Ad un anno dal sisma, la terra ribolle in Emilia

In questi giorni, sta facendo molto discutere un fenomeno alquanto curioso che sta avvenendo in alcune zone in provincia di Mantova.

Di cosa si tratta?

Sembrerebbe che la terra stia ribollendo, emettendo uno strano gorgoglio e, almeno secondo le testimonianze, venga emesso un gas non ancora identificato.

Il fenomeno e’ stato osservato per la prima volta a San Giovanni del Dosso e da ieri anche a Campagnola nella Bassa Reggiana. I primi a parlare di questo avvenimento, sono stati i giornalisti della Gazzaetta di Mantova che sono anche intervenuti sul posto. Per farvi capire di cosa stiamo parlando, vi riporto il link al giornale in cui potete vedere e sentire il misterioso borbottio:

– Gazzetta di Mantova, San Giovanni del Dosso

Come raccontato dal giornale, in entrambi i casi, il fenomeno e’ stato osservato in campi agricoli e sono state allertate le autorita’ per cercare di capire l’origine di questi strani rumori. Ad oggi, non si sa ancora l’origine certa ne’ tantomeno il meccanismo geologico che innesca questi movimenti.

Di questo strano fenomeno, ho discusso con un nostro lettore che vive proprio nella zona e che mi ha contattato per cercare di capire cosa stia accadendo. Ovviamente, non avendo a disposizione dati certi, e’ possibile fare solo delle ipotesi basate sui video che trovate in rete.

Prima di parlare di ipotesi, cerchiamo di contestualizzare la situazione. Proprio oggi, e’ l’anniversario della prima scossa che ha interessato l’Emilia, il 20 Maggio 2012. Di questo evento, cosi’ come di quello del 29, abbiamo parlato moltissimo in questo blog per analizzare e smentire le tantissime ipotesi che volevano il terremoto indotto dall’uomo o legato a qualche strana attivita’ di fratturazione idraulica.

Parlando di una zona con ancora vivo il ricordo di quei momenti, e’ abominevole pensare che in rete ci sia una fortissima speculazione anche su questo ultimo fenomeno. Purtroppo, come ormai sappiamo bene, pur di fare profitto non si guarda in faccia nessuno.

Analizziamo un attimo i fatti. Stando a quanto riportato dai testimoni, oltre a questo strano rumore, dal terreno sarebbe emesso anche un gas. Per certo, sappiamo che non si tratta di metano. Questo perche’, con un metodo alquanto discutibile dal punto di vista scientifico, le persone intervenute sul luogo hanno accertato che avvicinando una fiamma il gas non si incendiava. Si potrebbe discutere sul metodo “scientifico” utilizzato, ma non e’ questo l’importante ora.

Quali sono le spiegazioni che trovate in rete? La piu’ citata e’ che il gas emesso sia radon. Perche’ questa ipotesi? Semplice, per creare la connessione con le teorie di Giuliani e quindi far intendere che da qui a pochi giorni ci potrebbe essere una nuova scossa. Di queste teorie abbiamo parlato piu’ volte, discutendo come le emissioni di radon dal sottosuolo non possano essere considerate un precursore sismico. Non mi stanchero’ mai di ripetere che: ci possono essere terremoti preceduti da emissioni di radon, ci possono essere terremoti non preceduti da emissioni di radon, ci possono essere emissioni di radon senza terremoti. Nell’ottica dell’individuazione di un precursore sismico, capite dunque che questo parametro non e’ assolutamente affidabile.

Detto questo, ci sono poi tantissimi siti che parlano dello stesso fenomeno avvenuto pochissimi giorni prima della violenta scossa del 20 maggio 2012. Cosa significa questo? Semplice, far credere alle persone che tra pochi giorni ci potrebbe essere di nuovo un forte terremoto.

Prima di farci prendere dal panico, andiamo con ordine e cerchiamo di inquadrare la cosa.

