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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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L’esperimento di Ferlini e la barriera magnetica

4 Mag

Solo qualche giorno fa abbiamo pubblicato un articolo specifico sul cosiddetto “effetto Hutchinson”:

Effetto Hutchinson: realta’ o bufala?

Come visto, i fenomeni descritti in questa esperienza, che spaziano dalla levitazione alla fusione di oggetti con rilascio di energia, sarebbero provocati dalla sovrapposizione di onde elettromagnetiche in zone precise dello spazio. Nel descrivere queste esperienze, abbiamo mostrato un notevole scetticismo dettato dalla particolarita’ dei fenomeni descritti ma, soprattutto, dal fatto che l’autore stesso di questi esperimenti abbia piu’ volte dichiarato di non essere piu’ in grado di ripetere tali effetti. Ci tengo a sottolineare che la mia posizione di scettico non e’ affatto per partito preso. Come sapete, e come detto molte volte, tutti dobbiamo essere aperti a fenomeni sconosciuti e anche apparentemente assurdi purche’, come la scienza insegna, questi possano essere ripetuti da chiunque, in qualsiasi parte sotto le condizioni descritte. Solo se questo avviene possiamo considerare il metodo scientifico soddisfatto e vedere a tali nuovi fenomeni con gli occhi della scienza.

Riprendo quanto detto in questo articolo, perche’ ora vorrei raccontarvi un altro presunto esperimento che solo qualche giorno fa e’ stato richiamato da alcuni siti complottisti, sempre con il solito scopo di denigrare la scienza ufficiale e tacciarla di non voler approfondire cio’ che e’ fuori dai suoi dettami. Parlaimo questa volta del cosiddetto esperimento di Ferlini sulla barriera magnetica.

Chi e’ costui? In cosa consiste l’esperimento?

Se provate ad informarvi in rete, troverete solo una moltitudine di articoli che riprendono pari pari quanto descritto da Ferlini in un libro da lui stesso pubblicato e intitolato appunto “La barriera Magnetica”. In questo libro Ferlini descrive una serie di esperimenti che avrebbe condotto, dapprima in solitudine e poi con un gruppo di collaboratori, studiando i campi magnetici.

Prima di raccontarvi gli esperimenti, e’ importante, come vedremo dopo, dire che Ferlini inizio’ la sua carriera studiando l’antico Egitto e la costruzione delle Piramidi. In particolare, cio’ che interessava Ferlini era la possibilita’ che strani fenomeni fisici potessero accadere dentro o in prossimita’ delle piramidi a causa di soluzioni appositamente inserite durante la costruzione di questi imponenti monumenti.

Premesso questo, Ferlini racconta che un giorno giocherellando con due calamite si accorse che avvicinando i poli opposti, poco prima che questi entrassero in contatto, la zona di spazio appariva leggermente offuscata come se qualcosa di particolare accadesse al volume d’aria tra i poli stessi. Incuriosito da questo fenomeno che non riusciva a spiegare, Ferlini decise di costruire un esperimento piu’ in grande in modo da accentuare l’effetto. L’esperienza da lui realizzata, e sempre raccontata nel suo libro, prevedeva la disposizione di 4 grandi magneti di diverse tonnellate disposti con i poli opposti vicini. Ecco uno schema dell’apparato:

Disposizione dei 4 magneti nell'esperimento di Ferlini

Disposizione dei 4 magneti nell’esperimento di Ferlini

Come vedete ci sono 4 magneti a ferro di cavallo disposti con i poli Nord-Sud alternati tra loro. Dalle prime osservazioni con i piccoli magneti, Ferlini racconta di aver osservato questa deformazione dello spazio solo poco prima che i poli entrassero in contatto a causa dell’attrazione magnetica. Per poter osservare questo effetto nell’esperimento piu’ grande, Ferlini monto’ le calamite su appositi sostegni che permettevano un movimento a passi molto sottili. In questo modo era possibile avvicinare molto lentamente i poli grazie a dei fermi studiati per opporsi all’attrazione.

Bene, cosa accadde con questo esperimento?

Leggendo sempre dal libro di Ferlini, quando i magneti arrivarono nel punto preciso in cui si innescava il fenomeno, accadde qualcosa di incredibile. Nella stanza si diffuse una nebbiolina azzurra con un odore acre. Da queste proprieta’ organolettiche, i presenti capirono che si trattava di ozono. Ma non accade solo questo, la zona di spazio compresa tra i magneti, che questa volta al contrario del primo caso era molto estesa, venne deformata da questo effetto sconosciuto mai osservato prima. Ferlini, che indossava una maschera antigas per non respirare l’ozono, incuriosito da questo fenomeno, si avvicino’ al contrario dei suoi collaboratori che rimasero a distanza di sicurezza. Quando si trovo’ in prossimita’ del punto, i collaboratori videro Ferlini scomparire dalla stanza. La nebbiolina presente inizio’ lentamente a diradarsi assumendo diversi colori e solo dopo che scomparve le persone presenti videro Ferlini riapparire sprovvisto della maschera che portava prima di avvicinarsi.

Dove era finito Ferlini?

Come raccontato nel suo libro, Ferlini si ritrovo’ in Egitto, ma non nel momento dell’esperimento bensi’ al tempo in cui le piramidi erano in costruzione. Vide gli schiavi che alzavano i grandi blocchi e le piramidi cosi’ come erano quando vennero realizzate. Perche’ proprio in quel preciso punto ed in quell’epoca? Ferlini penso’ che questo strano effetto, da subito ribattezzato “barriera magnetica”, fosse un portale creato dalla forza magnetica in grado di interagire con le onde cerebrali. Come anticipato, la carriera di Ferlini inizio’ con lo studio delle piramidi e quindi la barriera magnetica era in grado di interagire con gli impulsi creati dal cervello umano realizzando viaggi nel tempo in zone ed epoche dove il soggetto voleva, anche solo inconsciamente, viaggiare.

Bene, questo e’ l’esperimento di Ferlini e questa sarebbe la barriera magnetica che lui descrive nel suo libro.

Ora posso dire la mia? Premetto, come anticipato all’inizio dell’articolo, che non voglio essere scettico di principio ma analizzando quanto viene raccontato capite bene come una verifica di queste affermazioni sarebbe, ed e’, facilmente attuabille ma, soprattutto, facilmente smentibile. Ovviamente, sui soliti siti complottisti trovate scritto che mai nessuno ha mai voluto realizzare l’esperimento di Ferlini o anche che in realta’ e’ utilizzato normalmente in alcuni grandi centri di ricerca anche se alle persone comuni non ne viene data notizia.

Prima di tutto, vi ricordo che non stiamo parlando di esperimenti impossibili da realizzare ne che richiedono strumentazione particolare. Come detto, nella prima esperienza, Ferlini si sarebbe accorto di questo fenomeno semplicmente osservando due calamite che si attraevano. Avete mai visto due calamite? Ci avete mai giocherellato? Avete mai notato una distorsione dello spazio prima che queste si attacchino a causa della forza di attrazione? Ovviamente credo che la risposta a queste domande sia quanto meno scontata.

Vi faccio notare anche un altro particolare. Prendiamo un sito qualsiasi:

Sito vendita magneti

15 euro al pezzo, ne servono 4, quattro viti senza fine per realizzare un movimento a piccoli passi, qualche bullone di supporto, con meno di 100 euro avete realizzato l’esperimento di Ferlini. Non avrete magneti da tonnellate per poter fare un viaggio nel tempo, ma sicuramente dovreste essere in grado di osservare una bella distorsione dello spazio e, se siete fortunati, anche una bella nebbiolina di ozono nella stanza. Cercando informazioni sulla rete, ho trovato diversi forum in cui gruppi di persone, anche se sconsigliate da altre, si sono dichiarate pronte a mettere in piedi l’esperimento per dimostrarne la corretteza. La cosa simpatica e’ che dopo una lunga discussione “lo faccio”, “non lo fare perdi tempo”, “no lo faccio, chi mi aiuta?”, ecc., nessuno, e dico nessuno, ha il coraggio di tornare e dire che il suo esperimento e’ stato un flop. Nonostante questo, di tanto in tanto, qualche simpatico sito ritira fuori questa storia come se fosse una novita’ assoluta. Che ci volete fare, in tempo di magra di catastrofi e complotti, ogni cosa e’ buona per cercare di accaparrarsi qualche visita sul sito.

