza di fenomeni naturali non comuni in termini divulgativi piuttosto che sparare cavolate per cercare di impressionare le persone.

 

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

Human Uterus Transplantation

Oggi depongo il martello da geologa ed entro in punta di piedi nel mondo dei camici bianchi per affrontare un argomento delicato e fino all’altro ieri fantascientifico come il trapianto dell’utero. Buona lettura a tutti.

di Patrizia Esposito

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Non molto tempo fa mi è capitato di leggere un articolo, datato febbraio 2014, sul trapianto dell’utero in cui si pone l’accento sulla complessità e invasività dell’intervento, sulla non garanzia di una gravidanza a seguito e sulla questione etica legata alla tipologia di trapianto:

https://www.fondazioneveronesi.it/articoli/ginecologia/si-puo-fare-il-trapianto-di-utero

Il primo trapianto di utero umano è stato eseguito in Arabia Saudita nel 2000 su una donna di 26 anni con isterectomia pregressa. La donatrice aveva 46 anni. Purtroppo l’organo nuovo fu rimosso dopo 99 giorni a seguito di una trombosi vascolare. Il secondo trapianto è stato effettuato in Turchia nel 2011 su una donna di 21 anni, con espianto dell’organo da donatrice deceduta di 23 anni. In seguito la donna è stata sottoposta a fecondazione assistita con l’impianto di 7 embrioni crioconservati. Purtroppo la gravidanza non è giunta al termine. Entrambi gli interventi sono stati effettuati senza studi precedenti di supporto, a detta del professore Mats Brännström della Gothenburg University (Svezia) che a partire dal 2012, con il supporto degli studi sulla sperimentazione sugli animali, ha eseguito nove trapianti di utero.

Brännström ha annoverato l’utero tra gli organi non vitali e i tessuti compositi, come le mani e la faccia, che pur non essendo di vitale importanza possono condizionare psicologicamente la vita delle persone.

Ecco alcune delle cause dell’ infertilità uterina :

1)sindrome MRKH (cioè assenza di utero congenita)

2) isterectomia in seguito a carcinoma della cervice uterina o dell’endometrio

3)malformazione uterina

4)danni da chemioterapia

In Europa sono 160000 le donne che hanno problemi di infertilità uterina. La ricerca capitanata dal professor Brännström è partita dai risultati del trapianto di utero nei topi e soprattutto nei primati (tra questi ultimi e gli esseri umani ci sono analogie per quanto riguarda la fisiologia riproduttiva e l’immunologia) e ha analizzato vari aspetti: le modalità chirurgiche del doppio intervento di isterectomia sulle donatrici e di trapianto sulle riceventi, l’anastòmosi (il collegamento dei vasi e delle vene uterini), il rischio di ischemia e rigetto, l’immunosoppressione, la gravidanza e la questione etica. Le pazienti che fanno parte della sperimentazione svedese -che insieme ai loro partner e alle donatrici sono state seguite per 12 mesi da un team di chirurghi, ginecologi, anestesisti, trapiantologi e psicologi- hanno età compresa tra 26 e 31 anni, mentre le donatrici hanno un’età media di 46 anni e sono madri, sorella, zia o amica delle riceventi. Solo sette trapianti su nove sono andati a buon fine, infatti da due pazienti è stato necessario rimuovere l’organo nuovo a causa di trombosi e infezione resistente agli antibiotici, mentre una donatrice ha avuto problemi di infezione alla ferita.

Dopo qualche mese le trapiantate hanno avuto il ciclo mestruale. In seguito, su quattro delle pazienti trapiantate sono stati impiantati gli embrioni prelevati e crioconservati prima dell’intervento. La fecondazione assistita è necessaria perché l’utero trapiantato non viene collegato alle tube di Falloppio. Entro la fine di quest’anno e l’inizio del 2015 si attendono i primi bambini da uteri trapiantati! Quindi siamo ad un passo dall’esito positivo della sperimentazione che tornerà ad essere effettuata sugli animali qualora le gravidanze delle trapiantate dovessero andare male. Ad ogni modo, è prevista la rimozione dell’organo nuovo dopo una o due gravidanze, per evitare rischi futuri.

