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Flusso oscuro e grandi attrattori

28 Feb

Nella ormai celebre sezione:

Hai domande o dubbi?

in cui sono usciti fuori davvero gli argomenti piu’ disparati ma sempre contraddistinti da curiosita’ e voglia di discutere, una nostra cara lettrice ci ha chiesto maggiori lumi sul cosiddetto “dark flow” o flusso oscuro. Una richiesta del genere non puo’ che farci piacere, dal momento che ci permette di parlare nuovamente di scienza e, in particolare, di universo.

Prima di poterci addentrare in questo argomento scientifico ma, anche a livello di ricerca, poco conosciuto, e’ necessario fare una piccolissima premessa iniziale che serve per riprendere in mano concetti sicuramente conosciuti ma su cui spesso non si riflette abbastanza.

Per iniziare la discussione, voglio mostrarvi una foto:

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Quello che vedete non e’ un semplice libro, ma uno dei tre volumi che compongono il Philosophiae Naturalis Principia Mathematica o, tradotto in italiano, “I principi naturali della filosofia naturale”. Quest’opera e’ stata pubblicata il 5 luglio 1687 da Isaac Newton.

Perche’ e’ cosi’ importante questa opera?

Questi tre volumi sono considerati l trattato piu’ importante del pensiero scientifico. Prima di tutto, contengono la dinamica formulata da Newton che per primo ha posto le basi per lo studio delle cause del moto ma, soprattutto, perche’ contengono quella che oggi e’ nota come “Teoria della Gravitazione Universale”.

Sicuramente, tutti avrete sentito parlare della gravitazione di Newton riferita al famoso episodio della mela che si stacco’ dall’albero e cadde sulla testa del celebre scienziato. Come racconta la leggenda, da questo insignificante episodio, Newton capi’ l’esistenza della forza di gravita’ e da qui la sua estensione all’universo. Se vogliamo pero’ essere precisi, Newton non venne folgorato sulla via di Damasco dalla mela che cadeva, ma questo episodio fu quello che fece scattare la molla nella testa di un Newton che gia’ da tempo studiava questo tipo di interazioni.

Volendo essere brevi, la teoria della gravitazione di Newton afferma che nello spazio ogni punto materiale attrae ogni altro punto materiale con una forza che e’ proporzionale al prodotto delle loro masse e inversamente proporzionale al quadrato della loro distanza. In soldoni, esiste una forza solo attrattiva che si esercita tra ogni coppia di corpi dotati di massa e questa interazione e’ tanto maggiore quanto piu’ grandi sono le masse e diminuisce con il quadrato della loro distanza.

Semplice? Direi proprio di si, sia dal punto di vista fisico che matematico. Perche’ allora chiamare questa legge addirittura con l’aggettivo “universale”?

Se prendete la male di Newton che cade dall’albero, la Luna che ruota intorno alla Terra, la Terra che ruota intorno al Sole, il sistema solare che ruota intorno al centro della Galassia, tutti questi fenomeni, che avvengono su scale completamente diverse, avvengono proprio grazie unicamente alla forza di gravita’. Credo che questo assunto sia sufficiente a far capire l’universalita’ di questa legge.

Bene, sulla base di questo, l’interazione che regola l’equilibrio delle masse nell’universo e’ dunque la forza di gravita’. Tutto quello che vediamo e’ solo una conseguenza della sovrapposizione delle singole forze che avvengono su ciascuna coppia di masse.

Detto questo, torniamo all’argomento principale del post. Cosa sarebbe il “flusso oscuro”? Detto molto semplicemente, si tratta del movimento a grande velocita’ di alcune galassie in una direzione ben precisa, situata tra le costellazioni del Centauro e della Vela. Questo movimento direzionale avviene con velocita’ dell’ordine di 900 Km al secondo e sembrerebbe tirare le galassie in un punto ben preciso al di fuori di quello che definiamo universo osservabile.

Aspettate, che significa che qualcosa tira le galassie fuori dall’universo osservabile?

Per prima cosa, dobbiamo definire cosa significa “universo osservabile”. Come sappiamo, l’universo si sta espandendo e se lo osserviamo da Terra siamo in grado di vedere le immagini che arrivano a noi grazie al moto dei fotoni che, anche se si muovono alla velocita’ della luce, si spostano impiegando un certo tempo per percorrere delle distanze precise. Se sommiamo questi due effetti, dalla nostra posizione di osservazione, cioe’ la Terra, possiamo vedere solo quello che e’ contenuto entro una sfera con un raggio di 93 miliardi anni luce. Come potete capire, l’effetto dell’espansione provoca un aumento di quello che possiamo osservare. Se l’universo ha 14.7 miliardi di anni, ci si potrebbe aspettare di poter vedere dalla terra la luce partita 14.7 miliardi di anni fa, cioe’ fino ad una distanza di 14.7 miliardi di anni luce. In realta’, come detto, il fatto che l’universo sia in continua espansione fa si che quello che vediamo oggi non si trova piu’ in quella posizione, ma si e’ spostato a causa dell’espansione. Altro aspetto importante, la definizione di sfera osservabile e’ vera per ogni punto dell’universo, non solo per quella sfera centrata sulla Terra che rappresenta cquello che noi possiamo vedere.

Bene, dunque si sarebbe osservato un flusso di alcune galassie verso un punto preciso fuori dall’universo osservabile. Proprio dal fatto che questo flusso e’ all’esterno del nostro universo osservabile, si e’ chiamato questo movimento con l’aggettivo oscuro.