Giusto per concludere, e per togliere ogni dubbio, il magnetismo e’ noto da tantissimo tempo. Gia’ ai tempi del greco Talete, che descrive il fenomeno, era noto che un materiale, la magnetite, era in grado di attirare limatura di ferro. Oggi, possiamo disporre di campi magnetici molto elevati per applicazioni di ricerca. Per farvi qualche esempio, il campo magnetico all’interno dell’esperimento ATLAS del CERN, si proprio quello della scoperta dell’Higgs insieme a CMS, e che viene utilizzato per curvare le particelle cariche, ha un’intensita’ di 2 Tesla, cioe’ circa 100000 volte il campo magnetico terrestre. Pensate sia tanto? Ci sono laboratori al mondo che si occupano proprio di studiare i campi magnetici cercando, per ricerca e applicazioni, di trovare materiali nuovi da poter essere utilizzati per creare campi magnetici sempre piu’ intensi. Un esempio? Nel “High Field Magnet Laboratory” in Olanda, si e’ raggiunto il valore di 38 Tesla con un sistema “economico” da soli 1.5 milioni di dollari. Questo pero’ non e’ ancora il record assoluto, anche se il laboratorio detiene il record come rapporto intensita’/prezzo, dal momento che il guiness dei primati per il campo magnetico piu’ intenso e’ del Magnet Lab della California:

Magnet Lab

dove si e’ raggiunto il valore di 45 Tesla con un sistema molto complesso da ben 15 milioni di dollari.

Ora, ragioniamo insieme, secondo voi se esistesse questo effetto “barriera magnetica” dovuto all’attrazione dei poli, nessun altro se ne sarebbe accorto, magari con un sistema in grado di generare un campo ben piu’ intenso rispetto a quello di una semplice calamita a ferro di cavallo?

 

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

L’universo e’ stabile, instabile o meta-stabile?

25 Mar

Negli ultimi articoli, complici anche i tantissimi commenti e domande fatte, siamo tornati a parlare di ricerca e delle ultime misure scientifiche che tanto hanno fatto discutere. Come fatto notare pero’, molto spesso, queste discussioni che dovrebbero essere squisitamente scientifiche lasciano adito ad articoli su giornali, anche a diffusione nazionale, che male intendono o approfittano del clamore per sparare sentenze senza senso e, lasciatemelo dire, assolutamente fuori luogo.

In particole, nell’articolo precedente, abbiamo discusso l’ultima misura della massa del quark top ottenuta mediante la collaborazione dei fisici di LHC e del Tevetron. Questo risultato e’ il piu’ preciso mai ottenuto prima e ci consente, di volta in volta, di migliorare la nostra conoscenza, come spesso ripeto, sempre troppo risicata e assolutamente lontana dalla comprensione del tutto.

Per discutere la misura della massa del top, siamo partiti da una notizia apparsa sui giornali che parlava di un universo pronto a dissolversi da un istante all’altro. Premesso che, come fatto notare, questa notizia era completamente campata in aria, su suggerimento di una nostra cara lettrice, ci e’ stato chiesto di discutere con maggior dettaglio quello che molti chiamano il destino ultimo del nostro universo. Come forse avrete sentito, su alcune fonti si parla spesso di universo stabile, instabile o meta-stabile farfugliando, nel vero senso della parola, come questa particolarita’ sia legata alla massa di qualche particella.

Cerchiamo dunque di spiegare questo importante e non banale concetto cercando sempre di mantenere un approccio quanto possibile divulgativo.

Per prima cosa, dobbiamo tornare a parlare del bosone di Higgs. Come forse ricorderete, in un articolo specifico:

Bosone di Higgs, ma che sarebbe? 

abbiamo gia’ affrontato la sua scoperta, cercando in particolare di spiegare il perche’ l’evidenza di questa particella sarebbe cosi’ importnate nell’ambito del modello standard e della fisica delle alte energie. Come fatto notare pero’, anche in questo caso, parliamo ancora di “evidenza” e non di “scoperta”. Visto che me lo avete chiesto direttamente, ci tengo a sottolineare questa importante differenza.

Come sapete, la fisica e’ detta una “scienza esatta”. Il motivo di questa definizione e’ alquanto semplice: la fisica non e’ esatta perche’ basata su informazioni infinitamente esatte, ma perche’ ogni misura e’ accompagnata sempre da un’incertezza esattamente quantificata. Questa incertezza, e’ quella che comunemente viene chiamato “errore”, cioe’ il grado di confidenza statistico che si ha su un determinato valore. Per poter parlare di evidenza, e’ necessario che la probabilita’ di essersi sbagliati sia inferiore di un certo valore, ovviamente molto basso. Per poter invece gridare alla scoperta, la probabiita’ statistica che quanto misurato sia un errore deve essere ancora piu’ bassa. Questo grado di confidenza, ripeto prettamente statistico, e’ quello che spesso sentiamo valutare riferendosi alla “sigma” o “all’incertezza”.

Bene, tornando al bosone di Higgs, perche’ si dice che ancora non c’e’ la sicurezza che quanto osservato sia proprio quell’Higgs che cerchiamo? Semplice, il grado di confidenza, non ci consente ancora di poter affermare con sicurezza statistica che la particella osservata sia proprio il bosone di Higgs che cerchiamo e non “un” bosone di Higgs o un’altra particella. Come ormai sappiamo, il bosone di Higgs tanto cercato e’ proprio quello relativo al campo di Higgs che determina la massa delle particelle. Per poter essere quel bosone, la particella deve essere, in particolare, scalare e con spin zero. Che significa? Praticamente, queste sono le caratteristiche che definiscono l’identikit dell’Higgs che cerchiamo. Se per quanto riguarda il fatto di essere scalare siamo convinti, per lo spin della particella, dal momento che decade in due fotoni, potrebbe avere spin 0 o 2. Per poter essere sicuri che lo spin sia proprio zero, sara’ necessario raccogliere ancora piu’ dati per determinare con sicurezza questa proprieta’ anche se statisticamente possiamo escludere con una certa incetezza che lo spin sia 2.

Detto questo, e supposto, con una buona confidenza statistica, che quanto trovato sia proprio il bosone di Higgs, sappiamo che la massa trovata per questa particella e’ 125.6 GeV con un un’incertezza totale di 0.4 GeV. Questo valore della massa ha pero’ aperto le porte per una discussione teorica molto accesa e di cui si inizia a parlare anche sui giornali non prettamente scientifici.

Perche’?

Come anticipato, la massa del bosone di Higgs determina la condizione di stabilita’ o instabilita’ del nostro universo. Perche’ proprio l’Higgs? Ovviamente, questo bosone e’ correlato con il campo scalare di Higgs, cioe’ quello che assegna la massa delle particelle. Ora pero’, nel modello standard, troviamo particelle che hanno masse anche molto diverse tra loro. Se osserviamo i quark, passiamo dall’up, il piu’ leggero, al top, il piu’ pesante, con una differenza di massa veramente enorme per particelle che appartengono alla stessa “famiglia”. Detto questo, per determinare la condizione di equilibrio, e tra poco spiegheremo cosa significa, del nostro universo, e’ possibile ragionare considerando proprio le masse dell’Higgs e del top.

In che modo?

