Tag Archives: passato

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.

Annunci

L’espansione metrica dell’universo

8 Apr

In questo blog, abbiamo dedicato diversi articoli al nostro universo, alla sua storia, al suo destino, alla tipologia di materia o non materia di cui e’ formato, cercando, come e’ ovvio, ogni volta di mettere il tutto in una forma quanto piu’ possibile comprensibile e divulgativa. Per chi avesse perso questi articoli, o solo come semplice ripasso, vi riporto qualche link riassuntivo:

E parliamo di questo Big Bang

Il primo vagito dell’universo

Universo: foto da piccolo

La materia oscura

Materia oscura intorno alla Terra?

Due parole sull’antimateria

Flusso oscuro e grandi attrattori

Ascoltate finalmente le onde gravitazionali?

Come e’ ovvio, rendere questi concetti fruibili a fini divulgativi non e’ semplice. Per prima cosa, si deve evitare di mettere formule matematiche e, soprattutto, si deve sempre riflettere molto bene su ogni singola frase. Un concetto che potrebbe sembrare scontato e banale per un addetto ai lavori, potrebbe essere del tutto sconosciuto a chi, non avendo basi scientifiche solide, prova ad informarsi su argomenti di questo tipo.

Perche’ faccio questo preambolo?

Pochi giorni fa, un nostro lettore mi ha contatto via mail per chiedermi di spiegare meglio il discorso dell’espansione dell’universo. Per essere precisi, la domanda era relativa non all’espansione in se, ma a quella che viene appunto definita “espansione metrica” dell’universo. Cosa significa? Come visto varie volte, l’idea comunemente accettata e’ che l’universo sia nato da un Big Bang e durante questa espansione si sono prima formate le forze, il tempo, le particelle, poi i pianeti, le galassie e via dicendo. Ci sono prove di questo? Assolutamente si e ne abbiamo parlato, anche in questo caso, piu’ volte: la radiazione cosmica di fondo, lo spostamento verso il rosso delle galassie lontane, le conclusioni stesse portate dalla scoperta del bosone di Higgs e via dicendo. Dunque? Che significa espansione metrica dell’universo? In parole povere, noi diciamo che l’universo si sta espandendo, e che sta anche accelerando, ma come possiamo essere certi di questo? Che forma ha l’universo? Per quanto ancora si espandera’? Poi cosa succedera’? Sempre nella domanda iniziale, veniva posto anche un quesito molto interessante: ma se non fosse l’universo ad espandersi ma la materia a contrarsi? L’effetto sarebbe lo stesso perche’ la mutua distanza tra due corpi aumenterebbe nel tempo dando esattamente lo stesso effetto apparente che vediamo oggi.

Come potete capire, di domande ne abbiamo fin troppe a cui rispondere. Purtroppo, e lo dico in tutta sincerita’, rendere in forma divulgativa questi concetti non e’ molto semplice. Come potete verificare, raccontare a parole che il tutto sia nato da un Big Bang, che ci sia stata l’inflazione e si sia formata la radiazione di fondo e’ cosa abbastanza fattibile, parlare invece di forma dell’universo e metrica non e’ assolutamente semplice soprattutto senza poter citare formule matematiche che per essere comprese richiedono delle solide basi scientifiche su cui ragionare.

Cerchiamo dunque di andare con ordine e parlare dei vari quesiti aperti.

Come visto in altri articoli, si dice che il Big Bang non e’ avvenuto in un punto preciso ma ovunque e l’effetto dell’espansione e’ visibile perche’ ogni coppia di punti si allontana come se ciascun punto dell’universo fosse centro dell’espansione. Cosa significa? L’esempio classico che viene fatto e’ quello del palloncino su cui vengono disegnati dei punti:

Esempio del palloncino per spiegare l'espansione dell'universo

Esempio del palloncino per spiegare l’espansione dell’universo

Quando gonfiate il palloncino, i punti presenti sulla superficie si allontanano tra loro e questo e’ vero per qualsiasi coppia di punti. Se immaginiamo di essere su un punto della superficie, vedremo tutti gli altri punti che si allontanano da noi. Bene, questo e’ l’esempio del Big Bang.

Ci sono prove di questo? Assolutamente si. La presenza della CMB e’ proprio un’evidenza che ci sia stato un Big Bang iniziale. Poi c’e’ lo spostamento verso il rosso, come viene definito, delle galassie lontane. Cosa significa questo? Siamo sulla Terra e osserviamo le galassie lontane. La radiazione che ci arriva, non necessariamente con una lunghezza d’onda nel visibile, e’ caratteristica del corpo che la emette. Misurando questa radiazione ci accorgiamo pero’ che la frequenza, o la lunghezza d’onda, sono spostate verso il rosso, cioe’ la lunghezza d’onda e’ maggiore di quella che ci aspetteremmo. Perche’ avviene questo? Questo effetto e’ prodotto proprio dal fatto che la sorgente che emette la radiazione e’ in moto rispetto a noi e poiche’ lo spostamento e’ verso il rosso, questa sorgente si sta allontanando. A questo punto sorge pero’ un quesito molto semplice e comune a molti. Come sapete, per quanto grande rapportata alle nostre scale, la velocita’ della luce non e’ infinita ma ha un valore ben preciso. Questo significa che la radiazione emessa dal corpo lontano impiega un tempo non nullo per raggiungere la Terra. Come spesso si dice, quando osserviamo stelle lontane non guardiamo la stella come e’ oggi, ma come appariva quando la radiazione e’ stata emessa. Facciamo l’esempio classico e facile del Sole. La luce emessa dal Sole impiega 8 minuti per arrivare sulla Terra. Se noi guardiamo ora il Sole lo vediamo come era 8 minuti fa. Se, per assurdo, il sole dovesse scomparire improvvisamente da un momento all’altro, noi ce ne accorgeremmo dopo 8 minuti. Ora, se pensiamo ad una stella lontana 100 anni luce da noi, quella che vediamo e’ la stella non come e’ oggi, ma come era 100 anni fa. Tornando allo spostamento verso il rosso, poiche’ parliamo di galassie lontane, la radiazione che ci arriva e’ stata emessa moltissimo tempo fa. Domanda: osservando la luce notiamo uno spostamento verso il rosso ma questa luce e’ stata emessa, supponiamo, mille anni fa. Da quanto detto si potrebbe concludere che l’universo magari era in espansione 1000 anni fa, come da esempio, mentre oggi non lo e’ piu’. In realta’, non e’ cosi’. Lo spostamento verso il rosso avviene a causa del movimento odierno tra i corpi e dunque utilizzare galassie lontane ci consente di osservare fotoni che hanno viaggiato piu’ a lungo e da cui si ottengono misure piu’ precise. Dunque, da queste misure, l’universo e’ in espansione e’ lo e’ adesso. Queste misurazioni sono quelle che hanno portato Hubble a formulare la sua famosa legge da cui si e’ ricavata per la prima volta l’evidenza di un universo in espansione.

Bene, l’universo e’ in espansione, ma se ci pensate questo risultato e’ in apparente paradosso se pensiamo alla forza di gravita’. Perche’? Negli articoli precedentemente citati, abbiamo piu’ volte parlato della gravita’ citando la teoria della gravitazione universale di Newton. Come e’ noto, due masse poste a distanza r si attraggono con una forza che dipende dal prodotto delle masse ed e’ inversamente proporzionale al quadrato della loro distanza. Ora, nel nostro universo ci sono masse distribuite qui a la in modo piu’ o meno uniforme. Se pensiamo solo alla forza di gravita’, una coppia qualunque di queste masse si attrae e quindi le due masse tenderanno ad avvicinarsi. Se anche pensiamo ad una spinta iniziale data dal Big Bang, ad un certo punto questa spinta dovra’ terminare controbilanciata dalla somma delle forze di attrazione gravitazionale. In altre parole, non e’ possibile pensare ad un universo che si espande sempre se abbiamo solo forze attrattive che lo governano.

Questo problema ha angosciato l’esistenza di molti scienziati a partire dai primi anni del ‘900. Lo stesso Einstein, per cercare di risolvere questo problema dovette introdurre nella Relativita’ Generale quella che defini’ una costante cosmologica, a suo avviso, un artificio di calcolo che serviva per bilanciare in qualche modo l’attrazione gravitazionale. L’introduzione di questa costante venne definita dallo stesso Einstein il piu’ grande errore della sua vita. Oggi sappiamo che non e’ cosi’, e che la costante cosmologica e’ necessaria nelle equazioni non come artificio di calcolo ma, in ultima analisi, proprio per giustificare la presenza di componenti non barioniche, energia oscura in primis, che consentono di spiegare l’espansione dell’universo. Se vogliamo essere precisi, Einstein introdusse la costante non per avere un universo in espansione bensi’ un universo statico nel tempo. In altre parole, la sua costante serviva proprio a bilanciare esattamente l’attrazione e rendere il tutto fermo. Solo osservazioni successive, tra cui quella gia’ citata dello stesso Hubble, confermarono che l’universo non era assolutamente statico bensi’ in espansione.