Prima di tutto, parlando dei terremoti del 2012, abbiamo parlato di fenomeni simili a questi che stiamo analizzando ora, in questi post:

– Una prova del fracking in Emilia?

– Inalzamento dei pozzi in Emilia prima del sisma

Spesso i vulcanelli vengono citati in tanti articoi attuali, dimenticando pero’ un particolare fondamentale: come visto nel post, questo fenomeno non e’ un precursore sismico, bensi’ una conseguenza di un forte sisma. Cosa significa? Che, dopo un forte sisma, in prossimita’ dell’epicentro, possono (ma non e’ detto) formarsi questi vulcanelli di sabbia dovuti a fenomeni di liquefazione del terreno. E’ un precursore? No, non avvengono prima, casomai dopo un sisma.

Allora cosa sono questi strani rumori che si avvertono?

Dunque, come anticipato, non abbiamo ancora dati in mano per formulare ipotesi certe, ma dobbiamo considerare due aspetti molto importanti: a seguito del sisma del 2012, la struttura morfologica del terreno potrebbe essere stata modificata. Inoltre, fino a pochi giorni fa, si sono registrate fortissime piogge proprio sull’area in questione.

Alla luce di questo, cosa potrebbe creare il rumore?

Tra le tante ipotesi che si leggono, secondo me due sono verosimili. La prima e’ che la liquefazione della sabbia, documentata nei post precedenti, abbia creato spazi vuoti nel terreno. In questo caso, l’acqua delle precipitazioni e’ entrata nel terreno ed e’ andata a riempire questi spazi. Il rumore che si sente e’ semplicemente dovuto ad un gioco di pressioni. Sacche che vengono riempite dall’acqua che passa nel terreno, possono creare pressioni diverse e dunque l’acqua si sposta creando questo rumore. Se volete e’ un po’ come i vasi comunicanti. In questo senso, il gas che uscirebbe dal terreno sarebbe soltanto l’aria che era contenuta nelle sacche e che lascia il posto all’acqua proveniente dalla superficie.

La seconda ipotesi plausibile e’ che si tratti di anidride carbonica. In questo caso, il discorso e’ del tutto equivalente a quello precedente, solo che le sacche sarebbero piene di anidride carbonica. Questo gas potrebbe essere accumulato da vegetali o anche da piccoli giacimenti sotterranei.

Personalmente, ma potrei sbagliare, credo sia piu’ plausibile la prima ipotesi. In tal senso, come visto, questo fenomeno sarebbe comunque connesso agli sconvolgimenti del terremoto del 2012, ma causato direttamente dalle violente piogge dei giorni scorsi.

Permettetmi un pensiero a voce alta. E’ gia ‘qualche giorno che si parla di questo fenomeno, possibile che in tutta Mantova non si sia trovato un laboratorio attrezzato per fare una semplice analisi e capire prima di tutto che gas viene emesso dal terreno? Non credo sia una cosa tanto difficile, forse solo un pochino di piu’ che avvicinarsi con un accendino al terreno, ma sicuramente molto piu’ scientifico.

Ad oggi, sono state anche scavate delle buche nel terreno fino a 80 cm, ma non hanno rivelato nulla di anomalo. A questo punto, non resta che attendere qualche giorno e aspettare i risultati delle analisi per potere capire finalmente di che fenomeno si tratta.

L’unica cosa che vorrei sottolineare, e’ l’assoluta non correlazione tra questo fenomeno ed un sisma. Se parliamo di vulcanelli, intendiamo una coseguenza non un precursore di terremoto. Se parliamo di radon, facciamo illazioni sia dal punto di vista del fenomeno, dal momento che non e’ noto il gas che fuoriesce, sia dal punto di vista, come detto, dei precursori. Dunque, rimaniamo calmi e cerchiamo di capire veramente di cosa si tratta, non dando soddisfazione ai tanti speculatori di cui la rete e’ ormai satura.

