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Tutti i movimenti della Terra

27 Giu

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

Hai domande o dubbi?

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

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

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

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

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

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

Nexus 2012: bomba a orologeria

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

Moto di precessione degli equinozi e di nutazione

Moto di precessione degli equinozi e di nutazione

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

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

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

Moto di precessione anomalistica

Moto di precessione anomalistica

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

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

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

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

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

Wiki, cronologia delle glaciazioni

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

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

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

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

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

 

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

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Frattura in Nicaragua … ma poco di piu’

23 Apr

Quanto era bello il 2012! Ogni giorno facevi un giro su internet e trovavi comunita’ di persone che facevano a gara a chi la sparava piu’ grossa: meteoriti, terremoti, virus, epidemie mortali, zombie, catastrofi di ogni tipo. Sicuramente le profezie del 2012 hanno segnato un epoca multimediale che ha lasciato strascichi ancora oggi visibili ma, cosi’ come succede per ogni grande avvenimento, quello che resta nei malinconici e’ solo l’ombra di cio’ che e’ stato.

Negli ultimi mesi abbiamo parlato di diverse cose ma ormai si e’ perso quello slancio complottista e catastrofista che tanto ci ha appassionato. Non ci credete? Fatevi un giro sui soliti siti catastrofisti che ormai conoscete bene: pochi articoli e per di piu’ su argomenti ritirati fuori con particolari assolutamente di poca importanza. Come si dice dalle mie parti: la solita minestra riscaldata.

Tutti i giorni articoli di qualche avvistamento alieno, a cui non credono neanche loro, meteoriti che sfiorano la Terra passando a centinaia di distanze Terra-Sole e alcune storie inventate di antiche popolazioni. Proprio oggi leggevo su uno di questi siti, potete trovare molto facilmente la notizia a cui mi riferisco, un articolo che personalmente non ho capito. Parlava di qualcosa legato ad un embrione proveniente dalle Pleiadi raffigurato in una grotta australiana. Articolo privo di ogni interesse. Anche se mi sforzo non riesco a tirare fuori niente perche’ si smentisce da solo. Al fine trovate pure la firma di colei che avrebbe tradotto un testo originariamente in inglese. Detto tra noi, se lo avesse tradotto con Google Translator forse la traduzione sarebbe stata piu’ comprensibile. A parte questo particolare, niente di interessante da riportare.

Su un altro sito, leggo invece qualcosa di piu’ interessante, almeno in parte. Si parla del terremoto in Nicaragua della settimana scorsa. Evento molto importante e che ha causato anche diverse vittime. Di cosa parla l’articolo? Semplice, Un gruppo di geologi, pensate proveniente da almeno 7 paesi, avrebbe identificato il punto preciso da cui si e’ originato il sisma, cioe’ il suo epicentro.

Ecco una foto di questo presunto epicentro:

Foto della spaccatura ritrovata in Nicaragua

Foto della spaccatura ritrovata in Nicaragua

Come potete leggere, l’effetto del sisma avrebbe provocato una spaccatura nel terremo lunga ben 20 kilometri. Avete capito bene, 20 kilometri, 20000 metri!

Ma io dico? Vi sembra possibile?

Primo, e’ sbagliato parlare di epicentro dal momento che il punto iniziale del sisma, passatemi la definizione, e’ stato ad una certa profondita’ e non in superificie. Secondo, e’ possibile una psaccatura di 20 kilometri?

Assolutamente no. Spaccature nel terreno a seguito di simi di elevata intensita’sono ovviamente possibili e la rete e’ piena di foto di questo tipo. Queste spaccature, dovute ai movimenti del terreno possono in alcuni casi raggiungere decine di metri. A volte anche centinaia, ma raggiungere kilometri e’ alquanto raro e non e’ questo il caso.

A riprova di quanto affermato, il fenomeno che ha scritto l’articolo ha citato come fonte questo articolo in lingua spagnola:

Effetti sisma Nicaragua

Se leggete tutto l’articolo vi accorgerete che da nessuna parte si parla di 20 kilometri di spaccatura. Ora, e’ vero che anche noi diverse volte abbiamo insistito sull’importanza di citare le fonti ma almeno citate fonti che sostengono le vostre ipotesi!

Tornando alla spaccatura, come potete capire si tratta di un effetto del sisma e non di una causa. Questo giusto per puntualizzare dal momento che alcuni gia’ parlano di terremoto prevedibile. Credo che l’articolo precedente di Patrizia:

Presunte previsioni di Terremoti

abbia gia’ commentato in modo esausistivo le ultime previsioni assurde fatte in questo campo.

Ultimo appunto, anche qui giusto per specificare meglio, il terremoto del Nicaragua non e’ assolutamente un evento non atteso o che lascia sbalorditi. Perche’?

Vi mostro una cartina interessante:

Mappa mondiale delle faglie principali e secondarie

Mappa mondiale delle faglie principali e secondarie

Come potete vedere, si tratta della mappa delle faglie principali e secondarie del nostro pianeta. Provate a guardare meglio la zona del Nicaragua. Notato niente? Esatto, proprio sul paese passa la linea di separazione tra due placche. Zona, per sua stessa definizione, altamente sismica.

Detto questo, non capisco come qualcuno possa ancora affermare che terremoti di questo tipo sono completamente non attesi e lascino i geologi senza parole.

Che ci volete fare, dopo i fasti del 2012, stiamo vivendo una sorta di medioevo del catastrofismo. Speriamo che le tante menti che lavorano alle nuove profezie ci propongano a breve qualcosa di appetibile su cui discutere!

 

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

L’universo e’ stabile, instabile o meta-stabile?

25 Mar

Negli ultimi articoli, complici anche i tantissimi commenti e domande fatte, siamo tornati a parlare di ricerca e delle ultime misure scientifiche che tanto hanno fatto discutere. Come fatto notare pero’, molto spesso, queste discussioni che dovrebbero essere squisitamente scientifiche lasciano adito ad articoli su giornali, anche a diffusione nazionale, che male intendono o approfittano del clamore per sparare sentenze senza senso e, lasciatemelo dire, assolutamente fuori luogo.

In particole, nell’articolo precedente, abbiamo discusso l’ultima misura della massa del quark top ottenuta mediante la collaborazione dei fisici di LHC e del Tevetron. Questo risultato e’ il piu’ preciso mai ottenuto prima e ci consente, di volta in volta, di migliorare la nostra conoscenza, come spesso ripeto, sempre troppo risicata e assolutamente lontana dalla comprensione del tutto.

