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52Hz: la balena più sola al mondo

15 Set

Oggi voglio raccontarvi una storia molto interessante e che, personalmente, mi ha molto colpito.

Nel 1989, un gruppo di ricercatori del Woods Hole Oceanographic Institute americano intercetta un segnale dall’oceano molto interessante. Si tratta di un segnale molto chiaro ad una frequenza molto prossima ai 52 Hz. La tipologia di segnale e, soprattutto, i movimenti nell’acqua della sorgente di questo suono sono assolutamente compatibili con quelli di una balena. Cosa aveva allora di speciale questo segnale? Semplice, sia la balenottera azzurra che quella comune, entrambe ben conosciute e presenti nei nostro oceani, “parlano” emettendo suoni con frequenze al massimo fino a 20 Hz.

La scoperta di questa sorgente a 52 Hz è stata possibile utilizzando il sistema SOSUS, un insieme di stazioni di ascolto oceaniche che venivano utilizzate dagli Stati Uniti per tenere sotto controllo i sommergibili russi durante la guerra fredda. Vista la situazione mondiale assolutamente delicata e il primario compito del sistema di ascolto, le registrazioni, comprese quelle della balena 52 Hz, rimasero classificate fino alla fine della guerra fredda.

Nei primi anni ’90, parte delle registrazioni vennero rese pubbliche e la comunità scientifica venne a conoscenza di questa apparente balena diversa dalle altre.

52 Hz venne così ascoltata per diverso tempo e regolarmente di anno in anno. Come potete facilmente capire, si tratta di un segnale unico nella sua specie. Normalmente, quando si intercetta una balena nell’oceano, è possibile seguire il suo segnale al massimo per qualche ora, dopo di che il segnale scompare perchè disturbato da altre fonti, tra cui, ovviamente, quelle delle altre balene.

52 Hz rappresenta una specificità dal punto di vista scientifico. fino ad oggi, è stato possibile seguire di anno in anno i suoi spostamenti per l’oceano analizzando i percorsi migratori, le distanze percorse, le abitudini, ecc. Tutto grazie a questa speciale balena.

Perchè, oltre che dal punto di vista scientifico, questa storia ha colpito tante persone nel mondo? Semplice, per tutti questi anni, la balena 52 Hz è sempre stata osservata da sola, senza nessun’altra balena al suo fianco. Perchè questo? Prima di tutto, molti ricercatori pensano che emettendo un segnale a frequenza così alta rispetto alle altre balene, il segnale di 52 Hz non possa essere ascoltato dagli altri animali.

Proprio per questo motivo, 52 Hz è anche nota come “la balena più sola al mondo”.

Perchè questo animale dovrebbe emettere un segnale diverso dalle altre? Qui le ipotesi sono molte anche perchè, ad oggi, nessuno è mai riuscito a vedere o intercettare 52 Hz. Di lei si conosce solo la sua particolare “voce”. Secondo alcuni, questa balena sarebbe l’ultima sopravvissuta di una specie ormai in via di estinzione. Ipotesi questa non accettata dalla comunità scientifica proprio perchè non ci sono stati, nel tempo, altri segnali simili.

L’ipotesi più plausibile, ed oggi più accettata, è che 52 Hz sia una balena malformata oppure un ibrido tra una balena azzurra e una balenottera comune. In questi casi, il particolare suono sarebbe dovuto appunto alla malformazione che però la renderebbe muta agli altri animali della stessa specie. Proprio per questo suo handicap, 52 Hz nuoterebbe da sola perchè allontanata dalle altre o perchè la sua voce non potrebbe essere ascoltata.

La cosa certa è che, malformazione o meno, niente ha impedito alla balena di crescere e maturare negli anni. Cosa confermata dalla lunga osservazione e dal cambio di timbro vocale osservato qualche anno fa, sinonimo di maturazione sessuale dell’animale.

