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17 equazioni che hanno cambiato il mondo

26 Ago

Nel 2013 Ian Stewart, professore emerito di matematica presso l’università di Warwick, ha pubblicato un libro molto interessante e che consiglio a tutti di leggere, almeno per chi non ha problemi con l’inglese. Come da titolo di questo articolo, il libro si intitola “Alla ricerca dello sconosciuto: 17 equazioni che hanno cambiato il mondo”.

Perchè ho deciso di dedicare un articolo a questo libro?

In realtà, il mio articolo, anche se, ripeto, è un testo che consiglio, non vuole essere una vetrina pubblicitaria a questo testo, ma l’inizio di una riflessione molto importante. Queste famose 17 equazioni che, secondo l’autore, hanno contribuito a cambiare il mondo che oggi conosciamo, rappresentano un ottimo punto di inizio per discutere su alcune importanti relazioni scritte recentemente o, anche, molti secoli fa.

Come spesso ripetiamo, il ruolo della fisica è quello di descrivere il mondo, o meglio la natura, che ci circonda. Quando i fisici fanno questo, riescono a comprendere perchè avviene un determinato fenomeno e sono altresì in grado di “predirre” come un determinato sistema evolverà nel tempo. Come è possibile questo? Come è noto, la natura ci parla attraverso il linguaggio della matematica. Modellizare un sistema significa trovare una o più equazioni che  prendono in considerazione i parametri del sistema e trovano una relazione tra questi fattori per determinare, appunto, l’evoluzione temporale del sistema stesso.

Ora, credo che sia utile partire da queste 17 equzioni proprio per riflettere su alcuni importanti risultati di cui, purtroppo, molti ignorano anche l’esistenza. D’altro canto, come vedremo, ci sono altre equazioni estremanete importanti, se non altro per le loro conseguenze, che vengono studiate a scuola senza però comprendere la potenza o le implicazioni che tali risultati hanno sulla natura.

Senza ulteriori inutili giri di parole, vi presento le 17 equazioni, ripeto secondo Stewart, che hanno cambiato il mondo:

Le 17 equazioni che hanno cambiato il mondo secondo Ian Stewart

Le 17 equazioni che hanno cambiato il mondo secondo Ian Stewart

Sicuramente, ognuno di noi, in base alla propria preparazione, ne avrà riconosciute alcune.

Passiamo attraverso questa lista per descrivere, anche solo brevemente, il significato e le implicazioni di questi importanti risultati.

Teorema di Pitagora

Tutti a scuola abbiamo appreso questa nozione: la somma dell’area dei quadrati costruiti sui cateti, è pari all’area del quadrato costruito sull’ipotenusa. Definizione semplicissima, il più delle volte insegnata come semplice regoletta da tenere a mente per risolvere esercizi. Questo risultato è invece estremamente importante e rappresenta uno dei maggiori assunti della geometria Euclidea, cioè quella che tutti conoscono e che è relativa al piano. Oltre alla tantissime implicazioni nello spazio piano, la validità del teorema di Pitagora rappresenta una prova indiscutibile della differenza tra spazi euclidei e non. Per fare un esempio, questo risultato non è più vero su uno spazio curvo. Analogamente, proprio sfruttando il teorema di Pitagora, si possono fare misurazioni sul nostro universo, parlando proprio di spazio euclideo o meno.

 

Logaritmo del prodotto

Anche qui, come riminescenza scolastica, tutti abbiamo studiato i logaritmi. Diciamoci la verità, per molti questo rappresentava un argomento abbastanza ostico e anche molto noioso. La proprietà inserita in questa tabella però non è affatto banale e ha avuto delle importanti applicazioni prima dello sviluppo del calcolo informatizzato. Perchè? Prima dei moderni calcolatori, la trasformazione tra logaritmo del prodotto e somma dei logaritmi, ha consentito, soprattutto in astronomia, di calcolare il prodotto tra numeri molto grandi ricorrendo a più semplici espedienti di calcolo. Senza questa proprietà, molti risultati che ancora oggi rappresentano basi scientifiche sarebbero arrivati con notevole ritardo.

 

Limite del rapporto incrementale

Matematicamente, la derivata di una funzione rappresenta il limite del rapporto incrementale. Interessante! Cosa ci facciamo? La derivata di una funzione rispetto a qualcosa, ci da un’indicazione di quanto quella funzione cambi rispetto a quel qualcosa. Un esempio pratico è la velocità, che altro non è che la derivata dello spazio rispetto al tempo. Tanto più velocemente cambia la nostra posizione, tanto maggiore sarà la nostra velocità. Questo è solo un semplice esempio ma l’operazione di derivata è uno dei pilastri del linguaggio matematico utilizzato dalla natura, appunto mai statica.

 

Legge di Gravitazione Universale

Quante volte su questo blog abbiamo citato questa legge. Come visto, questa importante relazione formulata da Newton ci dice che la forza agente tra due masse è direttamente proporzionale al prodotto delle masse stesse e inversamente proporzionale al quadrato della loro distanza. A cosa serve? Tutti i corpi del nostro universo si attraggono reciprocamente secondo questa legge. Se il nostro Sistema Solare si muove come lo vediamo noi, è proprio per il risultato delle mutue forze agenti sui corpi, tra le quali quella del Sole è la componente dominante. Senza ombra di dubbio, questo è uno dei capisaldi della fisica.

 

Radice quadrata di -1

Questo è uno di quei concetti che a scuola veniva solo accennato ma che poi, andando avanti negli studi, apriva un mondo del tutto nuovo. Dapprima, siamo stati abituati a pensare ai numeri naturali, agli interi, poi alle frazioni infine ai numeri irrazionali. A volte però comparivano nei nostri esercizi le radici quadrate di numeri negativi e semplicemente il tutto si concludeva con una soluzione che “non esiste nei reali”. Dove esiste allora? Quei numeri non esistono nei reali perchè vivono nei “complessi”, cioè in quei numeri che arrivano, appunto, da radici con indice pari di numeri negativi. Lo studio dei numeri complessi rappresenta un importante aspetto di diversi settori della conoscenza: la matematica, l’informatica, la fisica teorica e, soprattutto, nella scienza delle telecomunicazioni.

 

Formula di Eulero per i poliedri

Questa relazione determina una correlazione tra facce, spigoli e vertici di un poliedro cioè, in parole semplici, della versione in uno spazio tridimensionale dei poligoni. Questa apparentemente semplice relazione, ha rappresentato la base per lo sviluppo della “topologia” e degli invarianti topologici, concetti fondamentali nello studio della fisica moderna.

 

Distribuzione normale

Il ruolo della distribuzione normale, o gaussiana, è indiscutibile nello sviluppo e per la comprensione dell’intera statistica. Questo genere di curva ha la classica forma a campana centrata intorno al valore di maggior aspettazione e la cui larghezza fornisce ulteriori informazioni sul campione che stiamo analizzando. Nell’analisi statistica di qualsiasi fenomeno in cui il campione raccolto sia statisticamente significativo e indipendente, la distribuzione normale ci fornisce dati oggettivi per comprendere tutti i vari trend. Le applicazioni di questo concetto sono praticametne infinite e pari a tutte quelle situazioni in cui si chiama in causa la statistica per descrivere un qualsiasi fenomeno.

 

Equazione delle Onde

Questa è un’equazione differenziale che descrive l’andamento nel tempo e nello spazio di un qualsiasi sistema vibrante o, più in generale, di un’onda. Questa equazione può essere utilizzata per descrivere tantissimi fenomeni fisici, tra cui anche la stessa luce. Storicamente poi, vista la sua importanza, gli studi condotti per la risoluzione di questa equazione differenziale hanno rappresentato un ottimo punto di partenza che ha permesso la risoluzione di tante altre equazioni differenziali.

 

Trasformata di Fourier

Se nell’equazione precedente abbiamo parlato di qualcosa in grado di descrivere le variazioni spazio-temporali di un’onda, con la trasformata di Fourier entriamo invece nel vivo dell’analisi di un’onda stessa. Molte volte, queste onde sono prodotte dalla sovrapposizione di tantissime componenti che si sommano a loro modo dando poi un risultato finale che noi percepiamo. Bene, la trasformata di Fourier consente proprio di scomporre, passatemi il termine, un fenomeno fisico ondulatorio, come ad esempio la nostra voce, in tante componenti essenziali più semplici. La trasformata di Fourier è alla base della moderna teoria dei segnali e della compressione dei dati nei moderni cacolatori.

 

Equazioni di Navier-Stokes

Prendiamo un caso molto semplice: accendiamo una sigaretta, lo so, fumare fa male, ma qui lo facciamo per scienza. Vedete il fumo che esce e che lentamente sale verso l’alto. Come è noto, il fumo segue un percorso molto particolare dovuto ad una dinamica estremamente complessa prodotta dalla sovrapposizione di un numero quasi infinito di collissioni tra molecole. Bene, le equazioni differenziali di Navier-Stokes descrivono l’evoluzione nel tempo di un sistema fluidodinamico. Provate solo a pensare a quanti sistemi fisici includono il moto di un fluido. Bene, ad oggi abbiamo solo delle soluzioni approssimate delle equazioni di Navier-Stokes che ci consentono di simulare con una precisione più o meno accettabile, in base al caso specifico, l’evoluzione nel tempo. Approssimazioni ovviamente fondamentali per descrivere un sistema fluidodinamico attraverso simulazioni al calcolatore. Piccolo inciso, c’è un premio di 1 milione di dollari per chi riuscisse a risolvere esattamente le equazioni di Navier-Stokes.

