17 equazioni che hanno cambiato il mondo

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

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.

Requiem per ISON

La prima volta che ne abbiamo parlato, i catastrofisti neanche la conoscevano talmente erano impegnati a sparare cavolate sul calendario Maya:

– 2013 o ancora piu’ oltre?

– E se ci salvassimo?

Gia’ da tempo, avevamo capito che questo sarebbe diventato l’argomento piu’ discusso del 2013 ed infatti cosi’ e’ stato. Come avete capito, stiamo parlando della cometa ISON.

Per tutto il 2013 l’abbiamo seguita dando di tanto in tanto qualche aggiornamento, consapevoli che all’avvicinarsi al perielio le storie sarebbero cresciute a dismisura:

– Rapido aggiornamento sulla ISON

– Che la ISON abbia pieta’ di noi!

– Se la Ison non e’ cometa, allora e’ …

Alla fine, siamo arrivati al momento chiave della traiettoria nel sistema solare, il perielio, punto di minimo avvicinamento al Sole. Come visto nei precedenti articoli, le aspettative sula ISON erano diminuite man mano che le osservazioni divenivano migliori e maggiori informazioni erano ricavabili dai dati. Purtroppo, il piccolo nucleo della cometa e la traiettoria cosi’ radente, facevano capire quanto il passaggio vicino al Sole potesse essere rischioso per la sopravvivenza della ISON.

Alla fine, siamo giunti al perielio il 28 Novembre 2013. Dalle prime immagini catturate dai telescopi che osservavano il Sole, sembrava che la cometa non ce l’avesse fatta e si fosse disintegrata. Noi pero’, in questo articolo:

– Ce la fa o non ce la fa?

mostravamo immagini in cui si vedeva qualcosa emergere dall’altra parte del Sole. Con un appello alla calma, abbiamo visto come l’attesa era l’unico modo per capire il reale destino della ISON. A riprova di questo, proprio osservando le immagini che abbiamo riportato nell’articolo, anche la NASA e l’ESA sono state costrette ad un passo indietro dopo aver annunciato da subito la distruzione della cometa.

Oggi, 1 dicembre 2013, penso sia giunto il momento di celebrare e ricordare la ISON. Purtroppo, non per i catastrofisti ma per lo spettacolo natalizio che ci avrebbe regalato, la cometa non e’ sopravvissuta al perielio.

Perche’ decidiamo adesso di dare questa notizia? Se provate a fare una ricerca su internet, troverete notizie completamente discordanti tra loro: c’e’ chi parla di distruzione della cometa, chi di nucleo passato indenne, chi sostiene che una parte del nucleo stia continuando sull’orbita stabilita, ecc. Non possono certo mancare poi i tantissimi siti che inventano storie nuove: il passaggio ravvicinato al Sole avrebbe provocato uno spostamento sostanziale dell’orbita della cometa al punto che, dai calcoli effettuati, ora la cometa sarebbe in rotta di collissione con la Terra.

Partiamo proprio dalle assurdita’. Vi siete mai chiesti perche’ le comete passano vicine al Sole e poi se ne riallontanano? Bene, quello e’ proprio l’effetto della forza di gravita’ che determina l’orbita. Ora, l’effetto dell’attrazione solare e’ gia’ contato nell’orbita della cometa perche’, come detto, l’orbita stessa e’ determinata dall’interazione con la nostra stella. Capite quanto sia assudo pensare a variazioni di questa entita’ apportate dal Sole?

Pensate che c’e’ addirittura chi gia’ parla di frammenti di ISON caduti sulla Terra. Vi giuro che non sto scherzando, basta cercare su google per trovare articoli di questo tipo. Anche qui, capite bene come troppo spesso si dimentichi non solo la scienza ma anche un minimo di buon senso.

Bene, detto questo, passiamo invece alla nostra cometa. Come visto nell’articolo precedente, dopo il passaggio al perielio, si e’ visto qualcosa uscire dall’altra parte del Sole esattamente sulla traiettoria attesa per la ISON. Questo qualcosa, come mostrato dal telescopio SOHO, appariva molto luminoso e con una scia. Parlando di questa notizia, eravamo rimasti cauti dicendo che quanto osservato poteva dipendere da molti scenari: il nucleo era sopravvissuto totalmente o solo in parte oppure era andato distrutto e quello che si osservava erano residui polverosi con dimensioni piu’ o meno grandi che si sarebbero dispersi. Come e’ ovvio, per determinare quale fosse la scenario giusto, si doveva aspettare e seguire l’evoluzione vicino al Sole.

Bene, ecco a voi l’evoluzione osservabile dal momento del passaggio fino a poche ore fa:

Cosa mostra il video? Come vedete, l’oggetto che abbiamo visto spuntare dal Sole si sposta lungo la traiettoria attesa per la ISON ma, al passare del tempo, la sua luminosita’ diviene sempre piu’ debole fino a che non scompare del tutto. Cosa significa questo? Semplice, quello che abbiamo visto uscire erano solo residui granulosi del nucleo della ISON. La dimensione di questi resti puo’ essere piu’ o meno grande ma la ridotta compattezza fa si che nel giro di qualche giorno siano completamente sciolti disperdendosi nello spazio.

Questo video pone la parola fine sul viaggio della ISON nella parte interna del nostro Sistema Solare.

Dunque? E’ stato tutto inutile? Assolutamente no, la cometa e’ stata osservata per diverso tempo da numerosi astronomi. Moltissimi dati sono stati raccolti e forniranno importanti informazioni sul comportamento, ancora poco chiaro, di questi affascinanti oggetti celesti. Purtroppo, quella che doveva essere la cometa di Natale e che avrebbe dovuto brillare in cielo nel mese di dicembere non ce l’ha fatta e si e’ sciolta durante l’incontro ravvicinato con il Sole.

Come visto, il nucleo della ISON era troppo piccolo se confrontato con altre comete e la sua traiettoria mostrava un perielio molto ravvicinato. L’insieme di questi fattori e’ stato fatale.

Oggi, e chissa’ ancora per quanto tempo, molti siti catastrofisti hanno iniziato una speculazione sul destino della cometa parlando subito di segreti e misteri non divulgati dagli astronomi. Credo che, visto il video, non sia necessario dover smentire queste ipotesi e capire il reale destino della ISON. Purtroppo, queste speculazioni non termineranno presto per cui preparatevi al peggio.

 

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

Ce la fa o non ce la fa?

Come non parlare oggi di ISON? Tutto il web sta discutendo del passaggio al perielio di questa cometa, purtroppo, con idee confuse e diametralmente opposte tra loro. Stamattina, milti siti, anche seguendo la news ufficiale dell’ESA, hanno battuto la notizia che la ISON non fosse sopravvissuta al passaggio ravvicinato al Sole. Dopo qualche ora pero’, alcuni, anche tra i laboratori di astronomia, hanno comincito a parlare di qualcosa che e’ fuorisucito dal disco del Sole.

Insomma, la Ison e’ sopravvissuta o no?

Domanda difficilissima. Non e’ un caso che anche gli esperti si stiano chiedendo quale e’ stato il reale destino di quella che doveva essere la cometa di Natale.

Perche’?

Molti telescopi in orbita per studiare il Sole, si sono concentrati catturando immagini dell’avvicinamento della cometa alla regione di spazio piu’ calda. Molto semplicmente, per capire se la cometa sopravvivesse o meno alle alte temperature e alla gravita’, si doveva attendere di vedere qualcosa uscire o meno dall’altra parte del Sole.