Ora, a questo punto, potremmo decidere insieme di suicidarci dal punto di vista divulgativo e parlare della metrica dell’universo, di coordinate comoventi, ecc. Ma questo, ovviamente, implicherebbe fogli di calcoli e basi scientifiche non banali. Abbiamo le prove che l’universo e’ in espansione, dunque, ad esempio, guardando dalla Terra vediamo gli altri corpi che si allontanano da noi. Come si allontanano? O meglio, di nuovo, che forma avrebbe questo universo?

L’esempio del palloncino fatto prima per spiegare l’espansione dell’universo, e’ molto utile per far capire questi concetti, ma assolutamente fuoriviante se non ci si riflette abbstanza. Molto spesso, si confonde questo esempio affermando che l’universo sia rappresentato dall’intero palloncino compreso il suo volume interno. Questo e’ concettualmente sbagliato. Come detto in precedenza, i punti si trovano solo ed esclusivamente sulla superficie esterna del palloncino che rappresenta il nostro universo.

A complicare, o a confondere, ancora di piu’ le idee c’e’ l’esempio del pane con l’uvetta che viene usato per spiegare l’espansione dell’universo. Anche su wikipedia trovate questo esempio rappresentato con una bella animazione:

Esempio del pane dell'uvetta utilizzato per spiegare l'aumento della distanza tra i punti

Esempio del pane dell’uvetta utilizzato per spiegare l’aumento della distanza tra i punti

Come vedete, durante l’espansione la distanza tra i punti cresce perche’ i punti stessi, cioe’ i corpi presenti nell’universo, vengono trascinati dall’espansione. Tornado alla domanda iniziale da cui siamo partiti, potremmo penare che in realta’ lo spazio resti a volume costante e quello che diminuisce e’ il volume della materia. Il lettore che ci ha fatto la domanda, mi ha anche inviato una figura esplicativa per spiegare meglio il concetto:

Confronto tra il modello di aumento dello spazio e quello di restringimento della materia

Confronto tra il modello di aumento dello spazio e quello di restringimento della materia

Come vedete, pensando ad una contrazione della materia, avremmo esattamente lo stesso effetto con la distanza mutua tra i corpi che aumenta mentre il volume occupato dall’universo resta costante.

Ragioniamo pero’ su questo concetto. Come detto, a supporto dell’espansione dell’universo, abbiamo la legge di Hubble, e anche altre prove, che ci permettono di dire che l’universo si sta espandendo. In particolare, lo spostamento verso il rosso della radiazione emessa ci conferma che e’ aumentato lo spazio tra i corpi considerati, sorgente di radiazione e bersaglio. Inoltre, la presenza dell’energia oscura serve proprio a spiegare questa evoluzione dell’universo. Se la condizione fosse quella riportata nell’immagine, cioe’ con la materia che si contrae, non ci sarebbe lo spostamento verso il rosso, e anche quello che viene definito Modello Standard del Cosmo, di cui abbiamo verifiche sperimentali, non sarebbe utilizzabile.

Resta pero’ da capire, e ritorno nuovamente su questo punto, che forma dovrebbe avere il nostro universo. Non sto cercando di volta in volta di scappare a questa domanda, semplicemente, stiamo cercando di costruire delle basi, divulgative, che ci possano consentire di capire questi ulteriori concetti.

Come detto, parlando del palloncino, non dobbiamo fare l’errore di considerare tutto il volume, ma solo la sua superificie. In particolare, come si dice in fisica, per capire la forma dell’universo dobbiamo capire che tipo di geometria assegnare allo spazio-tempo. Purtroppo, come imparato a scuola, siamo abituati a pensare alla geometria Euclidea, cioe’ quella che viene costruita su una superifice piana. In altre parole, siamo abituati a pensare che la somma degli angoli interni di un traiangolo sia di 180 gradi. Questo pero’ e’ vero solo per un triangolo disegnato su un piano. Non e’ assolutamente detto a priori che il nostro universo abbia una geometria Euclidea, cioe’ che sia piano.

Cosa significa?

Come e’ possibile dimostrare, la forma dell’universo dipende dalla densita’ di materia in esso contenuta. Come visto in precedenza, dipende dunque, come e’ ovvio pensare, dall’intensita’ della forza di attrazione gravitazionale presente. In particolare possiamo definire 3 curvature possibili in funzione del rapporto tra la densita’ di materia e quella che viene definita “densita’ critica”, cioe’ la quantita’ di materia che a causa dell’attrazione sarebbe in grado di fermare l’espasione. Graficamente, le tre curvature possibili vengono rappresentate con tre forme ben distinte:

Curvature possibili per l'universo in base al rapporto tra densita' di materia e densita' critica

Curvature possibili per l’universo in base al rapporto tra densita’ di materia e densita’ critica

Cosa significa? Se il rapporto e’ minore di uno, cioe’ non c’e’ massa a sufficienza per fermare l’espansione, questa continuera’ per un tempo infinito senza arrestarsi. In questo caso si parla di spazio a forma di sella. Se invece la curvatura e’ positiva, cioe’ la massa presente e’ maggiore del valore critico, l’espansione e’ destinata ad arrestarsi e l’universo iniziera’ ad un certo punto a contrarsi arrivando ad un Big Crunch, opposto al Big Bang. In questo caso la geometria dell’universo e’ rappresentata dalla sfera. Se invece la densita’ di materia presente e’ esattamente identica alla densita’ critica, in questo caso abbiamo una superficie piatta, cioe’ Euclidea, e l’espansione si arrestera’ ma solo dopo un tempo infinito.

Come potete capire, la densita’ di materia contenuta nell’universo determina non solo la forma di quest’ultimo, ma anche il suo destino ultimo in termini di espansione o contrazione. Fate pero’ attenzione ad un altro aspetto importante e molto spesso dimenticato. Se misuriamo questo rapporto di densita’, sappiamo automaticamente che forma ha il nostro universo? E’ vero il discorso sul suo destino ultimo, ma le rappresentazioni grafiche mostrate sono solo esplicative e non rappresentanti la realta’.

Perche’?

Semplice, per disegnare queste superifici, ripeto utilizzate solo per mostrare graficamente le diverse forme, come si e’ proceduto? Si e’ presa una superficie bidimensionale, l’equivalente di un foglio, e lo si e’ piegato seguendo le indicazioni date dal valore del rapporto di densita’. In realta’, lo spazio tempo e’ quadrimensionale, cioe’ ha 3 dimensioni spaziali e una temporale. Come potete capire molto facilmente, e’ impossibile sia disegnare che immaginare una superificie in uno spazio a 4 dimensioni! Questo significa che le forme rappresentate sono esplicative per far capire le differenze di forma, ma non rappresentano assolutamnete la reale forma dell’universo dal momento che sono ottenute eliminando una coordinata spaziale.

Qual e’ oggi il valore di questo rapporto di densita’? Come e’ ovvio, questo valore deve essere estrapolato basandosi sui dati raccolti da misure osservative nello spazio. Dal momento che sarebbe impossibile “contare” tutta la materia, questi valori vengono utilizzati per estrapolare poi il numero di barioni prodotti nel Big Bang. I migliori valori ottenuti oggi danno rapporti che sembrerebbero a cavallo di 1 anche se con incertezze ancora troppo elevate per avere una risposta definitiva.

Concludendo, affrontare queste tematiche in chiave divulgativa non e’ assolutamente semplice. Per quanto possibile, e nel limite delle mie possibilita’, spero di essere riuscito a farvi capire prima di tutto quali sono le verifiche sperimentali di cui disponiamo oggi e che sostengono le teorie di cui tanto sentiamo parlare. Queste misure, dirette o indirette che siano, ci permettono di capire che il nostro universo e’ con buona probabilita’ nato da un Big Bang, che sta attualmente espandendosi e questa espansione, almeno allo stato attuale, e’ destinata a fermarsi solo dopo un tempo infinito. Sicuramente, qualunque sia il destino ultimo del nostro universo, questo avverra’ in un tempo assolutamente molto piu’ grande della scala umana e solo la ricerca e la continua osservazione del cosmo ci possono permettere di fare chiarezza un poco alla volta.

 

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

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.

Stelle marine che si sciolgono

4 Dic

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

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.

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.

