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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.

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Il meccanismo di Anticitera

23 Dic

Dopo diversi articoli di scienza, torniamo un po’ a parlare di grandi misteri. Questa volta lo facciamo prendendo spunto da un reperto estremamente complesso, anche se poco conosciuto, e sul cui funzionamento si e’ speculato davvero molto nel corso degli anni. Come avete letto dal titolo del post, mi riferisco al cosiddetto “meccanismo di Anticitera” o “di Antikythera”.

Per prima cosa, iniziamo dal racconto storico di questo reperto. Nel ottobre del 1900, un gruppo di pescatori di spugne venne spinto molto fuori rotta a causa di una tempesta ritrovandosi sulle coste dell’isolotto di Anticitera. Qui, i pescatori fecero alcune immersioni per verificare la presenza di spugne. Ad una profondita’ di circa 60 metri, i pescatori ritrovarono il relitto di un’antica nave greca adibita al trasporto di manufatti preziosi. A seguito di diverse immersioni, vennero portate in superficie divrse statue di rame e bronzo, manufatti, oggetti lussuosi e anche quello che appariva con un blocchetto di bronzo corroso dal tempo. Tutti queste reperti vennero poi trasportati al museo nazionale di Atene in attesa di essere classificati.

Nel 1902, il misterioso blocco fini’ nelle mani dell’ex ministro della cultura Spyridon Stais che si accorse che quell’insignificante blocchetto nascondeva in realta’ un qualcosa apparentemente complesso e che mai prima di allora era stato ritrovato in reperti di quell’epoca. Oltre a questo, tra i reperti vennero ritrovati altri pezzi che appartenevano in origine al blocco originale.

Per chi non lo conoscesse, quello che venne poi chiamato Meccanismo di Anticitera e’ fatto in questo modo:

Il meccanismo di Anticitera conservato al museo archeologico di Atene

Il meccanismo di Anticitera conservato al museo archeologico di Atene

Il blocchetto e’ grande piu’ o meno come un libro, e’ interamente di rame e, come visibile anche dalla foto, presenta una serie di ruote dentate a formare una sorta di meccanismo meccanico. Apparentemente non ci sarebbe nulla di strano, se non fosse che i reperti sono stati datati intorno al I secolo avanti Cristo.

Studiando il meccanismo, si capi’ subito che quello che rimaneva oggi era solo una minima parte del complesso originario. Sulle varie ruote sono presenti moltissime iscrizioni diverse e gli ingranaggi sono montatti in contatto tra loro proprio per trasferire il moto da uno all’altro.

Una ricostruzione grafica del meccanismo originario e’ piu’ o meno questa:

Ricostruzione grafica del meccanismo di Anticitera

Ricostruzione grafica del meccanismo di Anticitera

La grande domanda che per anni ha impegnato i ricercatori, ma soprattutto i curiosi, e’ ovviamente: a cosa serve questo meccanismo?

Come potete facilmente immaginare, questo quesito ha dato spazio alle interpretazioni piu’ fantasiose. Si va dal semplice calendario meccanico, fino ad un sistema di comunicazione dimensionale. Secondo altri poi, questo meccanismo sarebbe la prova inconfutabile che nei secoli scorsi il nostro pianeta e’ stato visitato da civilta’ aliene che hanno trasmesso parte della loro tecnologia agli antichi.

Ovviamente, come sempre accade, queste interpretazioni non sono supportate da nulla e non trovano nessuna dimostrazione oggettiva.

Dunque, a cosa serve il meccanismo? Anche se non ancora pubblicate, circa il 95% delle iscrizioni presenti nel reperto sono state tradotte. Proprio da queste traduzioni si e’ potuto capire il reale compito del meccanismo. Quello che vediamo oggi come un grezzo blocchetto di bronzo e’ in realta’ un complesso meccanismo di conteggio del tempo. Le diverse ruote servono per poter visualizzare in modo molto preciso le fasi lunari, i cicli solari, le rivoluzioni siderali e, come pubblicato proprio in questi giorni, anche le date delle olimpiadi greche.

Perche’ c’e’ bisogno di questo ingegnoso sistema per conteggiare questi avvenimenti? Per prima cosa, sappiamo che i mesi lunari sono diversi da quelli che utilizziamo noi oggi. Inoltre, per riprodurre l’anno siderale rispetto a quello solare e’ necessario mantenere un rapporto di 254 a 19. Perche’? Molto semplice, la nostra Luna compie 254 rotazioni esattamente ogni 19 anni solari. Riproducendo questo rapporto con ruote dentate, e’ possibile seguire l’anno siderale rispetto a quello solare. Ma non e’ tutto, il meccanismo e’ ovviamente dotato di un differenziale per trasmettere l’esatto rapporto tra le ruote e anche per riprodurre le fasi lunari nel corso degli anni oltre a stagioni, giorni della settimana, equinozi e i movimenti di alcuni pianeti. Capite dunque come il meccanismo di Anticitera sia in realta’ un complesso datario cosmologico in grado di riprodurre alcuni fenomeni naturali.

A questo punto pero’, la domanda fatta in precedenza acquista ancora piu’ valore: e’ possibile che un meccanismo cosi’complesso sia stato costruito nel I secolo avanti Cristo?

Per poter rispondere, dobbiamo fare qualche considerazione specifica. Per prima cosa, il meccanismo e’ realizzato in bronzo, un materiale conosciuto all’epoca e anche facilmente lavorabile. questa considerazione meccanica non e’ affatto poco importante. Come e’ noto, i greci erano abili nel lavorare questo materiale rendendo possibile la realizzazione di manufatti come quello del meccanismo.

Passiamo poi al funzionamento vero e proprio. Come detto in precedenza, i fenomeni riprodotti dal meccanismo erano tutti noti e perfettamente conosciuti al tempo. Ovviamente, i movimenti di Sole e Luna erano conoscuti con grande precisione cosi’ come riprodotti dal particolare datario. Oltre a queste evidenze, e come accennato in precedenza, il meccanismo era in grado di riprodurre il movimento di cinque pianeti. Avete capito bene, solo 5 pianeti, cioe’ quelli piu’ vicini alla Terra e conosciuti anche da popolazioni ben piu’ antiche di quella greca del I secolo a.C. Detto questo, la realizzazione del meccanismo, sia dal punto di vista meccanico che funzionale, e’ del tutto comprensibile e assolutamente non in contrasto con le conoscenza dell’epoca.

Ovviamente, il meccanismo di Anticitera e’ l’unico della sua specie rinvenuto fino ad oggi. Magari, in seguito, verrano riportati alla luce altri ritrovamenti simili o anche piu’ complessi. A volte, l’unicita’ di una scoperta fa pensare all’assurdita’ della cosa. Questo e’ assolutamente sbagliato. Come visto nelle considerazioni fatte, la costruzione e il funzionamento del meccanismo sono perfettamente compatibili con le conoscenze dell’epoca.

 

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

(Quasi) pronta al lancio la missione GAIA

24 Ott

Diverse volte nei nostri articoli abbiamo parlato di astronomia, ma soprattutto della ricerca di esopianeti al di fuori del nostro sistema solare:

A caccia di vita sugli Esopianeti

Nuovi esopianeti. Questa volta ci siamo?

Esopianeti che non dovrebbero esserci

Ancora sugli esopianeti

Aggiornamento su Kepler

Come visto in particolare nell’ultimo articolo, la sonda Kepler, che tanto ha contribuito all’esplorazione della nostra Galassia, ha avuto gravi problemi di funzionamento al punto di inficiare il suo funzionamento.

Premesso questo, negli ultimi giorni, molti siti e giornali hanno invece parlato di una nuova missione quasi pronta al lancio da parte dell’ESA, con un’ampia partecipazione dei nostri ASI e INAF. La missione in questione e’ chiamata GAIA dove, come al solito, il nome non e’ altro che un acronimo che sta per Global Astrometric Interferometer for Astrophysics.