 

Equazioni di Maxwell

Anche di queste abbiamo più volte parlato in diversi articoli. Come noto, le equazioni di Maxwell racchiudono al loro interno i più importanti risultati dell’elettromagnetismo. Queste quattro equazioni desrivono infatti completamente le fondamentali proprietà del campo elettrico e magnetico. Inoltre, come nel caso di campi variabili nel tempo, è proprio da queste equazioni che si evince l’esistenza di un campo elettromagnetico e della fondamentale relazione tra questi concetti. Molte volte, alcuni soggetti dimenticano di studiare queste equazioni e sparano cavolate enormi su campi elettrici e magnetici parlando di energia infinita e proprietà che fanno rabbrividire.

 

La seconda legge della Termodinamica

La versione riportata su questa tabella è, anche a mio avviso, la più affascinante in assoluto. In soldoni, la legge dice che in un sistema termodinamico chiuso, l’entropia può solo aumentare o rimanere costante. Spesso, questo che è noto come “principio di aumento dell’entropia dell’universo”, è soggetto a speculazioni filosofiche relative al concetto di caos. Niente di più sbagliato. L’entropia è una funzione di stato fondamentale nella termodinamica e il suo aumento nei sistemi chiusi impone, senza mezzi termini, un verso allo scorrere del tempo. Capite bene quali e quante implicazioni questa legge ha avuto non solo nella termodinamica ma nella fisica in generale, tra cui anche nella teoria della Relatività Generale di Einstein.

 

Relatività

Quella riportata nella tabella, se vogliamo, è solo la punta di un iceberg scientifico rappresentato dalla teoria della Relatività, sia speciale che generale. La relazione E=mc^2 è nota a tutti ed, in particolare, mette in relazione due parametri fisici che, in linea di principio, potrebbero essere del tutto indipendenti tra loro: massa ed energia. Su questa legge si fonda la moderna fisica degli acceleratori. In questi sistemi, di cui abbiamo parlato diverse volte, quello che facciamo è proprio far scontrare ad energie sempre più alte le particelle per produrne di nuove e sconosciute. Esempio classico e sui cui trovate diversi articoli sul blog è appunto quello del Bosone di Higgs.

 

Equazione di Schrodinger

Senza mezzi termini, questa equazione rappresenta il maggior risultato della meccanica quantistica. Se la relatività di Einstein ci spiega come il nostro universo funziona su larga scala, questa equazione ci illustra invece quanto avviene a distanze molto molto piccole, in cui la meccanica quantistica diviene la teoria dominante. In particolare, tutta la nostra moderna scienza su atomi e particelle subatomiche si fonda su questa equazione e su quella che viene definita funzione d’onda. E nella vita di tutti i giorni? Su questa equazione si fondano, e funzionano, importanti applicazioni come i laser, i semiconduttori, la fisica nucleare e, in un futuro prossimo, quello che indichiamo come computer quantistico.

 

Teorema di Shannon o dell’informazione

Per fare un paragone, il teorema di Shannon sta ai segnali così come l’entropia è alla termodinamica. Se quest’ultima rappresenta, come visto, la capicità di un sistema di fornire lavoro, il teorema di Shannon ci dice quanta informazione è contenuta in un determinato segnale. Per una migliore comprensione del concetto, conviene utilizzare un esempio. Come noto, ci sono programmi in grado di comprimere i file del nostro pc, immaginiamo una immagine jpeg. Bene, se prima questa occupava X Kb, perchè ora ne occupa meno e io la vedo sempre uguale? Semplice, grazie a questo risultato, siamo in grado di sapere quanto possiamo comprimere un qualsiasi segnale senza perdere informazione. Anche per il teorema di Shannon, le applicazioni sono tantissime e vanno dall’informatica alla trasmissione dei segnali. Si tratta di un risultato che ha dato una spinta inimmaginabile ai moderni sistemi di comunicazione appunto per snellire i segnali senza perdere informazione.

 

Teoria del Caos o Mappa di May

Questo risultato descrive l’evoluzione temporale di un qualsiasi sistema nel tempo. Come vedete, questa evoluzione tra gli stati dipende da K. Bene, ci spossono essere degli stati di partenza che mplicano un’evoluzione ordinata per passi certi e altri, anche molto prossimi agli altri, per cui il sistema si evolve in modo del tutto caotico. A cosa serve? Pensate ad un sistema caotico in cui una minima variazione di un parametro può completamente modificare l’evoluzione nel tempo dell’intero sistema. Un esempio? Il meteo! Noto a tutti è il cosiddetto effetto farfalla: basta modificare di una quantità infinitesima un parametro per avere un’evoluzione completamente diversa. Bene, questi sistemi sono appunto descritti da questo risultato.

 

Equazione di Black-Scholes

Altra equazione differenziale, proprio ad indicarci di come tantissimi fenomeni naturali e non possono essere descritti. A cosa serve questa equazione? A differenza degli altri risultati, qui entriamo in un campo diverso e più orientato all’uomo. L’equazione di Black-Scholes serve a determinare il prezzo delle opzioni in borsa partendo dalla valutazione di parametri oggettivi. Si tratta di uno strumento molto potente e che, come avrete capito, determina fortemente l’andamento dei prezzi in borsa e dunque, in ultima analisi, dell’economia.

 

Bene, queste sono le 17 equazioni che secondo Stewart hanno cambiato il mondo. Ora, ognuno di noi, me compreso, può averne altre che avrebbe voluto in questa lista e che reputa di fondamentale importanza. Sicuramente questo è vero sempre ma, lasciatemi dire, questa lista ci ha permesso di passare attraverso alcuni dei più importanti risultati storici che, a loro volta, hanno spinto la conoscenza in diversi settori. Inoltre, come visto, questo articolo ci ha permesso di rivalutare alcuni concetti che troppo spesso vengono fatti passare come semplici regolette non mostrando la loro vera potenza e le implicazioni che hanno nella vita di tutti i giorni e per l’evoluzione stessa della scienza.

 

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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Ascoltate finalmente le onde gravitazionali?

19 Mar

Sicuramente, io non posso attaccare o denigrare la divulgazione della scienza e il voler diffondere la conoscenza, sempre troppo scarsa, e le ultime scoperte alle, cosiddette, persone di strada. Per poter fare questo pero’, mia opinione personale, si deve fare un lavoro immenso di modellamento delle informazioni e si deve essere in grado di immedesimarsi in colui che legge quello che scriviamo. Questo non significa assolutamente dire cose false ma solo fare in modo che le informazioni che passano possano appassionare ed essere comprese da coloro che non hanno una base scientifica di supporto. Credetemi, a volte questo lavoro non e’ semplice. Senza voler essere presuntuosi, molte volte un ricercatore abituato a lavorare su delle tematiche, tende a dare per scontate molte cose quando si interfaccia con qualcuno. Il risultato di questo e’, ovviamente, una impossibilita’ di comprensione da chi non ha la stessa base di chi parla.

Perche’ faccio questo preambolo?

La notizia di questi giorni, che sicuramente avrete letto su siti, blog, forum e giornali, e’ quella della conferenza stampa fatta dall’universita’ di Harvard per mostrare i dati raccolti dall’esperimento americano Bicep-2 che si trova in Antartide.

Bene, sulla maggior parte dei giornali che ho letto, e ci metto dentro anche i siti internet, ho visto una quantita’ di cavolate tali da far rabbrividire. Ovviamente, non faccio di tutte l’erba un fascio, ma, da una mia stima, circa il 10% delle notizie aveva senso, il restante era pieno di una quantita’ di idiozie che mai avrei pensato di leggere. Questa volta abbiamo superato di gran lunga gli articoli sulla scoperta del bosone di Higgs. L’unica cosa vera letta e’ che la notizia era attesa ed ha avuto un grandissimo risalto nella comunita’ scientifica, il resto lo potete buttare nel secchio.

Apro e chiudo parentesi: perche’ dobbiamo procedere in tal senso? Cari giornalisti che vi cimentate a scrivere di scienza, chiedete lumi, intervistate addetti ai lavori, non scrivete assurdita’ che non fanno altro che creare confusione su confusione in chi legge.

Detto questo, cerchiamo di capire di cosa si sta parlando.

Dunque, di Big Bang, nascita dell’universo, radiazione di fondo, ecc., abbiamo parlato in questi articoli:

E parliamo diquesto 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

Ipotizziamo che l’universo sia nato da un Big Bang, che ad un certo punto materia e antimateria si siano separate, poi, circa 380000 anni dopo il botto, si sono separate materia e radiazione ed e’ nata la Radiazione Cosmica di Fondo, o CMB. Proprio questa radiazione, di cui abbiamo parlato, e’ la prova sperimentale a supporto del Big Bang. Come scritto altre volte, possiamo vedere la CMB come una radiazione fossile di un preciso momento dell’universo. Prima di questo istante, c’e’ il buio perche’ la radiazione non riusciva a “scappare” e rimaneva intrappolata con la materia.

