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Un vetro spesso solo due atomi

18 Set

Come sappiamo bene, la storia della ricerca e della scienza in generale e’ piena di scoperte avvenute in modo del tutto casuale. Spesso, queste scoperte si rivelano di fondamentale imporanza per l’uomo e quello che contribuisce ancora di piu’ alla notorieta’ della scoperta e’ la non intenzione di base di arrivare a questi risultati.

Perche’ avviene questo?

Non potendo dare una risposta provata, mi limitero’ ad esporre un mio personale pensiero. In questo caso, a mio avviso, quello che rende cosi’ affascinanti queste scoperte per i non addetti ai lavori e’ proprio la casualita’ della scoperta. Questi meccanismi rendono la ricerca scientifica piu’ umana e vicina alle persone comuni. Pensare ad uno sbadato scienziato che lascia i suoi campioni fuori posto o senza pulirli e poi, tornando il giorno dopo, trova la scoperta che lo rendera’ famoso, e’ qualcosa che avvicina molto i ricercatori alle persone comuni, tutte con le loro distrazioni, pensieri e cose piu’ “terrene” da fare.

Se ci pensiamo, la stessa cosa e’ avvenuta per Flemming con la scoperta della penicillina. Come sicuramente sapete, anche in questo caso, la scoperta fu del tutto fortuita. Lo scienziato lascio’ alcuni batteri su cui stava lavorando in una capsula di cultura e parti’ per una vacanza. Al suo ritorno si accorse che all’interno della capsula vi era una zona in cui i batteri non erano cresciuti ed in cui era presente una muffa. Proprio da questa muffa si arrivo’ poi, anche se in diversi passi nel corso del tempo e perfezionando i metodi di produzione, alla penicillina, quell’importante salvavita che tutti conosciamo. Se vogliamo, la bravura del ricercatore e’ nell’interpretare e nell’accorgersi di avere tra le mani qualcosa di importante e non un risultato sbagliato o della sporcizia lasciata per caso.

Perche’ ho fatto questo cappello introduttivo?

Come potete immaginare, vi voglio parlare di una scoperta fortuita, forse meno “vitale” della penicillina, ma sicuramente molto affascinante e con importanti risvolti per il futuro. Si tratta, come forse avrete letto su molti giornali, della produzione del vetro piu’ sottile al mondo, appena due atomi.

Andiamo con ordine, parlando proprio di come ‘e stata fatta questa scoperta.

Un team di scienziati stava lavorando alla produzione di fogli di grafene, una struttura atomica composta di carbonio, spessa appena un atomo, ma con importanti prorieta’ sia chimiche che meccaniche. La produzione di questo grafene era fatta utilizzando ovviamente atomi di carbonio ma anche fogli di quarzo utilizzati per la deposizione.

Osservazione al microscopio della zona impura del grafene

Osservazione al microscopio della zona impura del grafene

Osservando al microscopio uno di questi fogli, gli scienziati si sono accorti che in una piccola parte era presente una regione di colorazione diversa rispetto al resto. Proprio mediante l’osservazione al microscopio e’ stato possibile determinare che si trattava di una struttura diversa da quella del grafene e composta di Silicio e Ossigeno. Questa non era una struttura casuale, ma gli atomi erano disposti in modo ordinato e formavano un foglio spesso appena due atomi.

Caratterizzando la struttura del foglio, gli scienziati si sono accorti che quello che stavano osservando era un vetro. non un vetro qualsiasi, ma il piu’ sottile vetro mai realizzato.

Dov’e’ la casualita’ della scoperta?

Ovviamente, nel laboratorio si stava producendo grafene che, come detto, e’ composto da atomi di carbonio. Da dove sono usciti Silicio e Ossigeno per il vetro? La risposta e’ quantomai banale ma affascinante. Secondo i ricercatori, una fuga d’aria all’interno della camera di produzione ha causato l’ingresso dell’ossigino e la conseguente reazione con il rame e con il quarzo contenuto all’interno per la produzione di grafene. Risultato, in una piccola zona del grafene si e’ formato un sottilissimo strato di vetro comune.

Come anticipato, parliamo di una scoperta affascinante ma che sicuramente non puo’ combattere con quella della penicillina. Perche’ pero’ e’ importante dal punto di vista scientifico?