Alla prime battute, nulla e’ stato visto uscire per cui molti siti si sono frettolosamente armati per scrivere articoli funebri sulla ISON e sulla sua prematura scomparsa.

A distanza di qualche ora pero’, qualcosa e’ stato visto uscire dall’altra parte del Sole. Inizialmente, si pensava che fossero solo polveri della cometa che sono uscite esattamente dove si aspettava di vedere la cometa. Non si tratta di nulla di magico. Immaginate questa situazione, una macchina procede ad alta velocita’ lungo una strada. Ad un certo punto esplode distruggendosi quasi completamente. Sicuramente, vedrete dei frammenti o la carcassa riemergere dal fumo dell’esplosione e seguire quella che era la traiettoria della macchina.

Se cosi’ fosse, queste polveri sarebbero dovute svanire nel giro di pochissimo tempo. Al contrario, lungo la scia della cometa si e’ visto qualcosa intensificare la luminosita’.

Ecco un video che vi mostra quanto e’ stato visto:

Dunque e’ viva e vegeta? E’ ancora troppo presto per dirlo. Molto probabilmente, anche a giudicare dalla forma visibile, il nucleo cometario e’ stato fortemente daneggiato dla passaggio vicino al Sole. Ora, quello che vediamo potrebbe essere un residuo piccolo e dunque destinato a svanire nel giro di poco tempo oppure residui di cometa di dimensioni molto ridotte, non compatti, e che in questo caso sarebbero visibili per ancora meno tempo.

Cosa possiamo concludere?

Al momento non e’ possibile dire quale sia stato il destino della ISON. Il comportamento di questi oggetti, come detto in diverse occasioni, non e’ semplice da simulare o comprendere. Al momento, qualcosa e’ uscito dall’altra parte del Sole ma non sappiamo ancora cosa sia e, soprattutto, quanto potrebbe durare.

Per vedere immagini aggiornate potete sempre connettervi sol sito:

– Helioviewer

che consente di osservare quasi in real time le immagini del Sole catturate da diversi telescopi.

Questa e’ ad esempio l’ultima disponibile, risalente a meno di 2 ore fa, presa da SOHO-LASCO C3:

Osservazione del Sole alle 9.30 UTC. Lasco-C3

Concludendo, e’ troppo presto per dare qualsiasi giudizio sullo stato della ISON. Vedremo nelle prossime ore cosa succedera’ e se avremo un Natale con la cometa in cielo.

 

”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’esperimento della goccia di pece

Pochi giorni fa, e’ stata annunciata la notizia che finalmente e’ stato possibile riprendere uno degli esperimenti scientifici piu’ lunghi, secondo alcuni anche piu’ noioso, della storia.

Di cosa si tratta?

L’esperimento in questione e’ quello della goccia di pece. Come sapete bene, la pece e’ quella sostanza di colore nero, ricavata dai bitumi e da legni resinosi. In condizioni normali, la pece si presenta come un solido, tanto che e’ possibile romperla utilizzando un martello.

Confronto tra fluidi ad alta e bassa viscosita’. Fonte: Wikipedia

Anche se apparentemente sembra un solido, la pece e’ un fluido, precisamente un fluido ad altissima viscosita’. Come sapete, la viscosita’ di un fluido indica la resistenza della sostanza allo scorrimento. L’animazione riportata aiuta a capire bene la differenza tra fluidi ad alta e bassa viscosita’ quando questi vengono attraversati da solidi.

Bene, cosa c’entra la pece con questo esperimento?

Come anticipato, la pece e’ in realta’ un fluido ad alta viscosita’. Detto questo, anche se con tempi molto lunghi, questa sostanza deve comportarsi come un fluido. Sulla base di questa considerazione, e’ possibile realizzare un esperimento per misurare la viscosita’ della sostanza facendola scendere all’interno di un imbuto.

Il primo che propose questo esperimento fu il professor Thomas Parnell dell’università del Queensland. Parnell prese un pezzo di pece, lo sciolse e lo fece colare all’interno di un cono di vetro. Questo venne fatto addirittura nel 1927.

Per poter iniziare l’esperimento, fu necessario far raffreddare la pece, operazione che duro’ circa 3 anni, fino al 1930. Solo a questo punto, la parte finale del cono venne rotta formando un imbuto. Dal momento che la pece e’ un fluido, si devono osservare delle gocce cadere dall’imbuto.

Facile, direte voi. E’ vero, ma per eseguire questo esperimento serve tanta tanta pazienza.

Non ci credete?

La prima goccia di pece, cadde dopo ben 9 anni! Lo stesso avvenne per le gocce successive. Ecco una tabella riassuntiva dell’esperimento:

Data	Evento	Durata(Mesi)	Durata(Anni)
1927	Inizio dell’esperimento: la pece viene versata nell’imbuto sigillato
1930	Il fondo dell’imbuto viene aperto
Dicembre 1938	Caduta della prima goccia	96-107	8-8,9
Febbraio 1947	Caduta della seconda goccia	99	8,3
Aprile 1954	Caduta della terza goccia	86	7,2
Maggio 1962	Caduta della quarta goccia	97	8,1
Agosto 1970	Caduta della quinta goccia	99	8,3
Aprile 1979	Caduta della sesta goccia	104	8,7
Luglio 1988	Caduta della settima goccia	111	9,3
28 novembre 2000	Caduta dell’ottava goccia	148	12,3

Perche’ questo esperimento e’ stato ritirato fuori in questi giorni?

Come evidenziato dalla tabella, sono state effettivamente osservate le gocce di pece cadere nel bicchiere sottostante, ma fino ad oggi, nessuno era mai riuscito a filmare la goccia che cadeva. In occasione dell’ottava goccia nel 200o, la telecamera che era stata montata era guasta, per cui si perse questo importante momento.

Seguendo il link, potete vedere il filmato della fatidica goccia che cade:

– Video goccia di pece

Dai tempi misurati nell’esperimento, si e’ ricavato che la pece ha una viscosita’ pari a 230 miliardi di volte quella dell’acqua!

Durante questi 83 anni, l’esperimento e’ sempre stato in funzione e, nei primi anni del 2000, quando ci si rese conto che le variazioni di temperatura potevano modificare la viscosita’ della pece, la campana che conteneva l’apparato e’ stata termalizzata in modo da mantenere costanti i parametri.

Nel 2005, in memoria del professor Parnell, venne assegnato all’esperimento della goccia di pece l’IG Nobel, parodia, ormai seguitissima, del piu’ cleebre premio Nobel.

A parte gli scherzi, si tratta di un esperimento utile per evidenziare proprieta’ dei fluidi ad alta viscosita’. Certo, oggi come oggi, le misure sono state fatte, ma l’esperimento e’ ancora in corso perche’ rappresenta ormai un simbolo sia dell’universita’ del Queensland sia una memoria storica della fisica.

Se avete tempo libero, ma ne serve molto, potete ache seguire in diretta l’esperimento, collegandovi a questo link:

– Diretta Pece

Dal punto di vista chimico-fisico, i fluidi alta viscosita’ sono assolutamnete interessanti e dalle proprieta’ a dir poco strabilianti. Anche il vetro, classificato come sostanza amorfa, puo’ essere definito un fluido ad alta viscosita’. Proprio per questo motivo, alcune vetrate delle chiese piu’ antiche, mostrano delle forme allargate verso il basso, caratteristica dovuta proprio al lento movimento del fluido.