Aspettate un attimo pero’, se le galassie sono tirate verso un punto ben preciso, cos’e’ che provoca questo movimento? Riprendendo l’introduzione sulla forza di gravitazione, se le galassie, che sono oggetti massivi, sono tirate verso un punto, significa che c’e’ una massa che sta esercitando una forza. Poiche’ la forza di gravitazione si esercita mutuamente tra i corpi, questo qualcosa deve anche essere molto massivo.

Prima di capire di cosa potrebbe trattarsi, e’ importante spiegare come questo flusso oscuro e’ stato individuato.

Secondo le teorie cosmologiche riconosciute, e come spesso si dice, l’universo sarebbe omogeneo e isotropo cioe’ sarebbe uguale in media in qualsiasi direzione lo guardiamo. Detto in altri termini, non esiste una direzione privilegiata, almeno su grandi scale, in cui ci sarebbero effetti diversi. Sempre su grandi scale, non esisterebbe neanche un movimento preciso verso una direzione ma l’isotropia produrrebbe moti casuali in tutte le direzioni.

Gia’ nel 1973 pero’, si osservo’ un movimento particolare di alcune galassie in una direzione precisa. In altri termini, un’anomalia nell’espansione uniforme dell’universo. In questo caso, il punto di attrazione e’ all’interno del nostro universo osservabile e localizzato in prossimita’ del cosiddetto “ammasso del Regolo”, una zona di spazio dominata da un’alta concentrazione di galassie vecchie e massive. Questa prima anomalia gravitazionale viene chiamata “Grande Attrattore”. In questa immagine si vede appunto una porzione di universo osservabile da Terra ed in basso a destra trovate l’indicazione del Grande Attrattore:

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Questa prima anomalia dell’espansione venne osservata tramite quello che e’ definito lo spostamento verso il rosso. Cosa significa? Se osservate un oggetto che e’ in movimento, o meglio se esiste un movimento relativo tra l’osservatore e il bersaglio, la luce che arriva subisce uno spostamento della lunghezza d’onda dovuto al movimento stesso. Questo e’ dovuto all’effetto Doppler valido, ad esempio, anche per le onde sonore e di cui ci accorgiamo facilmente ascoltando il diverso suono di una sirena quando questa si avvicina o si allontana da noi.

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Bene, tornando alle onde luminose, se la sorgente si allontana, si osserva uno spostamento verso lunghezze d’onda piu’ alte, redshift, se si avvicina la lunghezza d’onda diminuisce, blueshift. Mediate questo semplice effetto, si sono potuti osservare molti aspetti del nostro universo e soprattutto i movimenti che avvengono.

Tornando al grnde attrattore, questa zona massiva verso cui si osserva un moto coerente delle galassie del gruppo e’ localizzato a circa 250 milioni di anni luce da noi nella direzione delle costellazioni dell’Hydra e del Centauro e avrebbe una massa di circa 5×10^15 masse solari, cioe’ 5 milioni di miliardi di volte il nostro Sole. Questa, come anticipato, e’ soltanto una anomalia dell’espansione dell’universo che ha creato una zona piu’ massiva in cui c’e’ una concentrazione di galassie che, sempre grazie alla gravita’, attraggono quello che hanno intorno.

Discorso diverso e’ invece quello del Dark Flow. Perche’? Prima di tutto, come detto, questo centro di massa si trova talmente lontano da essere al di fuori del nostro universo osservabile. Visto da Terra poi, la zona di spazio che crea il flusso oscuro si trova piu’ o meno nella stessa direzione del Grande Attrattore, ma molto piu’ lontana. Se per il Grande Attrattore possiamo ipotizzare, detto in modo improprio, un grumo di massa nell’universo omogeneo, il flusso oscuro sembrerebbe generato da una massa molto piu’ grande ed in grado anche di attrarre a se lo stesso Grande Attrattore.

Il flusso oscuro venne osservato per la prima volta nel 2000 e descritto poi a partire dal 2008 mediante misure di precisione su galassie lontane. In questo caso, l’identificazione del flusso e’ stata possibile sfruttando il cosiddetto effetto Sunyaev-Zel’dovich cioe’ la modificazione della temperatura dei fotoni della radiazione cosmica di fondo provocata dai raggi X emessi dalle galassie che si spostano. Sembra complicato, ma non lo e’.

Di radiazione di fondo, o CMB, abbiamo parlato in questi articoli:

Il primo vagito dell’universo

E parliamo di questo Big Bang

Come visto, si tratta di una radiazione presente in tutto l’universo residuo del Big Bang iniziale. Bene, lo spostamento coerente delle galassie produce raggi X, questi raggi X disturbano i fotoni della radiazione di fondo e noi da terra osservando queste variazioni ricostruiamo mappe dei movimenti delle Galassie. Proprio grazie a queste misure, a partire dal 2000, e’ stato osservato per la prima volta questo movimento coerente verso un punto al di fuori dell’universo osservabile.

Cosa potrebbe provocare il Flusso Oscuro? Bella domanda, la risposta non la sappiamo proprio perche’ questo punto, se esiste, come discuteremo tra un po’, e’ al di fuori del nostro universo osservabile. Di ipotesi a riguardo ne sono ovviamente state fatte una miriade a partire gia’ dalle prime osservazioni.