Nuovo geyser a Fiumicino

30 Set

Qualche settimana fa, avevamo parlato di un geyser apparso a Fiumicino, vicino Roma:

Geyser di 5 metri a Fiumicino

Come visto nell’articolo, in questo caso la speculazione e l’esagerazione giornalistica avevano parlato di un emissione di gas addirittura di 5 metri. Come visto nelle immagini riportate al tempo, si trattava in realta’ di un fenomeno ben piu’ limitato e, tra l’altro, assolutamente normale nella zona. Come visto, l’intera area e’ considerata sensibile per le emissioni di gas a causa dell’origine vulcanica. Questo rende il terreno ricco di gas, soprattutto CO2, pronta ad arrivare in superficie a causa di fenomeni, naturali o indotti dall’uomo, capaci di aprire una strada fino alla superficie. Nel caso specifico del geyser della rotanda, l’innesco sarebbe stato dato da alcuni lavori fatti da una compagnia del gas, che stava eseguendo degli scavi per la riparazione di alcune condotte. Come descritto sempre nell’articolo precedente, gia’ in passato si erano avuti fenomeni del genere e il comune aveva gia’ provveduto ad emanare direttive restrittive per locali semiinterrati o piscine svuotate.

Perche’ torniamo sull’accaduto?

Proprio in questi giorni, e’ stata data la notizia di un nuovo fenomeno di questo tipo, sempre nel comune di Fiumicino, ma questa volta in mare. Per essere precisi, nei giorni precedenti, anche un altro lieve fenomeno di fuoriuscita di gas si era registrato nello stesso comune, in prossimita’ della famosa rotanda. In questo caso pero’, l’emissione era talmente ridotta da non innescare particolare curiosita’.

Nel caso dell’emissione in mare di questi giorni invece, l’attenzione della rete si e’ di nuovo rivolta verso il comune in provincia di Roma. Prima di inizare a discutere del fenomeno, vi riporto un video della zona in questione:

L’emissione e’ avvenuta a circa 100 metri dalla costa, ad una profondita’ di 8 metri dalla superficie. Come vedete, l’area in questione non e’ troppo estesa e, in seguito all’avvenimento, e’ stata subito messa sotto controllo dall’ingv e dalla capitaneria di porto di Fiumicino.

Come potete facilmente immaginare, questo genere di fenomeni, cosi’ ravvicinati nel tempo e nel luogo, hanno creato una serie di voci che si rincorrono sulla rete. Senza giri di parole, c’e’ chi parla di prossimo devastante terremoto nel Lazio, chi parla di una nuova caldera sotto l’area romana pronta ad esplodere in tempi brevi. Insomma, come ormai siamo abituati, tante voci, ma niente di scientifico o di oggettivo per supportarle.

Veniamo invece al nostro ragionamento. Da cosa puo’ dipendere questa nuova emissione?

Analogamente a quanto avvenuto nella rotonda di Coccia di Morto, l’emissione del gas proviene dal terreno, ricco di depositi di gas. Anche se ad oggi e’ stato impossibile analizzare un campione del gas emesso in mare, con buona probabilita’ si dovrebbe trattare in maggioranza di CO2, cosi’ come nel primo caso riportato. Come mostrato dagli esperti, la conformazione e l’origine del terreno della zona, creano ampi depositi sotterranei che non appena trovano una via di fuga raggiungono la superficie.

Appunto, quale sarebbe la causa della fuoriuscita in mare?

Come riportato da tantissime fonti locali, proprio nei giorni scorsi erano in corso carotaggi sottomarini per l’analisi del terreno. Questi studi sono propedeutici per la realizzazione del nuovo porto commerciale per la citta’. Come potete facilmente immaginare, si tratta di carotaggi per monitorare la struttura del terreno, e per valutare la sua resistenza.

Come dovrebbe essere evidente, anche se la conferma ancora manca, i carotaggi avrebbero creato instabilita’ nel terreno causando l’amissione di gas, ripeto, gia’ contenuta nel sottosuolo.

Come potete facilmente capire, si tratta di un fenomeno del tutto comprensibile soprattutto pensando alla struttura del terreno e agli avvenimenti gia’ accaduti in passato. Detto questo, non c’e’ assolutamente nulla da temere nelle emissioni nell’area di Fiumicino dal momento che si tratta solo di fughe di gas gia’ contenute nel terreno, assolutamente niente che provenga da strati profondi. Questa spiegazione, razionale e supportata ai fatti, esclude dunque tutte le voci pronte a scommettere su un qualcosa di pericoloso in atto nella zona.

 

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

Metano su Marte: c’e’, non c’e’, c’era?

26 Set

Nella sezione:

Hai domande o dubbi

e’ stato richiesto un argomento molto interessante e attuale. Come potete vedere, si chiede un aggiornamento sulle ultime misure fatte da Curiosity, il rover che sta eplorando Marte, alla luce della notizia, tanto pubblicizzata, della concentrazione minore rispetto alle aspettative di metano. Come anticipato, si tratta di un argomento molto interessante e scientificamente importante. Purtroppo, anche questa volta, molti giornali e siti si sono lanciati in notizie eclatanti, senza pero’ spiegare in dettaglio qual e’ il significato di questo risultato, ma soprattutto cosa ci si aspetta per il futuro.

Per chi volesse maggiori informazioni sulla missione e sulle scoperte fatte, abbiamo parlato di Curiosity in questi post:

Curiosity: scoperta sensazionale?

– Curiosity e gli UFO

– Curiosity e gli UFO: dopo le foto, il video. 

Ecco la scoperta di Curiosity

Detto questo, e’ interessante ripercorrere la storia del metano su Marte, ragionando soprattutto su che cosa questa misura significihi.

Cerchiamo di ragionare insieme. Come sapete, a parte per il discorso ufo e avvistamenti vari che lascia il tempo che trova, uno degli obiettivi dell’esporazione spaziale e’, tra i tanti altri, quello di capire se c’e’ vita sugli altri pianeti del Sistema Solare o anche se in passato ci sono state le condizioni affinche’ una qualche forma di vita si sia sviluppata.

Fin qui ci siamo. Ogni qual volta si parla di condizioni adatte alla vita, qual e’ il primo parametro che viene citato? Ovviamente la presenza di acqua. Il motivo di questo e’ scontato per tutti e non c’e’ bisogno di replicarlo. Molte missioni osservative di Marte hanno dimostrato come in passato ci fosse molta acqua sul pianeta rosso. Addirittura sono stati ossservati i segni tipici lasciati da fiumi, laghi e mari, come solchi, ammassi di fanghi essiccati, letti di fiumi ormai asciutti, ecc. Inoltre, sulle calotte di Marte e’ presente ghiaccio. Queste distese hanno anche una variabilita’ stagionale cosi’ come avviene sulla Terra. Anche oggi ci sono evidenze di acqua in forma liquida, anche se in misura estremamente minore in superificie.

Bene, dunque su Marte c’e’ acqua. Questo significa che c’e’ vita? Assolutamente no. Per dirlo in termini matematici, la presenza di acqua sul pianeta e’ una condizione necessaria per sviluppare determinate forme di vita. Questa condizione non e’ pero’ sufficiente, cioe’ se c’e’ vita c’e’ acqua, ma non e’ vero il viceversa.

A questo punto, non avendo visto nessun marziano salutarci attraverso le telecamere dei rover, dobbiamo cercare qualche altro parametro. In questo caso, quello che possiamo vedere e’ se c’e’ metano in atmosfera.

Perche’ e’ importante la presenza di metano?

Prendiamo come esempio la Terra, dove non credo di dover dimostrare che c’e’ vita. L’atmosfera terrestre e’ molto ricca di metano. Da dove viene? Circa il 90% del metano che troviamo nella nostra atmosfera viene da forme vitali. Che significa? Una frazione viene dalla decomposizione di specie che rilasciano questo gas, mentre gran parte viene prodotto direttamente dal metabolismo di alcuni animali. Come sicuramente saprete, monitorare il metano nella nostra atmosfera e’ molto importante per via dell’effetto serra portato da questo gas. Uno dei contributi maggiori al metano viene dalla digestione delle mucche.

Detto questo, capite bene come la presenza di metano in atmosfera puo’ essere in qualche modo legato alla presenza di vita su un pianeta.

Fin qui ci siamo, ma torneremo su questi discorsi a breve per continuare a portare avanti il nostro ragionamento.

Prima di Curiosity, c’erano delle misure della quantita’ di metano nell’atmosfera di Marte? Certamente si, misure, anche se tra loro abbastanza discordi, venivano da osservazioni con telescopi da Terra e da satelliti in orbita intorno al pianeta rosso. Tra queste, vi erano alcune misurazioni che mostravano dati abbastanza entusiasmanti.

Senza troppi giri di parole, vi mosro un’immagine in falsi colori ottenuta partendo dai dati della sonda Mars Express nel 2004:

 

Metano nell'atmosfera di Marte. Fonte: Mars Explorer

Metano nell’atmosfera di Marte. Fonte: Mars Explorer

Cosa rappresenta? Le diverse colorazioni indicano la concentrazione piu’ o meno alta di metano nell’atmosfera di Marte. Come vedete, seguendo la scala in basso, ci sono dei punti che appaiono molto rossi, cioe’ con concentrazioni anche fino a 30 parti per miliardo (ppb) di metano.

Dunque? Su Marte c’e’ o c’era acqua, su Marte c’e’ metano quindi su Marte c’e’ vita!