Certamente, oggi come oggi non stiamo parlando di un esperimento in grado di stravolgere la fisica, ma di un’esperienza importante dal punto di vista storico e sicuramente curiosa per noi abituati alla comunicazione e ai risultati immediati. Punto a favore, e’ certamente il costo zero dell’esperimento che richiede solo un po’ di aria condizionata per termostatare il piccolo apparato.

 

”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’ipotesi Gaia

In questi giorni, su molti giornali e’ apparso un articolo che ha suscitato il mio interesse. Secondo alcuni ricercatori, esisterebbe l’ipotesi secondo la quale la vita si autoregola. In tal senso, l’equilibrio creato sulla terra dai numerosi esseri viventi potrebbe arrivare, principalmente a causa dell’uomo, ad un punto di non ritorno. In queste condizioni, la vita sarebbe in grado di spostare il suo punto di equilibrio, trovando nuove condizioni di stabilita’. Questo sarebbe possibile magari modificando i parametri atmosferici o ambientali. Ora, sempre secondo questo studio, non e’ assolutamente certo che le nuove condizioni create siano adatte per ospitare la vita umana sulla Terra.

Questo e’ quello che dice l’articolo pubblicato su una rivista scientifica. In realta’, molti giornali hanno romanzato su questa ricerca, mettendo titoli del tipo “la vita si autoregola e prima o poi si sbarazzera’ di noi”. Tra le altre cose, non mancano i riferimenti ad una tempesta perfetta in grado di spazzare via la vita umana e dunque di far ripartire la Terra senza la nostra, diciamo anche scomoda, presenza.

Come detto, si tratta di un articolo reale basato, in verita’, su studi di simulazione computazionale. In questo senso, diversi parametri sono stati simulati e riprodotti in un algoritmo informatico in modo da studiare l’evoluzione temporale del comportamento di questi parametri. Studi di questo tipo sono molto importanti ed interessanti perche’ consentono di capire meglio lo stato attuale di alcuni aspetti ambientali e, se vogliamo dirlo in altri termini, lo stato di salute del nostro pianeta.

Nonostante questo, lo studio richiama un po’ l’ipotesi Gaia fatta nel 1979 dal chimico inglese Lovelock. Come forse saprete, secondo questo approccio, la Terra stessa e’ vista come una sorta di organismo vivente. Questo e’ in realta’ improprio perche’ nell’ipotesi Gaia, il comportamento adattivo del pianeta e’ dato dalla complessita’ della biosfera, cioe’ nelle relazioni che si possono creare tra gli organismi viventi e con l’ambiente stesso. In particolare, tanto piu’ e’ complesso il sistema, cioe’ maggiori sono le interrelazioni tra i componenti, tanto maggiori saranno le capacita’ adattive del pianeta.

Al tempo, l’ipotesi Gaia e’ stata fortemente criticata da molti esperti, perche’ sembrerebbe assurdo pensare ad un pianeta Terra in grado di prendere decisioni. Personalmente, trovo in realta’ l’ipotesi molto affascinante. Dal punto di vista informatico, ad esempio, sistemi del genere sono fatti per studiare l’eveoluzione su larga scala di modelli complessi. Esempio forse noto a tutti e’ il cosiddetto “Game of Life”. In questi algoritmi, si definiscono delle regole semplici valide per un piccolo insieme, dopo di che si parte da un insieme grande la cui evoluzione, anche se governata da semplici regole locali, non e’ assolutamente certa. Questo avviene perche’ su larga scala l’enorme quantita’ di variabili rendono il sistema fortemente instabile al punto da assumere quasi un comportamento intelligente e non scontato.

Per capire meglio l’ipotesi Gaia, cerchiamo di fare qualche esempio. Al tempo della sua formulazione, Lovelock era impiegato per la NASA per lo studio della possibilita’ di vita sugli altri pianeti in base alla composizione dell’atmosfera. Lovelock trovo’, ironia della sorte, risultati molto interessanti anche applicando i suoi modelli al pianeta Terra. Nel nostro caso, infatti, avere metano e ossigeno simultaneamente, dovrebbe portare, sotto l’azione della radiazione solare, alla rapida formazione di anidride carbonica e vapore acqueo. Se questo meccanismo fosse l’unico, in rapido tempo le condizioni stesse per la vita verrebbero a mancare. Cio’ che rende il sistema stabile, cioe’ con una quantita’ pressocche’ costante di componenti, e’ principalmente il continuo apporto di ossigeno da parte della vegetazione.

Sempre parlando di atmosfera, ci sono molte specie sia acquatiche che terrestri che, ad esempio, contribuiscono a mantenere costante la temperatura media della Terra. Come vedete, ci sono tantissimi fattori, molto spesso collegati tra loro, che consentono di regolare e mantenere le condizioni adatte alla vita. Nell’ipotesi Gaia, sono proprio queste interrelazioni che rendono il sistema quasi pensante ed in grado di adattarsi, cioe’ di trovare nuovi punti di equilibrio quando fortemente sollecitato.

Secondo alcune ipotesi, a seguito, ad esempio, del riscaldamento globale, l’ecosistema Gaia, che, come detto, rappresenta la totalita’ delle relazioni tra specie animali e vegetali, potrebbe rispondere con un abbassamento della temperatura fino a portare ad una nuova era glaciale. Proprio riguardo a questa ipotesi, prima, ad esempio, del Maunder minimum, cioe’ della piccola era glaciale, si erano registrati significativi aumenti della temperatura media in Europa.

Come potete capire, lo studio pubblicato in questi giorni, riprende proprio questi concetti. Se, per qualsiasi motivo, il sistema fosse messo sotto pressione nel modificare alcuni parametri, la Terra potrebbe rispondere spostando e creando un nuovo punto di equilibrio. Ora, non possiamo affermare a priori che questo nuovo equilibrio sia adatto per la vita umana.

Personalmente, trovo lo studio di questi aspetti molto affascinante, ma ovviamente non banale. Da quanto detto, non voglio certo creare io ipotesi catastrofiste, lo scopo di questo articolo e’ solo quello di mostrare il fitto intreccio di relazioni che ci sono non solo tra esseri viventi, ma anche tra specie animali e vegetali o anche con i parametri ambientali. Modificare pesantemente i punti di equilibrio potrebbe portare a rapide modificazioni dell’ecosistema naturale. Detto in altre parole, Gaia non e’ sempre in grado di aggiustare i parametri e fare fronte a tutte le pesanti modifiche che noi gli imponiamo. In questa chiave, non dobbiamo certamente, come forse stiamo facendo, calcare troppo la mano. Prima o poi, potremmo avere conseguenze notevoli sul nostro ecosistema.

 

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

Orologio Biologico e ritmi circadiani

In un commento a questo articolo:

– Le pietre che si muovono da sole

un nostro affezionato lettore ha chiesto una cosa molto interessante. Come potete leggere, il commento era relativo all’esistenza o meno di un orologio biologico. Come sapete bene, spesso sentiamo parlare di questo argomento, supponendo che il nostro corpo sia autonomamente in grado di percepire lo scorrere del tempo. In particolare, come chiesto nel commento, si fa riferimento al fatto che spesso guardiamo l’orologio sempre allo stesso orario, come se scattasse una molla in un preciso istante o meglio che il nostro organismo risenta, con una precisione molto elevata, dello scorrere del tempo.