Prima di darvi qualche dettaglio tecnico sull’esperimento e dirvi a cosa servira’, partiamo invece dicendo a cosa “non” serve Gaia. Come di solito avviene, molti giornali e siti internet hanno preso la palla al balzo per inventare storielle fantastiche e rafforzare le paure degli ultimi tempi.

La missione GAIA

La missione GAIA

Leggendo in rete, trovate scritto che GAIA e’ una missione preparata in fretta e furia dall’ESA perche’, tastuali parole, gli astronomi si sono resi conto che qualcosa non torna nel nostro sistema solare e, finalmente, hanno preso in seria considerazione la possibilita’ che la nostra Terra possa essere colpita nel giro di poco tempo da qualche asteroide o cometa in grado di provocare estinzioni di massa o, peggio ancora, far scomparire del tutto il nostro pianeta. Inoltre, molti siti parlano di uno studio particolare atteso da Gaia per individuare nane brune nel nostro sistema solare e per tracciare corpi vagabondi che provengono da orbite particolari tali per cui questi oggetti sarebbero invisibili fino al momento dell’impatto con la Terra.

Cosa vi ricorda questa storia?

Ovvio, il tanto amato, citato e fantasticato Nibiru! Ovviamente, il tutto mescolato insieme nel solito brodo catastrofista. Nane brune nel sistema solare che creano pioggie di meteoriti, asteroidi killer che provengono da dietro il Sole e sono invisibili fino al momento dell’urto sulla Terra. Insomma, anche sulla missione Gaia, e notate il modo subdolo, senza citare espressamente la cosa, si cerca di rafforzare l’idea che Nibiru sia una minaccia reale ma coperta dai soliti scienziati che sanno ma non dicono.

Lasciamo perdere queste fantasie e vediamo invece come e’ fatta Gaia.

Prima premessa, per poter arrivare al momento del lancio di una qualsiasi missione, sono necessari anni di studi e preparazione. Pensare l’esperimento, fare calcoli di fattibilita’, studiare prototipi, ecc. Tutte operazioni che richiedono anni. Nel caso di Gaia, la missione e’ stata elaborata inizialmente prima ancora del 2000.

A cosa serve?

La missione punta ad ottenere una mappa 3D molto precisa delle stelle e degli oggetti vicini al sistema solare nella nostra Galassia, oltre ad una mappa meno precisa dei corpi piu’ lontani. La durata della missione dovrebbe essere all’incirca di 5 anni, periodo in cui Gaia potra’ osservare circa un miliardo di stelle.

Per ottenere queste risoluzioni, Gaia e’ dotata di due telescopi con punti di vista differenti ma focale in comune. Gli strumenti sono realizzati con una matrice di piu’ di 100 CCD che garantiranno una risoluzione intorno al miliardo di pixel. Detto in modo familiare, parliamo di 1000 Mega pixel se paragonata con le comuni macchine fotografiche.

Altro aspetto importante della missione e’ la posizione in cui il satellite orbitera’. Come potete leggere dalla vasta bibliografia, Gaia occupera’ il cosiddetto punto Lagrangiano 2, o anche L2 nel nostro sistema solare. Cosa significa? Detto in termini molto semplici, se prendiamo il sistema a tre corpi composto da Sole, Terra e Luna, come e’ noto questi interagiscono tra loro attraverso la mutua attrazione gravitazionale. Bene, visto nello spazio, a causa delle rotazioni, nel tempo e nollo spazio, l’intensita’ risultante delle tre forze non sara’ costante. Esistono pero’ dei punti particolari di equilibrio in cui le forze che agiscono sul corpo di massa minore, ad esempio, come in questo caso, il satellite che occupa il punto, si bilanciano esattamente.

Per farvi capire meglio, vi mostro un’immagine proprio del sistema Sole-Terra in cui sono riportati questi punti di equilibrio:

Punti lagrangiani in un sistema a 3 corpi

Punti lagrangiani in un sistema a 3 corpi

Come anticipato, Gaia si trovera’ proprio nel secondo punto lagrangiano. Oltre al discorso gravitazionale, questo particolare punto offre una condizione molto privilegiata: durante il suo moto Terra e Luna saranno fuori dal campo visivo del telescopio, la radiazione incidente non sara’ troppo elevata e si hanno condizioni di temperatura abbastanza costanti.

Durante la sua vita operativa, Gaia osservera’ circa 70 volte ciascuna porzione di cielo ad intervalli differenti. Questo e’ fondamentale per poter capire l’evoluzione nel tempo delle stelle osservate.

Quali sono gli obiettivi di Gaia?

Grazie ai suoi strumenti, Gaia potra’ registrare dati con una precisione quasi 200 volte maggiore dei suoi predecessori. Attraverso l’osservazione delle stelle, come anticipato, si potra’ studiare la dinamica dell’evoluzione oltre ad individuare nuovi esopianeti fuori dal sistema solare. Inoltre, la capacita’ di registrare dati a diverse lunghezze d’onda permettera’ di studiare la chimica dei corpi e ottenere informazioni nuove sull’origine della nostra galassia.

Dunque, siamo pronti a questa nuova avventura?

Purtroppo no. La data iniziale di lancio di Gaia era il 2011, come potete leggere in questo link dell’ASI:

ASI, Gaia

Da questa, sicuramente un po’ aggressiva, si era passati al 2013 e il lancio era atteso per la fine di quest’anno. Purtroppo, ci sara’ un nuovo slittamento e si spera di poter lanciare Gaia, la cui partenza sara’ fatta dallo spazioporto di Kourou nella Guiana francese, all’inizio dell’anno prossimo. Il ritardo e’ dovuto ad una serie di problemi tecnici evidenziati dall’ESA che dunque ha deciso, per motivi di sicurezza e di riuscita della missione, di rimandare di qualche mese il lancio.

Concludendo, la missione GAIA e’ quasi pronta al lancio. Come visto nell’articolo, non e’ assolutamente vero che questa missione e’ stata preparata in fretta e furia per studiare e valutare il rischio sempre crescente di scontro tra la Terra ed un asteroide proveniente dallo spazio. Al contrario, questa missione, come tutte le altre, ha richiesto anni di preparazione e di studio e i suoi obiettivi scientifici saranno molto importanti ed interessanti. Come visto, infatti, la missione si occupera’ di analizzare e registrare circa un miliardo di stelle nella nostra galassia ottenendo dati quasi 200 volte piu’ precisi di quelli delle missioni precedenti.

 

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

Annuncio storico: siamo fuori dal Sistema Solare?

18 Set

In questo blog, diverse volta abbiamo parlato delle due sonde Voyager. Lo abbiamo fatto un po’ per passione, un po’ per raccontare la storia di questa missione che, lanciata addirittura nel 1977, ancora oggi, a distanza di cosi’ tanti anni, ci fornisce risultati importantissimi per capire come e’ fatto l’universo che ci circonda.

Oltrre a questi “nobili” scopi di cronaca, in questi articoli:

Siamo fuori dal sistema solare … o forse no?

Aggiornamento sulla Voyager-1

abbiamo parlato di queste sonde per smentire molta speculazione che e’ nata negli ultimi tempi riguardo alla missione. Come ricorderete, molto si era discusso sul fatto che la Voyager-1 fosse uscita o meno fuori dal Sistema Solare. Per ben due volte, era stato annunciato questo storico passaggio. Come visto, in almeno un’occasione, anche siti accreditati, per fretta o per approfittare della notorieta’ della missione, si erano lanciati in dichiarazioni che avevano addirittura richiesto una smentita ufficiale da parte della NASA.