 

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

E parliamo di questo Big Bang

Dal momento che, in questo post:

– Il primo vagito dell’universo

e in molti altri ancora, abbiamo parlato di nascita ed evoluzione del nostro universo, credo sia giunto il momento di dedicare un articolo apposito su questi concetti. Premetto, che cerchero’ di matenere un profilo piu’ semplice e divulgativo possibile, anche se ci stiamo addentrando in teorie, e spesso anche supposizioni, fisiche non del tutto banali. In questo senso, cerchero’ il piu’ possibile di utilizzare esempi anche volutamente forzati proprio per rendere il tutto maggiormente accessibile a tutti.

Partiamo dalle basi. Allo stato attuale della nostra conoscenza, la teoria maggiormente accettata all’orgine dell’universo e’ quella per cui il tutto si sarebbe formato da un’esplosione iniziale chiamata appunto Big Bang. Come visto nell’articolo precedentemente riportato, non dobbiamo immaginare questo evento come un classico boato, da cui tutti si sarebbe formato, bensi’ come un processo di espansione, anche non costante e molto veloce in alcuni istanti, ma che dura tutt’ora.

Perche’ e’ avvenuto il Big Bang?

Immaginiamo di fissare una scala temporale all’istante iniziale, cioe’ nel momento stesso in cui e’ iniziato il Big Bang. Per dirlo con parole semplici, immaginate di avere un cronometro e di farlo partire nel mometo in cui inizia questa espansione. Secondo la teoria, prima che iniziasse il big bang, materia e antimateria convivevano insieme in una singolarita’, cioe’ costituivano un volume, al limite occupante un punto, estremamemente denso e a temperatura elevatissima. Nella concezione fisica, in questa fase non esistevano le particelle, il tempo e le forze.

Poi cosa e’ successo?

Quando il sistema e’ divenuto instabile, dopo un tempo pari a 10^(-43) secondi, e’ avvenuta quella che si chiama la prima transizione di fase. Cosa significa? Le particelle si sono formate da questo plasma iniziale e ognuna di loro aveva un’energia molto elevata detta “energia di Planck”. In questa fase, detta di Grande Unificazione, tutte le forze, compresa quella gravitazionale, erano unificate, cioe’ si manifestavano come un’unica interazione.

Bene, fermiamoci un attimo e cerchiamo di capire meglio. Al punto in cui siamo arrivati, il big bang e’ gia iniziato. Le particelle cosi’ come le forze, anche se ancora unificate, si sono formate. Riprendiamo dall’inizio. Al tempo iniziale, cioe’ prima che iniziasse l’espansione, materia e antimateria convivano insieme. Dopo un tempo brevissimo, quando si formano le particelle, dopo 10^(-43) secondi, ci sono ancora materia e antimateria, appena 10^(-6) secondi dopo l’inizio, rimane solo materia.

Dove e’ finita l’antimateria?

Per chi lo avesse perso, abbiamo parlato in dettaglio di antimateria in questo post:

– Due parole sull’antimateria

Il nostro attuale universo e’ formato solo da materia. L’antimateria e’ scomparsa. Perche’? Affiche’ questo sia possibile, e dunque sia iniziato il big bang, la fisica ci dice che devono essere state verificate le 3 condizioni di Sakharov. Senza entrare troppo nel dettaglio, in questa ipotesi, ci deve essere stata un’asimmetria tra materia e antimateria, che ha portato allo squilibrio che vediamo oggi. In particolare, in questo contesto si parla appunto di violazione di CP, cioe’ proprio di squilibrio della simmetria materia-antimateria nell’universo.

E’ possibile che siano rimaste delle sacche di antimateria da qualche parte oppure che l’universo sia formato da due distinte zone, una di materia ed una di antimateria?

La risposta e’ no. Capiamo il perche’. Quando entrano in contatto, materia e antimateria si annichilano, cioe’ ineragiscono distruggendosi a vicenda, e producendo radiazione gamma, cioe’, in linea di principio forzando l’esempio, luce. Se esistessero zone ben delimitate di materia e antimateria, nel punto di separazione tra di esse, si avrebbe annichilazione con la conseguente produzione di raggi gamma. Di questa radiazione non vi e’ nessuna evidenza ne’ dagli osservatori a Terra, ne’ dai satelliti, ne’ tantomeno dalle missioni esplorative che abbiamo mandato nello spazio.