Primo punto fondamentale, la Radiazione Cosmica di Fondo esiste e l’abbiamo gia’ trovata. La prima osservazione della CMB risale al 1964 ad opera di Arno Penzias e Robert Wilson che vinsero poi il nobel nel 1978. Questo per rispondere alle notizie false che girano secondo le quali Bicep-2 avrebbe “scoperto” l’essitenza della radiazione di fondo.

Bene, l’esperimento Bicep-2 serve invece per “rilevare” con altissima precisione la CMB. Perche’ allora si parla di onde gravitazionali?

Non voglio neanche commentare le notizie i cui autori si lanciano a parlare di tensori e modi B perche’ il mio punto di vista e’ stato espresso all’inizio dell’articolo parlando di come, a mio avviso, si deve fare divuilgazione.

Cosa sono le onde gravitazionali?

Come giustamente detto da alcune fonti, questa tipologia di onde e’ stata predetta da Einstein nella sua relativita’ generale anche se queste non sono mai state osservate in maniera “diretta”. Dunque, ad Harvard hanno osservato le onde gravitazionali? Assolutamente no. Le hanno “scoperte” come qualcuno sostiene? Assolutamente no, anche in questo caso.

Per cercare di capire cosa sono le onde gravitazionali, proviamo a fare un esempio molto semplice. Immaginate lo spazio-tempo, concetto di per se molto vago ma supponete, sempre per semplicita’ , che si tratti dell’universo, come un materasso. Si, avete capito bene, un materasso come quello che avete in casa e su cui andate a dormire. Non sono impazzito, vorrei solo farvi capire questo importante concetto in modo semi-intuitivo. Dunque, ora immaginate di mettere un corpo molto pesante, ad esempio una palla da bowling, sul materasso. Cosa succede? Semplice, il materasso si “curva” in prossimita’ del corpo pesante. Bene, il materasso e’ lo spazio tempo, la palla da bowling e’ un pianeta, una galassia, ecc.. Parlando scientificamente, lo spazio tempo quadri-dimensionale e’ curvato dalla massa.

Ora, immaginate di far rotolore o togliere la vostra massa. Cosa succede? La curvatura si sposta insieme alla massa oppure, nel secondo caso, lo spazio tempo torna al suo posto. Le “piegature” dello spazio-tempo che fine fanno? Semplice, succede esattamente quello che avviene se tirate un sassolino dentro uno stagno. Queste “increspature” si propagano partendo dalla sorgente, nel nostro caso la massa, verso l’esterno.

Finalmente ci siamo. Il movimento delle masse, l’esplosione delle Supermovae, lo scontro tra Galassie, sono tutti fenomeni che deformano lo spazio tempo. Effetto di queste deformazioni, cosi’ come avviene per il sasso nello stagno, e’ la formazione di onde che si propagano liberamente nello spazio. Come potete immaginare, queste sono le cosiddette onde gravitazionali.

Ora, la teoria e’ compresa. Le abbiamo viste sperimentalmente? Purtroppo ancora no. Rimanendo ad un approccio divulgativo, lo spazio tempo e’ molto rigido e dunque le onde che si creano hanno intensita’ molto molto piccole. Questo rende le onde gravitazionali estremamente difficili da essere “ascoltate”. In termini di ricerca scientifica, a partire dagli anni ’50 del secolo scorso, diversi esperimenti sono stati realizzati per cercare di captare queste onde. Dapprima, e sono ancora in funzione, si costruivano antenne risonanti, cioe’ una sorta di elemento in grado di vibrare al passaggio dell’onda, ora si procede con interferometri, strumenti che segnano il passaggio dell’onda osservando le minime variazioni meccaniche su strutture molto lunghe in cui vengono fatti passare dei laser. In un modo o nell’altro pero’, queste onde non sono mai state osservate in modo “diretto”.

Perche’ continuo a scrivere insistentemente “in modo diretto”? Semplice, perche’ sappiamo, con buona certezza, che queste onde esistono dal momento che sono state osservate in vari casi in modo “indiretto” cioe’ attraverso gli effetti che queste onde producono. La prima osservazione indiretta, fatta mediante l’osservazione di una pulsar binaria con il radio-telescopio di Arecibo, e’ valsa agli astronomi Taylor e Hulse il premio nobel nel 1993.

Bene, la CMB esiste e dimostra qualcosa, le onde gravitazionali sono state predette da Einstein e sono state osservate in modo indiretto, Bicep-2, come detto prima, non le ha osservate in modo diretto, ma, allora, di cosa stiamo parlando? Perche’ si parla di scoperta cosi’ importante?

Torniamo un attimo alla nascita del nostro universo. Abbiamo detto che c’e’ stato il Big Bang e abbiamo parlato di quando, 380000 anni dopo, materia e radiazione si sono separate. Secondo i modelli cosmologici accettati, c’e’ stato un momento nei primi istanti di vista dell’universo, precisamente 10^(-34) secondi dopo il Big Bang, in cui l’universo ha subito una rapidissima accelerazione dell’espansione a cui si da il nome di “inflazione”. Questo e’ un momento del tutto particolare in cui si e’ registrata un’espansione violentissima al punto, come dicono i cosmologi, da andare oltre l’orizzonte degli eventi. Proprio grazie a questo movimento cosi’ brusco si ha un universo cosi’ uniforme ed e’ tanto difficile registrare fluttuazioni nella distribuzione della radiazione di fondo.

Ora, per l’inflazione abbiamo dei modelli che la includono e la spiegano ma manca una prova, anche indiretta, dell’esistenza di questo momento. Come detto, studiando la CMB arriviamo fino ad un preciso istante prima del quale non possiamo andare perche’ materia e radiazione non erano separate. Attenzione, non erano separate ma, ovviamente, erano presenti. Se ripensiamo a quanto detto in precedenza per le onde gravitazionali, sicuramente un’espansione cosi’ violenta come quella dell’inflazione ne ha generate moltissime. Bene, queste onde avrebbero a loro volta interagito con la CMB lasciando una inconfondibile firma del loro pasaggio. Trovare evidenza di questa segnatura sarebbe molto importante e utile per la comprensione del modelli dell’universo che abbiamo sviluppato.

Detto questo, cosa avrebbe trovato Bicep-2?

Ovviamente quello a cui state pensando, l’effetto primordiale lasciato sulla CMB dalle onde gravitazionali dell’inflazione, dunque una misura indiretta dell’esistenza di questo periodo. Capite la portata di una misura di questo tipo? Questa evidenza ci fa capire che i modelli che prevedono un periodo inflazionario durante i primi istanti di vita del nostro universo potrebbero essere corretti. Inoltre, la tipologia dei segnali trovati riesce gia’ ad escludere alcuni dei modelli formulati in questi anni.

Come avrete letto sulle varie fonti, gia’ molti parlano di nobel per questa misura. In realta’, anche in questo caso, si sta esagerando, non per l’importanza di una misura del genere ma, semplicemente, perche’ parliamo di “evidenza”. Dopo tutte le varie storie sentite sul bosone di Higgs, come sapete bene, prima di poter parlare scientificamente di scoperta e’ necessario che il segnale atteso abbia una certa “significanza statistica” che ci faccia affermare che quanto visto corrisponde al vero. In questo caso, statisticamente ripeto, parliamo ancora di “evidenza” non di “scoperta”. Ovviamente, una misura del genere non puo’ che spingere a migliorare e perfezionare una ricerca di questo tipo, anche da parte di altri esperimenti in grado di captare e raccogliere i dati relativi alla radiazione di fondo a microonde.

Concludendo, l’annuncio fatto dall’universita’ di Harvard e’ importantissimo dal punto di vista della fisica. Purtroppo, come spesso avviene, nel raccontare cose di questo tipo si fa molta confusione e si finisce col dire cose non veritiere e che non permettono ai non addetti ai lavori di comprendere la rilevanza di notizie del genere. Come detto, quanto osservato e’ una prova indiretta dell’esistenza dell’inflazione per il nostro universo. Questo e’ un momento assolutamente unico previsto nella teoria dell’esansione dell’universo, in cui quest’ultimo si e’ stirato in modo impensabile anche solo da immaginare. Come spesso avviene, per ogni piccolo passo avanti fatto nella comprensione, si aprono ogni volta decine di nuove domande in cerca di una risposta. Non resta che andare avanti e continuare ad osservare il cosmo consapevoli di quanti misteri ancora ci siano da scoprire.

 

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

Pesce remo: come distorcere una notizia

22 Ott

Su questo blog in genere partiamo da notizie fantasiose per poi mostrare come queste debbano essere correttamente interpretate senza lasciare spazio a fantasie. Questo tipo di approccio e’ utile, non perche’ noi dobbiamo insegnare qualcosa a qualcuno, ma solo perche’ in questo modo si riescono ad evidenziare le varie bufale che compaiono sul web e che, purtroppo, negli ultimi tempi, o meglio a partire dal 21/12/2012, spuntano come funghi ogni giorno.

Questa volta pero’, vorrei utilizzare un approccio diverso. Questo non per fare un qualche esperimento sociale, bensi’ perche’ proprio oggi leggevo una notizia molto interessante e poi, cercando approfondimenti su web, sono incappato in una serie di articoli fantastici sullo stesso argomento. Attenzione, onde evitare fraintendimenti, fantastici non e’ un complimento ma e’ utilizzato proprio letteralmente per indicare il frutto della fantasia di chi ha pubblicato queste notizie.