C’è chi pensa che il trapianto dell’utero possa essere un’alternativa alla maternità surrogata che in alcuni paesi non è legale e chi invece lo considera come l’ennesimo accanimento da parte di chi vuole avere un figlio a tutti i costi. Personalmente, per il rigore scientifico a cui sono abituata, posso comprendere lo scetticismo degli addetti ai lavori sulla riuscita della sperimentazione: ci sono perplessità infatti per quanto riguarda per esempio la difficoltà di collegare l’utero ai vasi e alle vene e per quanto riguarda la compatibilità delle terapie antirigetto con lo sviluppo sano del feto. In effetti, anche se la sperimentazione avrà esito positivo, le tecniche di trapianto dovranno essere chirurgicamente affinate. Come donna capisco il desiderio di avere un figlio biologico e mi sembra che il trapianto dell’utero sia una scelta più etica dell’utero in affitto, ma questa è soltanto la mia (discutibile) opinione personale. Ad ogni modo, quello che era fantascienza solo pochi anni fa adesso ha buone probabilità di diventare realtà: tanto di cappello a chi contribuisce al progresso della scienza medica.

 

”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 bufala di facebook sullo shampoo

Normalmente, non amo soffermarmi su tutte le bufale che gli utenti, più o meno ignari, fanno circolare su Facebook, ma questa volta, anche in risposta a diverse persone che mi hanno contattato, farò un’eccezione.

Se siete soliti frequentare questo social network, avrete sicuramente trovato sulla vostra bacheca decine di link, con alcune varianti ma il succo è lo stesso, che parlano di una presunta infezione che potrebbe venire usando lo shampoo di una nota marca. Non per fare pubblicità, anche perché trovare diverse versioni della stessa bufala, molti parlano della marca NIVEA.

Di cosa si tratta?

Più o meno il link recita questa frase “Guardate cosa potrebbe succeder usando la shampoo di una nota marca!” e nel link trovate anche il collegamento ad un video con lo screenshot iniziale che è questo:

Screenshot del video che circola in questi giorni su Facebook

Come vedete, una cosa davvero orribile anche solo da vedere. Il malcapitato che avrebbe usato questo prodotto, forse per una sua particolare sensibilità, avrebbe sviluppato questa terribile escrescenza cutanea che è un misto tra un bubbone e qualcosa di ancora più disgustoso.

Non provate a cliccare sul video, anche se, e posso capirlo, la curiosità potrebbe essere davvero tanta. Perché dico questo? Molto semplice, provando a seguire i vari link che si susseguono, passerete da un sito all’altro pieno di virus, malware, spyware e chi più ne ha più ne metta. Al solito, si tratta di una bufala bella e buona pensata inizialmente da qualche “buontempone” proprio per creare infezioni sparse di computer e permettere la diffusione di trojan molto pericolosi per i nostri dati personali. Dimenticavo, alla fine di tutti i giri, e dopo essere passati per decine di siti, non troverete assolutamente il video che volevate tanto vedere.

Premesso questo, perché parlo di bufala per la foto in questione?

Anche qui, basta fare una brevissima ricerca sul web per capire che si tratta di un fotomontaggio fatto anche molto male. Quella che può sembrare una terribile eruzione cutanea e in realtà un bellissimo fiore loto, nome botanico “Nelumbo nucifera“.

Ecco a voi un’immagine vera e reale del fiore in questione:

Il fiore di Loto (Nelumbo Nucifera) utilizzato per il fotomontaggio

Si tratta di una specie di fiore molto diffusa in Asia e conosciuta da tempo per le sue proprietà e qualità. Un po’ come il maiale, di questo fiore non si butta nulla e viene infatti consumato come antidiarroico, antinfiammatorio e anche come curativo per le influenze. I semi di questo fiore, proprio quelli che si vedono all’interno della sua struttura, possono essere essiccati e vengono mangiati come salatini o preparati come popcorn. Inoltre, gli stami del fiore vengono bolliti in acqua e ve se ne ricava una particolare qualità di the molto profumata.

A conferma di quanto detto, addirittura anche le foglie del Nelumbo vengono utilizzate in alcuni paesi per incartare e conservare al meglio i cibi.

