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Un arcobaleno di notte?

22 Giu

Da sempre, gli arcobaleni rappresentano uno dei principali spettacoli naturali che di sovente appaiono nei nostri cieli. Ognuno di noi, rimane sempre incantato ad ammirare questo fenomeno. Come sappiamo, la spiegazione scientifica degli arcobaleni e’ semplicemente data dal fenomeno della dispersione cromatica, cioe’ dalla luce che, attraversando le gocce d’acqua rimaste nel cielo a seguito di un temporale, viene separata nelle sue componenti, cioe’ nei diversi colori.

Oltre al classico arcobaleno, in alcuni casi piu’ rari, possono essere visibili anche eventi doppi o tripli. Quello che pero’ molti ignorano e’ che un arcobaleno puo’ in casi ancora piu’ rari, essere visibile di notte. Proprio per questo motivo, credo sia interessante parlare di questi fenomeni poco noti ma sicuramente affacinanti.

Senza inutili giri di parole, vi mostro una foto del fenomeno di cui vogliamo parlare:

Esempio di moonbow, un arcobaleno notturno

Esempio di moonbow, un arcobaleno notturno

Come vedete dalla foto, si tratta proprio di un arcobaleno fotografato durante le ore notturne. Spesso, questi fenomeni appaiono come dei poco brillanti archi bianchi.

Come e’ possibile un fenomeno del genere?

Come forse starete pensando, la causa degli arcobaleni notturni e’ senza dubbio la nostra luna. Proprio per questo motivo, in ingelse, mentre un arcobaleno e’ detto “rainbow”, l’arcobaleno notturno e’ anche chiamata “Moonbow”.

Come avviene il fenomeno?

La spiegazione ottica e’ esattamente la stessa del classico arcobaleno, con l’unica variante della sorgente di luce che crea il fenomeno. Come sappiamo bene, durante la notte la Luna appare brillante a causa della luce riflessa dal nostro satellite proveniente dal Sole.

Se il meccanismo e’ lo stesso, perche’ spesso questi archi appaiono bianchi?

Anche la risposta a questa domanda e’ facilmente comprensibile. Dal momento che l’intensita’ di luce riflessa dalla luna e’ sicuramente inferiore a quella diretta del Sole, i moonbow appaiono molto meno intensi. In questo caso, la debole luce non e’ sufficiente ad attivare le cellule cono del colore degli occhi umani.

Data la lieve intensita’ del fenomeno, l’arcobaleno notturno e’ visibile solo in condizioni molto particolari. Prima di tutto, l’arco e’ visibile in direzione opposta a quella della Luna. Inoltre, la Luna deve essere piu’ bassa di 42 gradi all’orizzonte per offrire la massima luminosita’, oltre, ovviamente, ad essere piena o quasi. Nonostante queste condizioni, non e’ assolutamente certo poter osservare un moonbow perche’, come anticipato, l’intensita’ e’ talmente debole da rendere il fenomeno molto raro.

Fate attenzione, spesso il moonbow viene confuso con il fenomeno dell’alone, cioe’ con quel cerchio colorato che con piu’ frequenza si forma intorno alla Luna. Come visto in questo articolo riguardante il Sole:

E adesso abbiamo i “cani solari”

questo fenomeno e’ semplicemente dovuto ai piccoli cristalli di ghiaccio residuo di un cirro che possono offrire una superficie di dispersione per la luce riflessa dal nostro satellite.

Con molta piu’ frequenza e’ invece possibile osservare uno “Spray Moonbow”. In questo caso, le gocce d’acqua per la dispersione della luce, non sono quelle residuo di un temporale, bensi’ quelle di una cascata. Come e’ noto, in prossimita’ di una cascata, l’aria intorno e’ completamente riempita di minuscole goccioline d’acqua. Queste possono, nelle condizioni viste sopra, permettere la dispersione cromatica della luce e formare un moonbow. Ecco una foto di uno spray moonbow:

Spray Moonbow formato dall'acqua di una cascata

Spray Moonbow formato dall’acqua di una cascata

Fenomeni del genre sono, ad esempio, abbastanza visibili nei parchi naturali dove si trovano cascate, grazie anche al minore inquinamento luminoso dato dalle luci artificiali.

Concludendo, il fenomeno dei Moonbow avviene esattamente come negli arcobaleni, l’unica variante e’ che la sorgente di luce e’ offerta dai raggi riflessi dalla Luna. Data la debole intensita’, il fenomeno e’ molto raro e spesso appare come un arco bianco non colorato. Anche in questo caso, possiamo dire che la natura e’ in grado di offrirci spettacoli davvero senza eguali.