Per discutere la misura della massa del top, siamo partiti da una notizia apparsa sui giornali che parlava di un universo pronto a dissolversi da un istante all’altro. Premesso che, come fatto notare, questa notizia era completamente campata in aria, su suggerimento di una nostra cara lettrice, ci e’ stato chiesto di discutere con maggior dettaglio quello che molti chiamano il destino ultimo del nostro universo. Come forse avrete sentito, su alcune fonti si parla spesso di universo stabile, instabile o meta-stabile farfugliando, nel vero senso della parola, come questa particolarita’ sia legata alla massa di qualche particella.

Cerchiamo dunque di spiegare questo importante e non banale concetto cercando sempre di mantenere un approccio quanto possibile divulgativo.

Per prima cosa, dobbiamo tornare a parlare del bosone di Higgs. Come forse ricorderete, in un articolo specifico:

Bosone di Higgs, ma che sarebbe? 

abbiamo gia’ affrontato la sua scoperta, cercando in particolare di spiegare il perche’ l’evidenza di questa particella sarebbe cosi’ importnate nell’ambito del modello standard e della fisica delle alte energie. Come fatto notare pero’, anche in questo caso, parliamo ancora di “evidenza” e non di “scoperta”. Visto che me lo avete chiesto direttamente, ci tengo a sottolineare questa importante differenza.

Come sapete, la fisica e’ detta una “scienza esatta”. Il motivo di questa definizione e’ alquanto semplice: la fisica non e’ esatta perche’ basata su informazioni infinitamente esatte, ma perche’ ogni misura e’ accompagnata sempre da un’incertezza esattamente quantificata. Questa incertezza, e’ quella che comunemente viene chiamato “errore”, cioe’ il grado di confidenza statistico che si ha su un determinato valore. Per poter parlare di evidenza, e’ necessario che la probabilita’ di essersi sbagliati sia inferiore di un certo valore, ovviamente molto basso. Per poter invece gridare alla scoperta, la probabiita’ statistica che quanto misurato sia un errore deve essere ancora piu’ bassa. Questo grado di confidenza, ripeto prettamente statistico, e’ quello che spesso sentiamo valutare riferendosi alla “sigma” o “all’incertezza”.

Bene, tornando al bosone di Higgs, perche’ si dice che ancora non c’e’ la sicurezza che quanto osservato sia proprio quell’Higgs che cerchiamo? Semplice, il grado di confidenza, non ci consente ancora di poter affermare con sicurezza statistica che la particella osservata sia proprio il bosone di Higgs che cerchiamo e non “un” bosone di Higgs o un’altra particella. Come ormai sappiamo, il bosone di Higgs tanto cercato e’ proprio quello relativo al campo di Higgs che determina la massa delle particelle. Per poter essere quel bosone, la particella deve essere, in particolare, scalare e con spin zero. Che significa? Praticamente, queste sono le caratteristiche che definiscono l’identikit dell’Higgs che cerchiamo. Se per quanto riguarda il fatto di essere scalare siamo convinti, per lo spin della particella, dal momento che decade in due fotoni, potrebbe avere spin 0 o 2. Per poter essere sicuri che lo spin sia proprio zero, sara’ necessario raccogliere ancora piu’ dati per determinare con sicurezza questa proprieta’ anche se statisticamente possiamo escludere con una certa incetezza che lo spin sia 2.

Detto questo, e supposto, con una buona confidenza statistica, che quanto trovato sia proprio il bosone di Higgs, sappiamo che la massa trovata per questa particella e’ 125.6 GeV con un un’incertezza totale di 0.4 GeV. Questo valore della massa ha pero’ aperto le porte per una discussione teorica molto accesa e di cui si inizia a parlare anche sui giornali non prettamente scientifici.

Perche’?

Come anticipato, la massa del bosone di Higgs determina la condizione di stabilita’ o instabilita’ del nostro universo. Perche’ proprio l’Higgs? Ovviamente, questo bosone e’ correlato con il campo scalare di Higgs, cioe’ quello che assegna la massa delle particelle. Ora pero’, nel modello standard, troviamo particelle che hanno masse anche molto diverse tra loro. Se osserviamo i quark, passiamo dall’up, il piu’ leggero, al top, il piu’ pesante, con una differenza di massa veramente enorme per particelle che appartengono alla stessa “famiglia”. Detto questo, per determinare la condizione di equilibrio, e tra poco spiegheremo cosa significa, del nostro universo, e’ possibile ragionare considerando proprio le masse dell’Higgs e del top.

In che modo?

Senza spendere troppe parole, vi mostro un grafico molto significativo:

 

Stabilita' dell'universo data dalla correlazione delle masse Top-Higgs

Stabilita’ dell’universo data dalla correlazione delle masse Top-Higgs

Cosa significa questo grafico? Come potete vedere, incrociando il valore della massa del top con quella dell’Higgs e’ possibile capire in quale zona ci troviamo, appunto: stabile, instabile o meta-stabile. Scientificamente, queste sono le condizioni in cui puo’ trovarsi quello che e’ definito vuoto quantomeccanico dell’universo. Se l’universo fosse instabile, allora sarebbe transitato in una successione di stati diversi senza poter formare strutture complesse dovute all’evoluzione. Come potete facilmente capire, in questo caso, noi oggi non saremo qui ad interrogarci su come e’ fatto l’universo dal momento che non avremmo avuto neanche la possibilita’ di fare la nostra comparsa. In caso di universo stabile invece, come il termine stesso suggerisce, tutto rimane in uno stato stazionario senza grosse modificazioni. Meta-stabile invece cosa significa? Questo e’ un termine ricavato direttamente dalla termodinamica. Detto molto semplicemente, un sistema meta-stabile si trova in una posizione di minimo di energia non assoluto. Cioe’? Detto in altri termini, il sistema e’ in uno stato di equilibrio, ma sotto particolari condizioni puo’ uscire da questo stato e scendere verso qualcosa di piu’ stabile ancora. Per capirlo meglio, immaginate di mettere una scodella sul pavimento con dentro una pallina. Se muovete di poco la pallina questa oscillera’ e ricadra’ sul fondo, posizione di equilibrio meta-stabile. Se date un colpo piu’ forte, la pallina uscira’ dalla scodella e andra’ sul pavimento. A questo punto pero’ il vostro sistema immaginario ha raggiunto la posizione piu’ stabile.