Come anticipato prima, la storia di 52 Hz ha molto colpito l’opinione pubblica e, nel corso degli anni, molte persone hanno scritto agli esperti che seguono la balena per esprimere la loro solidarietà a questo animale solitario o anche per dire quanto si immedesimassero in 52 Hz.

Nei prossimi mesi, dovrebbe partire una spedizione nell’oceano per cercare di intercettare 52 Hz e cercare di filmare l’animale. Lo scopo della missione è soprattutto quello di realizzare un documentario su questo animale che tanto ha colpito l’immaginario collettivo ma questo, dal punto di vista scientifico, potrebbe finalmente togliere l’alone di mistero sull’animale.

 

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Fusione, ci siamo quasi?

17 Feb

La chimera della produzione di energia attraverso processi nucleari e’ senza ombra di dubbio la fusione. Come sappiamo, detto in modo improprio, possiamo pensare a questo processo come qualcosa di inverso alla Fissione. Se in quest’ultimo caso, un nucleo atomico viene spezzato in due nuclei piu’ piccoli liberando energia, nella fusione abbiamo due elementi piu’ leggeri che vengono uniti in uno piu’ grande. Anche in questo caso, nel processo c’e’ un eccesso di energia che viene liberato verso l’esterno. Non si tratta di magia ma del bilancio energetico delle reazioni, facilmente calcolabile utilizzando i principi base della fisica nucleare.

Per la fissione, il processo e’ relativamente semplice ed in grado di autosostenersi. Quest’ultimo aspetto e’ fondamentale quando si considerano processi di questo tipo. Detto in altri termini, basta dare il “la” alla reazione per avere qualcosa in grado di autosostenersi autonomamente e continuare cosi’ a produrre energia. Come noto, siamo in grado di utilizzare questo processo molto bene sia con reazioni controllate nei reattori a fissione sia in modo non controllato attraverso la bomba atomica.

E per la fusione?

Qui il discorso e’ diverso. A partire dagli anni ’50, abbiamo iniziato a studiare queste reazioni per cercare di ottenere un bilancio positivo. Cosa significa? Prendete due nuclei leggeri. Per far avvenire la fusione dovete avvicinarli tra loro fino a formare qualcosa di piu’ grande. Semplice ma non scontato. Prendiamo il discorso in modo improprio ma comprensibile. Nei nuclei avete protoni e neutroni. Come ci hanno insegnato a scuola, se proviamo ad avvicinare cariche di uguale segno queste si respingono attraverso la forza coulombiana. Ma allora, perche’ nel nucleo i protoni sono fermi e tutti vicini tra loro? Avvicinando due particelle come i protoni, inizialmente avete la repulsione coulombiana dovuta alle cariche elettriche che tende ad allontanarle. Se resistete opponendovi a questa forza, vi accorgete che sotto una certa distanza interviene un’altra forza, questa volta attrattiva e molto piu’ intesa di quella dovuta alle cariche elettriche, la forza nucleare forte. Si tratta solo di un’altra interazione che pero’ agisce a distanze molto corte tra i nucleoni. La presenza dei neutroni nel nucleo serve proprio a tenere unito il nucleo stesso. Poiche’ i neutroni non hanno carica elettrica, non subiscono repulsione coulombiana mentre esercitano e subiscono l’interazione forte. Detto in altri termini, i neutroni fanno da collante per far si che la forza forte, attrattiva, vinca su quella coulombiana, repulsiva.

Bene, lo scopo del gioco della fusione e’ proprio questo. In qualche modo dobbiamo avvicinare i nuclei spingendoli fino a che la forza forte non diventi piu’ intensa di quella coulombiana. Sotto questo limite, ci sara’ un’attrazione spontanea che portera’ alla formazione di un nucleo piu’ pensate, rilasciando energia.

Qual e’ il limite nella produzione di energia da fusione? Ovviamente, dovete fare in modo che l’energia spesa per avvicinare i nuclei sia minore di quella che viene ceduta dopo la fusione. Questo e’ il famoso bilancio positivo di cui tanti parlano ma, lasciatemi dire, in pochi hanno veramente capito.