Questo ragionamento potrebbe esssere azzardato e scientificamente non corretto. Come detto prima, sempre in termini matematici, avere acqua e’ una condizione necessaria, avere metano e’ una condizione necessaria, avere acqua e metano e’ una condizione necessaria, ma nessuna delle due, neanche simultaneamente, e’ una condizione sifficiente.

Non poter gridare alla scoperta del secolo, non significa non fare ricerca. L’evidenza di questi rilasci in atmosfera meritano di essere studiati in dettaglio per vedere se effettvamente sono sinonimo di vita oppure no.

Detto questo, cosa facciamo? Mandiamo Curiosity a vedere direttamente sulla superficie di Marte. Tra i tanti strumenti, il rover ha a disposizione spettrometri pensati proprio per misurare le concentrazioni di gas in atmosfera.

Cosa troviamo?

Come annunciato in questi giorni, Curiosity non ha trovato le concentrazioni sperata di metano. I valori misurati, ponderati su diverese analisi fatte in periodi diversi dell’anno marziano, hanno mostrato valori massimi intorno a 2 parti per miliardo, cioe’ molto meno di quello che si pensava e che e’ stato mostrato nei dati di Mars Express.

A questo punto, un po’ con l’amaro in bocca, cosa dobbiamo dire?

Molte fonti chiudono il discorso dicendo che non c’e’ vita su Marte, mentre altre si appellano al fatto che ci sono errori nella misura o che la vita c’era in passato.

Per ragionare su queste affermazioni e’ necessario riprendere il discorso metano in atmosfera.

Abbiamo detto che sulla Terra abbiamo una concentrazione di circa 1700 ppb di metano. I dati di Mars explorer mostravano picchi da 10-20 ppb. Confrontate tra loro i due numeri. Come vedete, sono profondamente diversi tra loro. Questo non deve portarvi fuori strada. Come detto prima, sulla Terra ci sono, ad esempio, le mucche, su Marte vi aspettate di trovare al massimo qualche batterio.

E’ vero pero’ che Curiosity sta osservando una frazione molto ristretta della superficie marziana, il cratere Gale. Per quanto esteso, questo campione non e’ rappresentativo di tutto il pianeta. Questa e’ una riflessione ragionevole. Notiamo pero’ che se ci fossero forme di vita batteriche, queste si dovrebbero sparpagliare per tutto il pianeta, non solo in determinati punti specifici. Tra l’altro, il cratere Gale e’ stato scelto per le sue proprieta’, per la presenza in passato di corsi d’acqua, insomma se c’e’ vita, dovrebbe essere anche in questo punto.

Torniamo pero’ ai dati di Mars Explorer. Su questa mappa abbiamo visto dei rilasci molto localizzati di metano, non certo un’atmosfera uniforme. Bene, proprio questa particolarita’, ci porta a pensare che il rilascio potrebbe essere causato da altro, non necessariamente da forme di vita.

Come anticipato, sulla Terra il contributo maggiore al metano in atmosfera viene, in qualche modo, da forme di vita. Queste pero’ non sono le uniche sorgenti di questo gas. Esistono processi geologici in grado di produrre metano e scaricarlo in atmosfera. Si tratta, nel nostro caso, di contributi minori rispetto a quelli delle forme di vita, ma comunque presenti e conosciuti. Se su Marte non c’e’ vita, ci potrebbero pero’ essere fenomeni analoghi, e questo spiegherebbe anche la minor concentrazione di metano in atmosfera. Altra ipotesi possibile e’ che su Marte sia presente “olivina”, un minerale che a contatto con l’acqua produce un altro minerale detto “serpentina”. In questo processo viene emesso metano. Abbiamo prove di questo? Certo, l’olivina e’ molto abbondante su Marte sia in superificie che nel sottosuolo. Perche’ pero’ in punti localizzati? Semplice, perche’ in quei punti ci potrebbero essere ancora serbatoi di acqua che sono andati in contatto con il minerale rilasciando metano.

Altra ipotesi che si sta facendo strada in queste ore e’ che oggi non ci sia vita su Marte, ma che magari ci fosse stata in passato.

Possibile questo? Come abbiamo visto, il metano prodotto in qualche modo arriva in atmosfera. Poi? Se il metano rimanesse stabile per sempre, allora sulla Terra, per fare un esempio, la sua concentrazione in atmosfera dovrebbe aumentare linearmente grazie ai continui apporti dagli esseri viventi. In realta’, il metano ha un tempo di vita abbastanza lungo, ma a causa della radiazione proveniente dal sole, viene scisso formando altri gas. La vita media di una molecola di metano in atmosfera e’ intorno a 300-400 anni.

Attenzione, allora e’ possibile che in passato ci sia stata la vita su Marte ed ora non c’e’ piu’ e anche il metano prodotto e’ scomparso. Questo non e’ del tutto vero dal momento che un organismo vivente produce metano ma anche un organismo in decomposizione produce metano. Inoltre, organismi decomposti nel sottosuolo, formano giacimenti di olii che non sono stai assolutamente osservati su Marte, pensate anche solo alla formazione di petrolio.

Detto questo, Curiosity non ha trovato la quantita’ di metano che ci si aspettava. I valori precedenti osservati, come visto rilasci localizzati, possono essere dovuti a fenomeni di natura geologica, che nulla hanno a che fare con la vita.

E’ altresi’ vero che Curiosity ha fatto le sue misure su una superficie ridotta di Marte e inoltre che si e’ limitata a raccogliere campioni a sua portata, cioe’ fino ad 1 metro di altezza da Terra.

Fatte queste considerazioni, la matassa non e’ ancora sbrogliata del tutto. Fatte salve le misure degli anni precedenti e queste di Curiosity, ci deve essere un processo non biologico che ha prodotto metano in atmosfera. Mi sento quasi di escludere del tutto che i rilasci osservati siano di natura biologica, ma questa e’ una mia considerazione personale.

Come studiare il problema?

Semplice, sono gia’ in fase di studio nuove missioni per Marte. La missione Exomars prevede nel 2016 la messa in orbita intorno al pianeta rosso di un satelite per misurazioni dei gas e nel 2018 due nuovi rover in superficie. Questa missione e’ gestita sia dalla NASA che dalla nostra ESA. Oltre a questo, il contributo italiano a questa missione e’ davvero notevole sia dal punto di vista della ricerca che di componentistica realizzata dalle nostre aziende.

Missioni di questo tipo potrebbero aiutarci a capire meglio l’origine del metano e dare una risposta definitiva sulla presenza o meno di vita su Marte.

Ultimissima considerazione, dire non c’e’ metano e’ equivalente a dire non c’e’ vita? Assolutamente no. Anche qui sulla Terra conosciamo diverse forme batteriche che non producono questo gas nel loro metabolismo. Questo ci fa capire nuovamente che questa non e’ una condicio sine qua non. Anche avere tantissimo metano non significa necessariamente avere vita. Pensate, ad sempio, a Titano, satellite di Saturno. Qui l’atmosfera e’ pregna di metano, ci sono laghi di metano, precipitazioni di metano, eppure, a nessuno verrebbe in mente di cercare la vita su Titano.

Come vedete, il discorso e’ sempre aperto, e, al momento, non possiamo certo escludere o dare per certa una qualche forma di vita su Marte. Le ricerche future potranno aiutarci a meglio comprendere questi aspetti o magari anche solo a capire se in passato si possano essere sviluppate forme di vita su qualche pianeta del Sistema Solare.

 

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

Orologi atomici e precisione del tempo

25 Ago

Qualche giorno fa, le pagine scientifiche di molti giornali hanno ospitato una notizia che e’ passata un po’ in sordina ma che, a mio avviso, merita di essere commentata se non altro per le interessanti discussioni a corollario. La notizia in questione, che molto sicuramente avrete letto, parlava di una nuova serie di orologi atomici costruiti dai ricercatori del NIST, National Institute of Standards and Technology, e che sono in grado di mantenere la precisione per un tempo paragonabile all’eta’ dell’universo.

Leggendo questa notizia, credo che le domande classiche che possono venire in mente siano: come funziona un orologio atomico? Come si definisce il secondo? Ma soprattutto, a cosa serve avere un orologio tanto preciso?

In realta’, rispondere a queste domande, non e’ cosa facile ma cercheremo di farlo sempre in modo divulgativo spiegando passo passo tutti i concetti richiamati.