Ora, capite bene quanto sia importante e interessante capire che tipo di sistema e’ il nostro universo per determinare eventuali e future evoluzioni temporali che potrebbero avvenire. Come visto nel grafico precedente, per capire lo stato dell’universo possiamo valutare le masse del top e dell’Higgs.

Cosa otteniamo con i valori delle masse oggi conosciuti? Come potete vedere, come per un simpatico scherzo, la massa dell’Higgs ci posizione proprio nella strettissima zona di meta-stabilita’ del nostro universo. Come anticipato, il fatto di non essere nella zona di instabilita’ e’ assolutamente comprensibile pensando al fatto che noi oggi siamo qui. Certo, una massa superiore a 126 GeV ci avrebbe piazzato nella zona stabile dove, come si dice nelle favole, “vissero felici e contenti”. Cosa comporta il fatto di essere nella regione di meta-stabilita’? Come qualcuno, incurante della scienza, cerca di farvi credere, siamo in bilico su una corda. Il nostro universo da un momento all’altro potrebbe transitare verso uno stato piu’ stabile modificando radicalmente le proprieta’ del vuoto quantomeccanico. In questo caso, il nostro universo collasserebbe e segnebbe la nostra fine.

E’ vero questo?

Assolutamente no. Prima di tutto, cerchiamo di ragionare. Come detto, la massa attuale del bosone di Higgs e’ 125.6+/-0.4 GeV. Questo significa che entro una certa probabilita’, piu’ del 15%, la massa del bosone potrebbe essere maggiore di 126 GeV. In questo caso la misura sarebbe pienamente della regione “stabile” dell’universo. Ovviamente, per poter determinare con precisione questo valore e’ necessario ridurre l’incertezza che accompagna la misura in modo da “stringere” l’intervallo entro cui potrebbe essere compresa questa massa.

Se anche l’universo fosse in uno stato meta-stabile, non possiamo certo pensare che da un momento all’altro questo potrebbe uscire dallo stato di equilibrio e transitare verso altro se non in particolari condizioni. Vi ripeto nuovamente come in questo caso ci stiamo muovendo all’interno di ragionamenti prettamente teorici in cui gli stessi principi della fisica che oggi conosciamo potrebbero non essere validi. Secondo alcuni infatti, la stessa evoluzione dell’universo che ha portato oggi fino a noi potrebbe essere stata possibile proprio grazie alla natura meta-stabile del vuoto quantomeccanico.

Come ricorderete, in questi articoli:

Universo: foto da piccolo

Ascoltate finalmente le onde gravitazionali?

cosi’ come in tutti quelli richiamati a loro volta, abbiamo parlato dell’inflazione, cioe’ di quel particolare periodo nell’evoluzione dell’universo che ha portato ad una notevole espansione in tempi brevissimi. Conseguenza dell’inflazione e’ l’avere un universo omogeneo ed isotropo ed in cui le fluttuazione della radiazione di fondo sono molto ridotte. Bene, il bosone di Higgs potrebbe avere avuto un ruolo decisivo per l’innesco del periodo inflazionario. Secondo alcune teorie, infatti, le condizioni fisiche per poter accendere l’inflazione potrebbero essere state date da una particella scalare e l’Higgs potrebbe appunto essere questa particella. Se proprio devo aprire una parentesi, per poter affermare con sicurezza questa cosa, dobbiamo essere sicuri che la fisica che conosciamo oggi possa essere applicata anche in quella particolare fase dell’universo, cioe’ che i modelli attualmente conosciuti possano essere estrapolati a quella che viene comunemente definita massa di Planck dove tutte le forze fondamentali si riunificano. Ovviamente, per poter affermare con sicurezza queste teorie sono necessarie ancora molte ricerche per determinare tutti i tasselli che ancora mancano a questo puzzle.

Seguendo questa chiave di lettura, il fatto di essere in un universo meta-stabile, piu’ che un rischio potrebbe essere stata proprio la caratteristica che ha permesso l’evoluzione che poi ha portato fino ai giorni nostri, con la razza umana presente sulla Terra.

Altro aspetto curioso e importante della meta-stabilita’ dell’universo e’ la possibilita’ di includere i cosiddetti multiversi. Detto molto semplicemente, il fatto che l’universo sia meta-stabile apre gli scenari ad una serie di universi paralleli tutti uno di seguito all’altro caratterizzati da valori continui di alcuni parametri fisici. Non si tratta di racconti fantascientifici o di fantasia ma di vere e proprie teorie fisiche riguardanti il nostro universo.

Concludendo, la scoperta, o l’evidenza, del bosone di Higgs e’ stata sicuramente un ottimo risultato raggiunto dalla fisica delle alte energie, ma certamente non un punto di arrivo. La misura, ancora solo preliminare, della massa della particella apre le porte a scenari di nuova fisica o di considerazioni molto importanti circa la natura del nostro stesso universo. Come visto in questo articolo, quelli che apparentemente potrebbero sembrare campi del sapere completamente diversi e lontani, l’infinitamente piccolo e l’infinitamente grande, sono in realta’ correlati tra loro proprio da singole misure, come quella della massa dell’Higgs. A questo punto, capite bene come lo scneario si fa sempre piu’ interessante e sara’ necessario fare ancora nuove ricerche prima di arrivare a qualcosa di certo.

 

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Su internet si trova di tutto …. o quasi

10 Gen

Tra pochi giorni iniziera’ a Washigton il meeting della Societa’ Astronomica Americana, incontro molto importante per discutere le ultime teorie, scoperte e per analizzare dettagli fondamentali dell’esplorazione spaziale. Per poter avere una comunicazione, come si chiama in gergo, al meeting e’ necessario inviare qualche giorno prima articoli specifici per raccontare il proprio lavoro.

Tra i tanti articoli sottomessi, ne e’ stato inviato uno molto particolare. Se non fosse che gli autori dell’articolo sono ricercatori della Michigan Technological University, si potrebbe quasi pensare ad uno scherzo di cattivo gusto.

Di cosa sto parlando?

Senza togliervi il gusto della sorpresa, vi segnalo il link dove potete vedere l’intero articolo inviato. Vi prego di concentrarvi sul titolo della ricerca:

Articolo per Astronomical Society

ovvero, “ricerca su internet di viaggiatori nel tempo”.

E’ uno scherzo?