Cominciamo dai fatti.

Come ricorderete, qualche tempo fa avevamo parlato del ritrovamento di un “re di aringhe”, anche detto “pesce remo”, sulle spiaggie di Almeria:

Incredibile mostro marino ritrovato in Spagna!

Come potete leggere nell’articolo, anche se diverse fonti parlavano di misterioso e spaventoso mostro marino, i resti trovati appartenevano ad una specie marina perfettamente conosciuta, appunto quella del pesce remo o “regaleco”.

Premesso questo, qual e’ la notizia?

Circa una settimana fa, un esemplare di pesce remo e’ stato rinvenuto a Catalina Island in California. Si tratta di un bell’esemplare di 5.5 metri di lunghezza che e’ stato avvistato da una ragazza poco al largo, gia’ morto, e, grazie all’aiuto di una quindicina di persone, il corpo e’ stato portato a riva.

Pesce remo ritrovato in California

Pesce remo ritrovato in California

Qui, come e’ ovvio vista la scarsa conoscenza della specie e l’importanza del ritrovamento, il pesce e’ stato sezionato e portato in laboratorio. Analisi specifiche hanno mostrato come il pesce sia morto di morte naturale.

Bene, poi cosa e’ successo?

Oggi invece i giornali hanno battuto la notizia del ritrovamento di un secondo pesce remo, sempre in California, ma questa volta a Oceanside. Il secondo regaleco trovato ha una lunghezza leggermente inferiore al primo e non supera i 4.5 metri. Piccola nota, come visto nell’articolo precedente, queste specie possono raggiungere anche gli 11 metri di lunghezza, per cui i due esemplari trovati, per quanto impressionanti, non costituiscono certo qualcosa fuori scala o che non si conosceva.

Ovviamente, e’ un evento molto raro trovare due esemplari morti vicini alla costa dal momento che i ritrovamenti di questi pesci non sono cosi’ frequenti. Perche’ questo? Come potete immaginare, anche i pesci remo muoiono, ma, vista la struttura gelatinosa della carne, e’ molto difficile che i corpi arrivino a terra interi. Su questo avevamo riflettuto anche nel precedente articolo riguardo il ritrovamento in spagna.

Non c’e’ che dire, notizia interessante e davvero curiosa.

Cosa succede invece dal lato catastrofista/complottista?

Al solito, qui raggiungiamo livelli di fantasia da far impallidire chiunque.

Non vorrei specificare singolarmente i siti, anche solo per non fare pubblicita’ a fonti di questo tipo, ma basta cercare su web per verificare che quello che dico e’ reale.

Prima cosa, scontata se vogliamo, trovati ben 2 mostri in California, con tanto di foto, di cui la scienza e la biologia non riescono a dare una spiegazione. Ovviamente, si parla di misteriose creature mai viste prima, ignorate o che forse vengono da un passato molto lontano.

Questa ovviamente e’ l’ipotesi piu’ scontata che si potrebbe fare, ma andiamo avanti.

Da altre fonti, i pesci ritrovati sono diventati 3, mentre secondo altri sono 2 pesci e un’altra specie misteriosa. Ma qui si sa, sui numeri anche i giornalisti di professione fanno a gara a chi la spara piu’ grossa.

Altri siti affermano invece che si tratta di pesci remo. A detta loro pero’, e’ impossibile trovare questi pesci a riva perche’ normalmente vivono a piu’ di 3000 metri di profondita’.

Affermazione ignorante e assurda. Per smentirla basta fare un giretto si wikipedia, la quale riporta:

Senza dubbio è una specie abissale (300-1000 m di profondità), ma è possibile individuarlo presso la superficie e vicino alle coste.

300-1000 metri e’ molto diverso da 3000 e inoltre, come si legge, e’ possibile trovarlo anche in superficie e vicino alle coste. Sempre su wikipedia troviamo anche:

Qualche volta il regaleco si trova spiaggiato ma, a causa della sua fragilità, raramente integro.

Che curiosa coincidenza, proprio quello che abbiamo affermato poco piu’ sopra.

Capite bene che anche queste affermazioni sono una balla.

Ci sono poi dei siti che davvero si superano. Sapete cosa sarebbero i misteriosi mostri ritrovati? Specie non conosciute? No, troppo poco. Specie antiche? No, di piu’. Cosa sono? Mutazioni genetiche di altri pesci. Come sarebbero avvenute queste mutazioni? Semplice, siamo in California, siamo sull’oceano Pacifico, dunque le mutazioni sarebbero avvenute a causa di acqua contaminata proveniente dalla centrale di Fukushima!

Ora, non voglio entrare nella discussione dell’incidente nucleare giapponese, dal momento che, fuori dal Giappone, forse pochi sanno la reale situazione. Vi faccio pero’ riflettere su una cosa, secondo voi, arriva un po’ di acqua contaminata dal Giappone, con che concentrazione arriva? Praticamente zero. Ma se anche arrivasse, e’ assurdo pensare che un pesce nuota in un po’ di acqua contaminata e a causa di questa muta all’istante trasformandosi in una specie di serpente marino. Non ci siamo proprio, eppure siti internet provano a farci digerire questa informazione.

Pensate sia finita qua? Assolutamente no. Altri siti hanno trovato uan diversa spiegazione ai due ritrovamenti. Si tratta di pesci remo e questo e’ ok. Perche’ si sono spiaggiati? Premesso, come visto, che non sono spiaggiati ma, il primo sicuramente, era gia’ morto, i due pesci sarebbero morti a causa di un violento terremoto che dovrebbe colpire la California nei prossimi giorni.

Aspettate un attimo, sta per arrivare un forte terremoto in California e quindi muiono i pesci? Come e’ possibile? Forse, i pesci possono avvertire prima il terremoto in arrivo e sono morti di paura?

L’assurdita’ di certe notizie mi lascia davvero perplesso.

Concludendo, e’ ovviamente un fatto molto raro quello di aver ritrovato due esemlari morti di pesci remo “interi” vicino alla riva in California. Nonostante si possa parlare di ritrovamento raro, la cosa puo’ essere compresa confrontandoci con quello che sappiamo circa la specie. Ora, pero’, tutta la speculazione in atto su questi fatti e’ davvero assurda e priva di fondamento. Con un approccio diverso rispetto al solito, abbiamo visto quanta distorsione, o meglio, in alcuni casi, proprio invenzione, c’e’ dietro una notizia che leggete sulla rete. Fate sempre attenzione a quello che leggete. Prendete tutto con le pinze e cercate sempre di analizzare i fatti in modo autonomo e confrontando sempre diverse fonti.

 

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

Lampi Radio dall’universo lontano

8 Lug

Come sapete bene, scopo principale di questo blog e’ quello di divulgare la scienza. A questo proposito, diverse volte ci siamo trovati a parlare di recentissime scoperte di cui, al momento, non si sa ancora nulla. Scopo della ricerca e’ anche questo. Molto spesso, i modelli teorici formulati danno indicazioni precise dove cercare cose nuove. Molte altre volte invece, magari per caso, ci si trava di fronte a scoperte del tutto inattese e che richiedono un notevole sforzo perche’ vanno a minare le conoscenze o le supposizioni fatte fino a quel momento.

Perche’ faccio questa introduzione?

Solo pochi giorni fa, e’ stato pubblicato un articolo su Science molto interessante, riguardante il nostro universo. Come sappiamo bene, le nostre attuali conoscenze sono ancora molto lontane dall’essere complete. Questo e’ del tutto normale se pensiamo che stiamo osservando l’universo principalmente dalla nostra Terra basandoci su osservazioni indirette o comunuque molto lontane dalle sorgenti.

La ricerca di cui sto parlando, a cui hanno partecipato anche diversi ricercatori italiani, riguarda l’osservazione, del tutto inattesa, di segnali radio provenienti da distanze cosmologiche. Questi eventi sono gia’ stati ribattezzati FRB, cioe’ “fast radio burst”, tradotto “lampi radio veloci”.

Di cosa si tratta?

Parlando come sempre di teorie catastrofiste, solo poche settimane fa avevamo parlato della WR104, sfruttando in realta’ questa notizia per parlare di Gamma Ray Burst, cioe’ Lampi di Raggi Gamma:

WR104, un fucile puntato verso di noi

Mentre in questo caso si parlava di lampi di radiazione gamma, gli FRB sono invece lampi a frequenza nelle onde radio. Come anticipato, si tratta di segnali la cui origine e’ stata approssimativamente indicata a distanze cosmologiche. Ad oggi, sono stati osservati solo 4 FRB la cui emissione e’ avvenuta tra 5.5 e 10 miliardi di anni luce da noi. Considerando che il nostro universo ha un’eta’ stiamata di circa 14 miliardi di anni, questi lampi sono stati emessi in media quando l’universo aveva all’incirca la meta’ della sua attuale eta’.

Come e’ avvenuta questa scoperta?

Come e’ facile immaginare, il primo FRB e’ stato osservato qualche anno fa e inizialmente si pensava fosse dovuto ad un errore strumentale. Successivamente poi, utilizzando il radiotelescopio australiano CSIRO Parkes da 64 metri, si e’ riusciti ad identificare altri tre eventi.