Le condizioni di Sakharov offrono dunque un modello teorico in grado di spiegare perche’ potrebbe essere avvenuto questo squilibrio e quindi sia iniziato il big bang. Dico “potrebbe” perche’ al momento non tutte le condizioni sono state verificate e grande aiuto in questo senso dovrebbe venire dallo studio della fisica delle particelle agli acceleratori. Aprendo una piccola parentesi, quando in un acceleratore facciamo scontrare due fasci, questi interagiscono tra loro ad altissima energia. Man mano che aumentiamo l’energia, utilizzando sistemi sempre piu’ potenti, e’ come se andassimo indietro nel tempo tendendo verso il big bang. Ovviamente le energie oggi disponibili sono ancora molto lontane da quella iniziale, ma questo genere di studi ci consentono di comprendere molte cose importanti sul mondo delle particelle elementari.

Dunque, ricapitolando, abbiamo un sistema iniziale materia-antimateria, intervengono le condizioni di Sakharov e il sistema inizia ad espandersi facendo scomparire l’antimateria. Inizialmente le forze erano tutte unificate e le particelle si scontravano tra loro ad altissima energia.

Dopo, cosa e’ successo?

Man mano che il tempo scorreva, si passo’ attraverso varie fasi, ognuna caratterizzata da una rottura di simmetria di qualche tipo. In tal senso, le forza si divisero tra loro, lasciando quelle che oggi indichiamo come forze fondamentali: forte, debole, elettromagnetica e gravitazionale. In particolare, quest’ultima fu la prima a separarsi non appena la temperatura inizio’ a scendere e le onde gravitazionali poterono propagarsi liberamente.

Qualche minuto dopo l’istante iniziale, le particelle, cioe’ protoni e neutroni, poterono iniziare a combianrsi formando nuclei di Deuterio ed Elio. Questa importante fase viene chiamata “nucleosintesi”.

La temperatura dell’universo era pero’ ancora troppo elevata. Per osservare la formazione dei primi atomi, si dovette aspettare ancora circa 379000 anni, quando materia e radiazione finalmente si separarono e quest’ultima pote’ viaggiare libera nel cosmo. Di questo preciso istante, abbiamo anche parlato in questo post:

– Universo: foto da piccolo

in cui, come visto, si ebbe la formazione della radiazione di fondo che oggi, alla temperatura attuale, e’ di 2.7K con uno spettro nelle microonde.

Dopo questa fase, gli addensamenti di materia cominciarono ad attrarsi gravitazionalmente, formando poi le galassie, le stelle, i pianeti, ecc, cioe’ , quello che vediamo oggi osservando l’universo.

Ma esistono delle prove di tutto questo? E se in realta’ il big bang non fosse mai avvenuto?

Come visto in altri post, ma anche come comprensibile da quanto detto, proprio la radiazione di fondo costituisce una prova del big bang. Detto in altri termini, la CMB non sarebbe altro che un’eco di quanto avvenuto, cioe’ un reperto fossile dell’esplosione iniziale.

Inoltre, la velocita’ di espansione delle Galassie, misurata per la prima volta da Hubble, costituisce un’altra prova a sostegno di questa teoria.

Partendo da quest’ultimo concetto, una domanda lecita che chiunque potrebbe farsi e’: “dove e’ avvenuto il Big Bang?”

Modello dell’espansione dal Big Bang

In tal senso, se inizialmente si aveva un punto da cui poi tutto si e’ espanso, immaginando un rewind dovremmo essere in grado di identificare il punto iniziale del big bang. In realta’, non e’ cosi’. I fisici sono soliti dire che il Big Bang e’ avvenuto ovunque o anche che ogni punto dell’universo e’ un centro di espansione.