Inizialmente si era ipotizzato che il movimento potrebbe essere causato da un ammasso di materia oscura o energia oscura. Concetti di cui abbiamo parlato in questi post:

La materia oscura

Materia oscura intorno alla Terra?

Se il vuoto non e’ vuoto

Universo: foto da piccolo

Queste ipotesi sono pero’ state rigettate perche’ non si osserva la presenza di materia oscura nella direzione del Dark Flow e, come gia’ discusso, per l’energia oscura il modello prevede una distribuzione uniforme in tutto l’universo.

Cosi’ come per il Grande Attrattore, si potrebbe trattare di un qualche ammasso molto massivo in una zona non osservabile da Terra. Sulla base di questo, qualcuno, non tra gli scienziati, aveva ipotizzato che questo effetto fosse dovuto ad un altro universo confinante con il nostro e che provoca l’attrazione. Questa ipotesi non e’ realistica perche’ prima di tutto, la gravitazione e’ frutto dello spazio tempo proprio del nostro universo. Se anche prendessimo in considerazione la teoria dei Multiversi, cioe’ universi confinanti, l’evoluzione di questi sarebbe completamente diversa. Il flusso oscuro provoca effetti gravitazionali propri del nostro universo e dovuti all’attrazione gravitazionale. Il fatto che sia fuori dalla nostra sfera osservabile e’ solo dovuto ai concetti citati in precedenza figli dell’accelerazione dell’espansione.

Prima di tutto pero’, siamo cosi’ sicuri che questo Flusso Oscuro esista veramente?

Come anticipato, non c’e’ assolutamente la certezza e gli scienziati sono ancora fortemente divisi non solo sulle ipotesi, ma sull’esistenza stessa del Flusso Oscuro.

Per farvi capire la diatriba in corso, questo e’ il link all’articolo originale con cui si ipotizzava l’esistenza del Flusso Oscuro:

Dark Flow

Subito dopo pero’, e’ stato pubblicato un altro articolo che criticava questo sostenendo che i metodi di misura applicati non erano corretti:

Wright risposta al Dark Flow

Dopo di che, una lunga serie di articoli, conferme e smentite, sono stati pubblicati da tantissimi cosmologi. Questo per mostrare quanto controversa sia l’esistenza o meno di questo flusso oscuro di Galassie verso un determinato punto dell’universo.

Venendo ai giorni nostri, nel 2013 e’ stato pubblicato un articolo di analisi degli ultimi dati raccolti dal telescopio Planck. In questo paper viene nuovamente smentita l’esistenza del dark flow sulla base delle misure delle velocita’ effettuate nella regione di spazio in esame:

Planck, 2013

Dunque? Dark Flow definitivamente archiviato? Neanche per sogno. Un altro gruppo di cosmologi ha pubblicato questo ulteriore articolo:

Smentita alla smentita

in cui attacca i metodi statistici utilizzati nel primo articolo e propone un’analisi diversa dei dati da cui si mostra l’assoluta compatibilita’ di questi dati con quelli di un altro satellite, WMAP, da cui venne evidenziata l’esistenza del dark flow.

Credo che a questo punto, sia chiaro a tutti la forte discussione ancora in corso sull’esistenza o meno di questo Dark Flow. Come potete capire, e’ importante prima di tutto continuare le analisi dei dati e determinare se questo flusso sia o meno una realta’ del nostro universo. Fatto questo, e se il movimento venisse confermato, allora potremmo fare delle ipotesi sulla natura di questo punto di attrazione molto massivo e cercare di capire di cosa potrebbe trattarsi. Ovviamente, sempre che venisse confermata la sua esistenza, stiamo ragionando su qualcosa talmente lontano da noi da essere al di fuori della nostra sfera osservabile. Trattare questo argomento ci ha permesso prima di tutto di aprire una finestra scientifica su un argomento di forte e continua attualita’ per la comunita’ scientifica. Come sappiamo, trattando argomenti di questo tipo, non troviamo risposte certe perche’ gli studi sono ancora in corso e, cosi’ come deve avvenire, ci sono discussioni tra gli scienziati che propongono ipotesi, le smentiscono, ne discutono, ecc, come la vera scienza deve essere. Qualora ci fossero ulteriori novita’ a riguardo, ne parleremo in un futuro articolo.

 

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

1998 QE2 e la sua luna, considerazioni scientifiche

1 Giu

Solo ieri, e’ passato l’asteroide 1998 QE2, di cui avevamo parlato in questo post:

Grappoli di asteroidi in arrivo!

Come visto, questo era l’ultimo di una serie, precisamente quattro, di corpi celesti che sono passati in prossimita’ della Terra. Come spiegato nel’articolo, quando parliamo di “prossimita’”, non intendiamo assolutamente che ci sia il rischio che questi corpi possano impattare sulla Terra. Tra l’altro, 1998 QE2 che era il piu’ grande tra questi, e’ anche quello che e’ passato piu lontano, ben 5,8 milioni di Km, da noi. Solo per rispondere ad alcuni commenti fatti, ma soprattutto per rispondere alle tante teorie assurde che si leggono in rete, non vi era nessuna probabilita’ di collisione tra la Terra e 1998 QE2. In questi giorni sono comparsi su web, su siti davvero discutibili, molti articoli che parlavano di una probabilita’ elevata di collissione, dal momento che l’asteroide avrebbe potuto improvvisamente variare la sua orbita e puntare verso di noi. Premesso che il moto degli asteroidi, cosi’ come di tutti i corpi nell’universo, e’ regolato dalla forza gravitazionale, e’ assurdo pensare che cosi’ d’improvviso un corpo di questo tipo possa variare la sua direzione. Per fare questo, servirebbe una forza grande a piacere, ma soprattutto istantanea che compaia dal nulla vicino al corpo. Ora, se vogliamo credere che nell’universo possano spuntare pianeti, stelle e buchi neri da un secondo all’altro, allora dovremmo riscrivere i libri di fisica e di astronomia.