Senza spendere troppe parole, vi mostro un grafico molto significativo:

 

Stabilita' dell'universo data dalla correlazione delle masse Top-Higgs

Stabilita’ dell’universo data dalla correlazione delle masse Top-Higgs

Cosa significa questo grafico? Come potete vedere, incrociando il valore della massa del top con quella dell’Higgs e’ possibile capire in quale zona ci troviamo, appunto: stabile, instabile o meta-stabile. Scientificamente, queste sono le condizioni in cui puo’ trovarsi quello che e’ definito vuoto quantomeccanico dell’universo. Se l’universo fosse instabile, allora sarebbe transitato in una successione di stati diversi senza poter formare strutture complesse dovute all’evoluzione. Come potete facilmente capire, in questo caso, noi oggi non saremo qui ad interrogarci su come e’ fatto l’universo dal momento che non avremmo avuto neanche la possibilita’ di fare la nostra comparsa. In caso di universo stabile invece, come il termine stesso suggerisce, tutto rimane in uno stato stazionario senza grosse modificazioni. Meta-stabile invece cosa significa? Questo e’ un termine ricavato direttamente dalla termodinamica. Detto molto semplicemente, un sistema meta-stabile si trova in una posizione di minimo di energia non assoluto. Cioe’? Detto in altri termini, il sistema e’ in uno stato di equilibrio, ma sotto particolari condizioni puo’ uscire da questo stato e scendere verso qualcosa di piu’ stabile ancora. Per capirlo meglio, immaginate di mettere una scodella sul pavimento con dentro una pallina. Se muovete di poco la pallina questa oscillera’ e ricadra’ sul fondo, posizione di equilibrio meta-stabile. Se date un colpo piu’ forte, la pallina uscira’ dalla scodella e andra’ sul pavimento. A questo punto pero’ il vostro sistema immaginario ha raggiunto la posizione piu’ stabile.

Ora, capite bene quanto sia importante e interessante capire che tipo di sistema e’ il nostro universo per determinare eventuali e future evoluzioni temporali che potrebbero avvenire. Come visto nel grafico precedente, per capire lo stato dell’universo possiamo valutare le masse del top e dell’Higgs.

Cosa otteniamo con i valori delle masse oggi conosciuti? Come potete vedere, come per un simpatico scherzo, la massa dell’Higgs ci posizione proprio nella strettissima zona di meta-stabilita’ del nostro universo. Come anticipato, il fatto di non essere nella zona di instabilita’ e’ assolutamente comprensibile pensando al fatto che noi oggi siamo qui. Certo, una massa superiore a 126 GeV ci avrebbe piazzato nella zona stabile dove, come si dice nelle favole, “vissero felici e contenti”. Cosa comporta il fatto di essere nella regione di meta-stabilita’? Come qualcuno, incurante della scienza, cerca di farvi credere, siamo in bilico su una corda. Il nostro universo da un momento all’altro potrebbe transitare verso uno stato piu’ stabile modificando radicalmente le proprieta’ del vuoto quantomeccanico. In questo caso, il nostro universo collasserebbe e segnebbe la nostra fine.

E’ vero questo?

Assolutamente no. Prima di tutto, cerchiamo di ragionare. Come detto, la massa attuale del bosone di Higgs e’ 125.6+/-0.4 GeV. Questo significa che entro una certa probabilita’, piu’ del 15%, la massa del bosone potrebbe essere maggiore di 126 GeV. In questo caso la misura sarebbe pienamente della regione “stabile” dell’universo. Ovviamente, per poter determinare con precisione questo valore e’ necessario ridurre l’incertezza che accompagna la misura in modo da “stringere” l’intervallo entro cui potrebbe essere compresa questa massa.

Se anche l’universo fosse in uno stato meta-stabile, non possiamo certo pensare che da un momento all’altro questo potrebbe uscire dallo stato di equilibrio e transitare verso altro se non in particolari condizioni. Vi ripeto nuovamente come in questo caso ci stiamo muovendo all’interno di ragionamenti prettamente teorici in cui gli stessi principi della fisica che oggi conosciamo potrebbero non essere validi. Secondo alcuni infatti, la stessa evoluzione dell’universo che ha portato oggi fino a noi potrebbe essere stata possibile proprio grazie alla natura meta-stabile del vuoto quantomeccanico.

Come ricorderete, in questi articoli:

Universo: foto da piccolo

Ascoltate finalmente le onde gravitazionali?

cosi’ come in tutti quelli richiamati a loro volta, abbiamo parlato dell’inflazione, cioe’ di quel particolare periodo nell’evoluzione dell’universo che ha portato ad una notevole espansione in tempi brevissimi. Conseguenza dell’inflazione e’ l’avere un universo omogeneo ed isotropo ed in cui le fluttuazione della radiazione di fondo sono molto ridotte. Bene, il bosone di Higgs potrebbe avere avuto un ruolo decisivo per l’innesco del periodo inflazionario. Secondo alcune teorie, infatti, le condizioni fisiche per poter accendere l’inflazione potrebbero essere state date da una particella scalare e l’Higgs potrebbe appunto essere questa particella. Se proprio devo aprire una parentesi, per poter affermare con sicurezza questa cosa, dobbiamo essere sicuri che la fisica che conosciamo oggi possa essere applicata anche in quella particolare fase dell’universo, cioe’ che i modelli attualmente conosciuti possano essere estrapolati a quella che viene comunemente definita massa di Planck dove tutte le forze fondamentali si riunificano. Ovviamente, per poter affermare con sicurezza queste teorie sono necessarie ancora molte ricerche per determinare tutti i tasselli che ancora mancano a questo puzzle.

Seguendo questa chiave di lettura, il fatto di essere in un universo meta-stabile, piu’ che un rischio potrebbe essere stata proprio la caratteristica che ha permesso l’evoluzione che poi ha portato fino ai giorni nostri, con la razza umana presente sulla Terra.

Altro aspetto curioso e importante della meta-stabilita’ dell’universo e’ la possibilita’ di includere i cosiddetti multiversi. Detto molto semplicemente, il fatto che l’universo sia meta-stabile apre gli scenari ad una serie di universi paralleli tutti uno di seguito all’altro caratterizzati da valori continui di alcuni parametri fisici. Non si tratta di racconti fantascientifici o di fantasia ma di vere e proprie teorie fisiche riguardanti il nostro universo.

Concludendo, la scoperta, o l’evidenza, del bosone di Higgs e’ stata sicuramente un ottimo risultato raggiunto dalla fisica delle alte energie, ma certamente non un punto di arrivo. La misura, ancora solo preliminare, della massa della particella apre le porte a scenari di nuova fisica o di considerazioni molto importanti circa la natura del nostro stesso universo. Come visto in questo articolo, quelli che apparentemente potrebbero sembrare campi del sapere completamente diversi e lontani, l’infinitamente piccolo e l’infinitamente grande, sono in realta’ correlati tra loro proprio da singole misure, come quella della massa dell’Higgs. A questo punto, capite bene come lo scneario si fa sempre piu’ interessante e sara’ necessario fare ancora nuove ricerche prima di arrivare a qualcosa di certo.

 

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

Neologismi catastrofisti

22 Nov

Leggendo i giornali c’e’ sempre qualcosa di nuovo da imparare. Come sapete bene, ogni tanto i giornalisti si lasciano prendere un po’ la mano, gonfiando le notizie o, anche, cercando di rendere ad effetto notizie che altrimenti passerebbero in secondo piano.

Di queste cose, diverse volte abbiamo parlato in questo blog. Alcune volte, ci siamo trovati a dover proprio smentire notizie apparse sui giornali nazionale perche’ frutto di incomprensioni o, e questo e’ un problema piu’ frequente di quanto si immagini, per la mancanza di controllo delle fonti da cui le notizie vengono prese.

Questa volta vorrei parlare di pioggia. Lungi da me speculare su quanto accaduto in Sardegna dove la forza della natura ha causato morti e notevoli danni, ma proprio quanto accaduto sull’isola rappresenta l’ultimo esempio di un cattivo costume per la ricerca di titoli ad affetto.