Perche’ e’ cosi’ difficile registrare gli FRB?

Il problema principale di questi eventi e’, come dice il nome stesso, il segnale molto corto, dell’ordine dei millisecondi. Si tratta dunque di eventi estremamente potenti ma che vengono emessi in tempi molto corti, proprio come un’esplosione che avviene ad onde radio. In realta’, come stimato da calcoli teorici, gli FRB dovrebbero essere tutt’altro che rari nel nostro universo. I 4 eventi osservati sono stati visti in una porzione estremamente ridotta di cielo. Facendo un calcolo statistico, si e’ visto che in realta’ ci dovrebbe essere un evento di questo tipo da qualche parte ogni 10 secondi. Dunque, con una frequenza molto elevata. Il fatto di averli osservati solo ora, se vogliamo, dipende da una questione di fortuna. Trattandosi di eventi cosi’ rapidi, e’ necessario che il radiotelescopio sia puntato proprio nella direzione della sorgente per poter osservare il segnale.

Come si e’ identificato il punto di origine?

In realta’, come anticipato, le distanze sono da considerarsi come una stima. Le onde radio, propagandosi nell’universo, subiscono modificazioni dovute al passaggio attraverso la materia. Detto questo, e’ possibile stimare una distanza di origine appunto osservando in dettaglio lo spettro dei segnali.

Per capire questo concetto, si deve pensare che quando queste onde si propagano verso la Terra dal punto in cui sono emesse, passano nel mezzo intergalattico, cioe’ in quelle regioni di gas e polveri che separano tra loro due Galassie. Bene, attrevarsando queste regioni, principalmente popolate di elettroni, le onde radio ne escono di volta in volta sparpagliate. Osservando lo spettro che arriva a Terra, in particolare proprio questo sparpagliamento, e’ possibile capire quanto mezzo intergalattico e’ stato attraversato e duqnue la distanza della Terra dall’origine del lampo radio. Perche’ diciamo che la distanza e’ solo una stima? Come intuibile, in questa tecnica si fa una stima delle particelle del mezzo intergalattico. Ovviamente non si tratta di supposizioni a caso, ma sono numeri basati su osservazioni dirette e indirette. In questo caso pero’, l’incertezza sulla distanza e’ proprio dovuta all’incertezza con cui si conosce il mezzo intergalattico. Molto piu’ preciso e’ invece il metodo per misurare distanza e velocita’ di una stella classica, come visto in questo post:

Come misurare distanza e velocita’ di una stella

Chi ha prodotto gli FRB?

Come anticpato, e come e’ facile immaginare, questa e’ la domanda a cui si dovra’ dare una risposta. Quando abbiamo parlato di GRB, lo abbiamo fatto partendo da una stella Wolf Rayet che sappiamo essere in grado di produrre questi eventi. Per quando riguarda invece gli FRB, essendo tra l’altro del tutto inaspettati, non e’ ancora stato possibile capire la loro origine. Ovviamente, esistono delle ipotesi fatte per spiegare questi eventi. Alcuni astronomi puntano il dito contro le magnetar, cioe’ stelle di neutroni con campi magnetici molto elevati, in grado di emettere violenti lampi elettromagnetici di raggi X e gamma. Solo pochi giorni fa, e’ stato pubblicato un altro articolo che tenta invece di spiegare gli FRB analizzando il comportamento teorico delle stelle di neutroni supermassive. Questo e’ il link all’articolo per chi volesse approfondire:

FRB, Super Massive Neutron Stars

Ovviamente, si tratta di tutte ipotesi che chiamano in causa corpi astronomici in cui la materia si trova in condizioni molto particolari, perche’ sottoposta a pressione gravitazionale intensa, rapida rotazione o campi magnetici molto elevati. In condizioni normali, non ci sarebbero emissioni di onde radio.

Ovviamente, non potevano certo mancare le ipotesi fantascientifiche circa l’origine di questi segnali. Sulla falsa riga del segnale WOW!:

Il segnale WOW!

c’e chi ha proposto che l’origine del segnale radio sia una lontana civilta’ intelligente che sta cercando di comunicare con noi o anche che siano segnali di avvertimento provenienti da altri mondi su qualcosa che potrebbe accadere. Senza commentare ulteriormente su queste ipotesi, lasciatemi solo fare un’osservazione. I 4 segnali evidenziati finora provengono da punti distanti ben 5 miliardi di anni luce tra loro. Detto questo, mi sembra assurdo pensare che ci sia un popolo che si diverte a spostarsi cosi’ tanto nel nostro universo. Ovviamente, queste ipotesi nascono sulla rete, sono divertenti da leggere, ma non apportano nessuna informazione utili ai fini della ricerca sugli FRB.

A questo punto, non resta dunque che continuare a studiare il fenomeno per cercare di accumulare maggiore statistica, cioe’ nuovi eventi. Questa e’ ovviamente una condizione necessaria per poter verificare le ipotesi fatte o anche per formularne di nuove. Come visto nelle teorie attuali, per alcuni casi, le onde radio dovrebbero essere accompagnate da emissioni di raggi X e gamma. In tal senso, lo studio congiunto dei segnali utilizzando radiotelescopi e strumenti sensibili a queste radiazioni consentirebbe proprio di poter osservare l’emissione congiunta di questi eventi. In questa nuova caccia che si e’ aperta, il radiotelescopio italiano Sardinia, dal punto di vista costruttivo gemello di quello australiano, e che sta entrando nella fase operativa in questo periodo, potra’ dare un notevole contributo.

Studiare eventi di questo tipo ci consente prima di tutto di capire meglio come e’ fatto il nostro universo, evidenziando fenomeni che prima si ignoravano o comportamenti anomali di oggetti celesti conosciuti. Inoltre, alla luce di quanto detto sull’interazione delle onde radio con lo spazio attraversato, l’analisi degli FRB potrebbe consentirci di ottenere nuove informazioni sulla composizione del nostro universo, fornendo nuovo materiale sulle componenti oscure o di antimateria di cui abbiamo parlato in questi post:

La materia oscura

Due parole sull’antimateria

Antimateria sulla notra testa!

Universo: foto da piccolo

Troppa antimateria nello spazio

Concludendo, l’articolo pubblicato solo pochi giorni fa ha evidenziato un fenomeno del tutto inatteso e nuovo nel cosmo. Lo studio degli FRB e’ appena iniziato e vedra’ come protagonista anche un telescopio nostrano gestito dall’INAF. Le informazioni ricavate in questa ricerca potrebbero essere molto utili anche per capire meglio l’origine e la composzione del nostro universo. Come diciamo sempre, ci sono ancora tantissime cose da scoprire. Evidenze come questa ci fanno capire quanto lavoro c’e’ ancora da fare.

 

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

Realta’ aumentata. Quella virtuale e’ gia’ preistoria!

20 Mag

Quando ero adolescente, si parlava con insistenza di realta’ virtuale, cioe’ di un ambiente ricostruito elettronicamente, in cui l’utente poteva interagire con oggetti, persone e visitare luoghi, tutto opportunamente ricostruito da un elaboratore. Questi ambienti, per quanto realistici e fedeli, erano sempre un artificio elettronico che si andava a sostituire alla realta’.

Oggi, non si parla piu’ di realta’ vituale, bensi’ di “realta’ aumentata”. Cosa significa?

Ciascuno di noi vive in uno spazio popolato da persone e oggetti, interagendo tramite i suoi 5 sensi: vista, udito, olfatto, gusto e tatto. Al contrario della realta’ virtuale, la realta’ aumentata si esplica nel mondo reale ma i sensi dell’essere umano vengono potenziati mediante un elaboratore.

Perche’ parlo di questo? Semplice, questo e’ un blog di divulgazione e molto spesso ci siamo trovati a parlare dell’interazione e del rapporto che l’uomo ha o dovrebbe avere con l’ambiente che ci circonda. La realta’ aumentata dovrebbe, almeno sulla carta, potenziare notevolmente questa nostra interazione.

images

Sicuramente, avrete sentito parlare dei Google Glass, questi misteriosi occhialini che promettono cose strabilianti e che, ancora non usciti sul mercato, sono gia’ divenuti un oggetto di culto per molte persone.

Cosa sarebbero questi occhiali?

Come potete capire, si tratta semplicemente di un dispositivo elettronico in grado di fornire informazioni specifiche, inviate mediante la rete, a seconda di quello che stiamo osservando o che vogliamo sapere in un preciso istante.

Mi spiego meglio.

Supponete di essere davanti al duomo di Milano. I vostri occhi possono ammirare la sua imponente costruzione e limitarsi a vedere l’architettura, la forma, il colore, ecc. Ora, vivendo in una realta’ aumentata, mentre vedete il duomo di Milano, a fianco vi scorrono tutte le informazioni riguardo la sua storia, i dati tecnici di costruzione, orari di visita, costo del biglietto, ecc. Bene, questa e’ la realta’ aumentata.

Quello fatto e’ ovviamente solo un esempio. Ovviamente, essendo basata sulla rete, tutto cio’ che potete fare nella realta’ aumentata sarebbe possibile anche con un portatile, ma il vero vantaggio di questi occhiali e’ che potete indossarli, hanno un peso irrisorio, e soprattutto potete ottenere le informazioni che cercate semplicemente guardando quello che vi interessa e interagendo a voce con il sistema, dunque senza utilizzare le mani.