Prima di tutto, cos’e’ il tempo? Come potete immaginare, in questo caso la risposta non e’ semplice, ma richiama tantissime discipline, non solo scientifiche, che da secoli si sono interrogate sulla migliore definizione di tempo. Tutti noi sappiamo che il tempo passa. Come ce ne accorgiamo? Proprio osservando il trascorrere del tempo, cioe’ degli avvenimenti che osserviamo intorno a noi. In tal senso, scientificamente, possiamo definire il tempo come quella dimensione nella quale si misura il trascorrere degli eventi. Questa definizione ci permette dunque di parlare di passato, presente e futuro, dividendo gli eventi in senso temporale. Ovviamente, non e’ l’unica definizione che potete dare di tempo e forse neanche la piu’ affascinante ma, sicuramente, e’ la piu’ pratica per l’utilizzo che se ne vuole fare nelle scienze.

salvador_dali

Detto questo, se parliamo di tempo come una dimensione, dobbiamo saper quantificare in qualche modo il suo scorrere. Detto in altri termini, abbiamo bisogno di un’unita’ di misura. Nel “Sistema Internazionale di unita’ di misura”, che e’ quello accettato in molti paesi e considerato la standard a cui riferirsi, l’unita’ di misura del tempo e’ il secondo.

Come viene definito un secondo?

Storicamente, la definizione di secondo e’ cambiata molte volte. Nella prima versione, il secondo era definito come 1/86400 del giorno solare medio. Questa definizione non e’ pero’ corretta a causa del lento e continuo, per noi impercettibile, allungamento delle giornate dovuto all’attrazione Terra-Luna e alle forze mareali, di cui abbiamo parlato in questo post:

Le forze di marea

Utilizzando pero’ questa definizione, non avremmo avuto a disposizione qualcosa di immutabile nel tempo. Per ovviare a questo problema, si decise dunque di riferire il secondo non piu’ in base alla rotazione della terra su se stessa, ma a quella intorno al Sole. Anche questo movimento pero’ e’ non uniforme, per cui fu necessario riferire il tutto ad un preciso anno. Per questo motivo, il secondo venne definito nel 1954 come: la frazione di 1/31 556 925,9747 dell’anno tropico per lo 0 gennaio 1900 alle ore 12 tempo effemeride. La durata della rotazione intorno al Sole era conosciuta da osservazioni molto precise. Qualche anno dopo, precisamente nel 1960, ci si rese conto che questa definizione presentava dei problemi. Se pensiamo il secondo come una frazione del giorno solare medio, chi ci assicura che il 1900 possa essere l’anno in cui il giorno aveva la durata media? Detto in altri termini, le definizioni date nei due casi possono differire tra loro di una quantita’ non facilmente quantificabile. Dovendo definire uno standard per la misura del tempo, conosciuto e replicabile da chiunque, abbiamo bisogno di un qualcosa che sia immutabile nel tempo e conosciuto con grande precisione.

Proprio queste considerazioni, portarono poi a prendere in esame le prorieta’ degli atomi. In particolare,  si penso’ di definire il secondo partendo dai tempi necessari alle transizioni atomiche che ovviamente, a parita’ di evento, sono sempre identiche tra loro. Proprio per questo motivo, il secondo venne definito come: la durata di 9 192 631 770 periodi della radiazione corrispondente alla transizione tra due livelli iperfini, da (F=4, MF=0) a (F=3, MF=0), dello stato fondamentale dell’atomo di cesio-133. In questo modo si e’ ottenuta una definizione con tutte le proprieta’ che abbiamo visto.

A questo punto, la domanda e’: come misurare il tempo? Ovviamente, di sistemi di misurazione del tempo ne conosciamo moltissimi, sviluppati e modificati nel corso dei secoli e ognuno caratterizzato da una precisione piu’ o meno elevata. Cosa significa? Affinche’ un orologio sia preciso, e’ necessario che “non perda un colpo”, cioe’ che la durata del secondo misurata sia quanto piu’ vicina, al limite identica, a quella della definizione data. In caso contrario, ci ritroveremo un orologio che dopo un certo intervallo, giorni, mesi, anni, migliaia di anni, si trova avanti o indietro di un secondo rispetto allo standard. Ovviamente, piu’ e’ lungo il periodo in cui questo avviene, maggiore e’ la precisione dell’orologio.

Come tutti sanno, gli orologi piu’ precisi sono quelli atomici. Cosi’ come nella definizione di secondo, per la misura del tempo si utilizzano fenomeni microscopici ottenuti mediante “fontane di atomi”, eccitazioni laser, o semplici transizione tra livelli energetici. Al contrario, negli orologi al quarzo si utilizza la vibrazione, indotta elettricamente, degli atomi di quarzo per misurare il tempo. La bibliografia su questo argomento e’ molto vasta. Potete trovare orologi atomici costruiti nel corso degli anni sfruttando proprieta’ diverse e con precisioni sempre piu’ spinte. Negli ultimi anni. si e’ passati alla realizzazione di orologi atomici integrando anche fasci laser e raffreddando gli atomi a temperature sempre piu’ vicine allo zero assoluto.

Nel caso della notizia da cui siamo partiti, l’orologio atomico costruito sfrutta la transizione di atomi di itterbio raffreddati fino a 10 milionesimi di grado sopra lo zero assoluto indotta mediante fasci laser ad altissima concentrazione. Questo ha permesso di migliorare di ben 10 volte la precisione dell’orologio rispetto a quelli precedentemente costruiti.

A questo punto, non resta che rispondere all’ultima domanda che ci eravamo posti all’inizio: a cosa serve avere orologi cosi’ precisi? Molto spesso, leggndo in rete, sembrerebbe quasi che la costruzione dell’orologio piu’ preciso sia una sorta di gara tra laboratori di ricerca che si contendono, a suon di apparecchi che costano milioni, la palma della miglior precisione. In realta’ questo non e’ vero. Avere una misura sempre piu’ precisa di tempo, consente di ottenere risultati sempre piu’ affidabili in ambito diverso.

Per prima cosa, una misura precisa di tempo consente di poter sperimentare importanti caratteristiche della relativita’. Pensate, ad esempio, alla misura della distanza tra Terra e Luna. In questo caso, come visto in questo articolo:

Ecco perche’ Curiosity non trova gli alieni!

si spara un laser da Terra e si misura il tempo che questo impiega a tornare indietro. Maggiore e’ la precisione sulla misura del tempo impiegato, piu’ accurata sara’ la nostra distanza ottenuta. Molto spesso infatti, si suole misurare le distanze utilizzando tempi. Pensiamo, ad esempio, all’anno luce. Come viene definito? Come la distanza percorsa dalla luce in un anno. Tempi e distanze sono sempre correlati tra loro, condizione per cui una piu’ accurata misura di tempi  consente di ridurre l’incertezza in misure di distanza.

Anche quando abbiamo parlato del sistema GPS:

Il sistema di posizionamento Galileo

Abbiamo visto come il posizionamento viene fatto misurando le differenze temporali tra i satelliti della galassia GPS. Anche in questo caso, la sincronizzazione e’ fondamentale per avere precisioni maggiori nel posizionamento. Non pensate solo al navigatore che ormai quasi tutti abbiamo in macchina. Questi sistemi hanno notevole importanza in ambito civile, marittimo, militare. Tutti settori di fondamentale importanza per la nostra societa’.

Concludendo, abbiamo visto come viene definito oggi il secondo e quante modifiche sono state fatte nel corso degli anni cercando di avere una definizione che fosse immutabile nel tempo e riproducibile per tutti. Oggi, abbiamo a disposizione molti sistemi per la misura del tempo ma i piu’ precisi sono senza dubbio gli orologi atomici. Come visto, ottenere precisioni sempre piu’ spinte nella misura del tempo e’ di fondamentale importanza per tantissimi settori, molti dei quali anche strategici nella nostra soscieta’. Ad oggi, il miglior orologio atomico realizzato permette di mantenere la precisione per un tempo paragonabile all’eta’ dell’universo, cioe’ circa 14 miliardi di anni.

 

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

Haarp chiude i battenti

19 Lug

Il titolo che avete letto e’ corretto, anzi, per dirla tutta, la chiusura di HAARP e’ gia’ avvenuta, precisamente nel maggio 2013. Come dichiarato dal governo americano e dalla Darpa, ad oggi il sito militare dell’Alaska per lo studio degli srati alti dell’atmosfera e della ionosfera e’ ufficialmente abbandonato.

Per chi sta pensando che questa scelta servira’, almeno, a fermare le tantissime teorie cospirazioniste degli ultimi anni si sbaglia di grosso. Anzi, la chiusura di HAARP non ha fatto altro che creare nuove teorie della cospirazione o alimentare voci e miti sulla sua chiusura.

Cerchiamo di andare con ordine. Per prima cosa, cosa dicono i catastrofisti della chiusura di HAARP?

Come potete immaginare, la prima reazione e’ stata: alla fine si sono accorti di aver creato un pericolo per la Terra intera. In alternativa, gli altri paesi sono riusciti ad imporre agli USA la chiusura della piu’ potente arma mai realizzata. C’e’ poi chi parla di sabotaggi, non si sa ad opera di chi, per fermare queste “pericolose attivita’ scientifiche”.

Ovviamente, come visto in questi articoli:

Haarp e terremoti indotti?

Haarp, la causa di tutti i mali!