La cosa piu’ importante da capire in questa discussione e’ “che cosa significa uscire fuori dal sistema solare”. Come detto in passato, non dobbiamo certo pensare che esista una linea ben marcata, una sorta di cartello stradale, che dica “benvenuti nello spazio intergalattico”.

Scientificamente, la definizione di questo passaggio non e’ semplice, ma soprattutto univoca. In linea di principio, come e’ facile immaginare, il confine tra sistema solare e spazio esterno, non puo’ certo prescindere dal nostro Sole. Qualche tempo fa, si identificava un confine del sistema solare come lo spazio dopo Plutone, cioe’ fuori dai pianeti, anche se Plutone e’ stato declassificato, che orbitano intorno al Sole. Questa definizione, anche se facilmente comprensibile e forse meglio definibile di altre, non e’ adatta per il semplice scopo che dopo Plutone, l’interazione del nostro Sole e’ ancora molto presente.

Proprio da questo concetto, nasce la definizione di confine con lo spazio intergalattico. Detto molto semplicemente, possiamo vederla come quella linea oltre la quale gli effetti del Sole divengono minori di quelli dovuti allo spazio esterno. Anche se scientificamente questa definizione e’ molto comprensibile, immaginare questa separazione non e’ semplice, soprattutto se parliamo di regioni di spazio poco conosciute e di cui, e’ possibile, si conoscono poco le interazioni con lo spazio esterno.

Proprio da questa considerazione, come visto nell’articolo precedente, era nata la notizia falsa di qualche mese fa. Grazie ai dati forniti da Voyager-1, e’ stato possibile identificare una nuova regione la cui esistenza non era stata neanche ipotizzata prima. Vedete la potenza e l’importanza di queste missioni? Ovviamente, il modo migliore di poter studiare qualcosa e’ andare li per vedere come e’ fatto. Purtroppo, in campo cosmologico, questo non e’ quasi mai possibile. La voyager e’ gia’ ora l’oggetto piu’ lontano dalla Terra che l’uomo abbia costruito e che comunque e’ in comunicazione con noi.

Dopo questo lungo cappello introduttivo, cerchiamno invece di capire perche’ sto tornando a parlare di Voyager-1.

Solo pochi giorni fa, e’ stato fatto, finalmente, l’annuncio storico. Questa volta, a scanso di equivoci, la fonte ufficiale e’ proprio la NASA. Senza anticiparvi nulla, vi giro il link in questione:

NASA, annuncio Voyager-1

La sonda ha iniziato il suo viaggio nello spazio interstellare. Riprendendo il titolo di uno dei post precedenti: “Siamo fuori dal Sistema Solare”.

Come e’ facile immaginare, si tratta di un passo storico per l’uomo, paragonabile se volete al primo allunaggio nel 1969.

Perche’ e’ stato fatto l’annuncio? Come ci si e’ accorti del passaggio?

In realta’, anche se l’annuncio e’ del 12 settembre 2013, lo storico passaggio e’ avvenuto mesi prima, ma non e’ stato possibile determinarlo. Mi spiego meglio.

Per determinare il confine con il Sistema Solare, si cerca di evidenziare una zona in cui la densita’ del plasma di particelle cresce notevolmente rispetto ai valori standard. Detto molto semplicemente, le particelle emesse dal sole formano una sorta di bolla che ricopre quello che chiamamiamo sistema solare ed esiste un confine tra dentro e fuori offerto dell’eliopausa.

Cosa si e’ visto dai dati di Voyager?

Grazie ad una potente emissione solare che ha scagliato particelle verso l’esterno, i sensori di Voyager hanno potuto misurare la densita’ elettroncia intorno alla navicella. In questo modo, anche senza un sensore di plasma, e’ stato possibile identificare la variazione di densita’ tipica dello spazio interstellare, cioe’ fuori dla sistema solare. Per poter caire quando il passaggio fosse avvenuto, i ricercatori hanno dovuto spulciare all’indietro i dati raccolti da Voyager nei mesi precedenti, per cercare di identificare gli andamenti della densita’. Da questo studio, e’ emerso che il passaggio attraverso il confine cosi’ definito era avvenuto circa un anno fa, il 25 agosto 2012.

Come e’ facile immaginare, oltre allo storico annuncio, tutti questi studi sono stati pubblicati sulla rivista Science.

E ora?

In questo istante, la Voyager si trova a circa 19 miliardi di Kilometri da Terra. I segnali inviati verso di noi hanno una potenza di appena 22 Watt e giungono fino a noi impiegando 17 ore. Sembra quasi incredibile che da Terra si riescano a percepire e identificare segnali paragonabili a quelli di una lampadina che si trova cosi’ distante nell’universo.

La sonda e’ alimentata da una batteria TRG che, a meno di sorprese, dovrebbe garantire il funzionamento della Voyager fino al 2025. A quella data, la sonda si dovrebbe trovare, spostandosi a circa 17 Km/s, a qualcoa come 25 miliardi di kilometri dal nostro pianeta. Speriamo che durante questa nuova fase del suo viaggio, possa permetterci altre importanti evidenze scientifiche.

Concludendo, lo storico annuncio dell’ingresso nello spazio interstellare e’ finalmente arrivato. La sonda Voyager e’ l’oggetto piu’ lontano dalla Terra costruito dall’uomo e che e’ ancora in contatto con noi. Dopo quanto annunciato e scritto in questo articolo, non credo sia il caso di chiedersi se questa missione e’ stata fruttuosa oppure no!

 

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

Ci risiamo: 16 dicembre 2013 ….

28 Ago

Immaginate questa situazione: riuscite a creare un business molto redditizio che pero’, fin dall’inizio, sapete che ha una scadenza certa. Dopo questa data, le vostre rendite si annulleranno e non potrete piu’ andare avanti. Che problema c’e’, intanto facciamo cassa e poi si vedra’. Nell’animo umano pero’, scatta una molla tale per cui, anche se partiamo con un’idea, e’ facile che in corso d’opera la si cambi. Perche’ dovrei rinunciare agli affari? Per colpa di una scadenza? Dunque, in prossimita’ di questa data, cominciamo a pensare come superare questo problema. La cosa piu’ ovvia da fare e’ rimandare sempre piu’ oltre la scadenza. Sappiamo che prima o poi la cosa non funzionera’, ma intanto possiamo allungare, e se siamo bravi, anche di molto tempo il prolungamento dei nostri affari.

Vi e’ piaciuta questa storia? Realistica ma forse troppo impersonale. Ora sostituisco i soggetti rendendo la storia piu’ veritiera. Qualcuno vi dice che il 21 dicmbre 2012 finira’ il calendario Maya. Non sapete nemmeno perche’, pero’ questa storiella vi affascina. Vi mettete seduti e pensate a come sfruttare questa storia che affascina come voi molte altre persone. Inventate tempeste solari, scontri con pianeti mai visti, inventate che ci sara’ un terribile terremoto perche’ riuscite a far credere che i terremoti nel mondo stiano aumentando e tante altre storie di questo calibro.

Ora avete in mano il vostro business. Poco importa se molte persone ci credono e ne sono spaventate. C’e’ anche chi e’ costretto ad andare in cura per l’ansia che siete riusciti a trasmettere. Ma a voi cosa importa? Assolutamente niente. Create siti talmente pieni di pubblicita’ da sembrare macchine di formula 1, scrivete libri barzelletta ma con un titolo accattivante, parlate male di scienza e ricerca perche’ quello e’ il male del secolo. Ora avete i vostri introiti. Come si dice in questi anni di crisi, il lavoro bisogna crearselo e voi ci siete riusciti in pieno. Complimenti. Siete degni di un manuale di new economy. Forse, con una cattiveria peggiore degli squali dell’alta finanza ma anche di questo poco importa.

tzolkin

Attenzione pero’, riprendiamo il discorso scadenza. Quel tizio che vi ha suggerito la storia vi ha detto che il calendario finira’ il 21 dicembre 2012. Man mano che vi avvicinate a questa data, e sapete che non succedera’ niente, cominciate a pensare al vostro futuro. Dovete trovare il modo per allungare il brodo. Qual e’ la soluzione piu’ semplice? Ovvio, dire che c’e’ stato un errore di calcolo e che quindi la data e’ spostata.