Assolutamente no. Proviamo a capire di cosa si parla. Molto spesso, complici anche i tanti film di fantascienza sul tema, parliamo di viaggiare nel tempo con la possibilita’ di poter andare avanti e indietro. Potremmo pensare di rivivere momenti importanti del passato, oppure dare una sbirciatina al prossimo futuro per vedere come apparira’ il mondo tra decine o centinaia di anni.

Bene, supponiamo che tra X anni qualcuno costruisca una macchina del tempo che permetta di fare questo. Magari, ci sara’ qualcuno che, per curiosita’, verra’ a rivedere come era il mondo agli inizi del XXI secolo. Se queste persone del futuro tornassero indietro nel tempo, sicuramente potrebbero lasciare delle tracce nel periodo visitato.

Come possiamo trovare queste tracce?

Semplice, secondo gli autori di questo articolo, c’e’ la possibilita’ che i crononauti, cioe’ i viaggiatori nel tempo, possano lasciare alcuni segni del loro passaggio sulla rete. Cosa evidenziare queste tracce? Per prima cosa, si potrebbe cercare sui social network. Per effettuare la ricerca, gli studiosi hanno infatti eseguito delle ricerche particolari cercando di capire se ci fosse qualcuno che, in rete, abbia parlato di qualche avvenimento importante prima che questo si potesse verificare o prima che questo divenisse di dominio pubblico. In particolare, i ricercatori hanno preso come riferimento la scoperta della cometa ISON e l’elezione di Papa Francesco. Come anticipato, utilizzando parole chiave specifiche, hanno provato a vedere se ci fosse l’evidenza di qualche utente che avesse parlato di questi argomenti prima che accadessero. Questo sarebbe un chiaro segnale che queste persone conoscevano gli eventi perche’ provenienti dal futuro.

Cosa si e’ scoperto?

Purtroppo, non sono state trovate corrispondenze significative. Utlizzando algoritmi di ricerca appositamente studiati, e applicati su social network come Facebook e Twitter, non si sono trovate voci che parlassero della ISON prima della data ufficiale della sua scoperta. Per quanto riguarda il papa invece, una corrispondenza e’ stata trovata ma si tratta di un utente che aveva preannunciato l’elezione di Bergoglio pochi giorni prima del conclave. Come potete facilmente immaginare, prima dell’elezione, c’e’ sempre il toto-Papa ed e’ assolutamente normale che tra tante previsioni qualcuno azzecchi il nuovo successore di Pietro.

Come sapete, scientificamente, esiste la possibilita’, a livello teorico, di poter effettuare viaggi nel tempo. Ovviamente si tratta, almeno al momento, di teorie derivate direttamente dalla relativita’ e dei principi primi della Natura. Certo, non possiamo escludere che un giorno, remoto o no, qualcuno possa, perche’ dotato di conoscenze piu’ avanzate delle nostre, poter realizzare una macchina del tempo. Ad oggi pero’, non ci sono evidenze, almeno stando a questa ricerca, di viaggiatori temporali approdati in questi anni. A questo punto, le conclusioni possibili sono tante: nessuno costruira’ mai una macchina del tempo, il nostro periodo non e’ interessante, il viggiatore temporale preferisce guardarsi intorno piuttosto che cinguettare su twitter o molte altre possibilita’ che, magari scientificamente, potrebbero rendere il viaggio temporale non come lo possiamo immaginare noi oggi.

 

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

Polonia: scoperto cimitero di vampiri

16 Lug

A prima vista, questo titolo potrebbe sembrare goliardico oppure una presa in giro verso qualche sito che si diverte a pubblicare notizie assurde. In realta’, non e’ cosi’. In polonia, e precisamente nella cittadina di Gliwice, e’ stato portato alla luce, durante dei lavori edili, un luogo di sepoltura contenente diversi corpi di vampiri. Come e’ possibile affermare che si tratti proprio di vampiri? I defunti erano seppelliti con il cranio tra le gambe. Nella cultura popolare, questo e’ uno dei metodi di sepoltura che venivano utilizzati per quelle persone sospettate di vampirismo.

Stiamo scherzando? Assolutamente no.

Corpi nel cimitero di Gliwice

Corpi nel cimitero di Gliwice

Come tutti sanno, la leggenda dei vampiri e’ iniziata cavallo tra il XVII e il XVIII secolo, quando si e’cominciata a diffondere la paura nei confronti di questi esseri umani trasformati, dopo la morte, in uno stato molto aggressivo ed in particolare in grado di nutrirsi di sangue umano.

Oltre alla tradizione est europea, il mito dei vampiri si e’ in breve tempo diffuso in moltissimi paesi e, come spesso accade, questo ha portato ad una persecuzione che purtroppo ha causato diverse vittime nei vari paesi.

Secondo la leggenda, un morto che veniva calpestato da un animale, in particolare un gatto, o che era defunto per cause violente o improvvise, era in grado di trasformarsi in un non-morto. In questi casi, il defunto poteva risvegliarsi dal riposo eterno e girare per la citta’ in cerca di vittime per saziare, mediante il loro sangue, la sua continua fame.

Prorpio per questo motivo, i vampiri venivano spesso rappresentati come gonfi e con la carnagione molto scura. Inoltre, i banchetti fatti lasciavano un inconfondibile rigagnolo di sangue vicino alla bocca.

Come spesso accade, l’origine di quete leggende e’ da ricercarsi nella scarsa cultura dell’epoca. Per poter identificare un vampiro, molto spesso si ricorreva alla riesumazione dei corpi. Ora, i meccanismi di decomposizione corporea, possono in alcuni casi portare gonfiore pettorale, a causa dei gas interni, e dunque, a causa della pressione creata, una fuoriuscita di sangue dalla bocca. Sempre secondo la cultura popolare, i vampiri presentavano una crescita di unghie e capelli anche dopo la morte, segno inconfondibile che il corpo era rimasto appeso tra uno stato intermedio tra la vita e la morte. Come e’ possibile questo? Nelle riesumazioni, molto spesso si puo’ osservare una lunghezza dei capelli maggiore rispetto a quella al momento della morte. Questo e’ del tutto normale pensando alla ritiro cutaneo che fa apparire capelli e unghie piu’ lunghe.

Detto questo, le caratteristiche attribuite ad un vampiro sono del tutto normali e comprensibili alla luce delle attuali conoscenze mediche. L’ignoranza del tempo ha pero’ portato questa “caccia al vampiro” di cui abbiamo gia’ parlato.

Come venivano trattati i vampiri?