 

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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Orologio Biologico e ritmi circadiani

22 Giu

In un commento a questo articolo:

Le pietre che si muovono da sole

un nostro affezionato lettore ha chiesto una cosa molto interessante. Come potete leggere, il commento era relativo all’esistenza o meno di un orologio biologico. Come sapete bene, spesso sentiamo parlare di questo argomento, supponendo che il nostro corpo sia autonomamente in grado di percepire lo scorrere del tempo. In particolare, come chiesto nel commento, si fa riferimento al fatto che spesso guardiamo l’orologio sempre allo stesso orario, come se scattasse una molla in un preciso istante o meglio che il nostro organismo risenta, con una precisione molto elevata, dello scorrere del tempo.

L’argomento e’ molto interessante e ovviamente molto complesso, dal momento che chiama in causa discipline diverse e aspetti, molto spesso, ancora sconosciuti. Nonostante questo, cerchiamo di fare il punto della situazione e di comprendere lo stato delle nostre attuali conoscenze.

Per prima cosa, parlare di orologio biologico implica un discorso che trascende dal solo essere umano. Quando pensiamo a questo concetto, non dobbiamo assolutamente limitarci al solo giorno. Esistono periodi ben definiti che da sempre gli organismi animali e vegetali sono stati in grado di identificare e utilizzare a loro favore. Sicuramente, la variazione piu’ facilmente comprensibile e’ quella dell’alternanza tra giorno e notte. Molte specie, tra cui anche l’uomo, ha da sempre utilizzato questa variazione per regolare i ritmi sonno-veglia. Al contrario, alcune specie animali che si procurano il cibo durante le ore di buio, riposano di giorno.

Pensando all’aternanza giorno-notte, molto semplicemente potremmo pensare che i nostri occhi ci diano tutte le indicazioni, cosi’ come avviene per gli animali. In realta’, questo non e’ completamente vero. L’alternanza tra luce e buio e’, ad esempio, utilizzata dal alcune piante per modificare l’apertura e la chiusura dei fiori o per proteggere le parti piu’ sensibili dalla diminuzione di temperatura durante la notte. Come e’ evidente, le piante non hanno certamente gli occhi per vedere quando il sole tramonta. Tornando dunque al caso umano, non sono solo gli occhi che ci dicono che e’ arrivata la notte, il ritmo sonno-veglia e’ governato da meccanismi insiti nel nostro organismo. A riprova di questo, sono stati condotti diversi esperimenti su soggetti in ambienti chiusi, ad esempio speleologi all’interno di caverne. In questo caso, senza la possibilita’ di vedere fuori, il soggetto ha continuato a dormire durante le ore notturne per i primi giorni. Successivamente poi, la durata del giorno si e’ leggermente modificata, fino ad arrivare anche a 36 ore. Cosa significa questo? Semplicemente che nei casi specifici analizzati, e’ stato possibile “sballare” gli orologi biologici, soprattutto a causa della non visibilita’ dell’alternanza del giorno. In tal senso, il passaggio luce-buio riesce di volta in volta a sincronizzare il nostro orologio.

Alla luce di questo, possiamo parlare non solo di orologi biologici intesi come il trascorrere delle 24 ore, ma come una vera e propria mappa temporale. In tal senso, si parla di ritmi”circadiani” per indicare quelle funzioni che vengono interpretate dall’organismo nell’arco del giorno. In contrapposizione avremmo poi i ritmi circasettani, circatrigintani e circannuali, per indicare gli orologi biologici settimanali, mensili e annuali. Il termine circadiano deriva proprio dalla crasi delle parole latine “circa” cioe’ quasi e diem cioe’ giorno.

Nel caso specificatamente umano, i ritmi circadiani piu’ noti, oltre a quello sonno-veglia, sono quelli della secrezione del cortisolo, della variazione della temperatura corporea, di modificazione circolatoria, ecc. Come vedete, tutti questi ritmi circadiani sono un chiaro esempio di orologio biologico. Disturbi al nostro sincronismo interno possono essere esterni o interni. Alla prima categoria appartengono ad esempio il Jet Lag se viaggiamo in paesi con orario diverso dal nostro o anche la permanenza in ambienti con alternanza luce-buio completamente diversi. In particolare, se provate a spostarvi molto a nord, dove la durata del giorno e della notte nei diversi periodi dell’anno e’ molto sbilanciata, questo puo’ influire pesantemente sull’orologio biologico. Per quanto riguarda invece i disturbi interni, si tratta di malfunzionamenti o disturbi nella secrezione di qualche ormone. In questo caso, siamo proprio di fronte a disturbi clinici la cui tipologia puo’ essere anche molto diversa da caso a caso.