L’argomento e’ molto interessante e ovviamente molto complesso, dal momento che chiama in causa discipline diverse e aspetti, molto spesso, ancora sconosciuti. Nonostante questo, cerchiamo di fare il punto della situazione e di comprendere lo stato delle nostre attuali conoscenze.

Per prima cosa, parlare di orologio biologico implica un discorso che trascende dal solo essere umano. Quando pensiamo a questo concetto, non dobbiamo assolutamente limitarci al solo giorno. Esistono periodi ben definiti che da sempre gli organismi animali e vegetali sono stati in grado di identificare e utilizzare a loro favore. Sicuramente, la variazione piu’ facilmente comprensibile e’ quella dell’alternanza tra giorno e notte. Molte specie, tra cui anche l’uomo, ha da sempre utilizzato questa variazione per regolare i ritmi sonno-veglia. Al contrario, alcune specie animali che si procurano il cibo durante le ore di buio, riposano di giorno.

Pensando all’aternanza giorno-notte, molto semplicemente potremmo pensare che i nostri occhi ci diano tutte le indicazioni, cosi’ come avviene per gli animali. In realta’, questo non e’ completamente vero. L’alternanza tra luce e buio e’, ad esempio, utilizzata dal alcune piante per modificare l’apertura e la chiusura dei fiori o per proteggere le parti piu’ sensibili dalla diminuzione di temperatura durante la notte. Come e’ evidente, le piante non hanno certamente gli occhi per vedere quando il sole tramonta. Tornando dunque al caso umano, non sono solo gli occhi che ci dicono che e’ arrivata la notte, il ritmo sonno-veglia e’ governato da meccanismi insiti nel nostro organismo. A riprova di questo, sono stati condotti diversi esperimenti su soggetti in ambienti chiusi, ad esempio speleologi all’interno di caverne. In questo caso, senza la possibilita’ di vedere fuori, il soggetto ha continuato a dormire durante le ore notturne per i primi giorni. Successivamente poi, la durata del giorno si e’ leggermente modificata, fino ad arrivare anche a 36 ore. Cosa significa questo? Semplicemente che nei casi specifici analizzati, e’ stato possibile “sballare” gli orologi biologici, soprattutto a causa della non visibilita’ dell’alternanza del giorno. In tal senso, il passaggio luce-buio riesce di volta in volta a sincronizzare il nostro orologio.

Alla luce di questo, possiamo parlare non solo di orologi biologici intesi come il trascorrere delle 24 ore, ma come una vera e propria mappa temporale. In tal senso, si parla di ritmi”circadiani” per indicare quelle funzioni che vengono interpretate dall’organismo nell’arco del giorno. In contrapposizione avremmo poi i ritmi circasettani, circatrigintani e circannuali, per indicare gli orologi biologici settimanali, mensili e annuali. Il termine circadiano deriva proprio dalla crasi delle parole latine “circa” cioe’ quasi e diem cioe’ giorno.

Nel caso specificatamente umano, i ritmi circadiani piu’ noti, oltre a quello sonno-veglia, sono quelli della secrezione del cortisolo, della variazione della temperatura corporea, di modificazione circolatoria, ecc. Come vedete, tutti questi ritmi circadiani sono un chiaro esempio di orologio biologico. Disturbi al nostro sincronismo interno possono essere esterni o interni. Alla prima categoria appartengono ad esempio il Jet Lag se viaggiamo in paesi con orario diverso dal nostro o anche la permanenza in ambienti con alternanza luce-buio completamente diversi. In particolare, se provate a spostarvi molto a nord, dove la durata del giorno e della notte nei diversi periodi dell’anno e’ molto sbilanciata, questo puo’ influire pesantemente sull’orologio biologico. Per quanto riguarda invece i disturbi interni, si tratta di malfunzionamenti o disturbi nella secrezione di qualche ormone. In questo caso, siamo proprio di fronte a disturbi clinici la cui tipologia puo’ essere anche molto diversa da caso a caso.

Come anticipato, i ritmi circadiani sono stati evidenziati in specie animali e vegetali completamente diverse tra loro. Questo risultato ci fa capire che l’origine dell’orologio biologico deriva proprio dalla struttura cellulare. In particolare, avendo fatto riferimento ai ritmi di secrezione ormonale, l’ipotesi cellulare e’ quella maggiormente utilizzata. Secondo alcuni studi, l’origine dei ritmi circadiani e’ da ricercarsi nella protezione del DNA durante le fasi di replicazione. Come e’ noto infatti, questa replicazione avviene durante le ore notturne appunto per proteggere il DNA dalla radiazione ultravioletta presente durante le ore diurne.

Alla luce di quanto detto, possiamo affermare che esiste un vero e proprio orologio biologico non solo nell’essere umano e non solo nelle specie animali. Questo orologio serve a regolare molte funzioni dell’organismo che avvengono con precisione nell’arco della giornata, della settimana, del mese o dell’anno. Detto questo pero’, non possiamo certamente pensare che il nostro orologio abbia una precisione di qualche secondo. A livello biologico, questo sarebbe completamente inutile dal momento che la maggior parte dei processi viene regolamentata dall’alternanza tra luce e buio. In tal senso, se capita di vedere l’orologio esattamente alla stessa ora per piu’ di una volta, possiamo tranquillamente parlare di coincidenze. Al contrario, se vogliamo in termini scientifici con una precisione inferiore, siamo in grado ad esempio di avere sonno sempre alla stessa ora o di sentire lo stimolo della fame sempre allo stesso orario, ovviamente con un’incertezza dell’ordine di piu’ di qualche minuto.

 

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L’accordo Italia-USA per spargere scie chimiche

Vi ricordate il titolo del post di qualche giorno fa:

– Ma ci fanno o ci sono?

Credo di aver trovato la risposta: ci sono!

In questi giorni, sta facendo molto discutere sul web un documento tirato fuori dai tanti archivi che complottisti e catastrofisti adorano scartabellare nei momenti liberi. A giudicare dal numero di “notizie bomba” che escono tutti i giorni, di questi momenti liberi, ne devono avere davvero tanti.

Di cosa parla questo documento?

Si tratta di un accordo stipulato nel 2003 tra l’Italia e gli Stati Uniti d’America, dal titolo “Cooperazione Italia-USA su Scienza e Tecnologia dei cambiamenti climatici”.

A detta di molte fonti internet, quello che apparentemente potrebbe sembrare un normale accordo tra paesi per uno specifico programma, nasconde una verita’ ben piu’ amara: si tratta del documento che ha dato il via libera per l’irrorazione delle scie chimiche nei nostri cieli. Come e’ possibile questo? Semplice, dietro il solito linguaggio tecnico e arzigogolato, si nasconde in realta’ un preciso piano di avvelenamento e di modificazione del clima che i governi stano tramando alle spalle dei poveri cittadini destinati ad essere utilizzati come cavie.

Prima di andare avanti, e’ giusto che possiate leggere questo “scottante” documento:

– Accordo Italia-USA 2003

Per chi avesse perso le “puntate precedenti” di scie chimiche abbiamo parlato in questi post:

– Alcune considerazione sulle scie chimiche

– Scie Chimiche: il prelievo in quota

– Scie chimiche e cloud seeding

– Come difendersi dalle scie chimiche

– Il Dibromoetano e le scie chimiche

– A-380 modificato per spargere scie chimiche

– Scie chimiche, ora abbiamo la prova

Avete letto il documento? Come potete vedere si tratta di circa 50 pagine in cui viene illustrato un piano di cooperazione tra i due paesi che prevede diversi programmi specifici affidati a tantissimi enti governativi sia italiani che americani. In realta’, come potete leggere su internet, l’amara verita’ e’ visibile in alcuni passi specifici. In fondo, come si dice: il modo migliore per nascondere qualcosa e’ metterlo in bella vista.