Per prima cosa, il fatto che si tratti del piu’ sottile vetro mai realizzato e’ stato certificato inserendo questa scoperta nel libro dei Guiness dei Primati.

Oltre a questo, tornando invece a parlare di scienza, la struttura del vetro non e’ molto facile da capire. Come sapete, questo puo’ allo stesso tempo essere considerato sia un liquido che un solido. Detto questo, se si osserva un vetro al microscopio, non si riesce a distinguere bene la sua struttura atomica. Nella struttura amorfa della sostanza, si evidenziano sottoinsiemi disordinati di atomi, senza poter descrivere in dettaglio il posizionamento ed i legami che intercorrono tra di essi.

Nel caso dl vetro di cui stiamo parlando invece, proprio lo spessore cosi’ ridotto consente di poter distinguere chiaramente la posizione dei diversi atomi e quindi di avere una mappa delle posizioni di Ossigeno e Silicio. Come potete immaginare, dal punto di vista scientifico questa evidenza e’ di fondamentale importanza per poter classificare e comprendere a fondo i materiali amorfi a cui anche il vetro appartiene.

Oltre a questo, sempre gli scienziati coinvolti nella ricerca si sono accorti che la struttura ottenuta era molto simile a quella ipotizzata ben 80 anni prima, nel 1932, dal fisico norvegese Zachariasen. Costui dedico’ gran parte della sua carriera allo studio dei vetri e proprio nel 1932 pubblico’ l’articolo “The atomic Arrangement in Glass”. In questo articolo Zachariasen inseri’ alcuni suoi schemi relativi al posizionamento degli atomi all’interno del vetro. Come potete immaginre, si trattava di disegni ottenuti da considerazioni scientifiche personali. Bene, a distanza di oltre 80 anni, e’ stato possibile osservare direttamente la struttura del vetro e confermare le supposizoni fatte da Zachariasen.

Se vogliamo, fino a questo punto abbiamo mostrato il fascino della scoperta. La prossima domanda che potrebbe invece venire in mente e’: cosa ci facciamo con questo vetro?

Dal punto di vista applicativo, questa scoperta potrebbe avere negli anni a venire importanti ripercussioni su diversi campi. Per prima cosa, un vetro cosi’ sottile e’ praticamente privo di impurezze. Questo lo rende particolarmente appetibile per applicazioni di precisione su scala micrometrica, dove una minima variazione della struttura potrebbe comportare errori sistematici non prevedibili.

Inoltre, strutture come questa ottenuta, sono importantissime per la realizzazione di sistemi elettronici miniaturizzati. Anche qui, la purezza e’ uno dei requisiti fondamentali richiesti. Oltre a questa, un vetro cosi’ sottile puo’ essere pensato per applicazioni di microtrasmissione dei segnali, fondamentali, ad esempio, nei transistor.

Grazie a questa scoperta, possiamo dunque pensare di avere un metodo di produzione per spessori infinitesimali. I risultati di questa produzione potrebbero essere utilizzati per aprire la strada ad una miniaturtizzazione ancora piu’ spinta dei dispositivi elettroni che trovano largo uso in tantissimi “gadget” tecnologici che ci portiamo dietro.

Concludendo, la scoperta del vetro piu’ sottile al mondo e’ avvenuta quasi per caso. Dico “quasi” perche’ ovviamente stiamo parlando di scienziati seri e che erano impegnati su lavori molto importanti e di chiara importanza. Durante questi studi, si e’ evideniata la formazione fortuita di una zona vetrosa composta da ossigeno e silicio. Come visto nell’articolo, questa scoperta potrebbe avere importanti ripercussioni su tantissimi settori diversi che vanno dalla microelettronica, alla tramissione dei segnali, fino anche, perche’ no, ad applicazioni di fisica delle alte energie per lo studio e la realizzazione di rivelatori sempre piu’ innovativi.

 

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

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.

Le folgoriti

25 Lug

Come sapete molto bene, oltre ai tanti siti fantascientifici, complottisti, catastrofisti, ecc, ogni tanto anche siti seri cadono nella trappola della rete, pubblicando notizie a sproposito. Spesso, l’errore che viene commesso e’ il piu’ facile che un giornalista dovrebbe evitare: controllare sempre le proprie fonti!

Perche’ dico questo?