Premesso questo, la notizia piu’ interessante su 1998 QE2 e’ stata che in realta’ questo era un asteroide binario, cioe’ dotato anche di una sua Luna, cioe’ di un piccolo corpo orbitante intorno all’asteroide. Dal punto di vista scientifico, la notizia non ci deve assolutamente sorprendere. Secondo la teoria, molti di questi corpi potrebbero essere binari e addirittura arrivare ad avere anche fino a 2 lune. La spiegazione scientifica e’ molto semplice, durante il loro moto, questi corpi possono attirare, sempre mediante la loro attrazione gravitazionale, corpi minori che quindi vengono catturati ed entrano in orbita intorno a loro.

Per spiegare questo meccanismo di cattura in parole povere, cerchiamo di trovare qualche esempio di facile comprensione. Come sappiamo ciascun corpo dotato di massa, attira gli altri corpi mediante la forza gravitazionale. Questo e’ uno dei principi cardine della fisica, la teoria della gravitazione universale, formulata da Newton. Perche’ si chiama universale? Semplicemente perche’ questa e’ l’interazione che subisono tutti i corpi massivi, dalla mela che cade sulla Terra, ai pianeti che orbitano intorno al Sole o alle galassie che ruotano intorno al centro dell’universo. Tutto e’ regolato da questa legge.

Perche parlo di questo?

Nella sezione:

Hai domande o dubbi?

C’e’ stato un commento molto interessante proprio sulla luna di 1998 QE2. La domanda e’ molto semplice: come e’ possibile che la luna venga catturata e resti attaccata all’asteroide quando questo passa attraverso il sistema solare? In questo passaggio, ci sono i pianeti che sicuramente hanno una massa maggiore dell’asteroide e dunque dovrebbero strappare questa luna mediante la loro attrazione gravitazionale.

Questo commento, mi ha spinto a scrivere questo articolo piu’ scientifico, ma sempre cercando di mantenere un profilo divulgativo.

Detto questo, torniamo alla cattura della luna da parte dell’asteroide. Come anticipato, ciascun corpo dotato di massa attira altri corpi massivi, e dunque, a sua volta, viene attrato. Perche’ la mela cade sulla terra? Perche’ la terra la attrae con la sua forza gravitazionale. Da quanto detto, anche la mela attrae la terra, ma l’interazione e’ talmente debole che quella osservabile e’ solo quella del corpo piu’ grande verso quello piu’ piccolo.

Ora, per poter rispondere al commento, e’ necessario tirare fuori qualche formula e qualche numero, ma non vi spaventate.

La forza di attrazione gravitazionale esercitata tra due corpi dotati di massa puo’ essere scritta come:

F=G x m1 x m2/(r^2)

Dove F e’ la forza, ripeto solo attrattiva, m1 e m2 sono le masse dei corpi in questione, r e’ la distanza tra i corpi e G e’ la cosiddetta costante di gravitazione universale. Ora, come vedete, la forza e’ direttamente proporzionale alle masse e inversamente proporzionale al quadrato della distanza. Cosa significa? Se raddoppiate la massa, raddoppia la forza, ma se raddoppiate la distanza, la forza diventera’ 1/4 di quella precedente.

Ora, abbiamo tutti i dati per poter rispondere alla domanda iniziale. Per fare questo, non serve fare tutto il calcolo, basta vedere quale delle due forze e’ maggiore, cioe’ se l’attrazione dell’asteroide sulla sua luna e’ maggiore, ad esempio, di quella che esercita la Terra. Perche’ facciamo questo esempio? Come vedete dall’immagine:

L'orbita vicino alla Terra seguita da 1998 QE2

L’orbita vicino alla Terra seguita da 1998 QE2

L’asteroide e’ passato vicino alla Terra ad una distanza di 5,7 milioni di Km e, come chiaro dalla figura, molto piu’ vicino alla Terra che agli altri pianeti e al sole. Detto questo, possiamo suppore che la forza maggiore sarebbe quella esercitata dalla Terra.

Bene, per facilitare il calcolo, stimiamo il rapporto tra la forza di 1998 QE2, F(QE), rispetto a quella della Terra, F(T), sulla piccola luna dell’asteroide. Dalle formule viste, otteniamo:

F(QE)/F(T)= [m(QE)/m(T)] x [r(T)/r(QE)]^2

dove m(QE) e’ la massa di 1998 QE2, m(T) e’ la massa della Terra, r(QE) e’ la distanza tra 1998 QE2 e la sua luna e r(T) e’ la distanza tra la Terra e la luna di 1998 QE2. Notate che in questo modo abbiamo semplificato sia la costante che la massa della luna. Questo calcolo e’ possibile perche’ vogliamo fare un raffronto tra le due forze, non determinare in modo assoluto le singole componenti.

La massa della Terra vale 5,9 x 10^24 Kg, la distanza minima tra la Terra e 1998 QE2 e’ di 5,8 milioni di Km. Ovviamente possiamo supporre che la minima distanza tra la Terra e 1998 QE2 sia uguale alla distanza minima tra la Terra e la luna di 1998 QE2. Notate inoltre che per massimizzare l’effetto, stiamo prendendo come distanza quella minima di avvicinamento.