Concludendo, quella che vedete su Facebook non è altro che l’ennesima bufala diffusa in rete grazie alle moderne tecnologie. Ripeto, non c’è nulla di reale in quanto affermato se non la volontà di infettare i vostri pc con programmi molto pericolosi ed in grado di mettere a rischio i vostri dati personali. Quella che viene fatta passare come una terribile reazione allergica altro non è che un bellissimo fiore conosciuto da tempo e utilizzato, come visto, per gli scopi più disparati.

 

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

Tomografie …. vulcaniche

Eccoci di nuovo qui. Scusate se in questi giorni sono un po’ assente ma, prima di tutto, ho molti impegni da portare avanti ma, soprattutto, come detto diverse volte, e aggiungo per nostra pace, il lato complottista-catastrofista e’ un po’ a corto di idee.

Negli ultimi giorni e’ stata pubblicizzata, anche su diversi giornali, una nuova campagna di misure che dovrebbe partire molto a breve e che personalmente trovo molto interessante. Come forse avrete letto, l’ambizioso progetto si propone di effettuare una tomografia della struttura interna di uno dei piu’ famosi vulcani italiani, l’Etna.

Il progetto, denominato Tomo-Etna, e’ stato annunciato solo una paio di giorni fa in una conferenza stampa seguita da moltissimi giornalisti non solo scientifici. Ecco la locandina dell’evento:

Conferenza stampa di presentazione del progetto Tomo-Etna

Come potete leggere, al progetto afferiscono diverse universita’ e istituzioni provenienti da diverse parti del mondo. Per l’Italia, come e’ facile immaginare, diverse sezioni dell’INGV partecipano attivamente fornendo uomini e mezzi.

Come e’ possibile fare una tomografia interna di un vulcano?

Apparentemente, la cosa puo’ sembrare molto strana e difficile da realizzare. In realta’, si tratta, sulla carta, di un progetto facile da spiegare. Creando onde sismiche artificiali, si misura la propagazione delle onde nel sottosuolo riuscendo in questo modo a risalire, attraverso le variazioni di densita’, alla struttura interna. Prima che qualcuno salti dalla sedia gridando allo scandalo pensando alle “onde sismiche artificiali”, non si tratta di nulla di pericoloso. In parole povere, sfruttando aria compressa, vengono create delle onde che poi si propagano all’interno dei materiali e, di volta in volta, si misura la loro riflessione nel passaggio tra materiali diversi.

Per questo progetto saranno utilizzati ovviamente mezzi marini, tra cui alcune navi militari italiane con l’ausilio di navi di ricerca di altri paesi, Spagna e Grecia in primis. Per poter rivelare le onde riflesse sono necessari diversi sismografi disposti sia a terra che in mare, utili per creare una rete fitta e precisa di strumenti. Per quanto riguarda il lato terrestre, come sappiamo bene, la rete di monitoraggio presente sul vulcano e’ gia’ sufficiente allo scopo. In mare invece la situazione si fa solo leggermente piu’ complicata poiche’ verranno calati sul fondo degli OBH, acronimo che sta per “Ocean-bottom Seismometer”.

OBS utilizzato nelle isole Barbados

Detto molto semplicemente, sono dei sismografi appositamente costruiti per essere immersi a grande profondita’ e supportare le pressioni. I dispositivi sono montati su delle zavorre che li tengono, insieme ad un gel, sul fondale e sono ovviamente dotati di memorie per la registrazione dei dati.

Oltre alle onde sismiche indotte artificialmente, la fitta rete predisposta misurera’ anche la sismicita’ naturale che aiutera’ a capire meglio la struttura interna. Stando a quanto riportato dal progetto, con questa campagna di misure, che dovrebbe iniziare gia’ dal prossimo mese, si potra’ conoscere con una risoluzione mai raggiunta prima la struttura fino a 20 Km di profondita’. Conoscere questi dati e’ utile anche per capire l’evoluzione e la dinamica di una struttura vulcanica complessa come quella dell’Etna. Per questo vulcano infatti ci si aspetta che la caldera presenti una struttura molto complessa con numerosi punti di accesso del magma. Arrivando a 20Km si spera di giungere fino al confine di quella che e’ chiamata Discontinuita’ di Mohorovicic, o anche slo MOHO, cioe’ la zona di separazione tra la crosta e il mantello.