Come anticipato, i ritmi circadiani sono stati evidenziati in specie animali e vegetali completamente diverse tra loro. Questo risultato ci fa capire che l’origine dell’orologio biologico deriva proprio dalla struttura cellulare. In particolare, avendo fatto riferimento ai ritmi di secrezione ormonale, l’ipotesi cellulare e’ quella maggiormente utilizzata. Secondo alcuni studi, l’origine dei ritmi circadiani e’ da ricercarsi nella protezione del DNA durante le fasi di replicazione. Come e’ noto infatti, questa replicazione avviene durante le ore notturne appunto per proteggere il DNA dalla radiazione ultravioletta presente durante le ore diurne.

Alla luce di quanto detto, possiamo affermare che esiste un vero e proprio orologio biologico non solo nell’essere umano e non solo nelle specie animali. Questo orologio serve a regolare molte funzioni dell’organismo che avvengono con precisione nell’arco della giornata, della settimana, del mese o dell’anno. Detto questo pero’, non possiamo certamente pensare che il nostro orologio abbia una precisione di qualche secondo. A livello biologico, questo sarebbe completamente inutile dal momento che la maggior parte dei processi viene regolamentata dall’alternanza tra luce e buio. In tal senso, se capita di vedere l’orologio esattamente alla stessa ora per piu’ di una volta, possiamo tranquillamente parlare di coincidenze. Al contrario, se vogliamo in termini scientifici con una precisione inferiore, siamo in grado ad esempio di avere sonno sempre alla stessa ora o di sentire lo stimolo della fame sempre allo stesso orario, ovviamente con un’incertezza dell’ordine di piu’ di qualche minuto.

 

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Anche il giorno e’ relativo …. se siete altrove

12 Giu

Pensandoci, chissa’ quante volte avremo detto “se ci fosse un giorno di 48 ore, riuscirei a fare tutto”. Proprio relativamente a questo vorrei parlare in questo post, aprendo una piccola parentesi curiosita’ sui pianeti del sistema solare. In particolare, vorrei discutere la durata del giorno sui diversi pianeti, confrontandola proprio coi numeri a cui siamo abituati, cioe’ quello che osserviamo direttamente sulla Terra.

Per prima cosa, vi diro’ qualcosa di “sorprendente”, la Terra gira intorno al Sole in circa 365.25 giorni e gira su se stessa in “quasi 24 ore”. Solo per curiosita’, quel 0,25 in piu’ nel periodo di rivoluzione e’ proprio il responsabile dell’inserimento di un anno bisestile ogni quattro. Questa soluzione serve a recuperare lo scarto che, in caso contrario, provocherebbe una differenza crescente tra periodo dell’anno ed effettiva posizione intorno al Sole.

Bene, l’alternarsi delle stagioni, che indica l’anno terrestre, e’ semplicemnete dato dalla pozione della Terra sull’orbita fatta intorno al Sole. Come detto, in poco piu’ di 365 giorni, la Terra tornera’ nella stessa posizione.

Quello che invece chiamiamo giorno, cioe’ l’alternarsi di luce e buio, dura 24 ore. Cosa significa Ogni 24 ore torniamo a vedere il Sole nella stessa posizione.

Questo ovviamente e’ vero per la Terra. Cosa possiamo dire per gli altri pianeti?

sistema_solare

Come potete immaginare, le durate del giorno e dell’anno di un pianeta del Sistema Solare dipendono dai parametri orbitali del pianeta stesso. Per quanto riguarda il periodo impiegato a percorrere l’intera orbita, pianeti piu’ lontani dal Sole dovranno percorrere un percorso piu’ lungo per tornare nella stessa posizione, e questo fa si che i periodi siano via via crescenti quando ci allontaniamo dal Sole.

Ecco una tabella con i periodi di rivoluzione dei pianeti del Sistema Solare:

Pianeta Planet Rotazione

Rotation

Rivoluzione

Revolution

Plutone Pluto ~6gg 247,7 anni/years
Nettuno Neptune 16h 165 anni/years
Urano Urans -11h 84 anni/years
Saturno Saturn 10h 40′ 29,46 anni/years
Giove Jupiter 10 h 11,86 anni/years
Marte Mars ~24 h 687 giorni/days
Terra Earth 24 h 365 giorni/days
Venere Venus -243 gg 225 giorni/days
Mercurio Mercury 59 gg 88 giorni/days

oltre a questi, trovate anche i periodi di rotazione dei corpi. Fate attenzione ad una cosa, i segni negativi che compaiono per due pianeti, Urano e Venere, servono solo per indicare il moto retrogrado questi pianeti, cioe’ il fatto che questi corpi girino al contrario sull’orbita rispetto gli altri.