Altro punto fondamentale: di quanto la spostiamo? Ci sono due fratelli che hanno proposto una soluzione diversa, ma questa farebbe ricadere la fine del calendario Maya nel 2116:

2012? No, volevamo dire 2116 …

Parliamoci chiaro, non possiamo spaventare le persone parlando di 2116. La gente non riesce nemmeno ad arrivare a fine mese, pensa quanto gliene fregherebbe del 2116.

Ci vuole una soluzione differente, ma qualcosa di astuto supportato da qualche evento naturale per rendere il tutto piu’ credibile.

Alla fine l’idea viene ed e’ veramente geniale. Sentite questa, come sapete, esiste il problema della correlazione, di cui abbiamo parlato in questi post:

Perche’ il mondo dovrebbe finire

2013 o ancora piu’ oltre?

Come detto, quando si cerca di “convertire” le date del lungo computo nel nostro calendario gregoriano, anche se abbiamo capito come funziona il conteggio Maya, dobbiamo trovare dei punti fissi. Detto in altre parole, abbiamo capito come contare e di quanto contare ma per sapere dove finisce il conteggio dobbiamo sapere da dove partire. Ovviamente, non staro’ di nuovo qui a spiegare per filo e per segno come funzionava il sistema di calendari dei Maya. Di questo abbiamo parlato abbondantemente sia nel libro Psicosi 2012 che nel blog.

Torniamo a noi, come sappiamo, per risolvere il problema della correlazione ci si basa sulle iscrizioni lasciate dal popolo centro americano. Molte iscrizioni riguardano eventi astronomici di cui i Maya erano ottimi osservatori. In tal senso, trovate ad esempio riportate le eclissi, i passaggi di Venere, ecc accompagnati da una data espressa nel sistema del lungo computo. Ora pero’, questi eventi sono ciclici per cui con un singolo evento non riuscite a risolvere l’equazione. Purtroppo, le iscrizioni arrivate fino a noi non sono tantissime. Come e’ noto, durante la conquista di queste terre, si e’ pensato bene di distruggere molti edifici e documenti perche’ pensati come “pagani”. Poiche’ quindi abbiamo un numero basso di documenti non riusciamo a trovare una sola soluzione per il problema della correlazione, ma tante possibilita’ diverse. La data del 21 dicembre 2012 e’ solo una delle possibili. Ne esistono poi altre decine che spaziano nell’arco anche di centinaia di anni. Per fare un esempio, la soluzione Calleman prevedeva la fine del lungo computo per il 2011, poi c’era quella per il 2012 e tante altre ancora fino, come nel caso dell’articolo riportato prima, al 2116.

Capite che il problema della correlazione non da un buon appiglio ai catastrofisti. Ormai si e’ sparsa la voce, la gente ha capito che le date possibili sono decine non saremmo credibili se ad ogni data riproponessimo le stesse argomentazioni. L’idea geniale e’ dunque questa: per prima cosa, nel calendario gregoriano non esiste l’anno zero ma si passa dal I sec. a.C al I sec. d.C. Siamo sicuri che l’anno zero non sia stato contato? In realta’, gli studiosi Maya si sono interrogati per anni su quale fosse la data di inizio del lungo computo. La data finale si ottiene semplicemente aggiungendo i giorni che completano il conteggio del lungo computo.

Questo particolare pero’ e’ ignorato da alcuni siti che vi propongono nuove date ragionando su queste argomentazioni. Sapete perche’? Perche’ qualcuno ha tirato fuori una nuova data: 16 Dicembre 2013. si, proprio alla fine di quest’anno e molto simile a quella precedente che ha fatto impazzire il mondo.

Purtroppo qualcuno non capendo come si ottiene ha inventato il discorso dell’anno zero gregoriano. E’ ovvio che se anche avessi contato lo zero la data si sposterebbe di un anno preciso invece, come vedete confrontando le date, c’e’ anche una differenza di una manciata di giorni.

Da dove viene allora questa nuova data? Ragionate cosi’, quando e’ iniziato il terzo millennio? Di colpo, si direbbe il 1 gennaio 2000. Attenzione pero’, poiche’ non contiamo l’anno zero, duemila anni finiscono al 31 dicembre 2000 quindi il nuovo millennio comincia il 1 gennaio 2001. Cerchiamo di rendere il tutto piu’ chiaro, ragioniamo con una decade. Partendo da 1, completate 10 anni al termine dell’anno 10 quindi la nuova decade cominciera’ al 1 gennaio 11.

Se questo e’ vero, allora lo facciamo valere anche per il calendario Maya. Nel momento in cui si azzera il lungo computo, analogo del 31 dicembre 1999, poi non comincia il nuovo conteggio, o nel nostro esempio il nuovo millennio, ma dobbiamo aspettare un altro ciclo (1 gennaio 2001).

Bene, oltre al lungo computo, i Maya conteggiavano i giorni dell’anno utilizzando il calendario Haab. Questo era un calendario civile basato sulle stagioni e con una durata di 360 giorni. Nell’analogo dell’esempio del millennio, se al 21/12/2012 inizia l’ultimo giro, la fine del lungo computo sara’ dopo 360 giorni, dunque 16 dicembre 2013.

Ecco spiegata l’origine di questa data.

Fate pero’ attenzione ad una cosa. Seguendo la correlazione piu’ accettata, in formato lungo computo, il 21 dicembre 2012 si scriveva 13.0.0.0.0, dove per la prima cifra il 13 equivale allo zero, mentre il 16 dicembre 2013 si scrive 13.0.1.0.0. Poiche’, come detto, per la prima cifra il 13 e’ lo zero, personalmene non vedo nessuna particolarita’ nella nuova data proposta. Mentre la prima azzerava il conteggio, la seconda non ha nulla di speciale a parte cadere un ciclo Haab dopo la fine del lungo computo. Ripeto pero’, l’origine e’ nell’analogo fatto con il conteggio gregoriano. Altra considerazione, qui non stiamo contando i millenni per capire quando iniziano o finiscono, qui abbiamo, grazie a degli studi non univoci, delle possibili date di inizio del calendario, dopo di che contiamo i giorni previsti dal lungo computo. Personalmente, il ragonamento fatto, oltre a non affascinarmi, non mostra nessuna base oggettivamente discutibile. Come detto all’inizio mi sembra solo di osservare un animale morente che si dimena in tutti i modi per prolungare la sua agonia.

Per rendere il tutto piu’ credibile, servirebbe un evento naturale tale da far concentrare l’attenzione sulla nuova data. Anche su questo abbiamo, nel vero senso della parola, una “manna dal cielo”: la cometa ISON. Questa solchera’ i nostri cieli proprio a dicembre di quest’anno e, come sembrerebbe dalla premesse, offrira’ uno spettacolo straordinario per la luminosit’a che si potrebbe raggiungere, tale da rendere la cometa visibile anche in pieno giorno. Cosa ci inventiamo sulla ISON? Semplice, i Maya avevano previsto il suo passaggio e a dicembre la cometa impattera’ sulla Terra distruggendo gran parte della vita. Poi ci mettiamo anche che la ISON non e’ una cometa ma un mini sistema planetario che ruota intorno a Nibiru. Ecco fatto, ora abbiamo allungato il brdo in modo affascinante, per di piu’ non dobbiamo nemmeno sforzarci troppo, le argomentazioni portate al 21/12/2012 possono essere riproposte per la nuova data. Della ISON abbiamo parlato qui:

E se ci salvassimo?