Ora, manca sia la massa di 1998 QE2 che la distanza con la sua Luna. Al momento, non e’ ancora stata stimata la massa dell’asteroide perche’ i dati sono stati raccolti al suo passaggio. Possiamo pero’, commettendo un errore sicuramente trascurabile, prendere una densita’ titpica degli asteroidi per stimare la sua massa. Se, ad esempio, prendiamo la densita’ di un altro corpo di cui abbiamo parlato tanto, Apophis, sappiamo che la densita’ e’ di 2,7 x 10^3 Kg/m^3. Il diametro di 1998 QE2 e’ di 2,7 Km, per cui abbiamo un volume di:

V(QE) = 4/3 pi r^3 = 10,3 Km^3 = 10,3 x 10^9 m^3

Come vedete, abbiamo per semplicita’ assunto che l’asteroide abbia una forma sferica. Ora, prendendo la densita’ di Apophis, possiamo stimare una massa di:

m(QE) = d(apophis) x V(QE) = 27,8 x 10^12 Kg

cioe’ circa 28 miliardi di tonnellate.

Anche per quanto riguarda la distanza tra 1998 QE2 e la sua Luna non ci sono ancora dati precisi. Questo pero’ non ci deve spaventare. Poiche’ dalle foto raccolte:

Le immagini da cui si e' evidenziata la presenza della luna per 1998 QE2

Le immagini da cui si e’ evidenziata la presenza della luna per 1998 QE2

si riesce a malapena a distinguere la luna, e considerando che il diametro massimo di 1998 QE2 e’ di 2,7 Km, possiamo esagerare e pensare che la distanza tra questi due corpi sia, ad esempio, di 1 Km. Ovviamente, questa distanza sara’ molto minore, ma nel nostro caso possiamo prendere il caso peggiorativo e considerare una distanza di 1 Km.

Bene, ora abbiamo tutti gli ingredienti per la nostra formula, sostituendo si ottiene:

F(QE)/F(T) = [27,8 x 10^12/5,9 x 10^24] x [5,8 x 10^6/1]^2 = 158

Cosa significa? Che nel caso peggiorativo, in cui abbiamo preso la minima distanza tra la Terra e 1998 QE2 e in cui abbiamo preso una distanza esagerata tra l’asteroide e la sua luna, l’attrazione esercitata dall’asteroide sulla sua luna e’ circa 160 volte maggiore di quella che esercita la Terra.

Perche’ otteniamo questo? Come evidenziato nella domanda iniziale, e’ vero che la massa della terra e’ molto maggiore di quella dell’asteroide, ma la distanza, che compare al quadrato, gioca un ruolo determinante. Detto in altri termini, in questo caso il termine fondamentale e’ quello della distanza, piuttosto che quello della massa.

Se ci pensiamo, questo risultato e’ normale. Se fosse vero il contrario, allora anche la nostra Luna dovrebbe essere strappata gravitazionalemente dal sole perche’ dotato di una massa molto maggiore di quella della Terra. In realta’, la nostra Luna e’ sempre al suo posto e tutti possiamo confermarlo.

Ultima considerazione. Prima di tutto, spero di non avervi procurato un mal di testa. Quello fatto e’ un calcolo numerico interessante, che ci ha consentito di fare qualche valutazione aggiuntiva sulla famosa luna di 1998 QE2. Notate una cosa fondamentale, in diversi punti, la massa dell’asteroide, la distanza dalla luna, ecc., abbiamo fatto delle considerazioni perche’ non conoscevamo i valori esatti di questi dati. Questo e’ quello che spesso viene fatto in fisica, si creano dei modelli e da questi si stimano parametri. Una teoria e’ tanto piu’ giusta quanto piu’ questa si avvicina alla realta’, cioe’ minore e’ l’errore che si commette passando attraverso queste approssimazioni. Ora, nel nostro caso, sicuramente ci possono essere delle variazioni rispetto ai numeri calcolati, ripensate ad esempio all’aver assunto l’asteroide sferico. Queste differenze cambiano il risultato finale? Assolutamente no. La stima fatta puo’ essere sbagliata, ad esempio, al 10, al 20%? E’ vero, ma abbiamo trovato una forza che e’ 160 volte maggiore dell’altra. Come si dice, l’errore commesso, inteso come incertezza di calcolo, e’ minore della stima che e’ stata fatta. Questo e’ il metodo di calcolo che si utilizza in fisica.

Concludendo, se siete riusciti ad arrivare fino a questo punto, abbiamo visto come e’ possibile che 1998 QE2 abbia ancora la sua luna dopo il passaggio nel sistema solare e soprattutto alla minima distanza dalla Terra. Questo e’ ovviamente un calcolo approssimato, dal momento che, oltre alle stime fatte, non sono stati valutati i contributi centrifughi al moto e altri parametri dinamici. Nel nostro caso questo non e’ necessario, l’importante e’ capire come funzionano questi calcoli, dal momento che, come detto, il moto di tutti i corpi dell’universo e’ basato sulla forza gravitazionale.

 

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Cerchi nel ghiaccio: quello che ancora mancava

27 Mar

Dopo aver parlato di cerchi nel grano:

21 Dicembre 2012: Cerchi nel grano

Ancora sui cerchi nel grano

Come si realizza un cerchio nel grano

Errore nel cerchio di Santena

Nuovo cerchio, nuova data!