Struttura interna della Terra

Perche’ proprio l’Etna? La risposta a questa domanda l’abbiamo gia’ in parte data. Opinione comune e’ che la struttura interna di questo vulcano sia molto complessa ed inoltre ha presentato nel corso degli anni degli eventi sismici statisticamente fuori media. Cioe’? Come sappiamo, l’Etna non e’ considerato un vulcano esplosivo grazie ad una struttura debole in vari punti e che consente, di volta in volta, di scaricare le pressioni interne mediante modeste eruzioni. Tutto questo pero’ non esclude la possibilita’, come avvenuto in passato, di eventi piu’ violenti. Avere un quadro completo della struttura interna puo’ essere fondamentale per la comprensione e la simulazione su lungo periodo del comportamento del vulcano.

Ad oggi, il progetto Tomo-Etna, che riguardera’ non solo il vulcano ma una area abbastanza vasta della Sicilia e’ pronto ad iniziare. Terminato questo, gia’ si pensa di utilizzare questo tipo di ricerche su altri vulcani italiani, primo tra tutti, ovviamente, il Vesuvio. Come visto diverse volte, in questo caso parliamo invece di un vulcano profondamente diverso e con caratteristiche eruttive che potrebbero essere molto piu’ pericolose di quelle dell’Etna. Per il Vesuvio ancora di piu’, una ricerca del genere con risultati precisi puo’ essere una chiave fondamentale anche per preparare eventuali piani di emergenza o, perche’ no, predisporre sistemi alternativi precedentemente all’eruzione.

 

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Flusso oscuro e grandi attrattori

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:

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:

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.

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.

 

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I conigli sulla Luna!

Che l’impero cinese non scherzasse non credo ci siano dubbi. Se qualcuno pensa ancora il contrario o, semplicemente, crede che la Cina sia ancora un “paese emergente”, mi dispiace deludervi, ma avete sbagliato di grosso. Un paese come la Cina che vuole dimostrare al mondo il suo valore e la sua potenza economica, sta guardando gia’ da diversi anni allo spazio come una frontiera vicina e, detto in modo molto semplice, dove mettere la bandiera. Cosa significa questo? Semplice, come sappiamo bene, le piu’ importanti imprese spaziali sono state compiute da USA e, al tempo, dall’Unione Sovietica. Anche se negli ultimi anni, abbiamo importanti missioni anche da parte dell’ESA, la corsa allo spazio ha rappresentato uno dei campi di battaglia non bellica su cui si e’ combattuta la guerra fredda.

Oggi, a distanza di anni, la Cina si sta affacciando prepotentemente allo spazio con un programma molto aggressivo e che sicuramente riservera’ soprese nei prossimi anni.

Perche’ sto parlando di questo?

Semplice, proprio in questi giorni, la prima missione ad allunaggio morbido della Cina ha toccato il suolo lunare e tra poche ore la missione vera e propria verra’ iniziata con una sonda in grado esplorare la superficie del nostro satellite. Dopo ben 37 anni dall’ultimo allunaggio, la navicella Chang’e 3 e’ atterrata con il suo interno la sonda Yutu’. Come avrete capito leggendo il titolo di questo post, Yutu’ significa appunto “coniglio di Giada” ed e’ il nome di una Dea della letteratura storica cinese.

A parte il voler dimostrare la sua forza, quali sono i compiti della sonda?

Come dichiarato dall’agenzia spaziale cinese, tra poche ore verra’ attivata appunto la sonda Yutu’ che avra’ una vita operativa di qualche mese. In questo lasso di tempo, dovra’ percorrere circa 400 metri sul suolo lunare analizzando, anche sotto la superficie, il terreno della Luna. Aspetto importante, e poco citato, di questa missione e’ l’enorme progresso tecnologico raggiunto dalla Cina nel campo dell’elettronica. Durante la discesa, sono stati infatti utilizzati tutta una serie di sensori in grado di modificare la traiettoria qualora si fossero presentati ostacoli sul terreno non preventivati. Inoltre, Yutu’ e’ dotata di strumentazione di ultima generazione e di motori in grado di superare agilmente dislivelli fino al 30%.