Che la ISON abbia pieta’ di noi!

Mostrando l’assurdita’ di quanto affermato sulla rete e l’assoluto non pericolo di impatto per questa cometa.

Concludendo, la nuova data del 16 dicembre 2013 viene da considerazioni fatte paragonando il lungo computo Maya con il nostro calendario Gregoriano. Ragionamenti pero’ avulsi dal problema della correlazione che fornisce comunque gia’ di suo diverse date possibili per l’inizio, o equivalentemente per la fine, del lungo computo. Come e’ chiaro, ad oggi non esiste una data univoca per la fine del calendario Maya e alle soluzioni storiacamente possibili non si fa altro che aggiungere date di comodo senza nessuna base solida. Purtroppo, difficilmente i catastrofisti abbandoneranno l’osso della fine del mondo. L’unico modo per far terminare questa barzelletta e’ capire l’assurdita’ di quello che viene proposto.

 

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

Aggiornamento su Kepler

18 Ago

Con diversi post ci siamo occupati della ricerca degli esopianeti:

A caccia di vita sugli Esopianeti

Nuovi esopianeti. Questa volta ci siamo?

Esopianeti che non dovrebbero esserci

Ancora sugli esopianeti

Come sapete, questa speciale ricerca, volta ad individuare pianeti potenzialmente simili alla Terra ma fuori dal sistema solare, rappresenta una sfida molto importante per la scienza. Tra l’altro, ricerche di questo tipo, hanno da sempre stimolato anche la curiosita’ delle persone comuni, da sempre interessate a valutare se ci sono o meno le condizioni affinche’ la vita possa essersi sviluppata anche fuori dal nostro pianeta.

Ruolo fondamentale in questa ricerca era ovviamente riservato al telescopio della NASA Kepler. Questa missione era stata lanciata in orbita proprio con lo scopo di identificare pianeti in orbita intorno alle stelle, cosi’ come avviene nel nostro sistema solare. Si tratta di una missione estremamente complessa e che rappresentava una sfida al tempo del lancio nel 2009. Prima di Kepler infatti, non si sapeva se esopianeti simili alla Terra potessero esistere e quanto potevano essere abbondanti nella nostra Galassia.

Una delle rotelle di retroazione di Kepler

Una delle rotelle di retroazione di Kepler

In 4 anni di osservazioni, Kepler ha individuato circa 3500 possibili esopianeti, di cui diversi gia’ sono stati confermati. Ha raccolto una mole impressionante di dati che, in gran parte, ancora devono essere analizzati.

Perche’ stiamo riparlando di esopianeti e di Kepler?

Qualche settimana fa, avevamo dato un aggiornamento non felice su questo telescopio:

Se si rompe la sonda?

Come visto, nel luglio di quest’anno, si era registrata una nuova rottura ad una delle rotelle del sistema di giroscopi del satellite. Sempre nel post, avevamo detto che gli ingegneri della NASA erano gia’ al lavoro per cercare di capire come ripristinare questo fondamentale sistema per la ricerca degli esopianeti.

E ora?

Purtroppo, potremmo dire che proprio il giorno di ferragosto, la NASA ha celebrato la messa mortuaria per Kepler. Vi riporto una frase molto importante presa dal sito del telescopio:

Two of Kepler’s four gyroscope-like reaction wheels, which are used to precisely point the spacecraft, have failed. The first was lost in July 2012, and the second in May [2013]. Engineers’ efforts to restore at least one of the wheels have been unsuccessful. … the spacecraft needs three functioning wheels to continue its search for Earth-sized exoplanets

Come potete leggere, purtroppo gli ingegneri della NASA hanno rinunciato alla possibilita’ di ripristinare almeno una delle rotelle rotte del giroscopio. Il telescopio necessita’ di almeno 3 rotelle per assicurare un corretto puntamento e per proseguire la sua ricerca.

Perche’ servono almeno 3 rotelle?

Come visto in precedenza, il sistema di giroscopi del satellite e’ una delle parti piu’ importanti della missione ed e’ quella che caratterizzava l’estrema precisione della ricerca. Sappiamo che la ricerca degli esopianeti veniva effettuata con il metodo dei transiti, in cui si fissava una stella lontana misurandone la luminosita’. A questo punto, si registrava ogni minima variazione di luminosita’ che poteva indicare il passaggio di un pianeta tra la stella e il satellite. Capite bene che, affinche’ questa ricerca potesse funzionare, era necessario puntare con precisione e stabilmente la stella. Il sistema di giroscopi serviva proprio a questo, azionando piccoli stabilizzatori in grado di tenere in posizione il telescopio.

Ora cosa succedera’?

La NASA sta valutando la situazione e ha anche aperto una chiamata agli scienziati degli altri paesi per verificare se esistono altre ricerche possibili utilizzando solo due rotelle. Tra le idee lanciate c’e’ la ricerca di comete e asteroidi o anche una modifica dl software per correggere, ovviamente con precisione minore rispetto a quella iniziale, la luminosita’ osservata delle stelle.

La situazione non e’ assolutamente semplice. Prima di decidere, si deve considerare che il costo annuo della missione e’ di circa 18 milioni di dollari. Con cifre di questa portata, o si trova una missione utile e in grado di giustificare la spesa, oppure la NASA preferirebbe rigirare il budget per la costruzione di una nuova sonda da mettere in orbita.

Per la fine di quest’anno ci si aspetta una decisione da parte della NASA che per il momento ha lasciato in stand-by il telescopio in modo da risparmiare carburante.

Ovviamente, trovandosi Kepler a circa 65 milioni di kilometri dalla Terra, il costo di una missione di riparazione sarebbe proibitivo.

Come valutare la missione Kepler?

Il guasto che ha colpito il sistema di giroscopi, anche se ha interrotto molto prima di quanto preventivato la missione, non deve farci pensare che Kepler sia stato un fiasco. Come detto nel precedente articolo, la legge di Murphy e’ sempre in agguato. Per funzionare servono 3 rotelle, la NASA ne ha previste 4. Purtroppo, se ne sono rotte addirittura 2, rottura con una probabilita’ bassissima.

Nonostante questo, Kepler ha raccolto tantissimi dati ancora da analizzare. Prima di questa missione, nessuno sapeva quanto fossero abbondanti, o addirittura se esistevano, pianeti fuori dal sistema solare candidabili ad ospitare la vita. Ci vorranno ancora molti anni prima di analizzare tutti i dati per cui il numero di esopianeti e’ destinato solo a crescere. Per cui, sentiremo ancora parlare a lungo di pianeti scoperti da Kepler!

 

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

Le forze di marea

13 Ago

Nella sezione:

Hai domande o dubbi?

E’ stata posta una nuova domanda molto interessante e che credo sia il caso di discutere subito. Prima di cominciare, vi ricordo che questa sezione e’ stata appositamente creata per far si che chiunque possa richiedere argomenti specifici che, qualora non ancora trattati, verranno poi affrontati negli articoli al fine di stimolare una discussione costruttiva tra tutti i lettori.

Premesso questo, la domanda riguarda le cosiddette “forze mareali” o “di marea”.

Di cosa si tratta?

Partiamo, al solito, da quello che e’ noto a tutti: i pianeti dell’universo ruotano intorno al Sole grazie alla forza di gravita’ che li tiene uniti. Allo stesso modo, a distanze minori, molti pianeti del sistema solare presentano dei satelliti orbitanti intorno a loro. Ovviamente, anche questi sono tenuti insieme dalla forza di gravita’.