Negli ultimi anni, sempre piu’ spesso sentiamo parlare di forti piogge. Ora, il piu’ delle volte, anche di fronte a gravi problemi per le popolazioni, i giornali tendono a far apparire fenomeni stagionali comuni come eventi rari e inaspettati. Piogge torenziali, soprattutto in periodo autunnale o primaverile ci sono sempre state e sempre ci saranno. Nonostante questo, sempre piu’ spesso sentiamo parlare di “bombe d’acqua”, cioe’ violenti acquazzoni che interessano varie parti dell’Italia e di cui non avevamo mai sentito parlare.

Cosa sarebbero queste bombe d’acqua?

Se proviamo a consultare libri o siti specializzati, non troviamo una definizione di bombe d’acqua. Questo non ci deve sorprendere perche’, come anticipato, le bombe d’acqua in realta’ non esistono.

Ora, potrei far saltare dalla sedia molte persone preoccupate di quanto e’ accaduto in Sardegna o di altri fenomeni meno recenti. La mia considerazione e’ prettamente linguistica e metereologica. Fino a qualche anno fa, nessuno aveva mai sentito parlare di pioggia in questo senso, eppure, nell’ultimo periodo, sembrerebbe quasi che siano comparse queste bombe d’acqua come un fenomeno nuovo casuato da chissa’ quali diavolerie scientifiche o  da modificazioni climatiche naturali o indotte.

Onde evitare fraintendimenti, mi spiego meglio.

Le cosiddette “bombe d’acqua”, altro non sono che i violenti acquazzoni di cui abbiamo sempre sentito parlare. Perche’ allora si usa questo termine? L’origine, e come potrebbe essere diversamente, e’ giornalistica. Questo termine compare la prima volta in un articolo della Nazione di Firenze dopo il violento temporale del 2012. Ecco a voi l’articolo in questione:

La Nazione Firenze

Il termine e’ frutto di una cattiva traduzione dall’inglese dell’espressione “Cloud Burst”. Letteralmente suonerebbe come “Esplosione di Nuvola”. Con Cloud Burst, come potete leggere su wikipedia:

Cloud Burst

si indica un violento temporale con una durata limitata nel tempo ma con una quantita’ di precipitazioni in grado di provocare innondazioni. In molti di questi casi, si possono formare piu’ temporali in breve tempo che provocano appunto la grande quantia’ di precipitazione in uno spazio ristretto. Bene, il termine “bomba d’acqua” e’ dunque mutuato dall’inglese.

Ora pero’, provando a ragionare, si tratta di un termine qualitativo appicicato ad una scienza quantitativa come le meteorologia. Cosa significa tanta pioggia in poco tempo? Tanta quanta? Poco tempo quanto? Capite che, cosi’ come viene dato, questo termine non ha alcun significato se non quello soggettivo.

Operativamente, anche a seguito del diffondersi del termine, si e’ cercato di dare una definizione numerica al termine bomba d’acqua definendo in questo modo precipitazioni in grado di scaricare quantita’ maggiori di 30 mm di pioggia nell’arco di un’ora. Non si tratta di una definizione nel senso stretto del termine dal momento che autori diversi possono utilizzare numeri diversi. C’e’ chi parla di 50 mm in un’ora, chi di 20, chi parla di precipitazioni nell’arco di due ore, ecc.

Detto questo, capite bene come il termine sia in realta’ una forzatura di quello che, fino a pochi anni fa, eravamo soliti chiamare aquazzone ed inoltre non presenta una definizione univoca.

Prima di chiudere, ragioniamo ancora su un particolare: alla luce di quanto osserviamo, sembrerebbe che gli acquazzoni, o le bombe d’acqua, siano aumentati notevolmente negli ultimi anni. E’ una sensazione o l’aumento e’ tangibile? Su alcuni siti trovate numeri veramente sparati a caso. Su piu’ di una fonte ho trovato che prima si poteva parlare di una bomba d’acqua ogni 10 anni mentre ora questo fenomeno si presenta, nel solo territorio italiano, fino a 3-4 volte all’anno. Questo non e’ assolutamente vero.

Negli ultmi anni, il numero di acquazzoni e’ sensibilmente aumentato e questo e’ dovuto all’effetto serra e all’aumento della temperatura media dei mari. Perche’? Quando parliamo di aumento di temperatura delle acqua, al solito, ci si riferisce ad incrementi inferiori al grado, ma che possono avere effetti importanti sulle dinamiche atmosferiche. Durante la formazione delle nuvole temporalesche, la maggior differenza di temperatura tra terra e quota provoca un aumento dell’energia e delle precipitazioni potenziali del fronte. Proprio l’aumento di temperatura dei mari causa una maggior quantita’ di precipitazioni che, nella definizione data prima, provoca un aumento del numero di acquazzoni.

Concludendo, il termine bomba d’acqua non e’ una definizione metereologica ne tantomeno una quantita’ di piogge univocamente accettatata. Come visto, l’origine del termine e’ da ricercarsi nei giornali sempre troppo impegnati a trovare neologismi o parole ad effetto per attrarre maggiormente l’interesse dei lettori. Le bombe d’acqua di cui tanto si parla in questi ultimi tempi, altro non sono che gli acquazzoni violenti di cui abbiamo sempre sentito parlare. Come visto, il numero di fenomeni temporaleschi violenti e’ in sensibile aumento non a causa di strane attivita’ fatte dall’uomo sull’atmosfera ma a causa dell’effetto serra che provoca un aumento minimo della temperatura dei mari.

 

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I buchi neri che … evaporano

16 Ago

Uno degli aspetti che da sempre fa discutere e creare complottismi su LHC, e’ di sicuro la possibilita’ di creare mini buchi neri. Questa teoria nasce prendendo in considerazione le alte energie in gioco all’interno del collissore del CERN e la possibilita’ che nello scontro quark-quark possa venire a crearsi una singolarita’ simile a quella dei buchi neri.

Se avete perso i precedenti articoli, di LHC abbiamo parlato in questi post:

2012, fine del mondo e LHC

Bosone di Higgs … ma che sarebbe?

Sia ben chiaro, la storia dei buchi neri non e’ la sola creata su LHC. Il CERN ogni giorno riceve lettere che chiedono la chiusura dell’esperimento per il pericolo che questo rappresenta per l’intera terra. Diverse volte il CERN e’ anche stato chiamato in giudizio a fronte di vere e proprie denuncie di pseudo scienziati che lo accusavano farneticando teorie senza capo ne’ coda. Come potete immaginare, tutte le volte le accuse sono state rigettate e non solo LHC il prossimo anno ripartira’, ma a gia’ fornito risultati fisici di prim’ordine.

Perche’ si discute tanto di buchi neri? Qui ognuno puo’ formulare la propria ipotesi. Io ho una mia idea. Parlare di buchi neri, e’ qualcosa che da sempre stimola la curiosita’ e il timore delle persone. Un buco nero e’ visto come qualcosa di misterioso che vive nel nostro universo con caratteristiche uniche nel suo genere: mangia tutto cio’ che gli capita a tiro senza far uscire nulla. L’idea di poter avere un mostro del genere qui sulla terra, scatena gli animi piu’ catastrofisti pensando a qualcosa che nel giro di qualche minuto sarebbe in grado di divorare Ginevra, la Svizzera, il mondo intero.

Come anticipato, LHC e’ ora in stato di fermo. Si sta lavorando incessantemente per migliorare i rivelatori che vi operano al fine di ottenere risultati sempre piu’ accurati e affidabili. Alla ripartenza, avendo ormai preso piu’ confidenza con la macchina, si pensa anche di poter aumentare l’energia del centro di massa, cioe’ quella a disposizione per creare nuove particelle, portandola da 7 a 10 TeV. Come e’ ovvio, questa notizia non poteva che riaccendere gli animi catastrofisti. Al momento non si e’ creato nessun buco nero perche’ l’energia era troppo bassa, gli scienziati stanno giocando con il fuoco e porteranno alla distruzione della Terra. Queste sono le argomentazioni che cominciate a leggere in rete e che non potranno che riaumentare avvicinandoci al momento della ripartenza.