Quali sono questi passi che mostrano la verita’?

A pagina 13, si parla di “sputtering per realizzare coatings”. Cosa? Sputtering per realizzare Coatings? Ma ci rendiamo conto?

Signori miei, come anticipato, la risposta alla domanda iniziale e’ ormai chiara: ci sono!

Prendiamo questa pagina 13. Come potete leggere, si sta parlando degli organismi che partecipano all’accordo con competenze specifiche. In particolare, quello raccontato in questo paragrafo e’ l’Istituto di Matematica, Fisica e Applicazioni dell’universita’ degli Studi Parthenope. Questo istituto offre diversi corsi specifici per lo studio del clima. Tra la dotazione dell’istituto c’e’ un sistema di sputtering, cioe’ un sistema che serve per estrarre atomi o ioni da un materiale. Questo sputtering viene utilizzato per realizzare coatings, cioe’ “rivestimenti”. Spesso questa tecnica viene utilizzata proprio per depositare strati nanometrici di materiali su particolari rivestimenti da utilizzare per misure specifiche. Tra l’altro, come potete leggere sempre nel documento, la voce successiva a questa “potente arma” e’ una “bilancia di precisione”. Chissa’ quali fini diabolici potrebbe avere una bilancia, soprattutto se di precisione.

Non disperiamo, magari hanno solo sbagliato. Le altre prove del vero fine dell’accordo le trovate, sempre leggendo dalle fonti web, alle pagine 29, 30 e 31, dove si parla proprio degli “aerosol” che dovrebbero essere irrorati nei nostri cieli.

Bene, analizziamo anche questo punto.

Come potete leggere, in queste pagine si sta parlando proprio degli specifici programmi di ricerca da portare avanti nell’ambito di questo accordo. Si parla veramente da aerosol, ma per chi non lo sapesse, questo termine indica un liquido o un solido dispersi in un gas con particelle che vanno dal nanometro al micron. Perche’ in questo documento si parla di aerosol? Semplice, si stanno pensando dei piani di ricerca per studiare le variazioni climatiche. Uno dei motivi che possono portare variazioni climatiche sono: l’inquinamento, ma anche la dispersione naturale di sostanze in grado di modificare gli equilibri climatici. In queste sezioni, si sono pensati dei piani per lo studio degli aerosol, in particolare carbonacei e solfati, sia prodotti dall’uomo che di origine naturale.

In particolare, a pagine 29 si sta parlando di “simulazioni” per riprodurre il comportamento degli aerosol in atmosfera e la loro interazione con l’ecosistema ambiente. A pagina 30, si parla di misure per comprendere la circolazione in atmosfera, mentre a pagina 31 si definiscono proprio gli studi sugli aerosol, come potete leggere, sia di origine naturale che antropica. In particolare, su alcuni siti, trovate scritto che questa e’ la pagina piu’ scottante: oltre ai soliti alluminio e bario, si parla anche di irrorare sostanze radioattive, dunque di avvelenarci mediante scie chimiche.

Sostanze radioattive?

Qui c’e’ un problema oltre che di comprensione scientifica, anche di scienza. Sul documento si parla di proprieta’ “radiative” non “radioattive”. C’e’ una notevole differenza! Per radiativo si intendono quei meccanismi di interazione tra la materia, dunque l’atmosfera e i suoi costituenti e la radiazione solare. Perche’ si parla di questo? Molto semplice, come scritto nel testo stesso, gli aerosol, sia di origine naturale che antropica, producono importanti effetti sul bilancio di radiazione proveniente dal Sole. Avere piu’ o meno sostanze disperse in atmosfera, modifica necessariamente il bilancio tra la radiazione che arriva a terra e quella che viene riflessa indietro nello spazio, oltre ovviamente a quella che permane in atmosfera con riflessioni multiple sulle particelle disperse.

Cosa c’e’ di misterioso in tutto questo?

Assolutamente nulla. Come visto, e come potete leggere da soli, si tratta di un documento firmato nel 2003 per un accordo di collaborazione scientifica tra Italia e Stati Uniti per lo studio delle variazioni climatiche in corso e che si potrebbero avere nel futuro. L’accordo prevede il coinvolgimento di importanti istituti di ricerca dei due paesi e, almeno questa volta, finanziamenti su studi specifici da condurre su obiettivi particolari. Ora, mi dite come si fa ad interpretare in modo diverso questo documento? Spesso, per le scie chimiche, si parla di manipolazione mentale, mi sembra che quello che di sovente avviene su internet sia proprio una manipolazione del pensiero di molte persone. Tantissimi siti riportano la notizia facendo copia/incolla da altri. Ma le leggete le cose? Si parla tanto di scienza marcia e disinformazione ad opera dei governi e degli scienziati. Forse prima di dire cose di questo tipo ci si dovrebbe fare un profondo esame di coscienza!

 

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2013: anno senza estate?

Uno dei maggiori argomenti di discussione in questo periodo, anche nei commenti del blog, e’ il clima che stiamo osservando nel mondo. Siamo oltre la meta’ di maggio, ma le temperature sono decisamente inferiori rispetto alla media e le precipitazioni sembrano ormai non darci pace.

Come potete immaginare, la domanda principale che viene fatta e’: ma e’ normale questo clima? Oltre alla ipotesi catastrofiste, di cui ormai abbiamo imparato a non fidarci, la curiosita’ e’ del tutto normale.

Come analizzato in diversi commenti, le condizioni climatiche sono molto difficili da determinare, se non altro per la complessita’ e la vastita’ dei parametri che determinano il movimento delle masse d’aria a livello mondiale. Oltre a questi parametri standard, entrano in questo gioco sia l’attivita’ solare che la quantia’ di anidride carbonica in atmosfera.

Riguardo al Sole, di cui abbiamo parlato in tantissimi post, l’attivita’ solare puo’ determinare delle variazioni a livello climatico, a seguito della minore o maggiore quantita’ di radiazione proveniente dalla nostra stella. L’attuale ciclo solare un po’ altalenante puo’, con un contributo non facilmente determinabile, implicare mdificazioni climatiche soprattutto in termini di temperatura e dunque di precipitazioni sulla Terra.

Riguardo invece alla quantia’ di CO2, c’e’ un articolo molto interessante, pubblicato dalla NASA, che mostra per la prima volta come le quantita’ di questo gas nell’atmosfera possono determinare modificazioni alle quantita’ di precipitazioni. Ecco il link all’articolo:

– NASA, CO2 piogge

Come anticipato, non e’ facile determinare l’evoluzione temporale di un sistema il cui comportamento e’ determinato da tantissime variabili, ognuna poi correlata all’altra. Se vogliamo spezzare una lancia, questo ci fa capire perche’ spesso le previsioni del tempo non sono corrette, soprattutto se ci spingiamo troppo avanti con la data.

Detto questo, vorrei tornare su questo argomento per rispondere ad un interessante commento fatto nella sezione:

– Hai domande o dubbi?

Negli ultimi giorni, un esperto meteo francese, Laurent Cabrol, ha formulato un’ipotesi che sta facendo molto discutere. Secondo l’esperto, non solo il caldo tarda ad arrivare ma, addirittura, quest’anno non ci sara’ neanche l’estate.