Il momento della sepoltura era quello piu’ importante. Per evitare che il corpo si risvegliasse e andasse in giro a procurarsi cibo, in diversi paesi vennero sviluppate tecniche diverse. In alcuni casi, il defunto veniva seppellito con cibo per nutrirlo o con la bocca riempita di terra. In altri casi, venivano messi dei mattoni intorno al mento per impedire che il vampiro potesse aprire la bocca. In alcuni paesi dell’est i corpi dei presunti vampiri venivano seppelliti con una moneta in bocca, soluzione che poteva tenere occupato il vampiro impedendo l’uscita dalla bara.

Oltre a questi metodi “soft” ve ne erano poi tanti altri molto piu’ rudi. Sempre nell’ottica di impedire al vampiro di uscire dalla bara, il corpo veniva seppellito bloccandolo con chiodi, con reti metalliche, con cocci di vetro intorno o anche, come immaginerete, con paletti di frassino o biancospino pianetati nel cuore. Inoltre, la sepoltura con la testa in mezzo alle gambe veniva utilizzata perche’ il vampiro non trovasse la sua testa e questo gli impedisse di uscire.

In moltissimi casi, vengono riportate testimonianze di cadaveri riesumati le cui bare presentavano segni di unghie. Questo era visto come un inequivocabile segnale del risveglio. Oggi sappiamo bene interpretare questi fatti come casi di sepoltura anticipata. Le scarse conoscenze mediche possono infatti aver portato a diversi casi di morti apparenti o di persone ancora vive sepolte per sbaglio.

In diverse culture antiche si riporta di figure che possiamo definire pre-vampiresche, cioe’ in grado di nutrirsi del sangue di esseri viventi. In questo contesto, sia nella cultura egiziana, romana che babilonese troviamo esseri diversi che si nutrivano di sangue.

Oltre alla riesumazione, in vita i vampiri potevano essere individuati osseervando il loro comportamento alla luce. Come noto infatti, i vampiri non possono resistere alla luce del sole. Anche questo aspetto, puo’ essere interpretato con le nostre attuali conoscenze mediche. In diverse persone si riscontra infatti una ipersensibilita’ alla luce a causa di un particolare disturbo agli occhi. Molto probabilmente, in tempi antichi, questa malattia era vista come un chiaro segnale di vampirismo.

Detto questo, non ci sorprende affatto il ritrovamento in Polonia di un cimitero di vampiri. Soprattutto nell’est Europa, questa fobia tocco’ il suo apice provocando vittime cosi’ come avvenne in Europa centrale con la caccia alla streghe. Come visto nell’articolo, molte delle superstizioni popolari erano in realta’ spinte da scarse conoscenze in campo medico, oggi del tutto comprese ed interpretate.

 

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

Cimitero alieno in Messico

21 Gen

In questi giorni, ho ricevuto diversi messaggi che mi chiedevano di esprimere la mia opinione su un curioso ritrovamento avvenuto in Messico. In realta’, si tratta di una notizia di fine dicembre, ma visto l’interesse, e soprattutto la speculazione avvenuta, credo sia interessante raccontarvi questa vicenda.

Veniamo prima di tutto alla notizia.

Uno dei teschi ritrovati nel cimitero messicano

Uno dei teschi ritrovati nel cimitero messicano

In Messico, e precisamente nel piccolo villaggio di Onavas, e’ stato ritrovato un piccolo cimitero, a detta degi archeologi, risalente a circa 1000 anni fa, contenente 25 corpi. Cosa c’e’ di strano in questo avvenimento? Dei 25 corpi, 5 presentavano delle mutilazioni dentarie, mentre altri 13 avevan0 forme del cranio decisamente “strane”.

Guardando la foto riportata, non credo ci sia bisogno di dire il perche’ questo ritrovamento sia stato tanto pubblicizzato, ma soprattutto a cosa si e’ pensato, in rete.

Come vedete, i crani dei 13 corpi incriminati presentavano una scatola ossea molto allungata e le orbite oculari molto strette. Anomalie invece non riscontrate negli altri corpi rinvenuti nel sito in questione.

Molti siti hanno parlato di un cimitero alieno. Per essere precisi, il fatto di aver trovato nello stesso luogo di sepoltura corpi certamente umani e questi, a detta di alcuni, alieni, ha consolidato la tanta amata ipotesi che razze extraterrestri abbiano visitato in passato il nostro pianeta, integrandosi e convivendo per un certo periodo con gli abitanti del luogo.

Cosa c’e’ di vero in tutto questo? Possibile che si tratta di corpi alieni?

Anche in questo caso, la risposta e’ ovviamente “no”. La notizia e’ reale, archeologicamente parlando, ma sono false le conclusioni a cui si e’ cercato di arrivare in rete.

Vediamo il perche’.

I 13 corpi incriminati, sono in realta’ perfettamente umani. La particolare forma del cranio osservata e’ dovuta ad una tecnica di deformazione ossea utilizzzata in passato da diverse civilta’.

Perche’ si ricorreva a queste deformazioni, non e’ in realta’ univoco. Diverse popolazioni utilizzavano queste tecniche per scopi diversi. In alcuni casi per la ricerca di un canone di bellezza del tempo. In altri casi, soprattutto per le deformazioni del cranio, si pensava che modificando la testa in questo modo si potesse aumentare l’intelligenza dell’individuo. In altri casi ancora, le deformazioni indicavano l’appartenenza ad una determinata casta o ad un particolare status sociale. Come vedete, non esiste una motivazione unica, per le diverse civilta’, per spiegare il perche’ di queste deformazioni.

Veniamo al dunque, concentrandoci sulle deformazioni craniche chiamate in causa in questo articolo.

Il cranio puo’ essere deformato in vari modi. Si puo’ ricorrere a stretti bendaggi per la compressione uniforme della testa, oppure aiutarsi mediante tavolette legate molto strette. In questo secondo caso, si possono ottenere anche effetti asimmetrici, come ad esempio una fronte molto alta, i lati della testa schiacciati o forme simili a cubi.

Tutte queste deformazioni vengono fatte su neonati prima che si chiudano le fontanelle craniche. In questo modo, le ossa del cranio non sono ancora perfettamente formate e risultano piu’ morbide e modificabili.

Perche’ questo ritrovamento non sorprende? Semplicemente perche’ le popolazioni precolombiane erano solite praticare deformazioni ossee. Per darvi un’idea, il piu’ antico cranio deformato, rinvenuto sempre in centro America, e precisamente in Peru’, risale a circa 8500 anni fa, dunque molto prima della datazione del cimitero di Onavas. Questo per farvi capire quanto e’ antica questa tecnica.