Vorrei approfittare di una foto che circola su web, per parlare di un argomento, a mio avviso molto affascinante, e sconosciuto ai piu’.

Ragioniamo prima di tutto su una cosa: cosa succede quando un fulmine arriva a terra? Come potete immaginare, si tratta di una scarica molto potente e, ovviamente, in grado di portare ad alta temperatura il punto della caduta.

Bene, in particolare, quando un fulmine cade sulla sabbia, o comunque su un terreno ricco di quarzo, la temperatura raggiunta puo’ liquefare il minerale, portando a delle formazioni simil-vetrose, dette “folgoriti”. Queste altro non sono che ammassi di vetro, cavi all’interno, e che possono presentare formazioni ramificate a causa del passaggio della corrente. Proprio per questo motivo, le folgoriti vengono spesso chiamate “fulmini pietrificati”.

Prima di procedere, vorrei mostrarvi la foto a cui mi sono riferito all’inizio dell’articolo:

Presunta folgorite

Presunta folgorite

Questa immagine e’ apparsa per la prima volta sul social network reddit:

Reddit, immagine

accompagnata dal titolo: “Questo e’ quello che succede quando un fulmine colpisce la sabbia”.

E’ possibile che si tratti veramente di una folgorite?

Come anticipato, le folgoriti sono strutture simil vetrose, cave all’interno e proprio per questo estremamente delicate. Oltre a questo, per come avviene il processo di formazione, le folgoriti si trovano al di sotto del terreno sabbioso. Ovviamente, venti e altri fenomeni naturali, possono portarle all’esterno ma gli stessi fenomeni possono rompere molto facilmente la struttura.

Ora, la foto che vi ho mostrato e’ stata scattata su una spiaggia di Porto Rico, normalmente affollati di bagnanti, dunque ancor piu’ esposta a pericolose interazioni.

Proprio queste considerazioni, ci fanno pensare che la foto non sia reale.

A pensare male si compie peccato, ma spesso si indovina. La foto riprende in realta’ una parte di una scultura piu’ grande, realizzata da un artista specializzato in opere con la sabbia. La foto completa e’ infatti depositata su Flickr:

Flickr, foto

e l’autore l’ha firmata con il nickname “sandcastematt”.

Anche se questo dimostra la bufala mediatica, come anticipato pubblicata su tantissimi siti, e’ interessante dare ancora qualche dettaglio sulle folgoriti.

La sostanza che forma le folgotiti viene anche detta Lechatelierite, classificata come mineraloide. Questo si puo’ formare anche a seguito dell’impatto con un meteorite o successivamente ad un’eruzione vulcanica. Tutti processi che possono far raggiungere la temperatura di fusione della silice.

Foto di una reale folgorite

Foto di una reale folgorite

Data l’estrema fragilita’ delle folgoriti, i ritrovamenti sono abbastanza rari. Fragilita’ ancora piu’ marcata pensando che le folgoriti possono raggiungere anche diversi metri di lunghezza. Ad oggi, ci sono diversi reperti conservati in vari musei. Il piu’ famoso e’ senza dubbio quello conservato nell’universita’ di Yale, ritrovato nel Connecticut, e lungo ben 4 metri. Un’altra folgorite e’ conservata nel museo di Storia Naturale di Londra, in realta’ divisa in spezzoni fino a 50 cm, anche se la dimensione originale era di 3 metri.

Proprio la considerazione fatta all’inizio sulla formazione sotterranea ci fa capire la difficolta’ nell’estrazione della folgorite. Immaginate un ramo di vetro lungo 4 metri sotterrato nella sabbia e delicatissimo se sollecitato.

Nel secolo scorso, i pezzi di folgorite erano utilizzati anche per produrre amuleti. Secondo la concezione che un fulmine non colpisce mai per due volte lo stesso punto, portare questi amuleti scongiurava questo genere di pericoli. Oggi, sappiamo che anche questa considerazione e’ falsa. Per farvi un esempio, molte folgoriti vengono ritrovate sul Monte Thielsen in Oregon, chiamato “il parafulmine della Catena delle cascate” a causa dei frequenti fulmini che vi cadono. Qui ovviamente non siamo al mare e le folgoriti si formano sugli strati esterni delle rocce, presentando un colore diverso a causa della diversa composizione di minerali.