Cosa significa questo?

Secondo l’esperto meteo, quest’anno non avremo un vero e proprio periodo estivo, ma i prossimi mesi saranno caratterizzati da una temperatura sempre relativamente fresca e da condizioni climatiche assolutamente variabili e ricche di precipitazioni.

Da dove nasce questa ipotesi?

Stando a quanto riportato, le temperature medie degli oceani, misurate in diversi punti del globo terrestre, sarebbero relativamente piu’ basse di quelle attese. In questo caso, non appena le temperature saliranno, ci sara’ un’evaporazione masiccia con un aumento dell’umidita’ a livello dei mari. Questo provochera’ dunque la formazione di estese masse nuvolose con conseguente ricaduta di pioggia.

E’ possibile questo?

In linea di principio si ma, come affermato da molti altri esperti del meteo, si tratta di una posizione del tutto esagerata e fondamentalista. Mi spiego meglio. Quanto affermato e’ corretto, ma la minore temperatura dei mari puo’ essere compresa alla luce dell’inverno piu’ lungo che abbiamo attraversato. La minore irradiazione solare ha dunque determinato una piu’ bassa temperatura delle acque, da cui e’ partito il ragionamento di Cabrol. Da qui a dire che addirittura non ci sara’ l’estate, il passo e’ troppo lungo.

Se vogliamo, la considerazione dell’esperto francese e’ stato piu’ un annuncio per pubblicizzarsi che una reale teoria. Perche’ dico questo? Parlare di “anno senza estate” serve solo a richiamare l’attenzione su quello che realmente fu un anno senza alte temperature, cioe’ il 1816.

Per chi non lo sapesse, il 1816 e’ ricordato proprio come l’anno senza estate. In quel caso, dopo un maggio molto freddo, ci furono abbondanti nevicate in giugno che ricoprirono gran parte dell’Europa e del Nord America. In seguito poi, dopo qualche settimana di tregua, ma con temperature sempre relativamente basse, in Luglio arrivo’ una nuova forte gelata, che, tra l’altro, distrusse molti dei raccolti. A fine agosto arrivo’ anche una terza gelata che praticamente mise in ginocchio la popolazione di molte parti del mondo, proprio per la scarista’ di prodotti alimentari disponibili.

Cosa successe nel 1816?

Come evideniato da studi successivi, la causa scatenante di questa improvvisa glaciazione fu l’eruzione del vulcano Tambora in Indonesia, avvenuta nell’aprile dell’anno precedente. Questo evento immise nell’atmosfera un’enorme quantita’ di polveri e ceneri che praticamente ridussero l’irraggiamento a terra da parte del sole. Come potete immaginare, quella del Tambora e’ ricordata come una delle piu’ violente eruzioni mai avvenute. Come termine di confronto, basti pensare che per la quantita’ di prodotti eruttati, questo evento fu circa 100 volte piu’ intenso di quello del Vesuvio del 79 d.C. che distrusse Ercolano e Pompei.

Concludendo, i fatti sono chiari, stiamo attraversando una primavera molto fresca e caratterizzata da continue precipitazioni. Come detto pero’, questo rientra nelle normali variazioni climatiche dovute a tantissimi fattori non facilmente determinabili. Le ipotesi formulate dall’esperto meteo francese sono verosimili dal punto di vista scientifico, ma assolutamente non sufficienti ad affermare che nel 2013 non ci sara’ l’estate. Quello che invece ricordiamo veramente come “anno senza estate” fu il 1816, quando pero’ la forte variazione climatica venne determinata da una violentissima eruzione del vulcano Tambora in Indonesia.

 

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Animali e Terremoti

In diverse occasioni, mi avete chiesto di esprimere il mio parere su quella che secondo alcuni potrebbe sembrare una leggenda popolare, mentre per altri e’ una realta’ scientifica, il comportamento anomalo di alcune specie animali prima dell’arrivo di un terremoto.

Vi dico subito che questo discorso non e’ affatto semplice. Molto spesso la tradizione popolare si fonde in modo uniforme con quanto raccontato da falsi profeti o anche con la presunta scienza.

Come sapete, molti credono che all’avvicinarsi di un terremoto, con un tempo variabile tra qualche secondo e diverse ore, alcuni animali assumano comportamenti anomali o siano in grado di lanciare veri e propri segnali di allarme. Molto spesso su questo blog, abbiamo parlato di precursori sismici, cercando appunto di capire quali potrebbero essere i segnali natuali in grado di farci prevedere un sisma. In questo contesto, si parla dell’emissione di particolari gas dal terreno, di formazione di nuvole strane, di innalzamento dei livelli dei pozzi, tutti fenomeni che in qualche caso sono stati osservati prima di un terremoto di forte intensita’.

A questo punto, appare evidente chiederci una cosa: se gli animali sono in grado di prevedere un terremoto, perche’ non imparare a decifrare questi segnali per poi utilizzarli come precursori sismici?

Ovviamente, si tratta di una domanda naturale e assolutamente corretta. Non resta che capire cosa c’e’ di vero in questa correlazione e se veramente possiamo pansare di utilizzarla a nostro favore.

Su questo argomento, esiste una vera e propria letteratura di settore. Cercando informazioni in rete, trovate storie riguardanti non solo animali domestici come cani e gatti, ma anche topi, cavalli, elefanti, galline, serprenti, formiche. In piu’ di qualche occasione, per ciascuno di questi animali, e’ stato notato un comportamento diverso rispetto al normale.

Ragioniamo subito su un particolare. Tutti i racconti che trovate, riguardano osservazioni a posteriori del comportamento anomalo. Mi spiego meglio. Dopo che si e’ verificato il terremoto, le persone ricordano di aver notato qualcosa di diverso nel comportamento degli animali. Questo non e’ affatto un dettaglio trascurabile. A seguito di un evento traumatico come un terremoto, le considerazioni delle persone possono essere viziate da una scarsa capacita’ critica, senza tenere conto poi della ricerca del sensazionalismo sempre presente in alcuni casi.

Cosa significa questo? Ovviamente non voglio gettare fango o dire che tutti i racconti sono falsi, solo che dopo un terremoto, magari di forte intensita’, l’oggettivita’ delle persone potrebbe essere alterata. Ad oggi, non esiste un solo caso di terremoto previsto partendo dall’osservazione del comportamento animale, tutti i casi riportati sono frutto di ricordi a posteriori. Facciamo anche un’altra considerazione, quante volte, osservando magari i vostri animali domestici, avete notato comportamenti diversi rispetto alla norma? Sicuramente in diverse occasioni, anche se molto spesso non ci facciamo neanche caso. Ovviamente, nella maggior parte dei casi, questi comportamenti non sono stati succeduti da un terremoto.

Fin qui pero’, stiamo parlando solo di punti di vista personali. E’ vero che dopo un terremoto le persone possono avere meno senso critico, ma e’ anche vero che queste affermazioni, sia in un senso che in un altro, non possono essere provate con metodo scientifico.

Cerchiamo dunque di fare considerazioni scientifiche partendo da quello che sappiamo.