Esistono decine di ritrovamenti tra Messico, Guatemala, Peru’, ecc di luoghi di sepoltura in cui sono stati rinvenuti corpi con ossa deformate artificialmente. Pensate che esistono dei cimiteri in cui fino al 90% dei corpi presentavano deformazioni piu’ o meno evidenti.

Per chi volesse approfondire questi concetti, la distinzione tra le diverse deformazioni, ma anche le diverse tecniche utilizzate per provocarle, vi segnalo una pagina molto interessante, spero non per attuare le tecniche, creata dall’Universita’ di Padova per il Centro di Ateneo per i Musei:

UniPD Deformazioni

Come anticipato, molti altri popoli utilizzavano le deformazioni craniche, insieme anche ad altri tipi di “segnatura” artificiale. Per farvi un esempio, il popolo barbaro degli Unni era solito ricorrere alle deformazioni craniche, molto probabilmente, per evidenziare i giovani destinati al sacerdozio.

Deformazioni del cranio utilizzate in Congo

Deformazioni del cranio utilizzate in Congo

In alcuni casi, secondo la cultura o il popolo, le deformazioni craniche venivano anche associate a tatuaggi, piercing o anche mutilazioni di alcune parti del corpo, sempre per indicare uno status sociale o anche per una prova di coraggio dell’individuo.

Al giorno d’oggi, presso alcune popolazioni soprattutto africane, ancora si ricorre alla deformazione del cranio, principalmente per fini estetici. La tribu’ dei Mangbetu, in Congo, e’ solita ricorrere a queste tecniche utilizzando, come visibile nella foto, delle strette bende applicate ai neonati al fine di allungare simmetricamente il cranio.

Concludendo, non c’e’ assolutamente niente di particolare nel ritrovamento avvenuto in Messico. Specifichiamo che questa scoperta e’ molto importante dal punto di vista antropologico e archeologico, si tratta di un cimitero risalente a circa 1000 anni fa delle civilta’ occupanti l’area centro americana. I corpi ritrovati pero’ sono tutti di natura umana. Come mostrato nell’articolo, non sorprende affatto l’aver ritrovato corpi deformati dal momento che tecniche di questo tipo erano spesso utilizzate in epoche e luoghi diversi per scopi altrettanto vari. Ancora oggi, in alcune piccole popolazioni, si ricorre a deformazioni artificiali delle ossa del corpo.

Quello che ha caratterizzato questa notizia, e’ stata solo l’enorme pubblicita’ fatta sulla rete da tantissimi siti. Il perche’ di questo? Come detto all’inizio, il ritrovamento e’ stato fatto intorno alla fine di Dicembre, dunque in concomitanza con la fine del calendario Maya di cui spesso abbiamo parlato. La notizia in questione e’ stata solo pubblicizzata al fine di aumentare l’interesse della gente, incrementando la tanta confusione creata appositamente in rete.

 

 

 

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 materia oscura

19 Dic

Abbiamo iniziato a parlare di questa “materia oscura”, commentando un articolo catastrofista, e permettemi di dire alquanto bizzarro, apparso oggi su alcuni quotidiani:

Venerdi finisce il mondo!

Come visto, secondo queste fonti, un ammasso di materia oscura, sotto forma di corpo esteso e massivo, sarebbe in rotta di collisione con la Terra per il 21/12.

Nell’articolo citato, abbiamo gia’ discusso delle assurdita’ scientifiche prospettate come ipotesi di partenza, ma per offrire un quadro piu’ chiaro, dobbiamo necessariamente parlare di materia oscura.

Ovviamente, come capite bene, questo articolo e’ solo un corollario a quello citato, ma ho deciso di metterlo come post isolato, vista l’importanza della divulgazione di argomenti come questi.

Prima di iniziare, vorrei fare una premessa importate. Come piu’ volte dichiarato, in questo blog vogliamo fare divulgazione scientifica approfittando delle profezie del 2012. Per questa ragione, cerchiamo di fare una divulgazione semplice e che lasci intendere i concetti fondamentali. Questo punto e’ importante, perche’ vogliamo dare risposte accessibili a tutti. Non sono qui per fare una lezione universitaria, ne tantomeno per fare un esercizio di stile scientifico. Cerchero’ di essere molto chiaro, esplorando solo i concetti fondamentali. Mi scuso da subito con quanti di voi hanno gia’ conoscenza dell’argomento e potrebbero considerare questo post troppo semplice.

Cominciamo dalle cose ovvie.

In questo post:

Piccolo approfondimento sulla materia strana

abbiamo gia’ parlato di modello standard. In particolare, abbiamo visto come le particelle fondamentali, cioe’ non formate da pezzetti piu’ piccoli, siano in realta’ poche e descrivibili attraverso delle famiglie. Mescolando insieme queste particelle, che altro non sono i componenti di quello che chiamiamo “modello standard”, possiamo capire la materia che ci circonda e le interazioni, cioe’ le forze, che questa subisce.

Fin qui tutto chiaro.

Ora, cosa c’entra la materia oscura?

Prima di tutto un po’ di storia. Nel 1933 l’astronomo Zwicky fece il seguente esercizio. Studiando l’ammasso della Chioma, sommo’ tutte le masse galattiche, cioe’ le masse di tutti gli oggetti che componevano l’ammasso, e ottenne in questo modo la massa totale della Chioma. Fin qui, niente di speciale. Ora pero’, e’ possibile ricavare la massa anche in modo indiretto, cioe’ misurando la dispersione delle velocita’ delle galassie che costituivano l’ammasso. In questo secondo modo, ottenne un’altra misura della massa totale, questa volta in modo indiretto. Il problema fu che la seconda stima era maggiore della prima di circa 400 volte. Detto in parole povere, la somma non faceva il totale.

Questa discrepanza venne poi studiata in dettaglio solo negli anni ’70, quando si capi’ che questa differenza non era dovuta ad errori di calcolo, bensi’ era un qualcosa ancora non capito dalla scienza.

Proprio in questo contesto, si comincio’ a parlare di materia oscura, cioe’ materia non visibile dagli strumenti ma dotata di massa, che era in grado di risolvere le discrepanze trovate.