Nuovo cerchio a Povoletto

cerchi nella sabbia:

Crop circle? No, sand circle!

e cerchi sulla neve:

E ora gli snowcircle

ora e’ il turno dei “cerchi nel ghiaccio”!

Che significa?

Circa un paio di giorni fa, nella cittadina di Eden nello stato di New York, una signora del luogo ha fotografato uno stranissimo fenomeno in corso nello stagno di fronte la sua abitazione. Sulla superficie ghiacciata dello stagno sono apparsi dei misteriosi fori di forma quasi perfettamente circolare. Ecco la foto scattata dalla testimone:

Foto del lago di Eden con i cerchi nel ghiaccio

Foto del lago di Eden con i cerchi nel ghiaccio

La foto in questione ha fatto, in poche pre, letteralmente il giro del mondo. Moltissimi siti, giornali e TV ne hanno parlato. Tutti si chiedono da cosa potrebbero essere formati questi “cerchi nel ghiaccio”.

Le foto della testimone sono state pubblicate su facebook nella pagina di una TV locale. Nel giro di 2 ore, erano state visualizzate da quasi 40000 persone che hanno lasciato 200 commenti per cercare di dare una spiegazione a questo fenomeno. Ovviamente, potete facilmente immaginare, anche perche’ ne stiamo parlando qui, quali sono le ipotesi piu’ in voga: emergenza naturale, strane forme di vita che popolano il lago, caduta di meteoriti, fenomeno atmosferico, ecc. Ma ovviamente l’ipotesi piu’ acclamata quale poteva essere? Gli elieni!

Cosi’ come i cerchi nel grano, queste strane formazioni sarebbero il segno lasciato durante l’atterraggio di navicelle extraterrestri o un messaggio lasciato per noi da queste forme di vita.

Senza lasciarci trascinare dal sensazionalismo, proviamo invece a dare una spiegazione razionale, sempre se esiste, a questo fenomeno.

Partiamo dal presupposto che siamo ormai alla fine dell’inverno, per cui le temperature saranno leggermente superiori a quelle tipicamente rigide dello stato di New York. Perche’ dico questo? Quando la superifice di un lago o di uno stagno si ghiaccia, certamente questo non avviene di colpo, ma il processo e’ lento e graduale. Come potete facilmente immaginare, ci saranno zone in cui il ghiaccio si forma prima e zone che invece verranno ricoperte solo alla fine. Questo e’ ovviamente dovuto a vari fattori: moti delle correnti di acqua sotto la superficie, correnti d’aria esterne, eventuali sorgenti interne allo specchio d’acqua che possono avere temperature differenti da quelle dell’intero volume, ecc.

Che c’entra la formazione del ghiaccio con i buchi della foto?

Vi mostro un video, sempre dello stesso fenomeno di Eden, ma che offre angolazioni differenti:

Osservate una cosa, sotto diverse angolazioni si vede come la superficie ghiacciata del lago non e’ affatto uniforme, bensi’ presenta ampie zone con ghiaccio molto sottile, oltre ovviamente ai buchi di cui stiamo parlando. Una superficie non compatta di ghiaccio e’ del tutto normale in questo periodo, cosi’ come e’ normale avere dei buchi sulla superficie dovuti quindi ai moti convettivi interni dei volumi di acqua.

In questo caso dunque, sarebbero comprensibili i buchi sia come elementi creati durante la solidificazione della superficie, sia anche durante il disgelo. Inoltre, le eventuali correnti sotterranee, di cui molti stagni sono dotati, salgono in superficie creando proprio delle zone non coperte, o con strati sottili in base alla differenza di temperatura.

Perche’ pero’ si vedono fori circolari?

Anche in questo caso, esistono diverse ipotesi, tutte attualmente al vaglio degli esperti.

Prima di tutto, eventuali vegetazioni sotto lo stagno possono produrre gas che, risalendo in superficie, possono portare ad uno scioglimento parziale del ghiaccio. In questo senso, l’effetto a pois visibile sarebbe causato dalla morfologia sottomarina della vegetazione.

Formazioni circolari su terreni ghiacciati non sono affatto una novita’ in natura. Un esempio di questo tipo e’ costituito dalle cosiddette Lithalse.

Di cosa si tratta?

Foto di Lithalse

Foto di Lithalse

Nei terreni in cui si ha un frequente congelamento e disgelo causato dai rigidi inverni, si possono verificare espansioni e contrazioni del terreno, che dunque viene sollevato formando delle strutture perfettamente circolari, dette appunto lithalse. In particolare, sul permafrost, cioe’ sul terreno permanentemente ghiacciato, la formazione delle lithalse sotto lo strato di ghiaccio possono provocare dei fori perfettamente circolari.

Questo esempio ci fa capire come forme geometriche regolari non siano assolutamente una novita’ in natura. Nel caso dello stagno ad Eden invece, la formazione dei fori e’ dovuta con buona probabilita’ ai gas prodotti dalla vegetazione o alle sorgenti presenti sotto la superficie che, in questo periodo dell’anno, possono facilmente sciogliere il ghiaccio in ampie zone.

Solo per curiosita’, vi vorrei invece raccontare un altro avvenimento simile che forse ricorderete. Il caso di Eden mi ha fatto ricordare quello che e’ avvenuto nel 2009, quando gli astronauti della stazione spaziale osservarono dei misteriosi fori circolari sulla superficie ghiacciata del lago Baikal in Siberia.