Per darvi un’idea dell’utilizzo degli occhiali, vi riporto un video:

Essendo un appassionato di tecnologia, gia’ da tempo seguo gli sviluppi di questi sistemi. Dal punto di vista tecnico, si tratta di dispositivi veramente all’avanguardia anche se, trattandosi di un primo prodotto, ci saranno sicuramente sviluppi molto interessanti.

Per darvi qualche numero, gli occhiali di Google hanno una fotocamera da 5Mpx, un display da 25 pollici a due metri di distanza, sono comandati vocalmente e possono registrare video a 720p.

Come anticipato, l’interazione con i glass avviene mediante comandi vocali e, a titolo di esempio, vi riporto il link di google che mostra alcune situazioni tipiche di utilizzo:

Google Glass, esempio

Come e’ facile immaginare, i colossi dell’informatica si sono gia’ mossi per supportare il progetto e gia’ sono state create le applicazioni piu’ note per i glass: facebook, linkedin, flickr, google+, ecc.

Ovviamente, grande utilizzo in sistemi di questo tipo e’ per il sistema di localizzazione GPS. Mediante queste informazioni e’ infatti possibile ottenere informazioni specifiche, conoscere strade e percorsi, oltre ovviamente a poter incontrare altre persone dotate di occhiali.

Nei mesi scorsi, molto si e’ parlato anche di violazione della privacy per i Google Glass. Il motivo di questo sarebbe la possibilita’ di inquadrare, registrare e fotografare persone inconsapevoli mediante sistemi poco visibili. Inoltre, i soliti hacker hanno anche dimostrato come sia possibile “bucare” il sistema operativo e scaricare tutti i dati sensibili di un utente. Personalmente, credo che notizie del genere non abbiano fatto altro che incrementare la pubblicita’ per questi sistemi.

Non ci credete?

Il video che vi ho riportato prima, ha piu’ di 21 milioni di visualizzazioni su youtube. Le richieste per provare in anteprima i Glass negli Stati Uniti sono state decine di volte maggiori dei posti diponibili. Capite bene che, ancora prima di uscire sul mercato, questi sistemi sono gia’ richiestissimi.

Nota dolente, il prezzo. I Glass arriveranno sul mercato, probabilmente il prossimo anno, alla cifra di 1500 dollari.

Da appassionato di tecnologia, trovo questi sistemi interessanti anche se, a mio avviso, lo e’ gia ‘di per se la realta’ aumentata. Sul mercato esistono gia’ dei concorrenti per Google, come, ad esempio, gli occhiali della Recon Instruments che saranno venduti a 600 euro ma che sono pensati per gli sportivi in generale, fornendo informazioni riguardo alla propria attivita’ agonistica o amatoriale. Dai presupposti, credo che sistemi di questo tipo saranno soltanto il prossimo oggetto del desiderio di tante persone che, purtroppo, conoscono poco la tecnologia, ma tanto la moda.

 

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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.

 

 

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Asteroidi: sappiamo difenderci?

10 Gen

Nei nostri articoli, molte volte ci siamo trovati a discutere di asteroidi che qualcuno voleva in rotta di collisione con la Terra. In particolare, abbiamo parlato di Toutatis, di 2012 DA14, dell’asteroide Nibiru, di Apophis:

Tutto liscio fino al 21/12?

2012 DA14: c.v.d.

E alla fine Nibiru e’ un asteroide!

Attenzione, tra poche ore passa Apophis!

Fino ad oggi, le presunte voci su un impatto con la Terra, si sono fortunatamente rivelate infondate.

Ma se un giorno o l’altro dovesse accadere questo?

Illustrazione di un impatto con un asteroide di grandi dimensioni

Illustrazione di un impatto con un asteroide di grandi dimensioni

In diversi articoli, ho gia’ espresso le mie considerazioni a riguardo. La nostra Terra e’ un solo una pallina nell’immenso universo in cui sfrecciano un numero enorme di “sassi” piu’ o meno grandi. E’ inutile nascondersi dietro un dito, esiste la probabilita’ che prima o poi uno di questi corpi ci colpisca in pieno. Per essere ancora piu’ realisti, il nostro pianeta e’ ricco di crateri lasciati dall’impatto con asteroidi piu’ o meno grandi. Un esempio molto famoso di queste “testimonianze” e’, ad esempio, il cratere Barringer in Arizona:

Il cratere Barringer in Arizona

Il cratere Barringer in Arizona

Per non passare per il catastrofista di turno, come piu’ volte detto, esistono diversi programmi di controllo creati per identificare e monitorare gli oggetti vicini alla Terra e potenzialmente pericolosi. Anche in questo blog, in piu’ occasioni abbiamo citato il programma NEO della NASA:

NASA NEO program

Solo per darvi qualche numero, da una stima della NASA, si pensa che ci siano circa 20000 asteroidi di diametro compreso tra 100 metri ed 1 Km, orbitanti intorno alla Terra. A questi dobbiamo poi sommare quelli di dimensioni superiori al Km, e dunque potenzialmente molto pericolosi, il cui numero sarebbe intorno al migliaio.

Ci tengo a ribadire il fatto che, come piu’ volte dichiarato e fatto vedere dai database, non esiste ad oggi la probabilita’ certa che uno degli oggetti conosciuti possa impattare il nostro pianeta nei prossimi anni.

Di cosa comporterebbe un impatto con un oggetto di grandi dimensioni, ne abbiamo parlato in dettaglio in questo post:

Effetti di un impatto con Nibiru

Come visto, il potenziale danno alla Terra, e agli esseri umani, e’ determinato di molti fattori tra i quali: la massa del proiettile, l’angolo di urto, la superficie su cui avverra’ la collisione, ecc. Nonostante questo, per potenziali asteroidi molto grandi, oltre il Km di raggio, un impatto sarebbe comunque catastrofico.

Ora, sappiamo che nonostante le tante voci catastrofiste, non ci sono asteroidi in rotta di collisione con la Terra. Abbiamo pero’ detto che non escludiamo che questo possa avvenire prima o poi. Dunque? Se un giorno venisse scoperto un proiettile di grandi dimensioni in rotta di collisione con la Terra, cosa potremmo fare? Metterci seduti e aspettare che arrivi o abbiamo delle idee per cercare di evitare lo scontro?

Lo scopo di questo articolo, e’ proprio quello di cercare di dare una risposta a domande di questo tipo. Ripeto, non voglio fare il catastrofista, ma siamo realisti e consapevoli che un potenziale pericolo potrebbe arrivare dallo spazio.

In realta’, non siamo solo noi a parlare di potenziale pericolo, ma molti governi, istituti di ricerca, agenzie e singoli ricercatori, condividendo queste considerazioni, hanno sviluppato diversi programmi di salvaguardia spaziale da utilizzare in caso di pericolo.

Cerchiamo di vedere quali sono queste potenziali idee, ma soprattutto l’applicabilita’ delle stesse.

Tutti voi ricorderete il famoso film Armageddon, in cui per poter distruggere un asteroide in rotta di collisione con la Terra, un team di esperti trivellatori petroliferi viene inviato sul luogo per trivellare e piazzare testate nucleari. Non pensate che questa idea sia del tutto strampalata, anche perche’ non e’ la scienza che ha copiato il cinema, bensi’ il contrario. A partire dagli anni ’80, si e’ cominciato a ragionare su questo problema e quella delle armi nucleari e’ stata una delle prime idee buttate giu’. In questo caso, l’idea e’ molto semplice, si lancia una testa di grandi dimensioni, o una serie di testate minori, che andrebbero ad esplodere sulla superficie dell’asteroide, al fine di vaporizzarlo. I punti deboli di questa tecnica sono in realta’ molti. Prima di tutto, per poter lanciare testate da Terra, il corpo deve gia’ essere molto vicino, secondo, un lancio di testate da Terra, presenterebbe “forse” qualche problema di sicurezza in caso di incidente nelle fasi di partenza del vettore. Il vantaggio maggiore di questo metodo e’ ovviamente quello di avere un riscontro diretto sullo scampato o meno pericolo. Detto in altri termini, se fate centro e distruggete l’asteroide sapete subito di essere salvi.

Idea alternativa a quella delle testate nucleari, e’ ovviamente quella di utilizzare missili non nucleari. In questo caso, si risolverebbero diversi problemi di sicurezza, ma non quello della piccola distanza di aggancio del bersaglio, che spaventerebbe molto in caso di fallimento della missione. Tenete anche conto del fatto che il potere distruttivo di una testata nucleare e’ quasi sicuramente piu’ grande di quello di un missile normale.

Questi metodi, come detto tra i primi ad essere pensati, sono detti ad “energia cinetica”, dal momento che sfruttano un trasferimento diretto di energia da un’esplosione all’asteroide.