A questo punto, ognuno di noi potrebbe pensare che si sta cercando solo di farsi tornare i conti. In realta’ non e’ cosi’. La materia oscura e’ importante anche per capire e spiegare molte leggi di natura estremamente importanti del nostro universo. Piu’ che un artificio di calcolo e’ qualcosa in grado spiegare il funzionamento stesso di quello che osserviamo.

Cerchiamo di capire meglio con qualche altro esempio.

Una delle evidenze principali della materia oscura e’ nell’osservazione e nella parametrizzazione delle galassie a spirale. Cos’e’ una galassia a spirale? Sono galassie formate da una parte interna, detta bulbo, e d alcune braccia che si avvolgono intorno a questa parte centrale.

Esempio di galassia spirale

Esempio di galassia spirale

Ora, immaginiamo di voler misurare la velocita’ delle stelle che compongono la galassia. In linea di principio, per la terza legge di Keplero, piu’ ci allontaniamo dal centro, minore dovrebbe essere la velocita’ delle stelle. Se immaginate di fare un grafico in cui riportate la velocita’ in funzione della distanza dal centro, cosa vi aspettereste? Se la velocita’ delle stelle periferiche e’ piu’ bassa, dovremmo avere un grafico che decresce all’aumentare della distanza.

Velocita' di rotazione delle stelle in funzione della distanza dal centro. A: aspettato B:osservato

Velocita’ di rotazione delle stelle in funzione della distanza dal centro. A: aspettato B:osservato

In realta’ osservate che la velocita’ delle stelle lontane e’ paragonabile a quelle interne, cioe’ il grafico e’ “piatto”. Perche’ avviene questo? Semplicemente perche’ non possiamo stimare la massa della galassia semplicemente sommando le singole stelle, ma dobbiamo mettere dentro anche la materia oscura. Rifacendo il calcolo considerando la materia oscura ottenete il grafico sperimentale visto in figura. Ma e’ veramente necessaria questa massa aggiuntiva? In realta’ si. Se la massa fosse solo quella delle stelle visibili, le stelle piu’ lontane, e che dunque ruotano piu’ velocemente di quello che ci aspettiamo, sarebbero espulse dalla galassia. Dal momento che vediamo con i nostri occhi che le stelle sono sempre li senza essere espulse, significa che la materia oscura ci deve essere.

Se siete riusciti ad arrivare fino a questo punto, ormai siamo in discesa.

Restano due domande fondamentali a cui rispondere. Quanta materia oscura c’e’ nell’universo? Ma soprattutto, cos’e’ questa materia oscura?

Il “quanta ce n’e'” potrebbe sorprendervi. Dalle stime fatte nel nostro universo, si trova che circa l’85% totale della massa e’ composta da materia oscura. Detto in altri termini abbiamo circa 6 volte piu’ materia oscura che materia barionica. Questa cosa puo’ sorprendere molto. Pensateci bene, parlando di modello standard, abbiamo visto la materia barionica, cioe’ quella che forma la materia che vediamo. Bene, l’85% della massa che compone l’universo e’ fatta di qualcosa di diverso rispetto alla materia che conosciamo.

A questo punto, cerchiamo di capire cos’e’ la materia oscura.

In realta’, non posso darvi una risposta certa e definitiva, perche’ in questo caso stiamo esplorando campi ancora aperti della scienza moderna. Esistono ovviamente diverse ipotesi riguardo alla composizione della materia oscura, ma non una certezza sperimentale.

Ragioniamo un secondo. Da quanto detto, la materia oscura ha una massa, produce effetti gravitazionali, come nel caso delle galassie a spirale viste, ma non e’ visibile ad occhio nudo. Fino ad oggi, sappiamo della sua esistenza solo attraverso misure indirette, cioe’ attraverso gli effetti che produce.

Quali sono le ipotesi per la materia oscura?

L’ipotesi principale ‘e che la maggior parte della materia oscura sia composta da materia non barionica molto massiva. Ci si riferisce a questa categoria come WIMP, cioe’ “particelle massive debolmente interagenti”. Cosa significa debolmente interagenti? Semplicemente che questo genere di materia non reagisce facilmente con la materia barionica. Nonostante questo, le WIMP avrebbero una massa molto elevata e dunque una forte interazione gravitazionale.Il fatto che sia poco interagente, rende la sua osservazione molto difficile, dal momento che non emette a nessuna lunghezza d’onda e dunque non e’ visibile neanche fuori dal visibile.

Spesso sentite parlare di WIMP anche come neutralini, neutrini massivi, assioni, ecc. Questi sono solo i nomi di alcune particelle predette nella categoria delle WIMP e su cui si sta incentrando la ricerca. Sotto questo aspetto, si cerca appunto di identificare la materia oscura in diversi modi. I principali sono cercando di produrla negli acceleratori di particelle, oppure cercando di rivelare i prodotti, barionici questa volta, dunque visibili, prodotti nell’interazione tra particelle di materia oscura.

Spero di essere stato abbastanza chiaro nella trattazione, ma soprattutto spero che questi pochi concetti permettano di capire meglio l’articolo che stiamo discutendo sulla presunta scoperta di un pianeta di materia oscura in rotta di collisione con noi.

La divulgazione della scienza passa anche attraverso argomenti come questo. Partire dalle profezie del 2012, ci consente di divulgare la vera scienza e di mostrare argomenti attuali e ancora in corso di investigazione scientifica. Per leggere un libro divulgativo semplice e adatto a tutti, non perdete in libreria ”Psicosi 2012. Le risposte della scienza”.

Venerdi finisce il mondo!

19 Dic

Che dire? Il titolo promette molto bene. In realta’, il titolo cosi’ sensazionalistico non e’ farina del mio sacco, ma quello che un nostro lettore ci ha segnalato e che potevate leggere oggi sul giornale “Notizia Oggi Vercelli”. Trovate la segnalazione nei commenti di questo post:

Scontro Terra-Nibiru a Luglio?

e potete leggere la notizia di cui vi voglio parlare seguendo questo link:

Notizia oggi Vercelli

Ora, dal momento che la visione di questo articolo ha scatenato non pochi sospetti ed ansie, credo sia giusto prendere sul serio la cosa ed analizzare i diversi punti portati come tesi in questo articolo.

Iniziamo proprio la nostra analisi dalla prima riga. “Federico Caldera, consulente scientifico della NASA, bla bla”. Chi e’ Federico Caldera? Assolutamente non lo so! Come potete verificare da soli, non si trova nessun riferimento su web a questo tizio, ne’ tantomeno alla sua professione di consulente scientifico. Anche cercando direttamente sul sito NASA e guardando tra i dipendenti, consulenti, ecc, non vi e’ nessuna traccia di Federico Caldera.