Ecco un primo risultato interessante e che spesso passa inosservato. Lo studio e la formulazione matematica della forza di gravita’, fatta per la prima volta da Newton, prende il nome di “teorie della gravitazione universale”. L’aggettivo “universale” non e’ assolutamente messo li per caso, ma sta ad indicare come la validita’ di questa legge sia vera a scale estremamente diverse tra loro. Se noi rimaniamo attaccati alla Terra e perche’ c’e’ la forza di gravita’. Se la Terra ruota intorno al Sole e’ perche’ c’e’ la forza di gravita’. Allo stesso modo, la rotazione del sistema solare intorno al centro della Galassia, cosi’ come il moto della Galassia stessa e’ possibile grazie alla forza di gravita’. Detto questo, capite bene perche’ viene attribuito l’aggettivo universale a questa legge.

Dal punto di vista fisico, due qualsiasi masse poste ad una certa distanza si attraggono secondo una forza direttamente proporzionale al prodotto delle loro masse e inversamente proporzionale al quadrato della loro distanza. Come anticipato questo e’ vero per due qualsiasi masse estese nello spazio.

Per andare avanti, concentriamoci pero’ sulla domanda fatta e dunque parliamo di forze di marea. Come e’ noto, l’innalzamento e l’abbassamento del livello delle acque sulla Terra e’ dovuto alla Luna, anche se, come vedremo, anche il Sole ha il suo contributo.

Alla luce di quanto detto prima, se la Terra attrae la Luna, ed e’ vero il viceversa, come mai i due corpi non vanno uno verso l’altro finendo per scontrarsi?

Il segreto della stabilita’ delle orbite e’ appunto nel moto di rotazione della Luna intorno alla Terra. Questo movimento genera una forza centrifuga diretta verso l’esterno che stabilizza il moto. Questo e’ lo stesso effetto che trovate per qualsiasi corpo in rotazione nell’universo. Per essere precisi, due corpi in rotazione tra loro, ruotano intorno al centro di massa del sistema. Nel caso di Terra e Luna, la differenza tra le masse e’ cosi’ grande che il centro di massa cade molto vicino al centro della Terra.

Detto questo, abbiamo capito perche’ il sistema puo’ ruotare stabilmente, ma ancora non abbiamo capito da dove si originano le maree.

Come anticipato, l’intensita’ della forza di attrazione gravitazionale e’ inversamente proporzionale al quadrato della distanza. Bene, rimaniamo nell’esempio Terra-Luna. L’attrazione subita dal nostro satellite per opera della Terra, non sara’ identica in ogni punto della Luna. Mi spiego meglio, provate a guardare questo disegno:

Forze di marea subite per attrazione gravitazionale

Forze di marea subite per attrazione gravitazionale

Il lato piu’ vicino all’altro pianeta subira’ un’attrazione maggiore dal momento che la distanza tra i due corpi e’ piu’ piccola. Questo e’ vero ogni qual volta siamo in presenza di corpi grandi. Analogamente, prendendo in esame il contributo centrifugo, la forza risultante tendera’ a spingere il lato vicino verso l’altro pianeta e allontare il lato lontano.

Ragioniamo su quanto detto senza perderci. Abbiamo un corpo esteso ad una certa distanza da qualcosa che lo attrae. Questa attrazione dipende dalla distanza tra i due corpi. Dal momento che abbiamo un corpo esteso, il lato che guarda il centro di attrazione sara’ necessariamente piu’ vicino subendo una forza maggiore rispetto al lato lontano.

Bene, questa differenza tra le interazioni tende ad allungare il corpo cioe’ a farlo passare da una sfera ad un elissoide. Queste sono appunto le forze di marea.

Quali effetti possiamo avere?

Nell’immagine riportata prima, si vedevano proprio le forze di marea esercitata dalla Luna sulla Terra. Come vedete, il lato verso la Luna e quello diametralmente opposto tendono ad allungarsi, provocando dunque un innalzamento delle acque. Negli punti perpendicolari al sistema invece, si avra’ uno schiacciamento e dunque un abbassamento del livello delle acque. Ecco spiegato come avvengono le maree. Ovviamente, poiche’ tutto il sistema e’ in movimento, i punti con alta e bassa marea cambieranno nel corso della giornata, presentando due cicli completi nell’arco del giorno.

Domanda lecita: perche’ nel calcolo delle maree consideriamo solo gli effetti della Luna trascurando completamente il Sole? Come sappiamo, la massa del Sole e’ notevolmente maggiore di quella della Luna quindi ci si aspetterebbe un contributo dominante. Come visto, le forze mareali si generano perche’ ci sono differenze significative tra l’attrazione subita da un lato del pianeta rispetto all’altro. Dal momento che la distanza tra la Terra e il Sole e’ molto piu’ elevata di quella Terra-Luna, la differenza di intensita’ dovuta all’attrazione solare e’ molto meno marcata. Detto in altri termini, a distanze maggiori un corpo esteso puo’ essere approssimato come un punto e dunque e’ molto piccola la forza di marea che si genera.

Effetti misurabili si possono avere quando Sole, Terra e Luna sono allineati, come avviene nel novilunio, dal momento che i contributi si sommano. In questo caso si possono dunque avere livelli di marea massimi, anche noti come maree sigiziali, cioe’ in cui la differenza di altezza tra alta e bassa marea raggiunge il picco.

Analogamente a quanto visto, anche la Luna subisce una forza di marea da parte della Terra. Dal momento pero’ che la Luna non e’ ricoperta da oceani, la resistenza meccanica alla distorsione e’ molto maggiore. In questo caso, l’effetto misurabile e’ una differenza di qualche kilometro tra l’asse rivolto verso la Terra e quello perpendicolare, tale da far apparire il nostro satellite come un elissoide.

Altro effetto delle forze di marea tra corpi estesi vicini e’ la sincronizzazione della rotazione. Come tutti sanno, la Luna rivolge sempre la stessa faccia verso la Terra. Detto in altri termini, a meno di “oscillazioni” che si registrano, un osservatore sulla Terra riesce a vedere sempre la stessa porzione di Luna o meglio, un lato della stessa rimane sempre invisibile al nostro sguardo, il cosiddetto “lato oscuro della Luna”.

Perche’ si ha questo comportamento?

Come anticipato, questo e’ dovuto alla rotazione sincrona della Luna intorno alla Terra. Detto molto semplicemente, il periodo di rotazione e di rivoluzione della Luna coincidono tra loro. Se volete, in parole povere, mentre la Luna si sta spostando sulla sua orbita, ruota su se stessa in modo tale da compensare  lo spostamento e mostrare sempre la stessa faccia a Terra. La figura puo’ aiutare meglio a comprendere questo risultato:

Rotazione sincrona tra satellite e pianeta. Fonte: wikipedia.

Rotazione sincrona tra satellite e pianeta. Fonte: wikipedia.

Ovviamente, parlare di stesso periodo di rivoluzione e rotazione non puo’ certo essere un caso. Rotazioni sincrone si hanno come conseguenza delle forze mareali potendo dimostrare che per corpi vicini tra loro, il moto tende ad essere sincrono in tempi astronomicamente brevi.

Parlando di forze di marea, ci siamo limitati a studiare il caso del sistema Terra-Luna. Seguendo la spiegazione data, capite bene come questi effetti possano essere estesi a due qualsiasi corpi in rotazione vicina tra loro. In tal senso, effetti di marea si possono avere in prossimita’ di buchi neri, di stelle di neutroni o anche di galassie, cioe’ corpi in grado di generare un elevato campo gravitazionale. In particolare, nel caso delle galassie le forze di marea tendono, in alcuni casi, ad allungare la forma spostando la posizione di corpi celesti che si allontanano a causa della differenza di attrazione.