Inutile dire che l’atterraggio e’ stato seguito da tutta la Cina e sono state mostrate da subito le immagini che testimoniavano la riuscita dell’operazione. Questa e’ la prima foto del terreno lunare scattata dalla sonda:

La prima immagine della superficie lunare scattata dalla missione cinese

Durante le fasi di discesa, supporto e’ stato offerto anche dall’ESA che si e’ occupata di monitorare i parametri della missione per conto dell’agenzia cinese.

Yutu’ e’ atterrata in una zona molto particolare del cosidetto “Mare Imbrium”, un’area della Luna caratterizzata da colate laviche molto recenti rispetto all’eta del nostro satellite. Anche se questo punto, come al solito, e’ stato da subito confuso da molti siti di pseudo-informazione, quando si parla di colate “recenti” si intende qualcosa risalente ad almeno 2-3 miliardi di anni fa. Proprio questa caratteristica rende la zona interessante dal punto di vista scientifico. L’eta’ delle rocce presenti rende infatti il punto piu’ giovane rispetto a quelli dei precedenti allunaggi.

Il mare Imbrium con il cratere Copernico

Lasciatemi a questo punto fare una considerazione strettamente personale, che potete condividere o no. A parte l’eta del mare Imbrium, le motivazioni alla base della missione sono scientificamente molto deboli, soprattutto se confrontate con i costi stessi sostenuti dalla Cina. A mio avviso, le vere motivazioni di questa missione sono, come anticipato anche in precedenza, piu’ di natura politica che scientifica. L’atterraggio della Chang’e 3 e’ stata la dimostrazione al mondo che la Cina e’ in grado di compiere missioni di questo tipo piazzandosi come il terzo paese, dopo USA e URSS, ad aver conquistato la Luna.

Inoltre, il successo della missione apre le porte alla continuazione del programma scientifico pensato. Gia’ nel 2017 e’ prevista una nuova missione con allunaggio di una sonda in grado di raccogliere campioni di terreno da riportare poi a terra. Il coniglio di giada e’ infatti solo una missione esplorativa che al al termine della sua vita verra’ abbandonata sul terreno lunare. Al contrario, la missione del 2017 prevede allunaggio, raccolta campioni e ripartenza.

Questo ovviamnete e’ solo un nuovo step intermedio che serve per aprire poi la strada alla cosidetta fase 3 del programma lunare cinese che prevede entro il 2025 l’arrivo sulla superficie dei primi astronauti, o taikonauti, come vengono generalmente definiti i cosmonauti cinesi.

Solo per dare un’idea dell’aggressivita’ e della potenza, soprattutto economica, rappresentata dalla Cina nel programma spaziale, l’agenzia spaziale locale gia’ da qualche anno sta lavorando alla progettazione di una stazione spaziale indipendente gestita solo da cinesi. Visto quanto accaduto fino a questo momento e la corsa a testa bassa verso ogni step del programma, credo proprio che in futuro ci sara’ molto da guardare e aspettare l’avanzata in campo spaziale, e non solo, della Cina.

 

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Il grande complotto delle mestruazioni

Nella sezione:

– Hai domande o dubbi?

un nostro caro lettore ha fatto un domanda che in prima battuta mi ha lasciato un po’ sorpreso. Riassumendo, la domanda e’ molto semplice: e’ vero che le donne vegane non hanno mestruzioni perche’ queste sono una conseguenza dell’intossicazione alimentare dovuta ai cibi?

Come potete facilmente capire, il senso di questa domanda potrebbe in prima battuta sfuggire. Dal momento che il quesito veniva da un lettore assolutamente affidabile, ho cercato di capire da dove potesse venire una simile, quanto apparentemente assurda, affermazione. La risposta, come potete facilmente immaginare, e’ sempre la stessa: la continua ricerca del complotto in ogni cosa, che trova la sua massima espressione in questa potente arma che e’ il web.

Questa storia nasce da un articolo messo su internet dal titolo: “Mestruazioni, effetto dell’intossicazione dell’organismo”. La fonte iniziale dell’articolo, forse a causa degli insulti ricevuti, ha avuto il buon senso di eliminare la pagina quando ormai era pero’ troppo tardi. Se provate a cercare il titolo dell’articolo, trovate decine di siti che lo hanno copiato prima della cancellazione.