Tutte queste teorie circa la pericolosita’ dell’installazione ma, soprattutto, circa l’utilizzo delle antenne per uno scopo diverso da quello dichiarato, erano del tutto assurde. Non ci sono prove scientifiche a sostegno di queste ipotesi e, soprattutto, le basi scientifiche su cui si fondano, vedete ad esempio il caso de Aquino negli articoli precedenti, sono addirittura piu’ scarse di quelle di un film fantascientifico di basso livello.

Vista la notizia, non possono certo mancare quei siti che affermano che in realta’ HAARP e’ ancora in funzione e questa e’ solo una notizia per depistare e far crollare l’attenzione sull’installazione.

Altri ancora, sono invece pronti a mostrare dossier, che ovviamente non vengono mai pubblicati ma solo citati, in cui si dimostrerebbe che ormai gli USA sono, grazie alle ricerche fatte in Alaska, in grado di provocare terremoti, cambiare il clima, creare uragani, ecc.

Lasciando da parte queste idiozie, che ho riportato per dovere di cronaca e per mostrare la situazione attuale in rete, cerchiamo di capire perche’ HAARP e’ stato chiuso.

Il motivo reale della chiusura e’ in realta’ il piu’ vecchio del mondo, la mancanza di fondi. Avete capito bene, gli USA hanno deciso di non finanziare piu’ l’esperimento e di interrompere da un giorno all’altro tutte le attivita’.

Anche sull’aspetto fiscale, su molti siti si dimostra l’assurdita’ di questa affermazione mostrando la divisione del budget HAARP per il 2014. Trovate la relazione a questa pagina:

Darpa FY2014

Visto il numero di pagine della relazione, conviene cercare direttamente Haarp e trovare il finanziamento per il 2014.

Come e’ possibile questo? Se ci sono soldi allocati per l’impianto nel 2014, come e’ possibile che sia chiuso?

La situazione e’ la seguente: quelle che vedete nel budget plan sono le spese ordinarie di funzionamento dell’impianto. Purtroppo, a causa di nuove leggi internazionali e alla rottura di alcune componenti, la richiesta economica per mantenere in vita il progetto era molto maggiore di quella allocata. A fronte di questa situazione, il governo degli Stati Uniti ha deciso di congelare il progetto. Cosa significa “congelare”? Semplice, tutte le attivita’ sono ferme a meno che non escano fuori finanziatori pronti ad investire soldi nel progetto. Detto in altri termini, e’ tutto fermo fino a quando non si trova qualcuno pronto a pagare.

Vi sorprende la cosa?

In diversi post, abbiamo parlato dei numerosi tagli fatti dal governo USA per la ricerca scientifica. Purtroppo, questo e’ un periodo di profonda crisi economica, per cui si pesano tutti i soldi da destinare alle attivita’. In passato, avevamo parlato anche dei problemi finanziari della NASA che ha ricevuto per il 2014 i soldi solo per mantenere le attivita’ gia’ in essere, senza poterne sviluppare di nuove da zero.

Personalmente, il discorso economico non mi sorprende per niente. Ricordo benissimo quando nel 2005, il dipartimento di Energia decise di interrompere, da un giorno all’altro, i finanziamenti per BTeV, un esperimento di fisica delle alte energie per lo studio della violazione di CP dai mesoni B. Come visto in questo articolo:

E parliamo di questo Big Bang

la violazione di CP e’ una delle condizioni ipotizzate per la scomparsa dell’antimateria dall’universo. Comprendere in dettaglio queste proprieta’ puo’ farci capire molto bene l’origine stessa del nostro universo. Cosa accadde per BTeV? Come detto, nel giro di due giorni, tutti i finanziamenti al progetto vennero tolti, con la solita dicitura “se si trova qualcuno che paga, allora continuate”. Nel caso di BTeV, parlavamo di una collaborazione di 170 scienziati di tutto il mondo. Anche l’Istituto Italiano di Fisica Nucleare era coinvolta nell’esperimento con finanziamenti gia’ spesi per l’acquisto e lo sviluppo di rivelatori. Nonostante questo, l’esperimento venne chiuso anche se, come nel caso di HAARP, i soldi per l’anno in corso e quello successivo erano gia’ indicati nelle relazioni del governo.

Data la storia di BTeV, capite duque perche’ non mi sorprende affatto la chiusura di HAARP.

Come indicato nel commento fatto nei suggerimenti:

Hai domande o dubbi?

HAARP aveva gia’ fatto importanti ricerche nel suo settore e altrettante misure erano ancora in corso.

Detto questo, torniamo un attimo ai complottisti. Oltre alle storielle viste, pensate che la chiusura di HAARP abbia messo la parola fine su queste ipotesi?

Anche in questo caso, la risposta e’ no!

In rete, comincia a girare una mappa molto interessante, che vi voglio mostrare:

Mappa delle installazioni HAARP nel mondo

Mappa delle installazioni HAARP nel mondo

Di cosa si tratta?

Quella che vedete e’ la mappa delle installazioni HAARP nel mondo. Cosa? Fino a ieri parlavamo solo dell’Alaska, ora escono fuori tutte queste installazioni?

Vi dico subito che non si tratta di un falso. I punti indicati rappresentano proprio delle installazioni che possiamo definire simil-HAARP, cioe’ formate da antenne che emettono a determinate potenze in qualche spettro elettromagnetico.

Queste installazioni, servono in realta’ per compiti anche diversi da quelli di HAARP. Alcune sono pensate per lo studio della magnetosfera, altre per la ionosfera ma a frequenze diverse, altre ancora studiano l’interazione del vento solare con le particelle che circondano la Terra. Insomma, anche in questo caso, analisi molto importanti e, in alcuni casi, diverse da quelle di HAARP.

Perche’ escono fuori solo ora queste installazioni?

La domanda e’ mal posta, nel senso che solo i complottisti si sono accorti oggi di queste installazioni. Come nel caso di HAARP, si tratta di laboratori conosciuti agli addetti ai lavori, che hanno un sito internet e su cui trovate una voce anche su Wikipedia. Pensate che anche solo leggendo la pagina relativa ad HAARP, sia sul sito italiano che inglese, trovate un paragrafetto con tutte le installazioni simili ad HAARP nel mondo, con tanto di collegamento a pagine di wikipedia.

Dunque, anche in questo caso non c’e’ nulla di segreto.

Detto questo, la spiegazione sul perche’ la notizia trapeli solo ora e’ semplice. Molti siti che parlano di scie chimiche, complotti, cospirazioni, ecc, hanno creato un notevole giro d’affari grazie ad HAARP. La chiusura dell’attivita’ poteva mettere a rischio interessi personali. Detto questo, si e’ subito trovata la soluzione alternativa al problema, “scoprendo” che esistono altre installazioni. Come potete leggere anche da Wikipedia:

HAARP, wikipedia ITA

che proprio all’inizio riporta alcune installazione nel mondo simili ad HAARP, in molti casi le potenze in gioco sono molto minori di quelle dell’Alaska, oppure a frequenze completamente diverse.

Concludendo, HAARP e’ stato realmente chiuso dal governo degli Stati Uniti. Al contrario di quanto potete leggere in rete, il motivo e’ di natura economica e questo ha portato ad un congelamento di tutto il laboratorio. Come visto, casi di questo tipo non sono affatto straordinari negli USA dove, tra l’altro, la crisi economica ha portato ad un sostanziale taglio della spesa per la ricerca. Purtroppo, la chiusura dell’attivita’ invece di fermare le ipotesi di complotto ne ha create di nuove. Oltre a queste, ora si puntera’ il dito contro le altre installazioni minori sparse per il mondo, solo per mantenere alta l’attenzione sulle tante teorie che sono state sviluppate da zero negli ultimi anni.

 

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

Se arrivasse il “Big One”?

7 Giu

In quella che ormai e’ divenuta un laboratorio di creativita’, a mio avviso molto ben riuscito, cioe’ la sezione:

Hai domande o dubbi?

e’ stato lasciato un commento molto interessante e che ben si sposa anche con le tematiche trattate in questi giorni, sia negli articoli che nei commenti. La richiesta riguarda direttamente il cosiddetto Big One, cioe’ il grande terremoto che dovrebbe avvenire in California e che, secondo molte fonti, sarebbe atteso nel giro di poco tempo.