Questa tabella ci permette subito di calcolare il periodo dell’anno dei pianeti che, ad esempio, nel caso di Venere sara’ di 225 giorni.

Cosa possiamo dire riguardo al giorno?

Facciamo subito una distinzione molto importante. Quello che comunemente siamo abituati ad indicare come giorno e’ inteso come il lasso di tempo che la Terra impiega a fare un giro su se stessa. In astronomia, questo e’ noto come “giorno siderale” o “giorno sidereo”. Prima pero’, abbiamo definito, intuitivamente, il giorno in maniera diversa, cioe’ come l’alternarsi della luce e del buio. In tal senso, per un osservatore che potrebbe anche ignorare il moto di rotazione del pianeta intorno all’asse, il giorno altro non e’ che il lasso di tempo che serve per fare un intero ciclo luce-buio.

In tal senso, tra i pianeti del sistema solare, molto interessante e’ il caso di Mercurio. Come sappiamo, Mercurio e’ il piu’ interno dei pianeti del sistema solare ed inoltre e’ quello che presenta un’eccentricita’ maggiore dell’orbita. Cosa significa? Semplicemente, l’ellisse percorsa da Mercurio intorno al Sole, presenta la maggiore differenza tra asse maggiore e minore. Detto in altri termini, l’orbita di Mercurio e’ quella che maggiormente si allontana da una circonferenza. Per la precisione, l’eccentricita’ di Mercurio sarebbe seconda a quella di Plutone che pero’ e’ stato declassato da pianeta a planetoide.

Come visto nella tabella, il periodo di rivoluzione di Mercurio e’ di circa 88 giorni, mentre servono 59 giorni per completare il giro intorno all’asse. Da questi numeri, Mercurio ogni due rivoluzioni fa tre giri intorno al proprio asse.

Fate attenzione pero’, se parliamo di giorno sidereo, in questo caso le 24 ore che abbiamo sulla Terra divengono 59 giorni. Ancora piu’ marcata e’ la differenza se parliamo di periodi diurni e notturni. Data la grande eccentricita’, mentre Mercurio gira su stesso, si avvicina e si allontana notevolmente dal Sole. Questo moto fa si che il giorno inteso come alternarsi buio-luce duri su Mercurio ben 176 giorni. Dati i numeri sulla tabella, il giorno dura piu’ o meno il doppio di un anno.

Pensando a come siamo abituati a concepire il tempo sulla Terra, e’ molto difficile immaginare la situazione di Marcurio. Praticamente, aspettando che faccia buoi (o luce in alternativa), vedremo passare per due volte tutte le stagioni.

Ovviamente non c’e’ nulla di misterioso in questo fatto, e’ solo una curiosita’, a mio avviso interessante, che si evidenzia sui pianeti del Sistema Solare.

Per completezza, se l’orbita di Mercurio fosse circolare, data la sua vicinanza al Sole, gli effetti di marea farebbero si che il pianeta mostrerebbe sempre la stessa faccia, esattamente come avviene per la Luna.

Sempre in termini di curiosita’, proviamo ad immaginare di essere sulla Luna e che la Terra sia il nostro Sole. In questo senso, poiche’ come visto in questo post:

Spettacolo lunare per il 23 Giugno

a parte piccole variazioni, la Luna mostra sempre la stessa faccia alla Terra, il giorno durerebbe un tempo infinito. Se fossimo sulla faccia verso Terra, illuminata in questo esperimento mentale, sarebbe sempre giorno, in caso contrario sarebbe sempre notte perche’ ci troveremmo sempre dall’altra parte.

Concludendo, i moti dei pianeti intorno al Sole presentano ovviamente delle differenze anche marcate tra loro. Parlando di giorno sidereo, cioe’ come il periodo necessario al pianeta per compiere un moto di rotazione intorno al proprio asse, passiamo da poche ore fino a decine di giorni. Per quanto riguarda invece il giorno inteso come alternanza luce-buio, in questo caso si devono considerare contemporaneamente sia il moto di rotazione che la rivoluzione. In tal senso, come nel caso di Mercurio, si possono avere situazioni apparentemente curiosieper noi che siamo abituati a vivere sulla Terra.