Sulla falsa riga di questi metodi, vi e’ poi il progetto “Don Quijote” dell’ESA. In questo caso, l’idea di base e’ essenzialmente la stessa, ma cambiano le modalita’ di trasferimento dell’energia. In parole povere, in questa formulazione, un primo velivolo spaziale, chiamato “Sancho”, verrebbe inviato in direzione del corpo e messo in rotazione rispetto ad esso. Compito di Sancho sarebbe quello di monitorare per diversi mesi i parametri fisici e orbitali dell’asteroide al fine di avere un quadro molto preciso della dinamica del moto. Successivamente, un secondo velivolo, chiamato Hidalgo, verrebbe lanciato nello spazio in rotta di collisione con l’asteroide. Grazie ai parametri raccolti per mesi, l’urto dell’impattatore Hidalgo verrebbe calibrato per ottimizzare l’effetto dell’urto e riuscendo in questo modo a deviare l’oggetto fuori dalla linea di collisione con la Terra.

Pro e contro del progetto “Don Quijote”? Prima di tutto, servirebbero mesi per studiare l’asteroide e determinare i parametri dell’urto da utilizzare. Inoltre, il costo sia del progetto che di un eventuale lancio dei vettori, sarebbe enorme. Attualmente infatti, proprio per mancanza di fondi, gli unici studi di fattibilita’ del progetto sono su carta. Per chi volesse approfondire o verificare, vi riporto anche il link dell’ESA su Don Quijote:

ESA Don Quijote Project

Mettendo da parte la violenza di un urto, esistono anche molti altri metodi “soft” pensati per deviare un ipotetico asteroide in rotta di collisione.

Di questa tipologia, il piu’ studiato e’ certamente il metodo del “Trattore Gravitazionale”. Il nome e’ esattamente quello di un nostro precedente articolo:

Nibiru: la prova del trattore gravitazionale

in cui abbiamo analizzato l’ipotizzato aumento di asteroidi verso la Terra spinti gravitazionalmente da Nibiru all’interno del nostro Sistema Solare.

Come in questo caso, il principio di funzionamento e’ appunto basato sull’attrazione gravitazionale che si esercita tra due masse secondo la legge di Newton. Cosa significa? In questo metodo, un vettore spaziale di grandi dimensioni viene inviato nello spazio e posizionato in prossimita’ dell’asteroide. L’attrazione gravitazionale esercitata dalla sonda spinge verso di essa il corpo facendolo uscire dalla linea di collisione con la Terra.

Le obiezioni principali principali al trattore gravitazionale, arrivano ovviamente dai lunghissimi tempi necessari per ottenere una variazione significativa, dovuti alla piccola intensita’ della forza gravitazionale con le masse in gioco. Inoltre, come negli altri casi, il costo della missione sarebbe molto elevato e difficilmente sostenibile da una sola nazione.

Effetto simile a quello del trattore, ma in tempi piu’ rapidi, si potrebbe ottenere posizionando un vettore spaziale sulla superficie dell’asteroide e spingendolo utilizzando motori. Anche in questo caso il progetto avrebbe notevoli difficolta’ legate allo sbarco sulla superficie del corpo. Inoltre, il metodo non sarebbe applicabile qualora l’asteroide ruotasse su se stesso molto velocemente.

Il sistema della vela spaziale per deviare l'esteroide

Il sistema della vela spaziale per deviare l’esteroide

Un’ultima variazione possibile del trattore gravitazionale e’ stata invece proposta da due fisici spagnoli, che ipotizzano l’utilizzo di un fascio di ioni sparato da un vettore spaziale verso l’asteroide per deviarne la corsa. In questo caso, l’impulso del fascio agirebbe come una spinta continua e ridurrebbe molto il peso del vettore ipotizzato nella soluzione vista prima. Oltre al costo della missione, in questo caso ci si dovrebbe preoccupare anche di poter disporre di un fascio di ioni operante in continuo per lunghi periodi.

Una possibile soluzione diversa per vaporizzare l’asteroide e’ stata invece proposta dalla NASA pensando ad una vela spaziale da posizionare vicino al corpo. In questo caso, la vela servirebbe per convogliare la radiazione solare e collimarla sulla superficie dell’asteroide, causando la vaporizzazione totale o parziale del materiale che lo compone. Su questa ipotesi, esistono diversi studi a riguardo, fatti anche considerando le possibili variazioni dell’orbita apportate dall’emissione di protoni da parte dell’asteroide quando soggetto all’azione della radiazione solare.

Oltre a questi visti, esistono tantissimi altri potenziali metodi studiati per deviare un asteroide in rotta di collisione con la Terra: verniciatura dell’asteroide per aumentare l’effetto della radiazione solare, incartamento con fogli di alluminio, deviazione di un secondo asteroide piu’ piccolo da lanciare contro il primo, ecc.

Come abbiamo visto, non possiamo certo dire che le idee manchino su questo argomento o che la scienza non si stia preoccupando della cosa. Ognuna di queste ipotesi presenta pro e contro diversi legati al principio fisico da sfruttare. Sperimentalmente, fino ad oggi e’ stato impossibile fare test sul campo su piccoli asteroidi, visto anche il costo proibitivo di missioni di questo tipo. Piu’ volte, abbiamo richiamato anche l’aspetto economico dietro programmi di ricerca di questo tipo. Stiamo pur certi pero’ che, in caso di asteroide in rotta di collisione con la Terra, non sara’ certo il problema economico a fermare una possibile missione di salvezza.

Molti dei programmi visti, sono ancora in fase di studio e la ricerca continua a ritmi molto alti. Questo proprio perche’, come detto in precedenza, dobbiamo convivere con il fatto che esiste la probabilita’ che un oggetto piu’ o meno esteso, prima o poi, possa puntare dritto verso la Terra. L’importante e’ ovviamente non farsi trovare senza idee.

 

 

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

 

 

 

 

Cos’e’ una cometa?

4 Gen

Piu’ volte ci siamo trovati a parlare di comete. Molti spunti a questo discorso vengono ovviamente dai tanti eventi attesi per il 2013 e per il passaggio in particolare della cometa ISON:

Che la ISON abbia pieta’ di noi!

2013 o ancora piu’ oltre?

E se ci salvassimo?

Fino a questo punto, abbiamo parlato di traiettoria, di probabilita’ di impatto, di afelio, di perielio, di magnitudo, ecc. La domanda che pero’ molti si pongono e’ la seguente: “cos’e’ una cometa?”. Apparentemente questa domanda puo’ sembrare molto semplice. Fin da bambini ci hanno detto che le comete altro non sono che palle di neve sporca che passando in prossimita’ del Sole vengono in parte sciolte formando una lunga coda in cielo.

Diciamo che questa premessa potrebbe anche essere giusta, ma, dal momento che stiamo parlando molto dettagliatamente di comete, credo sia giunto il momento di provare a rispondere ad alcune domande molto importanti. Oltre a quella anticipata sulla natura delle comete, l’altro punto importante da sciogliere e’, ad esempio, “da dove provengono le comete?”.

Cerchiamo di andare con ordine su questi punti parlando di scienza, ma senza creare confusione con concetti troppo avanzati e non utili ad una comprensione di base.

Una cometa e’ composta da un nucleo centrale, detto appunto “nucleo cometario”, e, durante il suo moto, da una lunga coda. Per quanto riguarda il nucleo, questo e’ composto di roccia, polvere e gas congelati, tra cui acqua, metano e ammoniaca. Da questa informazione capite perche’ si parla di “palle di neve sporca” riferendosi ai nuclei cometari. Per quanto riguarda le dimensioni, si pensa che la maggior parte dei nuclei abbia diametri inferiori ai 20Km.

Un'immagine della cometa di Holmes

Un’immagine della cometa di Holmes

Per quanto riguarda la coda, come anticipato, il passaggio delle comete in prossimita’ del Sole fa sciogliere gli strati piu’ esterni del nucleo. Fate attenzione su questo punto, in generale si deve distinguere tra coda e chioma di una cometa. I gas evaporati per effetto del Sole, formano un alone intorno alla cometa detto appunto chioma. L’effetto esercitato invece dal vento solare sulla chioma della cometa forma appunto la lunga scia che chiamiamo “coda della cometa”.

Fin qui tutto bene. Facciamo pero’ un’osservazione importante che ci permette di andare al secondo punto della discussione. Abbiamo detto che le comete hanno un nucleo composto da qualcosa di ghiacciato. Come e’ possibile questo? Parliamo anche di vapore acqueo, da dove proviene?

La risposta a queste domande ci permette di fare un’importante considerazione sia sull’origine che sulla provenienza delle comete.

Ad oggi, si pensa che la maggior parte delle comete provenga da quella regione del Sistema Solare detta “Nube di Oort”. Questa zona sarebbe ricca di nuclei cometari che, come discuteremo in seguito, vengono a volte strappati e messi in orbita nel sistema solare rendendo le comete visibili anche dalla Terra.

Dunque? Cos’e’ questa nube di Oort e perche’ si comporta come un surgelatore di nuclei cometari?

oort

Questa regione venne ipotizzata per la prima volta proprio dal fisico olandese Oort il quale fece un’analisi statistica delle orbite delle comete conosciute, cercando di individuare la regione di massimo allontanamento dal Sole. Da questi calcoli ricavo’ una probabile fascia compresa tra 0.3 e 1.5 anni luce di distanza dal Sole, dunque molto periferica nel nostro sistema solare e ben oltre l’orbita di Plutone.

Secondo le ipotesi, la nube di Oort sarebbe quindi composta da una miriade di nuclei cometari quasi fermi.

Perche’ esiste una regione di questo tipo?