Di questi processi abbiamo parlato in diversi articoli mostrando le diverse tecniche che si stanno sperimentando nel mondo:

Sole: quanta confusione!

La stella in laboratorio

Studiare le stelle da casa!

Contrapposti a questi, ci sono poi i diversi esperimenti per creare quella che viene definita “fusione fredda” e su cui tanta speculazione e’ stata fatta negli ultimi anni:

E-cat meraviglia o grande bufala?

Ancora sulla fusione fredda

Come detto e ripetuto piu’ volte, dobbiamo essere aperti di mente nei confronti di questi processi che pongono le loro radici in metodi scientifici conosciuti. Quello che pero’ manca, e’ una dimostrazione oggettiva che questi apparecchi, esempio su tutti l’E-Cat, siano veramente in grado di produrre energia in quantita’ maggiore di quella data in ingresso.

Perche’ torno nuovamente su questi argomenti?

Come forse avrete letto, solo pochi giorni fa e’ stato fatto un nuovo anuncio riguardante la ricerca sulla fusione nucleare. In un articolo pubblicato sulla rivista Nature, il NIF, National Ignition Facility, della California ha annunciato di aver ottenuto un bilancio positivo della reazione di fusione di isotopi di idrogeno in elio.

Del NIF abbiamo gia’ parlato nei precedenti articoli riportati sopra. Come sappiamo, in questo caso si utilizzano quasi 200 fasci laser per comprimere, mediante oro, atomi e isotopi di idrogeno, deuterio e trizio, per formare elio. Nel processo viene rilasciata l’energia della fusione.

Come capite bene, in questo caso il bilancio positivo si ha se l’energia rilasciata e’ maggiore di quella necessaria per far sparare nello stesso istante tutti i laser.

Nei primi anni di vita, il NIF ha rappresentato una grande speranza per la ricerca della fusione, attirando grandi finanziamenti. Finanziamenti che poi sono diminuiti quando i risultati ottenuti erano notevolmente inferiori alle aspettative.

Oggi, il NIF e’ riuscito ad ottenere per la prima volta un bilancio positivo, anche se solo minore dell’1%, rispetto all’energia richiesta per far andare i laser. Se proprio vogliamo dirla tutta, non siamo ancora contenti di questo risultato e saranno necessari tantissimi altri studi prima di poter gridare vittoria e prima di poter vedere la fusione utilizzata per la produzione di energia.

Come detto nell’introduzione, lo scopo di questo gioco e’ quello di tenere in qualche modo gli atomi fermi mentre li comprimiamo fino alla fusione. Nel NIF questo confinamento avviene sfruttando l’inerzia dei nuclei stessi e proprio per questo motivo si parla di “confinamento inerziale”. Diversamente, ad esempio per ITER, si cerchera’ di utilizzare forti campi magnetici per tenere i nuclei uniti, parlando di “confinamento magnetico”. La trattazione di questo aspetto non e’ affatto banale e rappresenta, a questo livello, un contributo assolutamente non trascurabile nel bilancio energetico finale della reazione.

Perche’ dico questo?

I risultati ottenuti dal NIF sono assolutamente ragguardevoli e sono un ordine di grandezza maggiore rispetto ai migliori risultati precedenti. Il bilancio positivo dell’1% non tiene pero’ conto dell’energia spesa per il confinamento. Questo per far capire quanto lavoro e’ ancora necessario.

La comunita’ scientifica della fusione, pone tutte le sue speranze, nel progetto internazionale ITER. Come sapete bene, in questo caso si parla di un vero e proprio reattore prototipale per la produzione di energia per fusione. Anche in questo caso, ci saranno diverse sfide tecnologiche da vincere ma la strada segnata dai successi degli ultimi anni non puo’ che farci ben sperare.

 

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