Concludendo, la foto da cui siamo partiti si e’ rivelata un falso, immagine modificata e fatta girare su internet, come al solito, non dagli autori iniziali. Nonostante questo, presentare l’argomento ci ha permesso di parlare delle folgoriti. Queste stupende strutture si formano quando un fulmine colpisce la sabbia, liquefando la silice e formando strutture amorfe di sicuro impatto visivo.

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L’esperimento della goccia di pece

23 Lug

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

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.

Risparmiare con la lavatrice

15 Lug

Diverse volte ci siamo occupati di risparmio energetico domestico, analizzando prima di tutto i consumi dei nostri elettrodomestici quando vengono lasciati in standby:

Il led rosso dello stadby …

ma soprattutto spiegando e valutando il contributo ai consumi dei singoli elettrodomestici che abbiamo in casa:

Elettrodomestici e bolletta

In questo post, su suggerimento di una nostra lettrice, vorrei tornare a parlare della lavatrice. In particolare, mi e’ stato chiesto di spiegare come funzionano i cosiddetti “foglietti acchiappacolore”.

Sapete a cosa mi riferisco?

Chiunque abbia mai fatto una lavatrice sa bene che la prima cosa da fare e’ separare i panni bianchi da quelli colorati che potrebbero potenzialmente stingere. Come sappiamo bene, in caso contrario potremmo tirare fuori dall’oblo’ dei panni che prima erano bianchi ed ora sono di un bel rosato.

Fare questa distinzione, comporta pero’ un maggior tempo per accumulare un carico in grado di riempire la lavatrice. Molto spesso, per esigenze di lavaggio, si tende dunque a far partire la lavatrice non proprio a pieno carico. Torneremo successivamente su questo punto.

Detto questo, avere la possibilita’ di mescolare tutti i panni insieme comporta sicuramente una facilita’ di lavaggio. A tal proposito, sono stati appunto proposti questi foglietti acchiappacolore.

Come funzionano?

Anche se i costituenti fondamentali sono segreti e brevettati da una ditta irlandese, il meccanismo alla base sfrutta la differenza di carica tra colore e foglietto. Mi spiego meglio. I coloranti tessili piu’ utilizzati hanno carica negativa. Inserendo nella lavatrice un foglietto carico positivo, la differenza di carica elettrica fa attaccare il colore solo al foglietto come se fosse una calamita.

A differenza di quanto si legge su alcuni siti, il foglietto e’ del tutto riciclabile e puo’ essere tranquillamente buttato insieme ai rifiuti cartacei nella raccolta differenziata.

Funzionano davvero questo foglietti?

Su questo punto, le opinioni in rete non sono molto concordi. C’e’ chi dichiara l’assoluta inutilita’ del metodo e chi ne elogia le caratteristiche. Quello che purtroppo sfugge a molti e’ che la lavatrice va comunque caricata con un certo criterio. Qualora fossero presenti capi che stingono molto, puo’ essere necessario inserire piu’ di un foglietto.

Sicuramente, il punto a sfavore di questa soluzione e’ la non economicita’ dei foglietti. Qualche tempo fa, avevamo pero’ affrontato il discorso dei detersivi biologici fatti in casa:

Detersivi Ecologici

Bene, esiste gia’ un metodo per preparare ache i foglietti in casa. Per fare questo, basta prendere dei panni di cotone, un barattolo di vetro e della soda per bucato. Mettete nel vasetto un po’ di acqua calda e sciogliete all’interno la soda. A questo punto, immergete il panno di cotone per alcuni minuti fino a quando non sara’ pregno d’acqua. Fate asciugare all’aria il quadrato di stoffa e il vostro foglietto domestico e’ pronto. Essendo basato su prodotti naturali, l’efficacia di questa soluzione a parita’ di superficie e’ leggermente inferiore a quella dei foglietti commerciali. Visto il risparmio pero’, potete anche pensare di mettere piu’ di un foglietto nel bucato.

Ora pero’, onde pensare che questo sia divenuto un blog di soluzioni domestiche, torniamo al discorso sui consumi energetici. Come detto, il problema di dover accumulare la quantita’ corretta di abiti da lavare, spinge in alcuni casi a far partire la lavatrice non a pieno carico.