In questo caso entriamo nel campo delle ipotesi. Secondo la teoria piu’ accreditata, la nube di Oort sarebbe un residuo della formazione del nostro sistema solare. Mi spiego meglio. Il nostro sistema solare si e’ formato circa 5 miliardi di anni fa a causa di un addensamento di polveri stellari e gas. Il collasso di questa nuvola ha creato il Sole ed i pianeti rocciosi interni, mentre il materiale piu’ lontano, non addensato completamente, ha formato i pianeti gassosi piu’ grandi e periferici. Andando ancora piu’ verso l’esterno, le forze in gioco non erano sufficienti ad addensare gas per cui questi residui sono rimasti nella parte periferica formando appunto la nube di Oort. Le basse temperature hanno contributo a creare piccoli nuclei di addensamento che sarebbero appunto le comete che popolano la regione.

Questa teoria spiegherebbe sia la nascita della regione particolare sia la presenza di nuclei cometari ghiacciati. Vi ripeto che siamo nel campo delle ipotesi. Purtroppo, anche l’esistenza della nube di Oort stessa e’ un’ipotesi. L’enorme distanza dal Sole e la presenza di relativamente piccoli oggetti orbitanti, rende questa regione invisibile anche ai nostri modermi telescopi.

A questo punto, resta da chiarire perche’, a volte, qualche nucleo si stacca entrando in orbita e formando le comete cosi’ come le vediamo da Terra.

Come detto molte volte, cio’ che e’ responsabile del moto dei corpi nel nostro sistema solare, e’ la forza di gravita’. Il moto dei pianeti intorno al Sole puo’ essere sufficiente a modificare l’equilibrio dei nuclei nella nube, trainandoli nella parte interna del sistema solare. Questo spostamento dal punto di equilibrio, mette gli oggetti in moto su orbite che, in base ai parametri meccanici, possono assumere forme diverse, divenendo orbite chiuse, e quindi generando oggetti periodici nel loro passaggio, oppure orbite aperte, creando corpi che passeranno una sola volta.

Abbiamo gia’ parlato di questi effetti analizzando, ad esempio, alcune delle ipotesi circa l’esistenza di Nibiru. Anche in questo caso, la presenza di un corpo anomalo all’interno del sistema solare, provocherebbe degli squilibri alla nube di Oort spingendo una quantita’ maggiore di nuclei all’interno. Per chi lo avesse perso, potete trovare questa discussione in questo post:

Nibiru: la prova del trattore gravitazionale

A questo punto, resta da fare solo un’altra breve considerazione sulle comete. Come detto, la nube di Oort si troverebbe ad una distanza molto grande dal Sole e dai pianeti interni. A causa di questo, si pensa infatti che la teoria dell’esistenza di questa regione potrebbe spiegare solo l’origine delle comete a lungo raggio, cioe’ con orbite molto lunghe. Per spiegare invece le molte comete a breve periodo che si osservano anche dalla Terra, viene ipotizzata una seconda regione, questa volta piu’ interna al sistema solare, e nota come fascia di Kuiper. Per quanto riguarda l’origine, tutte e due le regioni sarebbero un ricordo della formazione del sistema solare.

Come potete vedere anche dall’immagine riportata in precedenza, la fascia di Kuiper si trova oltre l’orbita di Nettuno. Questa zona non solo e’ stata osservata direttamente, ma sono stati scoperti anche diversi corpi orbitanti in questa zona e che rientrano nella categoria dei planetoidi. Vista la minore distanza rispetto alla nube di Oort, si e’ ipotizzato invece che le comete a corto raggio provengano proprio da questa regione piu’ vicina e che vengano spinte all’interno del sistema solare sempre per lo stesso squilibrio gravitazionale dovuto al moto dei pianeti interni.

Detto questo, spero di essere riuscito a farvi comprendere in modo semplice la nascita delle comete. Solo per curiosita’, vi dico che le stime scientifiche prevedono un numero di nuclei cometari nella nube di Oort dell’ordine delle centinaia di miliardi. Questo ci fa capire la grandezza del serbatoio a disposizione.

Per quanto riguarda invece la morte di una cometa, in questo caso il discorso e’ molto piu’ semplice. Nel caso di comete periodiche, i ripetuti passaggi al perielio possono esaurire la cometa che andrebbe dunque a perdere la sua coda. Per le comete con nucleo piu’ denso, abbiamo dunque la formazione di un asteroide, per quelle con nuclei piu’ fragili o che subiscono stress meccanici dovuti all’interazione gravitazionale, il nucleo si puo’ vaporizzare facendo completamente scomparire la cometa.

Questi semplici concetti dovrebbero essere sufficienti per farci capire non solo cos’e’ una cometa, ma anche la sua origine e la sua morte all’interno del sistema Solare.

 

 

 

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

 

 

 

Due parole sull’antimateria

24 Dic

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

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.

 

 

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

Bolide a Novara?

27 Nov

Ieri a Novara e’ avvenuto un fenomeno molto simile ad altri discussi in passato. Alle 3.47 del mattino del 26 Novembre, alcune persone sono state svegliate a causa di un forte boato e dai successivi vetri messi in vibrazione dall’onda sonora.

E’ inutile che stia qui a raccontarvi di come questa notizia, confermata anche da quotidiani nazionali, sia stata presa e riadattata da molti siti catastrofisti, per indicare un altro dei tanti (presunti) segni della fine del mondo.

Prima di tutto, la notizia e’ reale. Dobbiamo pero’ cercare di capire di cosa si e’ trattato?

Come detto all’inizio, questo avvenimento ci fa tornare alla mente un racconto molto simile, di cui abbiamo parlato qualche settimana fa:

Meteorite in Inghilterra provoca terremoti?

Come nel caso inglese, quello che ha provocato lo strano fenomeno a Novara e’ un meteorite.

Foto di un bolide scattata in California

Come ormai sappiamo bene, alcune meteore di piu’ grandi dimensioni possono arrivare piu’ vicine alla superficie terrestre e provocare boati come questo raccontato a Novara.

Molto spesso, questo genere di corpi vengono detti “bolidi”, anche se, come visto in questo post:

Palla di Fuoco nei cieli del Sud Italia

la scienza ufficiale non accetta questo termine.

Normalmente una meteora viene disintegrata ad un’altezza di circa 25Km dalla superficie terrestre. Per i corpi di dimensioni maggiori, appunto i bolidi, il corpo puo’ spingersi fino anche a poche migliaia di metri da terra, deflagrando in pezzi millimetrici. Questa disintegrazione viene accompagnata da un forte boato udibile anche a distanza.

Come si evince da questa spiegazione, in questi fenomeni non si ha caduta a terra di rocce. Questo per smentire alcune fonti web che vorrebbero l’impatto a terra di residui di materiale nel caso di Novara.

La verifica dell’ipotesi del bolide, e’ stata data anche dall’osservatorio di Novara, che ha registrato l’ingresso in atmosfera di una grossa meteora in un orario compatibile con quello riportato dalle testimonianze. Al contrario, i sismografi della zona non hanno riportato nessun sisma durante la notte, altra verifica dell’impossibilita’ che pezzi della meteora siano giunti fino a Terra.

A questo punto pero’ una domanda sorge nelle menti piu’ scettiche. Nel caso inglese, Ottobre 2012, parlavamo di bolidi. A Novara, novembre 2012, stesso fenomeno e parliamo nuovamente di bolidi. Perche’ ci sono tutti questi bolidi in atmosfera?

Se rileggete l’articolo relativo al bolide inglese, in quel caso avevamo l’attraversamento dello sciame delle Orionidi che provocava fenomeni meteorici e dunque la possibilita’ di bolidi.

A Novara? Abbiamo ancora le Orionidi?

Come visto nel precedente articolo, lo sciame delle Orionidi si esaurisce intorno ai primi di Novembre. In questo periodo pero’, e’ in corso un altro sciame, questa volta chiamato delle Leonidi.

Questi sciami, anche se poco noti ai non addetti ai lavori o ai non appassionati della materia, sono molto simili al ben piu’ famoso sciame delle Perseidi, responsabile delle lacrime di San Lorenzo il 10 Agosto.

A verifica di questo, come fatto nel caso inglese, vi riporto un link alla pagina di wikipedia con la lista di tutti gli sciami incontrati nel corso dell’anno:

Wikipedia Sciami

Come vedete, lo sciame delle Leonidi dovrebbe essersi esaurito da una settimana. Ora, partiamo dal presupposto che questi fenomeni non seguono una tempistica esattamente costante. Inoltre, come riportato sempre nella pagina di wikipedia, lo sciame delle Leonidi e’ proprio caratterizzato da una forte irregolarita’ temporale e variabilita’ nell’intensita’ dei fenomeni.

Concludendo, il fenomeno avvenuto la scorsa notte a Novara e’ stato causato da un bolide. Non e’ assolutamente vero che sono stati registrati terremoti, tantomeno che un frammento di roccia sia giunto fino a Terra. Lo sciame meteorico in corso in questi giorni e’ causato dalle Leonidi e i dati raccolti dall’osservatorio di Novara mostrano l’ingresso di una meteora di grosse dimensioni in un orario compatibile con quello degli eventi discussi.

Per analizzare in modo semplice ma scientifico, sempre mostrando i dati e le fonti utilizzate, le profezie del 2012, non perdete in libreria “Psicosi 2012. Le risposte della scienza”.