 

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Palla di fuoco nei cieli del Sud Italia

26 Ago

Abbiamo gia’ avuto modo di parlare di comete e meteoriti, dal momento che anche una eventuale pioggia di oggetti dal cielo e’ stata messa in relazione con il 2012. Trovate alcuni esempi in questi post:

Segni della fine del mondo: caduta di meteoriti

L’asteroide 2012 DA14

Ora torniamo su questo argomento perche’ la notte del 22 Agosto 2012, in diverse zone del Sud Italia, e’ stata osservata una sorta di meteora molto particolare. Come riportano parecchi testimoni oculari, si e’ trattato di una vera e propria palla di fuoco che ha solcato i cieli per diversi secondi prima di scomparire. Intile dirvi come su diversi siti catastrofisti questo evento sia stata pubblicizzato, mettendolo in relazione sia con un fenomeno extraterrestre che con un vero e proprio proiettile spaziale verso la terra.

Cominciamo col dire che la notizia e’ assolutamente vera! Premesso questo, cerchiamo di capire meglio l’origine, la natura e l’eventuale pericolosita’ di questo evento.

La palla di fuoco e’ stata visibile, come detto, la notte del 22 Agosto, in diverse zone comprese tra Messina e Reggio Calabria. Come riportano i testimoni, il fenomeno era molto simile ad una stella cadente, ma con una colorazione bluastra, lunga coda ed e’ rimasto visibile in cielo per diversi secondi.

Anche in questo caso, anche se il fenomeno ha lasciato a bocca aperta, e preoccupato alcuni, si tratta di un evento noto in astronomia e conosciuto con il nome di “meteora ad alta luminosita’”. Spesso, anche se il termine non e’ accettato dalla comunita’ scientifica, ci si riferisce a questi oggetti con il termine di “Bolidi”. Abbiamo detto che questo termine non e’ accettato dalla scienza ufficiale, semplicemente perche’ in astronomia non si usa distinguere le comete in base alla loro luminosita’ registrata a Terra.

Ora, quindi, che differenza c’e’ tra un bolide ed una normale meteora? Gli astrofili chiamano “bolidi” tutti gli oggetti che sono visibili con una luminosita’ superiore a quella del pianeta Venere. Cerchiamo di capire meglio questo punto. Se vi fermate ad osservare il cielo notturno in assenza di inquinamento luminoso, vi accorgete che le stelle possono apparirvi con luminosita’ differenti. In astronomia, si parla infatti di “magnitudine apparente”, proprio per indicare la luminosita’ osservata da Terra. Questa scala puo’ assumere valori positivi e negativi, e piu’ piccolo e’ il suo valore, maggiore e’ la luminosita’ con cui il corpo appare. Per darvi qualche numero, una magnitudine apparente pari a +30 corrisponde agli oggetti piu’ deboli osservati dal telescopio Hubble. Il sole ci appare con una magnitudine pari a -26.8 mentre la luce della luna piena corrisponde ad un valore di -12.6. Il pianeta Venere, la cui luminosita’ segna la separazione tra semplici meteore e bolidi, e’ pari a -4.5.

Per quanto riguarda i bolidi, non esiste un limite massimo di luminosita’. Sono stati osservati oggetti con valore di magnitudine apparente addirittura superiori a quelli del Sole.

A causa dell’impatto con l’atmosfera, i bolidi, al contrario delle meteore con colorazione bianca, possono mostrare colori che vanno dal blu, al verde fino anche al rosso intenso. La durata media di un bolide e’ intorno alla decina di secondi, anche se nel 1972, negli USA, e’ stato osservato un bolide con un tempo di poco superiore ai 100 secondi.

Al contrario delle semplici meteore, i bolidi possono anche presentare traiettorie leggermente curve, e dare luogo a vere e proprie esplosioni a contatto con l’atmosfera. In questo caso possiamo avere una successiva pioggia di altri bolidi. In alcuni casi, sempre a causa della composizione e della massa del corpo e dell’attrito con l’atmosfera, i bolidi possono emettere suoni simili a tuoni lontani o a colpi di artiglieria.

Immagine di un bolide in atmosfera e successiva esplosione in frammenti

L’osservazione di bolidi puo’ essere fatta, anche per semplice statistica, durante sciami meteorici come quelli di Agosto. Ovviamente la vista di oggetti molto intensi e lunghi nel tempo rappresenta un fenomeno sporadico ma ben documentato in diverse cronache.

Anche in questo caso dunque, per quanto impressionante e strano, il fenomeno osservato rientra tra quelli che gia’ conosciamo e di cui abbiamo memoria. Prima di lasciarvi convincere da voci prive di fondamento, cercate autonomamente le vostre conferme studiando e leggendo documenti ufficiali. Per continuare ad essere informati, su questi e tantissimi altri fenomeni legati in qualche modo al 2012, non perdete in libreria Psicosi 2012. Le risposte della scienza.