Concludendo, abbiamo visto come la Luna possa generare sulla Terra le maree. L’effetto del Sole e’ in realta’ inferiore perche’ molto maggiore e’ la distanza che ci separa dalla nostra stella. Effetti di questo tipo vengono generati a causa della differenza di attrazione gravitazionale che si registra nei diversi punti di un corpo esteso. Queste differenze, generano appunto una forza risultante, detta di marea, che tende ad allungare il corpo. Effetti analoghi si possono avere per corpi piu’ estesi e comunque ogni qual volta si hanno due masse posizionate ad una distanza non troppo maggiore del diametro dei corpi.

 

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Scoperta nuova luna di Nettuno

17 Lug

Osservando le immagini catturate dalle tante sonde in orbita, e’ possibile fare delle scoperte la cui evidenza magari prima non era stata palese. E’ proprio questo il caso della scoperta di cui vi vorrei parlare in questo articolo e che e’ stata pubblicata solo pochi giorni fa sulle riviste scientifiche.

Analizzando le immagini catturate dalla sonda Hubble tra il 2004 ed il 2009, l’astronomo Mark Showalter el SETI Institute della California, si e’ accorto di un piccolo puntino bianco vicino al pianeta Nettuno. Come anticipato dal titolo dell’articolo, quel piccolo puntino che fino ad oggi era passato inosservato e’ in realta’ una nuova luna orbitante intorno al pianeta.

Come e’ stata fatta la scoperta?

Anche Nettuno ha degli anelli di materia intorno, anche se molto meno compatti e visibili di quelli di Saturno. La presenza degli anelli, rende l’osservazione delle lune molto complicata. Come detto in precedenza, la presenza di un piccolo puntino intorno al pianeta ha fatto scattare la scintilla. Riprendendo circa 150 foto scattate da Hubble, si e’ potuta evidenziare la presenza della piccola Luna e ricavarne ovviamente i parametri orbitali.

La nuova luna, la quattordicesima di Nettuno, e’ stata chiamata S/2004 N 1. Dalle misure indiretta fatte, il corpo avrebbe un diametro non superiore ai 20 Km e ruoterebbe intorno al pianeta con un periodo di 23 ore, ad una distanza di circa 100000 kilometri. Questo periodo di rotazione e’ simile a quello degli altri satelliti che infatti ruotano, cosi’ come i dischi di cui accennavamo prima, con velocita’ molto elevata intorno al piu’ esterno tra i pianeti del Sistema Solare.

Dal punto di vista della posizione, la nuova Luna si trova tra Larissa e Prometeo, come indicato dalla ricostruzione pubblicata dalla NASA:

L'orbita della nuova luna nel sistema intorno a Nettuno

L’orbita della nuova luna nel sistema intorno a Nettuno

Come anticipato, Nettuno ha ben 14 satelliti che gli ruotano intorno di cui soltanto uno, Tritone, ha un diametro elevato, paragonabile infatti a quello della nostra Terra. Secondo la teoria astronomica maggiormente accettata, Tritone sarebbe in realta’ un pianeta nano staccato dalla fascia di Kuiper a causa dell’attrazione gravitazionale di Nettuno e che dunque sarebbe poi stato catturato su un’orbita stabile. Sempre secondo questa teoria, la cattura o la formazione, avvenuta per opera di impatti con altri corpi, delle altre lune sarebbe dunque successiva alla cattura di Tritone.

L’evidenza della nuova luna era sfuggita addirittura alla sonda Voyager 2 che nel 1989 aveva ripreso da molto vicino sia il pianeta che il sistema di anelli e lune orbitanti intorno ad esso. Il satellite appena scoperto, oltre al piccolo diametro che abbiamo riportato, ha una luminosita’ molto debole. In termini di confronto, se osserviamo il cielo stellato, la luminosita’ della nuova luna e’ ben 100 milioni di volte più debole della più debole stella visibile a occhio nudo.

Ultima curiosita’: perche’ a questa luna e’ stato dato un nome cosi’ tecnico come S/2004 N 1?

Questo in realta’ e’ un nome provvisorio. Nel prossimo incontro della Unione Astronomica Internazionale, si dovra’ decidere il nome da dare anche a questo nuovo satellite. Seguendo la tradizione, il nome sara’ sicuramente scelto tra le antiche divinita’ legate al mare, cosi’ come il nome stesso del pianeta.

Concludendo, l’osservazione di immagini raccolte da Hubble tra il 2004 e il 2009 ha permesso di identificare una nuova luna per Nettuno. Come visto, si tratta di un corpo molto piccolo, con un diametro che non supera i 20 Km. La storia di questa scoperta ci fa capire come incredibili sorprese possano venire fuori anche guadando immagini di repertorio. Questo per mostrare quanto ancora interessante e’ lo studio del nostro stesso Sistema Solare.

 

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La nebulosa che muore

17 Lug

In questi giorni, molti giornali e siti internet stanno pubblicando delle foto, lasciatemi dire spettacolari, scattate dalle sonde Chandra e Hubble. Le immagini sono relative ad una cosiddetta “nebulosa planetaria”, chiamata NGC2392, distante da noi circa 4200 anni luce.

Cosa ha dispeciale questa nebulosa?

La particolarita’ di questo oggetto e’ che la nebulosa e’ ormai giunta vicino al termine della sua vita. Anche se il nome potrebbe confondere, questi corpi non hanno nulla a che fare con i pianeti. L’origine del nome viene inizialmente dal fatto che le nebuose planetarie erano visibili come dischi compatti, cosi’ come appaiono i pianeti. In seguito poi, il nome venne lasciato perche’ si pensava che il disco formante la nebulosa fosse simile al disco di accrescimento da cui vengono originati i pianeti.

Studiare l’evoluzione di questa nebulosa e’ importante prima di tutto per ragioni scientifiche e per studiare in dettaglio gli stadi di evoluzione delle stelle. Oltre a questo, il comportamento della NGC2392 ci fa capire quello che potrebbe accadere al nostro Sole quando, esaurito il combustibile nucleare che brucia, si espandera’ fino a sovrapporsi a diversi pianeti del Sistema Solare centrale. Tranquilli, il mio non vuole assolutamente essere un messaggio profetico ne tantomeno catastrofista. Questo momento non avverra’ prima di 5 miliardi di anni.

Se osservata con un telescopio di modeste dimensioi, la NGC2392 appare come un disco compatto circondato da un anello piu’ chiaro. Proprio per questo motivo, questo oggetto e’ anche noto con il nome di Nebulosa dell’Eschimese, dall’inglese Eskimo Nebula.

Come anticipato, il corpo si trova a piu’ di 4000 anni luce da noi ed e’ molto ben visibile dal nostro emisfero. Per poter vedere la sua particolare forma ad eschimese, non e’ assolutamente necessario un telescopio molto costoso. Proprio per questo motivo, la NGC2392 e’ uno dei corpi maggiormente osservati dagli astrofili di tutto il mondo.

Cosa hanno di tanto speciale le foto che girano su internet?

Utilizzando telescopi di dimensioni maggiori e dunque con potere risolutivo piu’ spinto, e’ possibile osservare come in realta’ sia il centro che l’anello della nebulosa presentino delle strutture molto particolari e affascinanti. La differenza principale tra Chandra e Hubble e’ che il primo osserva il cielo nel visibile, mentre la seconda sonda e’ in grado di osservare lo spazio nello spettro dei raggi X.

Prima di continuare nella descrizione, vi mostro le immagini di cui vi sto parlando.

Questa e’ la foto nel visibile scattata da Hubble:

La NGC2392 ripresa da Hubble

La NGC2392 ripresa da Hubble

Mentre questa e’ quella nei raggi X di Chandra:

La NGC2392 ripresa da Chandra

La NGC2392 ripresa da Chandra

Osservate la bellezza di queste immagini. I diversi colori che compaiono sono ovviamente spceifici delle emissioni nei vari spettri della nebulosa.