Nei modelli non troppo vecchi, e’ presente il tasto mezzo carico, che ci consente di far partire la lavatrice in modo ottimale anche con la meta’ del carico massimo. Quello che non tutti sanno, e’ che questa soluzione non consente assolutamente di spendere meta’ dell’energia ne tantomeno dell’acqua.

Mi spiego meglio.

Per capire il discorso, vi riporto il link di una nota casa produttrice, in cui trovate i dati di consumo di un modello specifico:

Dati lavatrice

Notate in particolare queste righe:

Consumo energetico 60° pieno carico (kWh): 0.76
Consumo energetico 60° mezzo carico (kWh): 0.66

Cosa dicono?

Lavando a 60 gradi, il consumo a pieno carico e’ di 0.76 KWh. Lavando alla stessa temperatura, ma con meta’ del carico, il consumo e’ di 0.66 KWh. Mettendo il 50% del carico, risparmiate solo il 13% di energia.

Capite dunque perche’, ogni qual volta si parla di soluzioni per il risparmio energetico, si dice di far andare la lavatrice a pieno carico.

Valori un po’ piu’ convenienti si hanno, ad esempio, per l’asciugatrice. Se guardiamo ai dati di un modello specifico:

Dati Asciugatrice

Vediamo che:

Consumo di energia del programma cotone standard a pieno carico: 2.03 kWh

Consumo di energia del programma cotone standard a mezzo carico: 1.24 kWh

In questo caso si ha un risparmio maggiore, ma comunuqe sempre lontano dal 50% di energia che si potrebbe erroneamente pensare.

I nuovi modelli di lavatrice hanno invece dei sensori nel cestello in grado di pesare il carico e ottimizzare il consumo di acqua e elettricita’. In questo caso, il risparmio e’ sicuramente migliore, anche se il riscalo in base al carico non e’ assolutamente proporzionale. Con cio’ si intende che il consumo non sara’ mai proporzionale al peso in Kg di bucato, anche se migliore dei vecchi modelli.

Concludendo, la lavatrice e’ sicuramente uno degli elettrodomestici piu’ utilizzati e che maggiormente contribuisce ai nostri consumi domestici. I foglietti acchiappacolore consentono, almeno in linea di principio, e se usati correttamente, di ottimizzare il carico mescolando abiti diversi. Far funzionare una lavatrice non a pieno carico, o al limite nella funzione mezzo carico, consente un risparmio irrisorio rispetto al pieno carico. Condizione migliore si ha con i nuovi elettrodomestici sensibili al reale peso del bucato. Nonostante questo, la cosa migliore per risparmiare energia e’ sicuramente quella di far girare la lavatrice a pieno carico sempre.

 

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

Manchester: la statuetta che si muove da sola

28 Giu

In questi giorni, su internet si sta parlando incessantemente di una statuetta del museo di Manchester che, apparentemente, sembra muoversi da sola. Dal momento che di questa storia hanno parlato anche i principali giornali online, sarete gia’ perfettamente informati dei fatti.

Solo per riassumere, in una teca del suddetto museo, e’ contenuta una statuetta alta circa 25 cm, risalente al 1600 a.C. e ritrovata in una tomba egizia. Stando a quanto riportato sui principali giornali, la statuetta sarebbe in possesso del museo da circa 80 anni. Ora, solo pochi giorni fa, uno dei curatori della mostra, ha notato per la prima volta la statua girata al contrario rispetto alla solita posizione. Per farvi capire meglio, come se la statuetta avesse ruotato intorno al suo asse. Non sospettando nulla, l’addetto si e’ limitato a rimettere in posizione il reperto e chiudere la teca. Dopo qualche giorno pero’, lo stesso addetto ha nuovamente notato la statua girata. Da quanto riportato, questo sarebbe l’unico possessore delle chiavi di questa vetrina. Incuriosito dal fatto, si e’ deciso di montare una fotocamera all’interno del museo per verificare questi movimenti. Con grande stupore, gli addetti hanno visto con i loro occhi la statuina ruotare da sola.

Ecco un video che mostra quanto ripreso:

 

Come vedete, sembra proprio che la statua abbia ruotato rispetto al suo asse senza che nessuno la toccasse.