Anche l’essere umano appartiene al regno animale, ma e’ altresi’ vero che alcune specie possono avere dei sensi meglio sviluppati dei nostri. Ad esempio, e’ provato che il nostro orecchio riesce a sentire suoni compresi tra i 16 e i 20000 Hz, mentre i cani possono raggiungere i 60000 Hz, i gatti i 70000 Hz, mentre pipistrelli, delfini e balene possono raggiungere valori ancora piu’ alti nella zona degli ultrasuoni. Perche’ dico questo? Sappiamo per certo che un terremoto non e’ un evento istantaneo. Possiamo ad esempio supporre che prima di un sisma ci siano delle microscosse che causano rumori e vibrazioni ad ultrasuoni, non udibili da noi, mentre dai nostri animali si. Questa potrebbe essere un’ipotesi reale, ed in tal senso, gli animali sarebbero in grado, grazie al loro udito differente, di percepire questi rumori provenienti dal sottosuolo.

Ora pero’, facciamo un’altra considerazione. E’ vero che il nostro orecchio non e’ in grado di percepire una vasta gamma di suoni, ma noi, al contrario degli altri animali, abbiamo una dote molto speciale: siamo in grado di costruire strumenti di misura avanzati. Anche se il nostro orecchio non e’ in grado di sentire un suono, disponiamo di una notevole strumentazione molto piu’ precisa del sistema uditivo degli animali.

Ho fatto l’esempio degli ultrasuoni, perche’ e’ quello che maggiormente viene citato quando si toccano questi argomenti, ma non e’ certamente l’unico ne’ tantomeno il piu’ interessante.

Parlando sempre in termini scientifici, riprendiamo quanto detto sui precursori sismici. Di questi particolari eventi, ne sono stati studiati moltissimi. Quando si effettuano ricerche di questo tipo, si parte sempre da qualcosa che e’ stato osservato in almeno un caso particolare e poi si cerca di capire se questo fenomeno avviene sempre prima di un terremoto. In tal senso, non possiamo ancora dire di avere dei precursori sismici certi perche’ tutti i fenomeni studiati non presentano una relazione univoca con i terremoti. Mi spiego meglio. Riprendiamo il solito caso del Radon di cui tanto si parla. Come detto in moltissimi post, ci possono essere terremoti preceduti da emissioni di radon, ci possono essere terremoti senza emissione di radon, ma ci possono anche essere emissioni di radon senza terremoti. Detto questo, e’ vero che per alcuni terremoti sono state osservate emissioni anomale di questo gas dal sottosuolo, ma non e’ certamente la norma e non e’ detto che un segnale di questo tipo preannunci un sisma.

Ora, il radon e’ un gas incolore e inodore. Come sappiamo, i cani hanno un olfatto molto piu’ sviluppato del nostro. Supponiamo per assurdo che questi animali siano in grado di annusare il radon emesso dal terreno e che questo produca un comportamento anomalo dell’animale. In questo senso, potremmo aver spiegato perche’ in alcuni casi si parla di cani agitati prima di un terremoto. Come nel caso precedente pero’, e’ vero che noi esseri umani non siamo in grado di avvertire il radon, ma poiche’ si tratta di un gas radioattivo, abbiamo a disposizione contatori in grado di rivelarlo indirettamente. Se i cani riuscissero ad annusare il radon, questo renderebbe il loro comportamento un precursore sismico? Assolutamente no. Come detto prima, queste emissioni non sono sempre correlate con i terremoti, per cui, come nel caso tanto discusso, ci sarebbero tanti falsi allarmi che in alcuni casi possono essere piu’ dannosi di un sisma di piccola intensita’.

Gli esempi fatti, ci fanno capire un punto fondamentale. Scientificamente, abbiamo osservato molti fenomeni anomali prima di alcuni terremoti, ma, almeno ad oggi, non e’ stato possibile individuare un evento che preannunci sempre e con certezza un futuro terremoto, ma soprattutto che ci faccia capire in anticipo l’intensita’ del sisma. Detto questo, alcuni animali potrebbero essere sensibili ad alcuni fenomeni particolari e in alcuni casi questi potrebbero verificarsi prima di un sisma. Se ripensiamo a quanto detto sul comportamento anomalo degli animali e all’insorgenza dei terremoti, come nel caso dei precursori sismici, non e’ assolutamente detto che questi comportamenti segnalino con certezza l’arrivo di un terremoto.

Come anticipato, la letteratura su questo argomento e’ molto vasta ed include osservazioni su tantissime specie animali. In questa tabella vengono riassunte le specie principali divise anche con l’anticipo osservato rispetto al sisma:

Tabella riassuntiva delle relazioni tra animali e terremoti

Come potete vedere e come anticipato, le osservazioni riguardano i piu’ diversi animali con comportamenti documentati solo in alcuni casi particolari.

Pensate che la scienza non si sia mai occupata di questo? Ovviamente la risposta e’ no. A livello scientifico, partendo proprio da racconti di osservazioni, si e’ cercato di studiare i comportamenti anomali, studiando proprio l’eventuale precursore sismico avvertito dall’animale in questione.

Cominciamo con un esempio storico. L’India e’ un paese a forte rischio sismico trovandosi proprio sopra una regione di allineamento tra faglie profonde e molto attive. Diverse persone in questo paese sostengono di poter prevedere i terremoti osservando i movimenti delle formiche, o meglio i comportamenti anomali nel loro moto, solitamente ordinato, prima dell’arrivo di un terremoto. Partendo da questi racconti, alcuni gruppi sperimentali hanno studiato a fondo questi movimenti in un’altra zona molto sismica, la California. Dopo un’osservazione scientifica durata mesi ed in cui diversi terremoti sono accaduti, uno anche di M7.4, i diversi gruppi sono indipendentemente giunti alla conclusione che non esisteva nessuna relazione tra i due fenomeni studiati. Ragionate su alcune cose: diversi gruppi si sono cimentati nello studio e “indipendentemente” sono giunti alla stessa conclusione. Contrariamente a quanto trovate su alcuni siti, perche’ la scienza dovrebbe nascondere risultati diversi? In questo caso, trovo veramente fuori luogo parlare di complottismo o anche di “scienza marcia” come a qualcuno piace definirla.

Dal momento che un nostro affezionato e attento lettore lo ha citato in un commento a questo articolo:

– Scienza, fantascienza e non scienza

Leggenda di Namazu

vorrei parlarvi anche di un’altra specie particolare messa in relazione con i terremoti, il pesce gatto “Namazu”. Secondo la mitologia giapponese, questo paese sarebbe appoggiato sulla schiena di un enorme pesce gatto chiamato appunto Namazu. Questo pesce vivrebbe nel fango, sotto l’arcipelago che compone il Giappone. Namazu avrebbe un carattere molto impulsivo e il Dio Kashima avrebbe il compito di tenere fermo il pesce schiacciandogli la testa con un grosso masso magico. Quando pero’ Kashima si distrae o si stanca, Namazu inizia a muoversi e con i suoi possenti colpi di coda sul terreno provocherebbe i terremoti e gli tsunami che affliggono il Giappone.

Ovviamente, questa e’ la leggenda Giapponese, ma esiste una reale specie di pesce gatto che vive in Giappone e che viene chiamata Oonamazu. Come nel caso del mitico Namazu, questa specie ittica, che puo’ superare il metro di lunghezza, viene da sempre messa in relazione con i terremoti. Secondo molte testimonianze, con l’avvicinarsi di un sisma, il pesce gatto aumenterebbe moltissimo la sua attivita’ lasciando presagire il pericolo in arrivo.