Che significa?

L’espansione dello spazio tempo avviene in piu’ di tre dimesioni, per cui non e’ facile immaginare a mente cosa sia avvenuto. Per capire questo concetto, immaginate l’universo come un palloncino inizialmente sgonfio. Ora, prendendo un pennarello, fate dei puntini sulla superificie. Se le pareti del palloncino sono l’universo che si espande, mentre gonfiate il palloncino, ciascun punto, tra quelli che avete disegnato, vedra’ gli altri allontarsi da lui. In questo contesto, ciascun punto e’ centro dell’espansione, cioe’ ogni punto vede gli altri punti allontarsi da lui in tutte le direzioni. L’animazione riportata potra’ aiutarvi a capire meglio questo discorso. Fissando un punto, tutti gli altri si allontanano da questo, indipendentemente da quello che scegliete come vostro centro. Dunque, se osservate l’universo dalla Terra, vedrete tutti gli altri corpi allontarsi da noi, come se la Terra fosse il centro dell’espansione.

Concludendo, esistono diverse prove sperimentali a sostegno del Big Bang, cioe’ di questa esplosione iniziale da cui, partendo da uno stato di equilibrio materia-antimateria, tutto si e’ formato passando attraverso diverse rotture di simmetrie. Ad oggi, o forse mai, nessuno potra’ spiegare perche’ questa materia e antimateria erano li o cosa c’era prima di questo equilibrio. Se volete, ognuno, con il suo pensiero e la sua convinzione, puo’ dare la sua spiegazione. I processi di evoluzione dal tempo zero, sono ipotizzati, ma ancora molto lavoro resta da fare per verificare queste teorie e capire a fondo perche’, come e con che intensita’ sino avvenuti determinati meccanismi. Insomma, di lavoro da fare ce n’e’ ancora molto.

 

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

 

Due parole sull’antimateria

A pochissime ore dal tanto atteso 21/12, ci siamo divertiti a passare in rassegna le ultimissime catastrofi annunciate, mostrando la completa assurdita’ dal punto di vista scientifico.

In particolare, in questo post:

– Lotteria profetica 2012

abbiamo parlato del racconto del presunto Maya circa la possibilita’ che in un collisore di particelle venissero formate particelle in grado di innescare terremoti.

Questo racconto ci offre lo spunto per parlare di due aspetti della scienza molto importanti e spesso poco conosciuti dal grande pubblico: l’antimateria e gli acceleratori di particelle. In questo primo post, vorrei parlarvi appunto delle antiparticelle e dell’antimateria, argomenti che spesso offrono importanti spunti per scenari complottisti e per film di fantascienza, rimandando ad un successivo post la trattazione degli acceleratori di particelle.

Ovviamente cercheremo di dare un’infarinatura di base comprensibile a tutti, senza scendere in particolari troppo avanzati che rischierebbero di annoiarvi.

In questo post:

– Piccolo approfondimento sulla materia strana

abbiamo gia’ parlato di Modello Standard, mostrando come le particelle fondamentali, che altro non sono che i costituenti di tutto quello che vediamo o anche i responsabili delle interazioni, sono in realta’ in numero molto ridotto. Abbiamo in particolare diviso queste particelle in famiglie, parlando di leptoni, quark, neutrini e bosoni messaggeri.

Ora, come entrano in questo discorso le antiparticelle?

Particelle e antiparticelle: quarks e leptoni

Cerchiamo di prendere il discorso alla larga. Le particelle elementari, opportunamente combiate tra loro, formano la materia. Questo ci dovrebbe mettere sulla strada giusta. L’antimateria dunque sara’ ottenuta combinando in modo opportuno antiparticelle. Di nuovo, cosa sono le antiparticelle?

Nel modello standard, per ogni particella esiste una sua antiparticella. Quali sono le differenze tra una particella e la sua antiparticella?