Ora, questo video e’ diventato il nuovo tormentone del web. Come potete immaginare, le ipotesi fatte per spiegare l’accaduto sono tantissime e molte delle quali chiamano in causa fenomeni paranormali. Anche lo stesso curatore della mostra, ha parlato di maledizione del faraone. Secondo quanto riportato, qualora il corpo del faraone fosse andato distrutto, l’anima del defunto re rimarrebbe imprigionata nelle sue raffigurazioni come, ad esempio, la statuina. Questo potrebbe causare il movimento del reperto. Non pensate che questa ipotesi sia arrivata da chissa’ quale sito, si tratta della spiegazione data proprio dal curatore della mostra.

Come riportato da molti giornali, gli addetti del museo hanno anche chiesto un parere esterno a tale Brian Cox, docente di fisica dell’universita’ di Manchester. Secondo lo scienziato, il movimento sarebbe perfettamente compatibile con un effetto dell’attrito tra la superficie in vetro e la base della statuina. In particolare, il fondo irregolare del reperto, potrebbe innescare, grazie alle vibrazioni del terreno, una rotazione intorno all’asse.

La risposta dei curatori del museo e’ stata categorica: la statuina e’ in quel posto da 80 anni e non si sono mai verificati fenomeni del genere.

Secondo alcuni mal pensanti, si tratterebbe solo di una trovata pubblicitaria creata dal museo per attirare piu’ visitatori. La spiegazione del video sarebbe molto semplice: come avete visto, si tratta di un documento composto in realta’ da una sequenza di fotografie scattate ad intervalli regolari. Secondo questa interpretazione, ci sarebbe qualcuno che nell’intervallo di tempo tra uno scatto e l’altro avrebbe girato la statua simulando la rotazione spontanea.

A questo punto, cerchiamo di fare qualche considerazione su quello che vediamo nel video.

A mio avviso, l’ipotesi di Cox e’ veritiera. Quali vibrazioni innescherebbero il fenomeno? Come potete vedere dal video, il movimento della statua avviene soltanto durante il giorno, in presenza di visitatori. In questa situazione, sarebbe proprio il movimento del pubblico che causerebbe le vibrazioni in grado di mettere in moto la statuina.

Come anticipato, le vibrazioni riuscirebbero a mettere in rotazione il reperto grazie alle superfici irregolari tra i due corpi. A riprova di questo, notate che quando la statuina e’ arrivata quasi di spalle, il movimento cessa anche in presenza di visitatori. Perche’ questo? In presenza di due corpi irregolari, ci possono essere posizioni che presentano attriti molto diversi. In punti particolari, le asperita’ tra i due corpi possono creare dei veri e propri freni in grado di fissare corpo e piano. Dalla spiegazione e da quanto osservato, possiamo capire sia l’innesco che l’arresto del movimento. In tal senso, e’ anche comprensibile perche’ l’addetto avrebbe dichiarato di aver trovato per due volte consecutive la statuina esattamente nella stessa posizione.

Ora pero’, c’e’ un punto che rimane incompreso. Come visto nella risposta dei curatori della mostra a Cox, la statuina sarebbe nel museo da quasi 80 anni e solo negli ultimi giorni sarebbe stato notato questo movimento.

Come e’ possibile questo?

In realta’, la mostra in questione e’ iniziata solo pochi giorni fa. Ora, anche se la statua e’ da 80 anni nel museo, sicuramente il reperto e’ stato spostato per allestire la mostra. Come visto in precedenza, il gioco degli attriti e’ dato sia dall’irregolarita’ della base della statua, ma sicuramente anche da quella della superficie del vetro. Inoltre, e’ possibile che la statuetta sia stata spostata da una teca ad un’altra o che tutta la vetrinetta sia stata mossa. In questo caso, magari, la nuova posizione presenta delle condizioni diverse. Solo per dare un esempio, se sotto il pavimento passano egli impianti o ci sono delle aperture, il pavimento puo’ amplificare le vibrazioni dei passi dei visitatori piu’ che in precedenza.

Detto questo, e’ del tutto comprensibile anche perche’ il movimento sia iniziato solo da pochi giorni.

Alla luce di questa spiegazione, sarebbe veramente molto semplice confermare o smentire le ipotesi. Prima di tutto, basterebbe spostare la statuina in un’altra teca o, in alternativa, disporla su una superficie diversa rispetto a quella attuale. In questo caso, la diversa configurazione tra corpo e piano, creerebbe condizioni di attrito diverso. Se il movimento e’ dato dallo spirito del faraone, allora potremmo anche incollare la statua, ma la rotazione avverrebbe lo stesso.