In soldoni, nell’articolo si dice che il ciclo mestruale delle donne non sarebbe affatto qualcosa di naturale ma solo una conseguenza dei contaminanti che ingeriamo con il cibo. Quali sono le prove portate a sostegno? Semplice, gli animali selvatici non hanno ciclo mestruale mentre quelli domestici si. Inoltre, gli animali che abbiamo in caso tendono sistematicamente ad ingrassare mentre quelli liberi in natura sono tutti in forma smaliante. Detto questo, le consegenze sono ovvie, a causa di quello che mangiamo, le donne tendono ad espellere gli ovuli non fecondati con emorragie e dunque anche ad avere una vita fecondative limitata. La controprova e’ molto semplice, le donne vegane, che dunque non assumono carne ne derivati manipolati dall’industria, non presentano ciclo mestruale. Come riportato nell’articolo, appena iniziata questo tipo di dieta, nel giro di qualche mese si vede il ciclo mestruale scomparire.

Perche’ tutto questo?

Sul web, come anticipato, si trova anche la ovvia risposta: e’ tutto un grande complotto. Anche in questo caso, il tutto nasce dalle multinazionali, in questo caso degli assorbenti, interessate a vendere i loro prodotti alle donne. Altri rincarano ancora la dose puntando il dito contro le solite organizzazioni non governative che vorrebbero sterminare la razza umana. Se, infatti, le donne potessero procreare per tutta la vita, la popolazione tenderebbe a crescere a dismisura.

Se siete sconvolti da quanto letto, avete sperimentato il mio stesso stato d’animo. Di tante bufale lette fino a questo punto, a questa spetta di sicuro un posto d’onore.

Non credo sia il caso di ricordare a qualcuno che il ciclo mestruale e’ del tutto naturale ed e’ implicito nel periodo fecondativo degli individui di sesso femminile. Anche gli animali, cosi’ come le donne, presentano ciclo mestruale o estrale. In alcuni casi, il periodo riproduttivo coincide proprio con il ciclo e viene indicato al maschio con chiari segnali. Gli animali domestici come cane e gatto hanno piccole perdite di sangue nel periodo in cui sono in calore, indicando dunque la fecondita’ dell’animale. Questo avviene negli animali domestici cosi’ come in quelli selvatici.

Credo che un articolo come questo debba contribuire solo a farci capire quanto assurdo e pericoloso possa essere il web. Ora, se vogliamo, questo e’ un caso talmente eclatante che chiunque poteva capire l’assurdita’ di quanto affermato soltanto ragionando. Fate pero’ attenzione, quanto detto non e’ assolutamente scontato. Se cosi’ fosse, l’articolo non sarebbe stato copiato cosi’ tante volte e non si avrebbero le discussioni che potete trovare sogliando la rete.

Purtroppo, di complotti inventati ce ne sono tantissimi e di tanto in tanto vengono ritirati fuori. Fate sempre attenzione a quello che leggete e cercate sempre di documentarvi in modo autonomo valutando attentamente le fonti che utilizzate.

 

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Stelle marine che si sciolgono

Come sempre, siamo sempre attenti alle tematiche ambientali, buttando un occhio sulle notizie che arrivano dal mondo legate a variazioni significative nell’ecosistema. Questa volta, vorrei parlare di una strana epidemia che sta colpendo una specie da sempre affascinante, quella delle stelle marine.

Cosa succede?

Vi dico in breve i fatti: sulla costa occidentale degli Stati Uniti si sono registrate diverse morie di stelle marine. La particolarita’ di queste morti improvvise e’ nella dinamica. A causa di un qualche disturbo non noto, diversi esemplari sono stati ritrovati con gravi lesioni superficiali e con forme accartocciate come ad indicare una notevole sofferenza ante morte. Ecco una foto di una stella marina cosi’ come e’ stata ritrovata dopo la morte:

Stella marina morta in seguito all’epidemia

Bene, questa notizia e’ ancora poco battuta sui siti italiani anche se non manca chi l’ha scovata e si e’ lasciato prendere la mano.