Se anche dovesse formarsi un mini buco nero, perche’ gli scienziati sono tanto sicuri che non accadra’ nulla? Come sapete, si parla di evaporazione dei buchi neri. Una “strana” teoria formulata dal fisico inglese Stephen Hawking ma che, almeno da quello che leggete, non e’ mai stata verificata, si tratta solo di un’idea e andrebbe anche in conflitto con la meccanica quantistica e la relativita’. Queste sono le argomentazioni che leggete. Trovate uno straccio di articolo a sostegno? Assolutamente no, ma, leggendo queste notizie, il cosiddetto uomo di strada, non addetto ai lavori, potrebbe lasciarsi convincere che stiamo accendendo una miccia, pensando che forse si spegnera’ da sola.

Date queste premesse, credo sia il caso di affrontare il discorso dell’evaporazione dei buchi neri. Purtroppo, si tratta di teorie abbastanza complicate e che richiedono molti concetti fisici. Cercheremo di mantenere un profilo divulgativo al massimo, spesso con esempi forzati e astrazioni. Cio’ nonostante, parleremo chiaramente dello stato dell’arte, senza nascondere nulla ma solo mostrando risultati accertati.

Cominciamo proprio dalle basi parlando di buchi neri. La domanda principale che viene fatta e’ la seguente: se un buco nero non lascia sfuggire nulla dal suo interno, ne’ particelle ne’ radiazione, come potrebbe evaporare, cioe’ emettere qualcosa verso l’esterno? Questa e’ un’ottima domanda, e per rispondere dobbiamo capire meglio come e’ fatto un buco nero.

Secondo la teoria della relativita’, un buco nero sarebbe un oggetto estremamente denso e dotato di una gravita’ molto elevata. Questa intensa forza di richiamo non permette a nulla, nemmeno alla luce, di sfuggire al buco nero. Essendo pero’ un oggetto molto denso e compatto, questa forza e’ estremamente concentrata e localizzata. Immaginatelo un po’ come un buco molto profondo creato nello spazio tempo, cioe’ una sorta di inghiottitoio. La linea di confine tra la singolarita’ e l’esterno e’ quello che viene definito l’orizzonte degli eventi. Per capire questo concetto, immaginate l’orizzonte degli eventi come una cascata molto ripida che si apre lungo un torrente. Un pesce potra’ scendere e risalire il fiume senza problemi finche’ e’ lontano dalla cascata. In prossimita’ del confine, cioe’ dell’orizzonte degli eventi, la forza che lo trascina giu’ e’ talmente forte che il pesce non potra’ piu’ risalire e verra’ inghiottito.

Bene, questo e’ piu’ o meno il perche’ dal buco nero non esce nulla, nemmeno la luce. Dunque? Come possiamo dire che il buco nero evapora in queste condizioni?

La teoria dell’evaporazione, si basa sulle proprieta’ del vuoto. Come visto in questo articolo:

Se il vuoto non e’ vuoto

nella fisica, quello che immaginiamo come vuoto, e’ un continuo manifestarsi di coppie virtuali particella-antiparticella che vivono un tempo brevissimo e poi si riannichilano scomparendo. Come visto nell’articolo, non stiamo parlando di idee campate in aria, ma di teorie fisiche dimostrabili. L’effetto Casimir, dimostrato sperimentalmente e analizzato nell’articolo citato, e’ uno degli esempi.

Ora, anche in prossimita’ del buco nero si creeranno coppie di particelle e questo e’ altresi’ possibile quasi in prossimita’ dell’orizzonte degli eventi. Bene, ragioniamo su questo caso specifico. Qualora venisse creata una coppia di particelle virtuali molto vicino alla singolarita’, e’ possibile che una delle due particelle venga assorbita perche’ troppo vicina all’orizzonte degli eventi. In questo caso, la singola particella rimasta diviene, grazie al principio di indeterminazione di Heisenberg, una particella reale. Cosa succede al buco nero? Nei testi divulgativi spesso leggete che il buco nero assorbe una particella con energia negativa e dunque diminuisce la sua. Cosa significa energia negativa? Dal vuoto vengono create due particelle. Per forza di cose queste avranno sottratto un po’ di energia dal vuoto che dunque rimarra’ in deficit. Se ora una delle due particelle virtuali e’ persa, l’altra non puo’ che rimanere come particella reale. E il deficit chi lo paga? Ovviamente il buco nero, che e’ l’unico soggetto in zona in grado di pagare il debito. In soldoni dunque, e’ come se il buco nero assorbisse una particella di energia negativa e quindi diminuisse la sua. Cosa succede alla particella, ormai reale, rimasta? Questa, trovandosi oltre l’orizzonte degli eventi puo’ sfuggire sotto forma di radiazione. Questo processo e’ quello che si definisce evaporazione del buco nero.

Cosa non torna in questo ragionamento?

Il problema principale e’, come si dice in fisica, che questo processo violerebbe l’unitarieta’. Per le basi della meccanica quantistica, un qualunque sistema in evoluzione conserva sempre l’informazione circa lo stato inziale. Cosa significa? In ogni stato e’ sempre contenuta l’indicazione tramite la quale e’ possibile determinare con certezza lo stato precedente. Nel caso dei buchi neri che evaporano, ci troviamo una radiazione termica povera di informazione, creata dal vuoto, e che quindi non porta informazione.

Proprio da questa assunzione nascono le teorie che potete leggere in giro circa il fatto che l’evaporazione non sarebbe in accordo con la meccanica quantistica. Queste argomentazioni, hanno fatto discutere anche i fisici per lungo tempo, cioe’ da quando Hawking ha proposto la teoria. Sia ben chiaro, la cosa non dovrebbe sorprendere. Parlando di buchi neri, stiamo ragionando su oggetti molto complicati e per i quali potrebbero valere  leggi modificate rispetto a quelle che conosciamo.

Nonostante questo, ad oggi, la soluzione al problema e’ stata almeno “indicata”. Nel campo della fisica, si racconta anche di una famosa scommessa tra Hawking e Preskill, un altro fisico teorico del Caltech. Hawking sosteneva che la sua teoria fosse giusta e che i buchi neri violassero l’unitarieta’, mentre Perskill era un fervido sostenitore della inviolabilita dei principi primi della meccanica quantistica.

La soluzione del rebus e’ stata indicata, anche se ancora non confermata, come vedremo in seguito, chiamando in causa le cosiddette teorie di nuova fisica. Come sapete, la teoria candidata a risolvere il problema della quantizzazione della gravita’ e’ quella delle stringhe, compatibile anche con quella delle brane. Secondo questi assunti, le particelle elementari non sarebbero puntiformi ma oggetti con un’estensione spaziale noti appunto come stringhe. In questo caso, il buco nero non sarebbe piu’ una singolarita’ puntiforme, ma avrebbe un’estensione interna molto piu’ complessa. Questa estensione permette pero’ all’informazione di uscire, facendo conservare l’unitarieta’. Detto in altri termini, togliendo la singolarita’, nel momento in cui il buco nero evapora, questo fornisce ancora un’indicazione sul suo stato precedente.

Lo studio dei buchi neri all’interno della teoria delle stringhe ha portato al cosiddetto principio olografico, secondo il quale la gravita’ sarebbe una manifestazione di una teoria quantistica che vive in un numero minore di dimensioni. Esattamente come avviene in un ologramma. Come sapete, guardando un ologramma, riuscite a percepire un oggetto tridimensionale ma che in realta’ e’ dato da un immagine a 2 sole dimensioni. Bene, la gravita’ funzionerebbe in questo modo: la vera forza e’ una teoria quantistica che vive in un numero ridotto di dimensioni, manifestabili, tra l’altro, all’interno del buco nero. All’esterno, con un numero di dimensioni maggiori, questa teoria ci apparirebbe come quella che chiamiamo gravita’. Il principio non e’ assolutamente campato in aria e permetterebbe anche di unificare agevolmente la gravita’ alle altre forze fondamentali, separate dopo il big bang man mano che l’universo si raffreddava.