Perche’ troviamo questo aspetto?

Mentre nella parte centrale il nucleo molto caldo della stella morente espelle particelle ad altissima velocita’, nella parte esterna troviamo flussi con velocita’ molto ridotta.

La colorazione della parte centrale e’ dunque dovuta a quella che possiamo vedere come l’emissione primaria ad alta velocita’ di particelle verso l’esterno. Quando queste particelle si trovano nella parte esterna, lo scontro con i flussi piu’ lenti forma il guscio che vediamo. La fuoriuscita di particelle verso l’esterno e’ facilitata ai poli della nebulosa dove infatti si notano delle strutture piu’ compatte con dei filamenti che arrivano fino all’esterno.

Come anticipato, questo spettacolo cosmico sara’ del tutto equivalente a quello che spettera’ al nostro Sole nel giro di 5 miliardi di anni. Purtroppo, non ci sara’ nessuno spettatore in grado di poterlo osservare da Terra.

Concludendo, ad un’osservazione migliore, quello che potrebbe sembrare un semplice disco compatto circondato da uno strato esterno, mnostra tutta la sua affascinante bellezza. La NGC2392, anche nota come Nebulosa Eschimese e’ una nebulosa planetaria ormai giunta alla fine del suo stadio vitale. Questo momento della stella offre uno spettacolo davvero interessante e che ci fa capire, oltre all’evoluzione delle stelle, quello che accadra’ al nostro Sole quando l’idrogeno al suo interno sara’ stato completamente bruciato.

 

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L’ipotesi Gaia

25 Giu

In questi giorni, su molti giornali e’ apparso un articolo che ha suscitato il mio interesse. Secondo alcuni ricercatori, esisterebbe l’ipotesi secondo la quale la vita si autoregola. In tal senso, l’equilibrio creato sulla terra dai numerosi esseri viventi potrebbe arrivare, principalmente a causa dell’uomo, ad un punto di non ritorno. In queste condizioni, la vita sarebbe in grado di spostare il suo punto di equilibrio, trovando nuove condizioni di stabilita’. Questo sarebbe possibile magari modificando i parametri atmosferici o ambientali. Ora, sempre secondo questo studio, non e’ assolutamente certo che le nuove condizioni create siano adatte per ospitare la vita umana sulla Terra.

Questo e’ quello che dice l’articolo pubblicato su una rivista scientifica. In realta’, molti giornali hanno romanzato su questa ricerca, mettendo titoli del tipo “la vita si autoregola e prima o poi si sbarazzera’ di noi”. Tra le altre cose, non mancano i riferimenti ad una tempesta perfetta in grado di spazzare via la vita umana e dunque di far ripartire la Terra senza la nostra, diciamo anche scomoda, presenza.

Come detto, si tratta di un articolo reale basato, in verita’, su studi di simulazione computazionale. In questo senso, diversi parametri sono stati simulati e riprodotti in un algoritmo informatico in modo da studiare l’evoluzione temporale del comportamento di questi parametri. Studi di questo tipo sono molto importanti ed interessanti perche’ consentono di capire meglio lo stato attuale di alcuni aspetti ambientali e, se vogliamo dirlo in altri termini, lo stato di salute del nostro pianeta.

Nonostante questo, lo studio richiama un po’ l’ipotesi Gaia fatta nel 1979 dal chimico inglese Lovelock. Come forse saprete, secondo questo approccio, la Terra stessa e’ vista come una sorta di organismo vivente. Questo e’ in realta’ improprio perche’ nell’ipotesi Gaia, il comportamento adattivo del pianeta e’ dato dalla complessita’ della biosfera, cioe’ nelle relazioni che si possono creare tra gli organismi viventi e con l’ambiente stesso. In particolare, tanto piu’ e’ complesso il sistema, cioe’ maggiori sono le interrelazioni tra i componenti, tanto maggiori saranno le capacita’ adattive del pianeta.

Al tempo, l’ipotesi Gaia e’ stata fortemente criticata da molti esperti, perche’ sembrerebbe assurdo pensare ad un pianeta Terra in grado di prendere decisioni. Personalmente, trovo in realta’ l’ipotesi molto affascinante. Dal punto di vista informatico, ad esempio, sistemi del genere sono fatti per studiare l’eveoluzione su larga scala di modelli complessi. Esempio forse noto a tutti e’ il cosiddetto “Game of Life”. In questi algoritmi, si definiscono delle regole semplici valide per un piccolo insieme, dopo di che si parte da un insieme grande la cui evoluzione, anche se governata da semplici regole locali, non e’ assolutamente certa. Questo avviene perche’ su larga scala l’enorme quantita’ di variabili rendono il sistema fortemente instabile al punto da assumere quasi un comportamento intelligente e non scontato.

Per capire meglio l’ipotesi Gaia, cerchiamo di fare qualche esempio. Al tempo della sua formulazione, Lovelock era impiegato per la NASA per lo studio della possibilita’ di vita sugli altri pianeti in base alla composizione dell’atmosfera. Lovelock trovo’, ironia della sorte, risultati molto interessanti anche applicando i suoi modelli al pianeta Terra. Nel nostro caso, infatti, avere metano e ossigeno simultaneamente, dovrebbe portare, sotto l’azione della radiazione solare, alla rapida formazione di anidride carbonica e vapore acqueo. Se questo meccanismo fosse l’unico, in rapido tempo le condizioni stesse per la vita verrebbero a mancare. Cio’ che rende il sistema stabile, cioe’ con una quantita’ pressocche’ costante di componenti, e’ principalmente il continuo apporto di ossigeno da parte della vegetazione.

Sempre parlando di atmosfera, ci sono molte specie sia acquatiche che terrestri che, ad esempio, contribuiscono a mantenere costante la temperatura media della Terra. Come vedete, ci sono tantissimi fattori, molto spesso collegati tra loro, che consentono di regolare e mantenere le condizioni adatte alla vita. Nell’ipotesi Gaia, sono proprio queste interrelazioni che rendono il sistema quasi pensante ed in grado di adattarsi, cioe’ di trovare nuovi punti di equilibrio quando fortemente sollecitato.

Secondo alcune ipotesi, a seguito, ad esempio, del riscaldamento globale, l’ecosistema Gaia, che, come detto, rappresenta la totalita’ delle relazioni tra specie animali e vegetali, potrebbe rispondere con un abbassamento della temperatura fino a portare ad una nuova era glaciale. Proprio riguardo a questa ipotesi, prima, ad esempio, del Maunder minimum, cioe’ della piccola era glaciale, si erano registrati significativi aumenti della temperatura media in Europa.

Come potete capire, lo studio pubblicato in questi giorni, riprende proprio questi concetti. Se, per qualsiasi motivo, il sistema fosse messo sotto pressione nel modificare alcuni parametri, la Terra potrebbe rispondere spostando e creando un nuovo punto di equilibrio. Ora, non possiamo affermare a priori che questo nuovo equilibrio sia adatto per la vita umana.

Personalmente, trovo lo studio di questi aspetti molto affascinante, ma ovviamente non banale. Da quanto detto, non voglio certo creare io ipotesi catastrofiste, lo scopo di questo articolo e’ solo quello di mostrare il fitto intreccio di relazioni che ci sono non solo tra esseri viventi, ma anche tra specie animali e vegetali o anche con i parametri ambientali. Modificare pesantemente i punti di equilibrio potrebbe portare a rapide modificazioni dell’ecosistema naturale. Detto in altre parole, Gaia non e’ sempre in grado di aggiustare i parametri e fare fronte a tutte le pesanti modifiche che noi gli imponiamo. In questa chiave, non dobbiamo certamente, come forse stiamo facendo, calcare troppo la mano. Prima o poi, potremmo avere conseguenze notevoli sul nostro ecosistema.

 

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