Ragioniamo su quanto detto. Alla luce degli esempi fatti, anche in questo caso, il Oonamazu potrebbe essere sensibile a particolari fenomeni che avvengono prima di un sisma. In molti altri pesci e’ stata, ad esempio, osservata una notevole sensibilita’ alle vibrazioni che si propagano nell’acqua. Queste oscillazioni possono ovviamente intervenire anche prima di un sisma, causate da piccole scosse magari non percepibili a terra. Inoltre, molte specie animali, tra cui anche alcune varieta’ di pesci, si muovono seguendo le linee di forza del campo magnetico terrestre. Prima o durante un terremoto, lo spostamento profondo di rocce, puo’ provocare variazioni locali del campo geomagnetico. La spiegazione e’ molto semplice, il movimento di rocce contenenti ferriti, puo’ disturbare in alcuni punti le linee di forza del campo magnetico. Poiche’ diversi animali si muovono seguendo queste linee, l’osservazione di un movimento anomalo potrebbe segnalare spostamenti di roccia negli strati profondi. Questo genere di eventi sono gia’ stati studiati a fondo non solo a livello geomorfologico. Come nei casi precedenti pero’, ci possono essere terremoti anche molto intensi in strati superificiali o che prevedano lospostamento di rocce a basso contenuto ferritico. Inoltre, variazioni di campo magnetico, molto piu’ intense di quelle di cui stiamo parlando, sono prodotte molto facilmente da linee di alta tensione e altri sistemi che prevedano sorgenti non naturali di campo magnetico. In questi casi, l’osservazione di un comportamento anomalo degli animali non sarebbe assolutamente correlato con un terremoto. Come capite, anche in questo caso, non e’ possibile parlare di reale precursore sismico.

Tornado a Namazu, e’ vero che comportamenti anomali sono stati osservati, ma e’ anche vero che gli stessi comportamenti sono stati osservati senza presagire un terremoto. Anche in questo caso, diversi gruppi sperimentali stanno studiando la specie, cosi’ come si studiano i comportamenti, ma soprattutto gli eventi in grado di innescare variazioni significative in alcuni animali.

Concludendo, ci sono diverse evidenze che mostrano relazioni tra i comportamenti degli animali e l’arrivo di un sisma. Questi due eventi non possono pero’ essere considerati sempre legati tra loro. Molti animali, dispongono di sensi piu’ sviluppati dei nostri e questi possono essere utilizzati per captare particolari segnali, ma, come visto, non e’ assolutamente vero pensare che questi segnali siano sempre legati a terremoti. Inoltre, a livello tecnico, siamo in grado di supplire alla nostra inferiorita’ specifica mediante l’utilizzo di strumentazione anche abbastanza semplice da costruire. Ovviamente, le testimonianze riportate sono state prese in considerazione nella faticosa ma indispensabile ricerca di precursori sismici. Ripetiamo nuovamente che, ad oggi, non e’ stato ancora possibile individuare un precursore sismico certo, cioe’ un evento sempre seguito da un terremoto. Proprio per rispondere alla domanda iniziale “gli animali sono in gradi di prevedere i terremoti”, la risposta e’ dunque “No”.

 

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

Sistema Solare: previsioni meteo

Negli ultimi mesi del 2012, la sonda Cassini della NASA ha osservato un evento davvero eccezionale nel nostro Sistema Solare. Grazie alle telecamere ad infrarossi, e’ stato possibile notare un’enorme tempesta in corso su Saturno. L’evento mostra caratteri di eccezionalita’, proprio per la sua estensione. Solo per darvi un’idea, la tempesta, sviluppata nell’alta atmosfera dell’emisfero nord del pianeta, ha praticamente circondato Saturno tanto che l’inizio e la fine della perturbazione si sono unite.

Questa e’ una foto della tempesta:

Una foto della tempesta su Saturno

Perche’ ne stiamo parlando solo ora?

Su molti siti internet, questa notizia, inizialmente passata un po’ in sordina, ha riscosso molto successo nelle ultime settimane dal momento che la formazione di questa tempesta e’ stata messa in relazione, indovinate con cosa? Ovviamente con il misterioso “pianeta X”!

Secondo queste fonti, le perturbazioni gravitazionali offerte dal movimento di Nibiru all’interno del nostro Sistema Solare, avrebbero modificato gli equilibri secolari su Saturno innescando appunto la formazione della tempesta. L’evidenza mostrata dalla sonda Cassini, sarebbe dunque una prova scientifica inconfutabile della presenza del pianeta X nel Sistema Solare.

Cosa c’e’ di vero in tutto questo? La notizia della tempesta e’ reale, ma ovviamente la spiegazione che trovate su alcuni siti internet e’ completamente assurda.

Andiamo con ordine e cerchiamo di capire meglio cosa sta succedendo su Saturno.

In realta’, e’ sbagliato dire cosa sta succedendo, ma sarebbe meglio dire cosa e’ successo. L’enorme tempesta sarebbe stata attiva tra il 2010 ed il 2012, ma ancora oggi sono visibili i suoi effetti sul pianeta.

Come si e’ formata la tempesta? Negli ultimi anni, a causa delle fluttuazioni normali nel sistema solare, la temperatura media dei pianeti si e’ innalzata di qualche grado. Su Saturno, lo scontro tra due masse d’aria piu’ calde nell’atmosfera ha appunto innescato la tempesta in esame. Queste masse d’aria molto probabilmente avevano una temperatura di decine di gradi maggiore rispetto al resto dell’atmosfera e, appunto questi gradienti termici, hanno dato energia alla perturbazione.

Nonostante le notevoli dimensioni della tempesta, eventi di questo tipo non sono affatto inusuali su Saturno. Anche se, come detto in precedenza, si tratta di un evento di notevoli dimensioni, la formazione di tempeste di questo tipo avviene in media una volta ogni 30 anni, cioe’ l’equivalente di un anno su Saturno.

Partendo dall’innalzamento medio delle temperature dei pianeti del Sistema Solare, su molti siti e’ in atto una speculazione per far credere che un evento di questo tipo potrebbe verificarsi anche sulla nostra Terra. Secondo queste fonti infatti, anche sulla Terra sarebbe in corso un impennata delle temperature ed un aumento della pericolosita’ e della grandezza delle tempeste.

La macchia rossa di Giove

Ora, premettendo che questi siti in un articolo parlano di innalzamento delle temperature e in quello successivo dell’inizio di una nuova era glaciale, queste considerazioni lasciano il tempo che trovano. Tempeste di questo tipo non sono possibili sul nostro pianeta, ed il motivo e’ da ricercarsi nella morfologia della Terra. Su Saturno infatti la tempesta ha potuto estendersi non incontrando ostacoli come montagne e mari. Sulla Terra, le continue variazioni del terreno necessariamente contribuiscono a far perdere energia ad una tempesta che quindi non potra’ mai raggiungere estensioni come quelle osservate su Saturno.

A riprova di questo, anche su Giove, ulteriore pianeta gassoso, e’ in corso da sempre una notevole perturbazione e spesso se ne sente parlare come la “grande macchia rossa”. Anche se questa tempesta, presente da almeno 300 anni sul pianeta, ha dimensioni minori di quella che si e’ formata su Saturno, parliamo sempre di un’estensione di 15000×24000 Km, tale da contenere 3-4 volte la nostra Terra.

Capite dunque l’assurdita’ nel chiamare in causa il pianeta X per la formazione della tempesta su Saturno, ma anche, considerando la macchia rossa di Giove, etichettare come eccezionale quest’ultimo evento osservato.

 

 

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