Seguendo il ragionamento, capite bene il punto in cui siamo arrivati. Concepire i buchi neri in questo modo non violerebbe assolutamente nessun principio primo della fisica. Con un colpo solo si e’ riusciti a mettere insieme: la meccanica quantistica, la relativita’ generale, il principio di indeterminazione di Heisenberg, le proprieta’ del vuoto e la termodinamica studiando la radiazione termica ed estendendo il secondo principio ai buchi neri.

Attenzione, in tutta questa storia c’e’ un pero’. E’ vero, abbiamo messo insieme tante cose, ma ci stiamo affidando ad una radiazione che non abbiamo mai visto e alla teoria delle stringhe o delle brance che al momento non e’ confermata. Dunque? Quanto sostenuto dai catastrofisti e’ vero? Gli scienziati rischiano di distruggere il mondo basandosi su calcoli su pezzi di carta?

Assolutamente no.

Anche se non direttamente sui buchi neri, la radiazione di Hawking e’ stata osservata in laboratorio. Un gruppo di fisici italiani ha osservato una radiazione paragonabile a quella dell’evaporazione ricreando un orizzonte degli eventi analogo a quello dei buchi neri. Come visto fin qui, l’elemento fondamentale del gioco, non e’ il buco nero, bensi’ la curvatura della singolarita’ offerta dalla gravita’. Bene, per ricreare un orizzonte degli eventi, basta studiare le proprieta’ ottiche di alcuni materiali, in particolare il loro indice di rifrazione, cioe’ il parametro che determina il rallentamento della radiazione elettromagnetica quando questa attraversa un mezzo.

Nell’esperimento, si e’ utilizzato un potente fascio laser infrarosso, in grado di generare impulsi cortissimi, dell’ordine dei miliardesimi di metro, ma con intensita’ miliardi di volte maggiore della radiazione solare. Sparando questo fascio su pezzi di vetro, il punto in cui la radiazione colpisce il mezzo si comporta esattamente come l’orizzonte degli eventi del buco nero, creando una singolarita’ dalla quale la luce presente nell’intorno non riesce ad uscire. In laboratorio si e’ dunque osservata una radiazione con una lunghezza d’onda del tutto paragonabile con quella che ci si aspetterebbe dalla teoria di Hawking, tra 850 e 900 nm.

Dunque? Tutto confermato? Se proprio vogliamo essere pignoli, no. Come visto, nel caso del buco nero gioca un ruolo determinante la gravita’ generata dal corpo. In laboratorio invece, la singolarita’ e’ stata creata otticamente. Ovviamente, mancano ancora degli studi su questi punti, ma l’aver ottenuto una radiazione con la stessa lunghezza d’onda predetta dalla teoria di Hawking e in un punto in cui si genera un orizzonte degli eventi simile a quello del buco nero, non puo’ che farci sperare che la teoria sia giusta.

Concludendo, l’evaporazione dei buchi neri e’ una teoria molto complessa e che richiama concetti molto importanti della fisica. Come visto, le teorie di nuova fisica formulate in questi anni, hanno consentito di indicare la strada probabile per risolvere le iniziali incompatibilita’. Anche se in condizioni diverse, studi di laboratorio hanno dimostrato la probabile esistenza della radiazione di Hawking, risultati che confermerebbero l’esistenza della radiazione e dunque la possibilita’ dell’evaporazione. Ovviamente, siamo di fronte a teorie in parte non ancora dimostrate ma solo ipotizzate. I risultati ottenuti fino a questo punto, ci fanno capire pero’ che la strada indicata potrebbe essere giusta.

Vorrei chiudere con un pensiero. Se, a questo punto, ancora pensate che potrebbero essere tutte fantasie e che un buco nero si potrebbe creare e distruggere la Terra, vi faccio notare che qui parliamo di teorie scientifiche, con basi solide e dimostrate, e che stanno ottenendo le prime conferme da esperimenti diretti. Quando leggete le teorie catastrofiste in rete, su quali basi si fondano? Quali articoli vengono portati a sostegno? Ci sono esperimenti di laboratorio, anche preliminari ed in condizioni diverse, che potrebbero confermare quanto affermato dai catastrofisti?

 

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

Un arcobaleno di notte?

22 Giu

Da sempre, gli arcobaleni rappresentano uno dei principali spettacoli naturali che di sovente appaiono nei nostri cieli. Ognuno di noi, rimane sempre incantato ad ammirare questo fenomeno. Come sappiamo, la spiegazione scientifica degli arcobaleni e’ semplicemente data dal fenomeno della dispersione cromatica, cioe’ dalla luce che, attraversando le gocce d’acqua rimaste nel cielo a seguito di un temporale, viene separata nelle sue componenti, cioe’ nei diversi colori.

Oltre al classico arcobaleno, in alcuni casi piu’ rari, possono essere visibili anche eventi doppi o tripli. Quello che pero’ molti ignorano e’ che un arcobaleno puo’ in casi ancora piu’ rari, essere visibile di notte. Proprio per questo motivo, credo sia interessante parlare di questi fenomeni poco noti ma sicuramente affacinanti.

Senza inutili giri di parole, vi mostro una foto del fenomeno di cui vogliamo parlare:

Esempio di moonbow, un arcobaleno notturno

Esempio di moonbow, un arcobaleno notturno

Come vedete dalla foto, si tratta proprio di un arcobaleno fotografato durante le ore notturne. Spesso, questi fenomeni appaiono come dei poco brillanti archi bianchi.

Come e’ possibile un fenomeno del genere?

Come forse starete pensando, la causa degli arcobaleni notturni e’ senza dubbio la nostra luna. Proprio per questo motivo, in ingelse, mentre un arcobaleno e’ detto “rainbow”, l’arcobaleno notturno e’ anche chiamata “Moonbow”.

Come avviene il fenomeno?

La spiegazione ottica e’ esattamente la stessa del classico arcobaleno, con l’unica variante della sorgente di luce che crea il fenomeno. Come sappiamo bene, durante la notte la Luna appare brillante a causa della luce riflessa dal nostro satellite proveniente dal Sole.

Se il meccanismo e’ lo stesso, perche’ spesso questi archi appaiono bianchi?

Anche la risposta a questa domanda e’ facilmente comprensibile. Dal momento che l’intensita’ di luce riflessa dalla luna e’ sicuramente inferiore a quella diretta del Sole, i moonbow appaiono molto meno intensi. In questo caso, la debole luce non e’ sufficiente ad attivare le cellule cono del colore degli occhi umani.

Data la lieve intensita’ del fenomeno, l’arcobaleno notturno e’ visibile solo in condizioni molto particolari. Prima di tutto, l’arco e’ visibile in direzione opposta a quella della Luna. Inoltre, la Luna deve essere piu’ bassa di 42 gradi all’orizzonte per offrire la massima luminosita’, oltre, ovviamente, ad essere piena o quasi. Nonostante queste condizioni, non e’ assolutamente certo poter osservare un moonbow perche’, come anticipato, l’intensita’ e’ talmente debole da rendere il fenomeno molto raro.

Fate attenzione, spesso il moonbow viene confuso con il fenomeno dell’alone, cioe’ con quel cerchio colorato che con piu’ frequenza si forma intorno alla Luna. Come visto in questo articolo riguardante il Sole:

E adesso abbiamo i “cani solari”

questo fenomeno e’ semplicemente dovuto ai piccoli cristalli di ghiaccio residuo di un cirro che possono offrire una superficie di dispersione per la luce riflessa dal nostro satellite.