Vista l’enorme pubblicita’ in corso sulla rete, non credo che i curatori del museo abbiano intenzione di smentire sperimentalmente la storia del faraone. Con questo non intendo certo dire che tutta la cosa sia stata architettata a tavolino. Avendo visto personalmente il museo diversi anni fa, non ci sarebbe bisogno di trucchetti del genere per attirare visitatori. Ora pero’, visto che e’ uscita fuori la storia della statuina … tanto vale sfruttarla.

 

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

Pannelli, pannelli e pannelli

12 Mar

Qualche post fa, parlando del futuro delle energie rinnovabili, abbiamo visto alcuni dei grandi progetti pensati da qui a qualche anno. In particolare, il progetto DESERTEC, che pero’ sta avendo qualche problema gestionale iniziale, e soprattutto i grandi impianti dei paesi arabi che molto stanno investendo in questi settori:

Energia solare nel deserto

Ora, come sottolineato in questo articolo, molto spesso i non addetti ai lavori tendono a mescolare le diverse tecnologie solari, parlando semplicemente di “pannelli”. In realta’, e’ necessario fare delle distinzioni ben precise, distinguendo le diverse soluzioni in base al principio fisico che ne e’ alla base. Proprio per questo motivo, ho deciso di scrivere questo post, appunto per illustrare le diverse tecnologie per lo sfruttamento dell’energia solare, sempre mantenendo un profilo divulgativo e senza entrare troppo in dettagli che potrebbero risultare noiosi. Ovviamente, chi poi vorra’ avere informazioni aggiuntive, potra’ contattarmi oppure cercare in rete la vastissima bibliografia che molto facilmente potete reperire su questi argomenti.

A questo punto, prima di tutto, vogliamo distinguere tre grandi categorie di pannelli, parlando di fotovoltaico, solare termico e solare termodinamico. Come vedremo, anche se possono sembrare simili, le tre soluzioni sono radicalmente differenti dal punto di vista tecnico-scientifico. Anche l’utilizzo e la diffusione di queste soluzioni risulta molto diversificata ed, in particolare, come vedremo, ad esempio il solare termodinamico e di piu’ recente introduzione e ancora in fase di importante sviluppo.

Pannello fotovoltaico

Elemento base di questo pannello e’ la cella fotovoltaica. La cella si presenta come una superficie nera o bluastra, ricoperta da un materiale semiconduttore, tra i quali il piu’ diffuso e’ certamente il silicio. Le celle standard prodotte a livello industriale hanno forme quadrate con lati da 4 o 6 pollici, anche se esitono esemplari piu’ piccoli utilizzati per alimentare calcolatrici e orologi.

Pannelli fotovoltaici in cui si vedono chiaramente le singole celle

Pannelli fotovoltaici in cui si vedono chiaramente le singole celle

Il principio di funzionamento della celle e’ appunto noto come “Effetto fotovoltaico”. Quando la luce incide sulla superficie della cella, questa si comporta come un generatore di corrente continua, sfruttando proprio le proprieta’ intrinseche del semiconduttore. Per ottenere una tensione maggiore, un certo numero di celle vengono connesse in serie per formare poi il pannello solare che tutti conosciamo.

Nel pannello fotovoltaico dunque, la radiazione solare viene convertita, attraverso il semiconduttore, direttamente in una corrente elettrica.

Purtroppo la connessione in serie implica una serie di problemi, come ad esempio la diminuzione di potenza del modulo se una o piu’ celle si trovano in ombra rispetto alle altre. In questo caso, e’ necessario assicurare una illuminazione uniforme di tutte le celle o in alternativa utilizzare moduli per l’inseguimento solare. Quest’ultima soluzione e’ utilizzata anche per migliorare l’esposizione in generale del pannello, consentendo a questo di ruotare offrendo sempre la propria area attiva in direzione del Sole. Come potete capire bene, l’utilizzo di motori per la rotazione implica ovviamente anche un consumo di energia, per cui e’ sempre necessario trovare un buon compromesso in queste soluzioni.