Ecco una foto presa proprio dalla stazione spaziale:

Il lago Baikal ghiacciato con i due fori circolari

Il lago Baikal ghiacciato con i due fori circolari

Come potete vedere, ci sono due fori circolari perfettamente visibili sulla superficie e con diametri che arrivano a circa 4 kilometri.

Anche in questo caso, si parlo’ di evento misterioso e non mancarono le ipotesi extraterrestri sempre in voga su avvenimenti di questo tipo.

Cosi’ come per il lago di Eden, anche per il Baikal esiste una spiegazione razionale che venne trovata dopo mesi di analisi e considerazioni sul ritrovamento.

Sul fondo del lago Baikal sono presenti diverse sorgenti con emissioni di gas metano. Risalendo dal sottosuolo, il gas entra a contatto con l’acqua del fondo che ovviamente si trova ad una temperatura minore. Questo surriscaldamento provoca moti convettivi che portano l’acqua calda a salire verso la superficie sciogliendo parzialmente il ghiaccio. La precisa posizione delle sorgenti fa si che i fori non si formino ovunque sul ghiaccio ma sempre nelle stesse zone, che poi sono quelle visibili dalla foto della stazione spaziale.

Secondo alcuni esperti poi, l’esatta forma circolare potrebbe essere aiutata anche dalla forza di Coriolis dovuta al movimento della Terra. Non entrando troppo nel dettaglio fisico, la Terra ovviamente non e’ ferma su se stessa ma ruota intorno al suo asse e intorno al Sole. Questi movimenti creano delle forze aggiuntive a quella di gravita’, dette forze apparenti, chiamate “Forza Centrifuga” e “Forza di Coriolis”. Quest’ultima e’ anche quella responsabile della forma spiraleggiante dei cicloni e delle masse d’aria in atmosfera. Secondo questa ipotesi, proprio questa forza aiuterebbe l’acqua piu’ calda a salire in superficie spiraleggiando e creando le strutture esattamente circolari che vediamo dalla foto.

Solo per curiosita’, a seguito dell’osservazione di questo fenomeno, il governo russo ha anche predisposto un monitoraggio continuo del lago Baikal dai satelliti. La formazione di queste strutture, che dunque indicano un aumento dell’emissione di metano, non e’ facilmente visibile stando sulla superficie del lago. Data la grande dimensione, affinche’ si possa osservare la forma identificativa, e’ necessario osservare il tutto dallo spazio, cioe’ da una visuale adatta. Il monitoraggio delle emissioni di metano deve essere eseguito perche’ questo gas potrebbe essere correlato con l’aumento dell’attivita’ tettonica sotto la superficie del lago. In questo senso, conviene monitorare la situazione in modo semplice attraverso le foto dei tanti satelliti in orbita intorno alla Terra.

 

 

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

Nexus 2012: bomba a orologeria

23 Nov

Oggi vorrei parlarvi di una nuova ipotesi, o meglio profezia, fatta per giustificare la fine del mondo attesa per il 21 Dicembre.

Torniamo nuovamente in ambito astronomico, per parlare di un presunto allineamento tra corpi celesti che dovrebbe, a detta di molti catastrofisti, portare gravi conseguenze sulla Terra.

Per il 21 Dicembre 2012 sembrerebbe essere atteso un allineamento perfetto tra la Terra, il Sole e il centro della nostra Galassia.

Di questo, come di molti altri allineamenti, abbiamo parlato abbondantemente nel libro “Psicosi 2012. Le risposte della scienza”. Nonostante questo, vorrei riproporvi anche su questo blog una discussione attenta di questo presunto avvenimento.

Prima di tutto, perche’ il 21 Dicembre dovrebbe esserci questo allineamento?

Su molti siti si parla di questo allineamento, ma pochi spiegano perche’ dovrebbe esserci proprio il giorno del solstizio d’inverno. Dunque, prima di parlare della presunta congiunzione, credo sia necessario spiegare di cosa si tratta.

Partiamo dalle basi. Sappiamo che la Terra si muove su un’orbita ellittica intorno al Sole. Dalla Terra, a causa del moto relativo, e’ come se vedessimo il Sole muoversi intorno a noi che siamo fermi. La particolare traiettoria percorsa dal Sole, che ripeto e’ relativa al nostro punto di osservazione, e’ quella che chiamiamo eclittica.

Eclittica, traiettoria del Sole vista da Terra

Fin qui ci siamo.

Se vedete una qualsiasi mappa stellare, vedete che ci sono tantissime costellazioni. Vi siete mai chiesti perche’ tra queste ne prendiamo 12 e le consideriamo costellazioni dello zodiaco? Astronomicamente, queste costellazioni non hanno nulla di speciale. L’unica particolarita’ e’ che sono posizionate a cavallo dell’eclittica.

Bene, ora passiamo a qualcosa solo un po’ piu’ difficile.

Tutti sappiamo che la Terra ruota intorno al Sole con un periodo di 365.25 giorni. Questo intervallo e’ quello che chiamiamo “anno”. Lo 0.25 in piu’ e’ il responsabile dell’aggiunta dell’anno bisestile ogni 4 anni. Oltre a questo movimento, la Terra ruota su se stessa compiendo un giro completo in 24 ore. Questo intervallo e’ il nostro giorno, responsabile dell’alternarsi del giorno e della notte.