In che modo?

Dai fatti citati, siamo arrivati a questa notizia: una misteriosa epidemia sta colpendo le stelle marina di tutto il mondo. L’epidemia di origine sconosciuta e mai vista prima scioglie completamente i poveri animali.

Sulle origini della malattia, siamo, al solito, di fronte alle solite supposizioni: inquinamneto nucleare, Fukushima, rifiuti dannosi scaricati in mare da qualche organizzazione para governativa che ci sta uccidendo, ecc. Insomma, cambia lo scenario, ma le conclusioni evergreen sono sempre le stesse.

Credo che non sia necessario commentare oltre queste affermazioni ma sia importante ragionare su quanto sta avvenendo.

Prima di tutto, come anticipato, l’epidemia non sta colpendo tutto il mondo, ma solo alcune zone specifiche della costa occidentale degli USA. In particolare, questa mappa mostra i punti precisi dove sono stati rinvenuti animali morti da quando e’ iniziata l’epidemia:

Mappa dei ritrovamenti di stelle marine morte.

Queste informazioni possono essere reperite sul sito web del “Pacific Rocky Intertidal Monitoring” a questo indirizzo:

– PRIM, mappa ritrovamenti

Per quanto riguarda l’epidemia in se, e’ vero che l’origine e’ ancora sconosciuta ma non e’ da escludere una causa naturale della malattia. Mi spiego meglio, come visto in diversi articoli:

– Moria di uccelli nel mondo

– Moria di delfini nel Tirreno

– Altra moria, questa volta di mante

alcune morie sistematiche di specie animali si verificano per cicli naturali intrinseci nell’ecosistema. In questo senso, la morte delle stelle marine potrebbe essere determinata da un’eventuale ciclo naturale dettato da una causa ancora non nota.

Questa e’ un’ipotesi probabile, ma non la sola possibile.

Tra le cause non direttamente naturali ma sempre di origine organica, potrebbe esserci, ad esempio, una qualche nuova forma non autoctona che si e’ stabilita in alcuni tratti di mare trasportata dalle correnti o dall’uomo. Non sarebbe certamente la prima volta che una specie trapiantata fuori dal luogo di origine provoca danni all’ecosistema esistente.

Oltre a queste cause, non possiamo certo dimenticare l’inquinamento. Sensa dover necessariamente parlare di radioattivita’, la presenza di inquinanti in alcuni tratti di mare potrebbe provocare l’epidemia attualmente in corso. Su questo punto facciamo pero’ un’altra considerazione. Se l’origine fosse questa, sarebbe molto difficile pensare, come visto nella mappa, che ci siano punti con un’epidemia in corso e zone, distanti pochi chilometri, in cui non si e’ verificato nulla. Come vedete dalla mappa precedente, su molte zone c’e’ un’alternanza molto alta di punti rossi e blu. Questo ovviamente elimina completamente l’ipotesi radioattiva, molto spesso citata per Fukushima, dal momento che, anche se fosse, acque contaminate raggiungerebbero senza dubbio tutta la costa o almeno grossi tratti di essa. In questo caso, dovremmo allora avere ampie zone tutte rosse seguite da zone blu in cui l’epidemia non si verifica.

Sempre per smentire le tante voci che si rincorrono sul web, casi come quelli descritti sono gia’ avvenuti in passato, come riportato anche su Reuters:

– Reuters epidemia

La differenza principale rispetto al passato e’ che oggi la diffusione sta assumendo dimensioni molto vaste rispetto ai precedenti casi.

Riassumendo, e’ in corso un’epidemia mortale per le stelle marine. I casi sono ancora isolati solo ad alcune zone della costa ovest degli USA. Purtroppo, l’origine di questa malattia e’ ancora sconosciuta ma diversi studi sono in corso per cercare di determinare il fattore scatenante. Nonostante questo, e dalle considerazioni viste nell’articolo, e’ assolutamente assurdo pensare che la malattia sia dovuta a fattori di inquinamento straordinario, leggasi, ad esempio, radioattvita’ dal Giappone. Al momento, molti studi sono in corso e speriamo che la causa, ma soprattutto la soluzione, vengano trovate nel piu’ breve tempo possibile.

 

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