Di terremoti ne abbiamo parlato in tantissimi articoli e, come visto, questi fenomeni sono da sempre molto seguiti dai tanti catastrofisti che popolano la rete, soprattutto in relazione alle cause che determinerebbero un aumento del loro numero. Come ormai sapete bene, l’idea di fondo, nata a partire dal 21 Dicembre 2012, vorrebbe l’aumento dei terremoti dovuto all’avvicinamento di Nibiru al pianeta Terra. Secondo queste ipotesi, la variazione dell’equilibrio gravitazionale apportato da questo nuovo corpo, provocherebbe il fenomeno delle “maree solide”, cioe’ sarebbe in grado di modificare gli equilibri delle faglie e generare dunque terremoti di notevole intensita’. Cercando sul blog, potete trovare molti articoli che parlano, ma soprattutto rigettano, queste ipotesi, semplicemente mostrando l’impossibiita’ in termini fisici di variazioni di questo tipo:

Allineamento con le Pleiadi

Allineamenti, Terrremoti e … Bendandi

Allineamenti e Terremoti

3 Gennaio 2013 …

Ora, nonostante questo, la zona della California e’ da sempre molto attiva dal punto di vista sismico, e da diversi anni si parla di quello che gli americani definiscono il Big One, cioe’ “quello grosso”, intendendo il terremoto piu’ internso mai registrato, in grado praticamente di demolire tuto lo stato.

Faglia di Sant'Andrea in California

Faglia di Sant’Andrea in California

Come noto, le cause della notevole attivita’ della California possono essere ricercate nella Faglia di Sant’Andrea, che si trova tra la placca Nord Americana e quella Pacifica, attraversando per circa 1300 Km la regione. Questa faglia ha dato luogo a diversi fenomeni sismici nel corso dei secoli, grazie anche alle ottime proprieta’ di accumulare energia elastica. Come noto, quando questa energia supera, ad esempio, la fratturazione degli strati rocciosi, si generano i terremoti.

Dal punto di vista morfologico, l’arrivo del Big One, con un sisma superiore a M8 della scala Richter, e’ atteso nella zona meridionale della California, dal momento che questa e’ quella in cui da maggior tempo non si verificano eventi sismici di notevole intensita’.

Quando dovrebbe avvenire questo Big One?

Sulla rete trovate tantissime ipotesi. Vi invito pero’ a fare una riflessione: come detto innumerevoli volte, allo stato attuale della nostra conoscenza, non siamo in grado di prevedere i terremoti. Di questi argomenti abbiamo parlato tante volte e, come visto, la ricerca dei precursori sismici, cioe’ di quegli eventi che potrebbero precedere l’avvento di un sisma, e’ un filone molto attivo e sicuramente rilevante per la nostra societa’. Purtroppo, al giorno d’oggi, non siamo ancora stati in grado di definire un precursore certo, cioe’ la cui manifestazione indichi certamente un sisma in arrivo.

Premesso questo, si possono leggere tante previsioni sul Big One, alcune piu’ precise, altre un po’ meno. In generale, la piu’ quotata e’ che il terremoto dovrebbe avvenire nei prossimi 20 anni. Si parlava di 30 anni nel 2005.

Come vengono fatte queste previsioni?

Ovviamente, una buona parte delle informazioni viene dalle osservazioni scientifiche della Faglia di Sant’Andrea. Misure interessanti vengono fatte misurando i movimenti della crosta terrestre mediante osservazioni satellitari. Come anticipato, queste osservazioni possono fornire una stima della quantita’ di energia accumulata nella Faglia e dunque far intendere l’inizio di una fase piu’ critica. Oltre a questa osservazione, c’e’ ovviamente un intenso sistema di monitoraggio delal zona che serve per raccogliere moltissimi dati in continuo, utili per determinare variazioni repentine di parametri fisici e geologici, anche questi utili per capire modificazioni intense del sottosuolo.

Altre previsioni vengono invece fatte utilizzando la statistica. Di questo ambito, abbiamo parlato in diverse occasioni. Anche se parlo da appassionato di statistica, si deve capire che queste previsioni lasciano il tempo che trovano, essendo basate solo sulla storicita’ degli eventi. Come visto in questi articoli:

Prossimi terremoti secondo la statistica

Analisi statistica dei terremoti

Terremoti, basta chiacchiere. Parliamo di numeri.

Terremoti: nuove analisi statistiche

utilizzando i dati raccolti, e’ possibile studiare una ciclicita’ degli eventi e determinare una certa probabilita’ di avere un terremoto in un periodo futuro. Purtroppo, molto spesso, queste informazioni vengono interpretate in malo modo da chi la statistica non la conosce affatto. Esempio di questo tipo e’ l’articolo:

Non ne bastava uno ….

Anche per il Big One, trovate fonti che parlano di probabilita’ praticamente del 100% che il terremoto avvenga, ad esempio, tra il 2015 e il 2020. Come deve essere interpretato il dato? La chiave giusta per leggere queste informazioni e’ quella di trattarle un po’ come i numeri ritardatari del lotto. Mi spiego meglio. Se entrate in una ricevitoria, trovate molti cartelli con i “numeri ritardatari”, cioe’ quei numeri che da molte estrazioni non vengono pescati in un determinata ruota. Se un numero manca da tanto tempo, deve uscire necessariamente? Assolutamente no, pero’, se ci fidiamo che i numeri abbiano tutti la stessa probabilita’ di venire pescati, allora statisticamente devono uscire tutti. Dunque, un numero ritardatario prima o poi deve uscire. Questo prima o poi, e’ la chiave dell’interpretazione. Prima o poi, non significa domani, cosi’ come non significa che un “terremoto ritardatario” rispetto alla norma debba necessariamente avvenire. Se volete, il discorso sismi e’ molto piu’ complesso del gioco del lotto, anche perche’ non parliamo di eventi casuali, ma determinati da movimenti del nostro pianeta.

Detto questo, capite dunque come vanno interpretati questi numeri, utilissimi per fare studi e, ad esempio, dimostrare che non c’e’ nessun aumento di terremoti negli ultimi anni, ma assolutamente da prendere con le pinze quando parliamo di previsioni future.

In ambito prevenzione, ci sono anche molte osservazioni interessanti che vengono fatte per capire se e’ possibile arginare i movimenti della Faglia e dunque limitare i danni dei futuri terremoti. In tale ambito, sono stati riportati dati molto interessanti ottenuti direttamente dall’osservazione in profondita’ della faglia. Come osservato, lunga la frattura si trova la citta’ di Parkfield in cui pero’, storicamente, non avvengono terremoti di forte intensita’, anche se questa si trova lungo la stessa “linea di fuoco” di citta’ bersagliate dai sismi. Le osservazioni fatte hanno permesso di individuare una zona della frattura in cui sono presenti materiali diversi ed in grado di limitare l’attrito tra le placche in scorrimento. Cosa significa? Se, per qualche motivo, diminuisce l’attrito tra le due zone che scorrono tra loro, ovviamente si limita l’accumulo di energia elastica e, dunque, detto in parole semplici, il caricamento del terremoto. Le osservazione fatte hanno mostrato la presenza, tra le altre cose, di silicati gelatinosi e acqua, in grado di ridurre gli attriti. Molti studi sono in corso proprio per cercare di capire la possibilita’ di limitare la potenza dei terremoti andando ad agire direttamente nella zona dove questi si generano. Ovviamente si tratta di studi scientifici, ma che vanno sicuramente sostenuti vista l’utilita’ che potrebbero avere. Magari, un giorno, potremo risolvere il problema terremoti “oliando” i cigolii della Terra.

Concludendo, la zona della California e’ da sempre una delle piu’ attive dal punto di vista dei sismi. Per Big One si intende il piu’ grande terremoto atteso, in grado di distruggere l’intera regione. Purtroppo, questo terremoto potrebbe avvenire e c’e’ la possibilita’, come evidenziato da molti studi, che questo possa avvenire da un momento all’altro nei prossimi 20 anni. La ricerca e’ sempre al lavoro per cercare di trovare precursori sismici e, come visto, anche possibili soluzioni in grado di limitare la potenza dei terremoti agendo direttamente sulla faglia. Speriamo solo che soluzioni percorribili arrivino magari prima dell’atteso Big One.

 

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

Superstizioni e scaramanzie

7 Mag

In un commento lasciato nell’apposita sezione:

Hai domande o dubbi?

una nostra cara lettrice, mi ha chiesto di scrivere un articolo riguardante le superstizioni. Come tutti sapete, in questo caso parliamo di usanze e modi di fare che, in modo o nell’altro, porterebbero sfortuna a chi non li compie. Credo che questo discorso sia estremamente interessante anche nell’ambito delle profezie che siamo soliti trattare su questo blog. Vi faccio un esempio, formulare o credere a delle profezie, corrisponde quasi sempre ad attendere un evento nefasto scatenato da qualcosa di poco controllabile. Allo stesso modo, i gesti scaramantici servono per allontanare le disgrazie che potrebbero accadere qualora un particolare gesto non venisse compiuto. Ognuno di noi ha i suoi gesti scaramantici che compie, magari inconsciamente, ripetutamente prima di qualcosa. Fate attenzione, nel momento in cui un gesto viene compiuto sistematicamente prima di qualcosa e, qualora non venisse fatto questo potesse portare uno stato di ansia eccessiva, non parliamo piu’ di scaramanzia ma di manie ossesivo compulsive. Al solito, c’e’ sempre un limite che deve essere rispettato per non cadere in vere e proprie fobie.