Con molta piu’ frequenza e’ invece possibile osservare uno “Spray Moonbow”. In questo caso, le gocce d’acqua per la dispersione della luce, non sono quelle residuo di un temporale, bensi’ quelle di una cascata. Come e’ noto, in prossimita’ di una cascata, l’aria intorno e’ completamente riempita di minuscole goccioline d’acqua. Queste possono, nelle condizioni viste sopra, permettere la dispersione cromatica della luce e formare un moonbow. Ecco una foto di uno spray moonbow:

Spray Moonbow formato dall'acqua di una cascata

Spray Moonbow formato dall’acqua di una cascata

Fenomeni del genre sono, ad esempio, abbastanza visibili nei parchi naturali dove si trovano cascate, grazie anche al minore inquinamento luminoso dato dalle luci artificiali.

Concludendo, il fenomeno dei Moonbow avviene esattamente come negli arcobaleni, l’unica variante e’ che la sorgente di luce e’ offerta dai raggi riflessi dalla Luna. Data la debole intensita’, il fenomeno e’ molto raro e spesso appare come un arco bianco non colorato. Anche in questo caso, possiamo dire che la natura e’ in grado di offrirci spettacoli davvero senza eguali.

 

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

Abduction e falsi ricordi

29 Gen

Sulla scia dei post precedenti, continuiamo ancora a parlare di alieni, ma questa volta facciamolo in modo leggermente diverso. Su suggerimento di un nostro accanito lettore, vorrei parlare di un tema molto dibattuto in questi ultimi tempi, quello dei rapimenti alieni, o in inglese “Alien abduction”.

Capite subito che in questo caso stiamo entrando in un terreno abbastanza difficile, in cui la sola scienza fisica non e’ sufficiente. Anche in questo caso pero’, manterremo un approccio scientifico agli eventi, non partendo prevenuti, ma analizzeremo i fatti contestualizzandoli alla luce delle testimonianze.

Sicuramente tutti avrete sentito parlare, almeno una volta, di rapimento alieno. Negli ultimi tempi, il racconto di questi fatti ha fatto la fortuna di molte trasmissioni TV ma anche di siti internet agli antipodi della scienza e della divulgazione.

Il fenomeno delle abduction ha avuto un’impennata esponenziale a partire dalla fine degli anni ’80, anche se i primi casi risalgono addirittura ai primi anni ’50 del secolo scorso. Per avere un quadro generale, cerchiamo di identificare dei fattori comuni ai tantissimi casi di rapimento.

alienabduction

Come forse saprete, in molti di questi casi, i rapiti raccontano di essere stati avvolti in un fascio di luce molto intensa, per strada, nel proprio letto o anche dentro le proprie abitazioni, e di essersi svegliati dopo un tempo imprecisato all’interno di astronavi tecnologicamente molto avanzate. Il risveglio, sempre secondo i racconti, avviene sempre su un tavolo simile a quello delle autopsie dove il rapito e’ disteso seminudo e circondato da alieni. Sulla descrizione degli alieni, le storie sono un po’ diversificate, soprattutto per quanto riguarda l’altezza, il colore degli occhi, la forma della testa, ecc.

Perche’ il rapito e’ disteso sul lettino? Tutti i casi concordano sul fatto che diversi controlli sono stati fatti per cercare di studiare l’organismo umano attraverso test piu’ o meno invasivi. In molti di questi casi, gli alieni riescono anche a comunicare con il rapito cercando di tranquillizzarlo. Questa comunicazione, a seconda del racconto, avviene o per via orale o attraverso la telepatia.

Al termine dei test, molti testimoni giurano di essersi risvegliati in stato confusionale in luoghi diversi da quelli del rapimento. In molti casi, i testimoni riportano diverse cicatrici, anche molto vistose, sul proprio corpo e alcuni di questi parlano anche di misteriosi congegni innestati all’interno dell’organismo per studio o per controllo del corpo umano a distanza.

Anche se con qualche sfumatura, questo e’ il racconto tipico che viene narrato per descrivere il fenomeno delle abduction.

Bene, a questo punto facciamo qualche considerazione oggettiva su questi rapimenti.

Personalmente, la prima domanda che mi viene in mente, e a cui non ho trovato una risposta e’: “possibile che gli alieni debbano rapire un essere umano, aprirlo e vedere come e’ fatto?”. Cosa significa questo? Mi spiego meglio. Se i racconti fossero veri, stiamo parlando di forme di vita in grado di viaggiare liberamente nell’universo sfruttando tecnologie per noi non concepibili, punto di vista condiviso anche da molti sostenitori degli ufo. Bene, questi alieni cosi’ avanzati lasciano cicatrici cosi’ vistose sul corpo? Vi faccio notare che noi, razza umana preistorica a detta dei rapiti, al giorno d’oggi riusciamo a condurre molte operazioni senza lasciare cicatrici o comunque lasciando segni di dimensioni estremamente ridotte, pensate ad esempio al laser o alla laparoscopia. Tra l’altro, se fosse vero quanto raccontato, questa razza aliena sarebbe in grado di fare viaggi cosmici, ma dovrebbe tornare a studiare la biologia, la fisiologia e la medicina. Diciamo che, sempre personalmente, questo aspetto mi ha sempre fatto riflettere.

Premesso questo, vorrei invece riportarvi un dato incontrovertibile. In tutti i casi di rapimento, non si trova mai una cartella clinica del rapito frutto di test medici condotti dopo l’abduction. Fate attenzione, anche quando queste cose vi vengono raccontate in TV, non trovate mai un medico che visita il rapito, ma sempre ricercatori indipendenti, ufologi o quando trovate un medico vero questo mostra sempre tutto il suo scetticismo.

Altro punto fondamentale, in tutti i casi di rapimento alieno mai, e dico mai, ci sono testimoni esterni che vedono il rapimento. In tutti questi casi, il rapito e’ l’unico testimone dei fatti. Non vorrei fare il S. Tommaso della situazione, ma per credere ad una cosa del genere, il rapito non conta come testimone.

Anche sui famosi impianti di cui si parla, non esistono analisi scientifiche portate a sostegno di queste ipotesi. In alcuni casi, di questi presunti impianti non e’ stata trovata traccia a seguito di accurate ricerche mediche, mentre in altri casi ancora sono stati trovati piccoli oggetti chiaramente di natura umana.

A volte poi, soprattutto in TV, si pubblicizzano casi di fecondazione su esseri umani ad opera di alieni o di strane malattie inspiegabili causate dai test clinici effettuati sulle astronavi. Mentre nei primi casi si e’ chiaramente dimostrata la falsificazione degli eventi e dei presunti feti, nel caso delle malattie, molto spesso si mostrano immagini di malattie molto rare, ma gia’ conosciute dalla scienza.

A sostegno di quanto detto finora, vi vorrei raccontare uno dei casi piu’ famosi di rapimento alieno avvenuto in Francia. Nel 1979, un gruppo di tre ragazzi si trovava nei pressi di Cergy-Pontoise ed avrebbe visto chiaramente un UFO. Mentre due ragazzi scappavano, il terzo sarebbe stato rapito. Lo sfortunato membro del terzetto sarebbe poi stato ritrovato in stato confusionale solo 8 giorni dopo e avrebbe raccontato alle autorita’ dei fatti molto simili a quelli descritti all’inizio dell’articolo. Questo avvenimento fece molto scalpore e molto se ne parlo’, anche fuori dai confini francesi, anche perche’ si trattava di uno dei primi casi di abduction. Bene, 3 anni dopo i fatti, cioe’ appena scaduti i termini di prescrizione di legge, i ragazzi confessarono di aver inventato di sana pianta tutta la storia, dall’avvistamento fino al rapimento, di comune accordo tra loro. Negli 8 giorni della sparizione, il rapito si trovava in una casa di campagna di un quarto amico del gruppo. Scopo della massa in scena? Come dichiarato dai ragazzi, capire quanto questa storia potesse essere credibile per l’opione pubblica. Risultato: esperimento perfettamente riuscito.