Il telescopio spaziale WISE

Il telescopio spaziale WISE

Gia’ questo ci insospettisce moltissimo. La notizia, che avrebbe come fonte la NASA, viene data da uno che non esiste o che non e’ un consulente NASA.

Nonostante questo, andiamo avanti nelle lettura dell’articolo e vediamo cosa dice.

“Nel lugio 2011, il telescopio della NASA WISE avrebbe rivelato uno sciame di anomalie gravitazionali in rotta di collisione con la Terra”.

Attenzione, WISE e’ veramente un telescopio della NASA che opera nella regione dell’infrarosso, e di cui abbiamo parlato in questi post:

Scontro Terra-Nibiru a Luglio?

Finalmente le foto di Nibiru!

Peccato che WISE sia stata lanciato in orbita nel novembre 2009 e la missione sia durata 10 mesi in tutto. Questo significa che nel 2011, la missione era gia’ conclusa e dunque WISE era spento e senza energia elettrica. Dopo questa, abbiamo gia’ capito che si tratta di una bufala colossale, ma voglio lo stesso andare avanti per mostrare tutto il ragionamento, ma soprattutto perche’ una notizia del genere ci consente di parlare di argomenti scientifici reali, non ancora trattati.

Premesso che WISE era spento nel 2011, leggiamo che si sarebbero osservate una scia di anomalie gravitazionali. Cosa sarebbe una scia di anomalie gravitazionali? Come visto in questi articoli:

Storia astronomica di Nibiru

Nibiru: la prova del trattore gravitazionale

parliamo di anomalie gravitazionali per descrivere l’influenza di un corpo estraneo in un sistema stabile sotto l’effetto dell’attrazione gravitazionale. Mi spiego meglio. Prendiamo come esempio il Sistema Solare. I pianeti orbitano su traiettorie precise dettate dall’interazione gravitazionale con il Sole, principale, ma anche modificate dalla presenza degli altri pianeti. Se ora inserite un corpo nuovo nel Sistema, la massa di questo modifichera’ l’equilibrio gravitazionale, scombussolando la situazione preesistente. Queste sono le anomalie grvitazionali. Capite bene parlare di una scia di anomalie, non significa assolutamente nulla dal punto di vista scientifico. Inoltre, le anomalie, per definizione, non collidono con i pianeti, se proprio vogliamo, e’ il corpo che le provoca ad urtare qualcos’altro.

Proseguendo nella lettura, troviamo la solita trama complottista che vede come protagonista un file segretissimo e di cui si e’ venuti a conoscenza per un motivo che non si puo’ dire, la NASA che lo sa gia’ da tanti mesi, ecc. Ma attenzione perche’ poi arriviamo al piatto forte dell’articolo: “i corpi in rotta di collisione con la Terra sarebbero aggregati di materia oscura”!

Qui, si rasenta veramente la follia anche dal punto di vista fantascientifico.

Parallelamente a questo articolo, ho pubblicato anche quest’altro post:

La materia oscura

in cui ho cercato di spiegare in modo molto semplice cos’e’ la materia oscura e quali sono i punti su cui si sta concentrando la ricerca. Se non lo avete fatto, vi consiglio di leggere questo articolo a questo punto, prima di andare avanti nella lettura.

Cosa sappiamo sulla materia oscura? Sappiamo che, nell’ipotesi piu’ accreditata dalla scienza, esiste perche’ ne vediamo gli effetti. Al momento, non sappiamo di cosa si tratta, abbiamo varie ipotesi ma non una risposta definitiva. Bene, come potrebbe un qualcosa che non conosciamo formare una “palla” di materia oscura?

Capite bene che questo articolo, ripeto comparso su un giornale online, e’ stato scritto o per prendere in giro le profezie del 21/12, o da uno completamente ignorante in astronomia. Come visto nel post riportato, per la materia oscura parliamo di materia molto debolmente interagente. E’ assurdo pensare che particelle di questo tipo possano formare un sistema aggregato che si muove nell’universo.

Perche’ si parla di materia oscura? Semplice, perche’ in questo modo si concentra l’attenzione su un argomento ancora dibattuto dalla scienza e su cui la risposta defiitiva ancora manca. In questo modo si ottengono due risultati importanti. In primis, si alimenta il sospetto sulla scienza e sul complottismo sempre presente che vedrebbe scienza e governi andare a braccetto per salvare una piccola casta di eletti, ma, soprattutto, parlare di materia oscura alimenta il terrore nelle persone che sentono parlare di qualcosa completamente misterioso e di cui si sa veramente poco. Al solito, la non conoscenza di taluni argomenti genera mostri nella testa della gente.

Spero che il breve articolo sulla materia oscura, possa essere utile per dare a tutti un’infarinata su questi concetti e per evitare di cadere in tranelli, come questo articolo, del tutto campati in aria dal punto di vista scientifico.

Solo per completezza, la cosa peggiore dell’articolo e’ scrivere dove dovrebbero impattare questi corpi di materia oscura. Ma ci rendiamo conto di cosa significa? Anche se fosse, sarebbe impossibile calcolare le traiettorie in modo cosi’ preciso. Nell’articolo manca solo l’indirizzo esatto con via e numero civico dove impatteranno. Piu’ volte abbiamo parlato di traiettorie, trattando, ad esempio, di asteroidi:

2012 DA14: c.v.d.

E alla fine Nibiru e’ un asteroide

La cosa piu’ importante che abbiamo capito, e che ora siamo in grado di riconoscere, e’ l’impossibilita’ di fare un calcolo esattamente preciso dell’orbita completa di un corpo. Ogni interazione con un altro corpo, determina una variazione della  traiettoria, e questo rende senza dubbio impossibile calcolare con la precisione profetizzata nell’articolo gli eventuali punti di impatto con la Terra.

Come anticipato qualche giorno fa, pian piano che le idee catastrofiste sul 21/12 cedono il passo al ragionamento scientifico, dobbiamo aspettarci ancora qualche teoria assolutamente campata in aria e messa su internet solo per alimentare il sospetto e, nella peggiore delle ipotesi, la paura delle persone. Prima di credere a qualsiasi teoria, ragionate sempre con la vostra testa. Per un’analisi scientifica e seria di tutte le profezie del 2012, non perdete in libreria ”Psicosi 2012. Le risposte della scienza”.