Diverso e’ invece il discorso delle superstizioni. Qui parliamo proprio di particolari eventi che potrebbero portare fortuna o sfortuna qualora venissero fatti, ma sono gesti comuni, molto spesso tramandati dalla storia o dalle usanze popolari. Come sappiamo bene, molto spesso cio’ che viene dall’antichita’ e’ visto con una sorta di rispetto che tende a mitizzare queste leggende e a renderle necessariamente vere.

Ora, ovviamente sarebbe impossibile parlare di tutte le superstizioni esistenti, dal momento che il loro numero diverge molto facilmente e soprattutto quando ci si appella alla cultura popolare di alcune zone, si rischia veramente di scrivere una enciclopedia sull’argomento. Documentandomi su queste tematiche, ho potuto constatare come molto spesso diverse superstizioni siano in contrapposizione tra loro. Magari, secondo la cultura di una regione, un gesto puo’ portare fortuna, secondo altre invece e’ portatore di gravi sventure.

Prima di tutto, cerchiamo di fare una considerazione oggettiva. Come anticipato, molte superstizioni vengono tramandate dalla storia. Tolto il rispetto per le culture antiche, molto spesso si tratta di credenze legate all’ignoranza delle persone su argomenti specifici. Oggi, la nostra aumentata consapevolezza, ci dovrebbe far ragionare e farci capire come tanti gesti che nel passato assumevano un’aura quasi magica, sono facilmente spiegabili attraverso la conoscenza.

Da sempre sono stato incuriosito da queste tematiche. Molto spesso, mi sono trovato a chiedere a delle persone come mai credessero in certe superstizioni e moltissime volte, mi sono sentito rispondere: “non ci credo, ma, nel dubbio, rispettarle non mi costa nulla”. Bene, credo che una risposta di questo tipo ci faccia capire come il dubbio sia sempre presente nell’animo umano ma soprattutto come la fiducia nella nostra conoscenza possa essere definita “quanto basta”, cioe’, lasciamo sempre un velo di mistero che non fa mai male.

Alal luce di queste considerazioni, vorrei passare in esame le superstizioni piu’ popolari appunto per mostrare la loro origine storica ma soprattutto il contesto storico da cui ci sono state tramandate.

Sicuramente tutti conoscono la fama negativa del numero 17. Come sapete, in Italia ed in altri paesi, questo numero e’ sinonimo di malaugurio mentre in tantissimi altri paesi e’ considerato un portafortuna mentre il 13 e’ visto di cattivo occhio. Perche’ questa differenza? Come anticipato, questo avviene per molte superstizioni. Quello che puo’ essere vero per una cultura, puo’ avere un significato oppposto per un ‘altra.

Riguardo al 17, la sua fama e’ talmente nota che si parla di “Eptacaidecafobia” per indicare la paura in questo numero. Il primo ad indicare il 17 come numero negativo fu addirittura Pitagora. Il 17 si trova infatti tra il 16 ed il 18, considerati numeri molto positivi in quanto rappresentanti le aree dei quadrilateri 4×4 e 6×3. Al contrario, il 17, essendo un numero primo, non puo’ essere visto in nessun caso come l’area di un poligono dai lati interi. Diversa spiegazione viene invece dalla cultura romana, sicuramente a noi piu’ vicina. Nell’antica Roma, si usava scrivere sulle lapidi dei defunti la parola “VIXI” per indicare “ho vissuto”. Bene, l’anagramma di VIXI e’ XVII, che in numerazione romana indica il 17. Proprio da questo fatto nasce la cultura italica del vedere il 17 come numero sfortunato.

Discorso diverso avviene invece per il 13, considerato sfortunato in molte culture anglosassoni. In questo caso, l’origine e’ da ricercarsi nella storia dell’ultima cena. Come e’ noto, il tredicesimo “ospite” tra i 12 apostoli era proprio Gesu’ Cristo, che poco dopo venne ucciso in croce.

Sempre di origine biblica e’ la concezione che il venerdi sia un numero sfortunato. Come e’ noto, di venerdi mori’ Gesu’ Cristo (venerdi santo) e dunque, in base alla cultura, si indica come giorno sfortunato il venerdi 13 o il venerdi 17.

Cambiando argomento, ma sempre restando in tema di superstizioni, una delle piu’ note e’ quella che riguarda la caduta di sale o di olio in terra. In questo caso, l’origine e’ molto semplice e, al solito, viene tramandata dal passato quando il sale e l’olio rappresentavano dei beni molto costosi. Proprio per questo motivo, la perdita di questi beni era vista come un cattivo auspicio, economico in questo caso, per gli abitanti della casa. Sempre legato al costo elevato nel passato di alcuni beni, e’ la superstizione di 7 anni di sventura facendo cadere uno specchio. In  questo caso pero’, oltre al danno economico, che nel passato era determinante, e’ interessante capire l’origine proprio dei 7 anni di sventura. Anche in questo caso, dobbiamo appellarci all’antica Roma. Secondo la tradizione dell’impero, la vita era solita rinnovarsi ogni 7 anni mentre lo specchio era, grazie alle sue proprieta’ riflettenti, in grado di imprigionare una parte dell’anima di chi ci si specchiava. In questo senso, rompere lo specchio significava intrappolare l’anima dello sfortunato fino a che la vita non si sarebbe rinnovata dopo 7 anni.

Visto che nel commento mi e’ stato anche chiesto esplicitamente, parlero’ anche della superstizione del non passare sotto una scala aperta. In questo caso, troviamo una duplice origine per questa credenza. In primis, come in molti altri casi, abbiamo un’origine biblica della cosa. La scala appoggiata al muro, sarebbe un simbolo della trinita’ divina espressa attraverso il triangolo. Passare sotto la scala sarebbe equivalente ad interrompere il triangolo e quindi a mettere in discussione la trinita’. Storicamente invece, questa superstizione nasce da ovvi motivi di sicurezza. In passato, le scale utilizzate per riparare i tetti, non erano provviste di gommini antiscivolo, per cui era molto frequente che la scala scivolasse lungo il muro con il rischio di cadere sulla testa dello sfortunato passante. Da qui, l’origine della profezia che vedrebbe come segno nefasto quello di passare sotto la scala aperta.

Sempre legata alla cultura popolare e’, ad esempio, la superstizione del non aprire un ombrello dentro casa. In questo caso infatti, aprire un ombrello all’interno della propria abitazione sarebbe equivalente a dire che il tetto non ci protegge abbastanza o che , purtroppo, non abbiamo un tetto sotto cui stare.

Come capite bene, soprattutto per le profezie che vengono dalla cultura popolare, l’origine delle superstizioni e’ da ricercarsi nei gesti fatti in passato e che potevano indicare uno stato di indigenza delle persone. Ripetere quei gesti era dunque visto come simbolo di malaugurio per chi li compiva.

Superstizioni invece legate alla salute sono quelle che riguardano il non poggiare il cappello sul letto e non rifare mai un letto in tre persone. Nel primo caso, sempre nel passato, quando un dottore faceva visita domestica ad un malato grave, era solito sedersi vicino al letto del paziente e poggiare il proprio cappello sul materasso. Compiere questo gesto significherebbe dunque attirare un medico per persone malate nell’abitazione. La stessa cosa vale per il detto di non rifare il letto in tre. Per rifare un letto bastano due persone. In pasato, quando ne servivano tre? Sempre quando c’era un malato grave che non poteva alzarsi. In questo caso, mentre due rifacevano il letto, una terza persona era incaricata di sollevare il malato.

Solo per concludere, vi parlo di un’ultima superstizione invece piu’ recente: quella secondo cui se si accendono piu’ sigarette con lo stesso fiammifero, il piu’ giovane del gruppo morira’ presto. In questo caso, l’origine viene dalla prima guerra mondiale, quando, per risparmiare beni preziosi, si era soliti accendere con un fiammifero le sigarette di piu’ soldati. In questo caso, un cecchino appostato, vedendo la fiamma, aveva tutto il tempo di prendere la mira e fare fuoco. Per motivi gerarchici, chi era l’ultimo ad accendere la propria sigaretta? Ovviamente il piu’ giovane del gruppo, che dunque rappresentava un facile bersaglio per il cecchino.

Ovviamente ci sarebbero tantissime altre superstizioni da trattare, ma, almeno secondo me, queste sono quelle piu’ popolari e la cui origine e’ piu o meno nota. Come detto all’inizio, molte di queste storie provengono dal passato e dalla cultura popolare. Capire l’origine di questi gesti, ci fa ricordare lo stato di indigenza in cui magari vivevano i nostri antenati. Oggi, ripetere questi gesti e’ solo una tradizione tramandata da generazioni, ma che non offre nessun vantaggio. Come anticipato pero’, per molti, fare questi gesti non costa nulla per cui continueranno a farli senza problemi e anche a tramandarli alle generazioni future.

 

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