A questo punto pero’, vorrei fare una precisazione. Con quanto detto, non sto affatto affermando che tutti i presunti rapiti siano mitomani in cerca di un momento di gloria. Sicuramente ci saranno soggetti di questo tipo, ma in molti casi il racconto avviene in buona fede.

Per capire meglio questo fondamentale punto, e’ necessario interrogare la psicologia e la medicina. Come gia’ saprete, molti dei rapimenti affiorano nella memoria dei rapiti non direttamente, ma solo a seguito, ad esempio, di ipnosi regressiva, cioe’ una tecnica utilizzata per far riaffiorare i ricordi dimenticati.

Premesso che secondo molti luminari queste tecniche non possono considerarsi valide dal punto di vista medico, spesso queste metodologie possono essere utili in caso di amnesie indotte o relative ad eventi traumatici. Nonostante questo, dobbiamo chiarire che esistono anche i cosiddetti “falsi ricordi” o i “ricordi di massa”. Cosa sono? Il nostro cervello e’ in grado di elaborare dei ricordi, del tutto o in parte, non reali a seguito, ad esempio, di sogni, di immagini parziali osservate dal vivo o attraverso la TV o anche a seguito di raconti da parte di altre persone. In questo caso, i segni cerebrali relativi al ricordo falso sono del tutto identici ad uno reale. Detto in altri termini, e’ come immaginare qualcosa e farlo diventare reale nei nostri ricordi, come qualcosa accaduto in realta’. Ovviamente, non stiamo parlando per sentito dire, ma stiamo affrontando tematiche mediche vere, e su cui potete trovare una ricca bibliografia anche in rete.

Diversi esperimenti sono stati condotti nel corso degli anni per validare la teoria dei falsi ricordi. Queste ricerche hanno evidenziato dunque una particolare correlazione tra stimoli mentali e visivi e la costruzione di ricordi falsi ma del tutto reali per il soggetto in esame. Simile e’ il discorso delle memorie collettive o ricordi di massa. Anche in questo caso siamo di fronte ad un ricordo non reale, ma costruito dal nostro cervello, solo che la causa non e’ piu’ uno stimolo individuale subito dal soggetto, bensi’ un pensiero comune o un fatto accaduto a tante persone e piu’ volte ascoltato, che il nostro cervello incamera come un ricordo personale. Interessante e’, ad esempio, lo studio condotto da ricercatori italiani sulla memoria di massa dell’orologio della stazione di Bologna, uno dei simboli dell’attentato del 1980 e che trovate raccontato a questo link:

Memorie di massa

Bene, in molti casi e’ stato evidenziato che, dal momento che neurologicamente i falsi ricordi sono del tutto simili a quelli reali, agendo con l’ipnosi regressiva, si portano a galla sia eventi reali che costruiti, senza poterli distinguere tra loro.

Cosa significa questo? Come avrete capito, diversi casi di abduction possono essere ricondotti al fenomeno dei falsi ricordi o delle memorie di massa. In questo senso, non pensiamo che chi racconta questi avvenimenti sia solo in cerca di pubblicita’ personale. Molto spesso il continuo bombardamento mediatico a cui siamo sottoposti, puo’ creare dei falsi ricordi che poi vengono incamerati in alcuni individui creando un passato parallelo. Questa spiegazione e’ in grado anche di chiarire il perche’, dai primi sporadici eventi degli anni ’80, si e’ avuto un numero sempre crescente di casi di questo tipo. Negli ultimi anni poi, a causa della grande propaganda fatta in TV e sulla rete, il numero dei rapiti da parte degli alieni e’ del tutto esploso. Alla luce di quanto detto, questa teoria spiegherebbe anche perfettamente perche’ molti testimoni riportano quasi sempre gli stessi fatti e gli stessi contesti in cui e’ avvenuto il rapimento o le visite da parte degli esseri alieni.

Concludendo, molti dei casi di abduction possono essere considerati dei falsi. Diversi di questi sono stati anche smascherati in TV dopo che la trasmissione in particolare aveva magari fatto decine di speciali sui singoli casi. In nessun caso considerato reale vi sono delle prove mediche, o anche delle semplici analisi, condotte con metodologia scientifica a sostegno delle ipotesi. Non ultimo, visto anche il crescente numero di rapimenti e la simile metodologia riportata, molti dei soggetti potrebbero essere vittime di falsi ricordi o di memorie di massa. Queste costruzioni cerebrali sono una realta’ medica a cui diversi esperimenti condotti negli anni hanno dato ragione.

 

 

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 rossi in Danimarca

26 Ago

In diversi articoli abbiamo parlato di strani fenomeni atmosferici che hanno incuriosito e allarmato le popolazioni in diverse parti del mondo:

Una nuvola che fa pensare alla fine del mondo

Altra strana nube, questa volta in Giappone

Nuvole Sismiche

Per quanto non convenzionali, questi fenomeni sono ben conosciuti dalla scienza, ed in particolare dalla meteorologia, e la loro comprensione e origine e’ ben nota.

Qualche giorno fa, Jesper Gronne, un fotografo danese, ha scattato delle foto del cielo in una zona a circa 350 Km dal Mar del Nord, riuscendo ad immortalare qualcosa di veramente particolare.

Jesper Gronne: foto scattata a 350 Km dal Mar del Nord in Danimarca

Nella foto si vedono delle scariche elettriche simili a comuni fulmini, ma creati in una zona di cielo priva di nuvole e con una colorazione rosso acceso.

Cosa sono queste scariche?

Anche in questo caso, siamo di fronte ad un fenomeno gia’ conosciuto dalla scienza e noto con il termine di “Sprite”. Gli sprite sono un fenomeno di natura elettrica che puo’ sprigionarsi negli strati alti dell’atmosfera, fino ad 80 Km da terra. In genere, questo tipo di scariche avviene al di sopra di un fronte temporaleso ed e’ distinguibile dai normali fulmini sia per le diverse colorazioni, sia per l’altezza del fenomeno stesso.

In realta’, questi feomeni non sono molto rari. La loro particolarita’ e’ che generalmente avvengono con tempi molto piccoli, dell’ordine del centesimo di secondo, rendendo molto difficile la loro osservazione ad occhio nudo.

Per capire l’origine degli sprite, basta pensare ad una comune lampada al Neon. Infatti, anche questi sono dovuti alla ionizzazione dell’aria. Se una nube perde uno strato di carica, lo strato restante puo’ creare un forte campo elettrico in grado di accelerare elettroni. L’urto degli elettroni con le molecole dell’aria eccita i livelli e dalla conseguente diseccitazione si ha emissione di luce visibile, appunto gli sprite.La colorazione puo’ andare dal rosso al blu, in base all’altezza a cui avviene la scarica. La diversa pressione atmosferica sulle molecole puo’ infatti spostare la lunghezza d’onda dell’emissione, e quindi la colorazione delle scariche.

Resta da dire che Jesper Gronne e’ un fotografo professionista e la sua posizione era creata anche per cercare di fotografare gli sprite. La foto e’ stata scattata il 15 Agosto di quest’anno ed e’ un successo per questo fotografo professionista dopo anni di tentativi.

Come vedete, anche in questo caso siamo di fronte ad un fenomeno conosciuto e la cui foto e’ stata voluta e fatta appositamente. Anche in questo caso pero’, su alcuni siti questa verita’ inconfutabile e’ stata distorta cercando di spingere le opinioni verso un aumento di fenomeni senza spiegazione per aumentare la convizione che qualcosa di strano stia accadendo sulla nostra Terra. Per continuare ad analizzare questi e moltissimi altri fenomeni, partendo dalle profezie sul 2012, ma spaziando su tutta una serie di eventi sempre attuali, non perdete in libreria Psicosi 2012. Le risposte della scienza.