Ciascuna particella e’ caratterizzata da quelli che vengono detti numeri quantici. Sicuramente tutti conoscono la carica elettrica. Bene, questo e’ il primo numero quantico, ma non il solo. Immaginate l’insieme dei numeri quantici come la carta d’identita’ delle particelle. Se volete descrivere una persona a qualcuno che non la conosce, cosa gli dite? E’ alto cosi’, ha i capelli di questo colore, carnagione cosi’, corporatura, ecc. Per descrivere una particella, si utilizzano i numeri quantici. Il set di numeri quantici utilizzato descrive completamente una particella.

Bene, senza scomodare tutti i numeri quantici, particella e corrispondente antiparticella hanno la stessa massa ma carica elettrica opposta. In alcuni casi, particella e antiparticella possono essere la stessa cosa, come nel caso del fotone in cui fotone e antifotone sono la stessa particella, molte volte invece si tratta di due entita’ distinte.

Se siamo giunti fino a questo punto, ormai la strada e’ in discesa.

Esistono le antiparticelle? Sono pericolose? Sono mai state osservate?

La antiparticelle sono una realta’ fisica. La prima osservazione avvenne nel 1932 quando Anderson trovo’ nei raggi cosmici gli antielettroni, anche detti positroni. Da li in avanti, molte altre particelle vennero osservate. Pensate che al giorno d’oggi le antiparticelle vengono prodotte tranquillamente nei nostri laboratori. Molti degli acceleratori nel mondo, fanno scontrare fasci di particelle con le corrispondenti antiparticelle. In questo senso, potete trovare collisori elettrone-positrone, protone-antiprotone, ecc.

Capito il discorso antiparticelle, torniamo a parlare di antimateria. Come detto sopra, se la materia e’ composta da particelle, l’antimateria sara’ composta da antiparticelle.

Facciamo un esempio molto semplice. Immaginate di voler realizzare un atomo di elio. In questo caso, basta prendere due neutroni e due protoni per fare il nucleo e due elettroni da mettere in rotazione. Se ora volessimo realizzare un atomo di antielio? Dobbiamo prendere due antiprotoni, due antineutroni e due positroni (come detto, antielettroni). In questo caso, invece di un atomo di materia ne avreste uno di antimateria.

Esiste l’antimateria?

Le antiparticelle possono essere osservate in natura come prodotti di decadimento di particelle o anche essere prodotte in laboratorio. Sempre in laboratorio, negli acceleratori, e’ stato possibile produrre antiatomi molto leggeri. La domanda dunque e’: in natura dove si trova l’antimateria?

La risposta in questo caso non e’ semplice. Secondo la teoria scientificamente piu’ probabile, nel big bang, l’antimateria e’ scomparsa lasciando il posto solo alla materia. Quest’ultima poi, secondo vari meccanismi, durante l’espansione ha poi formato le stelle, le galassie, i pianeti, ecc. Esistono teorie secondo le quali tracce di antimateria sarebbero ancora presenti da qualche parte. Nella nostra galassia non si e’ osservata antimateria.

Il perche’ di questo punto e’ facilmente comprensibile. Entrando in contatto, materia e antimateria danno luogo alla cosiddetta “annichilazione”, processo in cui particella e antiparticelle scompaiono producendo fotoni ed energia.

Ora, questo ragionamento vi fa capire varie cose. Tornando al discorso “lotteria profetica”, capite subito l’impossibilita’ di avere un pianeta di antimateria in rotta di collisione con le Terra.

Inoltre, capite bene anche un’altra cosa, cioe’ l’assurdita’ scientifica proposta dal film “Angeli e Demoni” in cui al CERN di Ginevra si producevano provette con dentro “antimateria”.

Concludendo, abbiamo finalmente capito cosa si intende parlando di antiparticelle e antimateria. Non c’e’ assolutamente nulla di sconvolgente nel parlare di questi argomenti. Capite bene come le ipotesi complottiste e catastrofiste create intorno a questi argomenti sono soltanto frutto di fantasie dettate da scenari fantascientifici o da qualcuno dotato di troppa fantasia.

 

 

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