Oltre a questi visti, la Terra compie anche altri movimenti. Prima di tutto, l’asse di rotazione della Terra non e’ dritto, ma e’ inclinato di 23.5 gradi. Nel corso del tempo, l’asse non rimane fermo, ma ruota in verso contrario alla rotazione. Al contrario degli altri, questo moto e’ estremamente lento e viene detto “precessione degli equinozi”. Il tempo necessario per compiere un giro completo e’ di circa 26000 anni.

Il moto di precessione dell’asse terrestre

A causa della precessione, in un dato giorno, il Sole non sorge sempre nella stessa costellazione dello zodiaco, ma ogni 2160 anni si cambia segno. Oggi, ad esempio, il giorno del solstizio d’inverno, il Sole sorge nella costellazione del Sagittario.

Bene, capiti questi semplici concetti, possiamo tornare a parlare di allineamenti.

Se il giorno del solstizio, dunque il 21 Dicembre, dalla Terra vediamo il Sole sorgere nella costellazione del Sagittario, significa che in quel giorno i tre oggetti sono allineati tra loro.

Qual’e’ il collegamento tra il Sagittario e il centro galattico?

Visto da Terra, il centro della nostra Galassia, cioe’ il punto attorno al quale ruotano tutti i corpi che la compongono, si trova all’interno della costellazione del sagittario. Di questo particolare punto, abbiamo ad esempio parlato in questo post:

Nuova sconvolgente teoria?

Inoltre, dal punto di vista prettamente astronomico, al centro della nostra Galassia c’e’ un buco nero super massivo detto Sagitarius A. Questa informazione non deve affatto sconvolgervi. Moltissime galassie osservate hanno un centro di rotazione in corrispondenza di un buco nero super massivo.

A questo punto, abbiamo tutti gli ingredienti che servono. Il 21 Dicembre, dalla Terra, vediamo il Sole sorgere nella costellazione del Sagittario e in questa si trova il centro della nostra galassia occupato da un buco nero.

Dunque?

La profezia vorrebbe per il 21 Dicembre 2012, un perfetto allineamento tra questi tre corpi. Questa configurazione, che a causa del moto di precessione avviene soltanto ogni 26000 anni, scatenerebbe una potente emissione di energia dal centro della Galassia in direzione della Terra. Su internet ci si riferisce a questa emissione come “Nexus 2012”. Come se non bastasse, e come riportato da alcune fonti, questa energia sarebbe in grado di scatenare catastrofi sulla Terra o addirittura riprogrammare il nostro DNA.

Prima di lasciarci andare agli effetti, e’ il caso di verificare se le cause sono reali o meno.

Prima di tutto, per il prossimo solstizio d’inverno ci sara’ veramente un allineamento perfetto? Come detto in precedenza, a causa del moto di precessione, ogni anno la Terra arriva in questo giorno leggermente spostata rispetto all’anno precedente. Dal dato sul periodo, lo spostamento e’ di circa 1 grado ogni 72 anni.

In questo contesto, parlare di allineamento perfetto, non ha molto senso. Stiamo parlando di tre corpi con una certa estensione spaziale che vediamo in prospettiva dalla Terra. Premesso questo, il miglior allineamento non sara’ assolutamente il 21/12/2012, ma in realta’ e’ avvenuto il 21/12/1998.

Vi siete accorti di una fine del mondo nel 1998? Dopo questa data, sempre a causa della precessione, ogni anno la Terra si presenta il giorno del solstizio sempre piu’ spostata rispetto al miglior allineamento.

Gia’ qui potremmo chiudere il discorso e’ catalogare la profezia come una bufala, ma e’ importante fare qualche altra considerazione.

Supponiamo per assurdo (avendo dimostrato il contrario) che ci sia questo allineamento perfetto. Perche’ il buco nero aspetterebbe questo momento per emettere un grande flusso energetico? Come potete immaginare, questa affermazione rappresenta un’assurdita’ scientifica. Non puo’ esistere assolutamente nessuna correlazione tra corpi cosi’ distanti.

Facciamo anche un ultima considerazione. Come visto nel precedente post, il nostro Sistema Solare si trova in una regione abbastanza periferica della Galassia. La distanza stimata tra il Sole e il centro galattico e’ di circa 26000 anni luce. Questo significa che, se anche l’emissione di radiazione venisse effettivamente fatta dal buco nero, e se questa si muovesse alla velocita’ della luce, la radiazione impiegherebbe 26000 anni per raggiungere la Terra. Dove sarebbe dunque la correlazione tra 21/12/2012 e allineamento con il centro galattico?

Riassumendo, prima di tutto non e’ assolutamente vero che il giorno del solstizio d’inverno di sara’ un allineamento perfetto tra Terra, Sole e centro galattico. Il miglior allineamento prospettico e’ in realta’ avvenuto nel 1998, senza nessuna conseguenza per la Terra e per il genere umano. Le considerazioni fatte ci fanno dunque capire che siamo di fronte ad una bufala senza nessun fondamento scientifico.

Parlare di 2012 e profezie per la fine del calendario ci consente di ragionare su argomenti spesso molto ostici della scienza moderna, ma sicuramente sempre attuali indipendentemente dal 2012. Per un’analisi attenta di tutti gli avvenimenti profetizzati, e per approfondire e scoprire altri allineamenti ipotizzati per il 21 dicembre, non perdete in libreria “Psicosi 2012. Le risposte della scienza”.