Poiche’, come detto, le celle si comportano come generatori di corrente, i pannelli devono poi essere collegati ad un inverter il cui compito e’ appunto quello di trasformare la tensione in alternata e quindi, poter immetere la produzione nella rete elettrica o anche per l’utilizzo nelle nostre abitazioni.

Ovviamente, come tutti sapete, il pannello fotovoltaico e’ quello maggiormente utilizzato ed e’ quello che viene utilizzato anche per la costruzione dei campi fotovoltaici, visibili in diverse zone, e che vengono costruiti appunto per la produzione e vendita dell’energia elettrica.

Solare Termico

Questo tipo di impianti viene utilizzato per catturare l’energia solare, immagazzinarla ed utilizzarla per scopi diversi. Tra questi, quelli maggiormente diffusi sono quelli per la produzione di acqua calda sanitaria, cioe’ per la produzione di acqua calda da utilizzare in casa. Come potete facimemte capire, in questo caso, questi impianti lavorano in sostituzione o di concerto con la caldaia che invece utilizza gas naturale.

Impianto solare termico domestico per acqua calda sanitaria

Impianto solare termico domestico per acqua calda sanitaria

I pannelli termici possono essere di vari tipi, anche se i piu’ diffusi sono costituiti da una lastra di rame, percorsa da una serpentina, e verniciata di nero. L’intero pannello e’ poi coperto da una lastra di vetro.

In questo caso, molto spesso si possono vedere sui tetti delle abitazioni dei pannelli in cui nella parte alta sono facilmente distinguibili serbatoi d’acqua. In questa soluzione, l’energia solare catturata viene utilizzata immediatamente per riscaldare appunto il fluido ed utilizzarlo nell’abitazione. Solo per completezza, ci sono diverse tipologie di impianti che vengono distinte in base alle temperature di esercizio e che possono variare tra 120 gradi (bassa temperatura) fino anche a 1000 gradi (alta temperatura) quando utilizzati in impianti industriali.

Solare Termodinamico

In questo caso, il principio di funzionamento e’ del tutto simile a quello termico, ma con l’aggiunta di un ciclo termodinamico detto ciclo Rankine. I pannelli solari termodinamici hanno forme paraboliche per poter concentrare la radiazione solare e proprio per questo sono anche detti impianti a concentrazione.

A differenza degli impianti termici domestici, nel solare termodinamico l’energia termica accumulata viene utilizzata attraverso una turbina a vapore o anche un alternatore per produrre energia elettrica. Inoltre, l’energia termica puo’ essere accumulata in modo da essere sfruttata anche durante la notte o in condizioni di cielo nuvoloso garantendo in questo modo una produzione costante e non intermittente come avviene nelle soluzioni precedentemente viste.

Impianto solare termodinamico con pannelli a concentrazione

Impianto solare termodinamico con pannelli a concentrazione

L’immagazzinamento dell’energia termica avviene mediante un fluido termovettore adatto appunto ad immagazzinare e trasportare il calore nel punto di conversione in energia elettrica. Nella prima generazione di impianti termodinamici, veniva utilizzato come fluido un olio diatermico, questo e’ stato poi sostituito con una miscela di sali fusi, molto piu’ efficienti ed in gradi di trattenere per tempi piu’ lunghi il calore. Proprio il fluido termovettore e’ quello che garantisce la produzione di energia durante la notte. Il calore accumulato dal fluido durante l’esposizione al sole, rimane immagazzinato per diverse ore, in alcuni casi anche giorni, garantendo in questo modo una produzione costante.

Come visto nell’articolo precedente, proprio questo genere di pannelli, grazie al principio fisico che sfruttano, possono anche essere utilizzati in condizioni estreme, come ad esempio il deserto del Sahara. Ad oggi pero’, il costo dell’energia prodotta con questi sistemi e’ ancora 5-6 volte maggiore rispetto a quello di altre soluzioni percorribili. Il motivo di questo e’ da ricercarsi nella relativa giovane eta’ di questa tecnologia e soprattutto nella mancanza ancora di una produzione industriale massiccia di questi pannelli. In questo senso, la ricerca, soprattutto nella migliore concentrazione solare e nel piu’ vantaggioso fluido da utilizzare, sta andando avanti molto velocemente. Questo ci spinge a pensare che nel giro di pochi anni questa diverra’ una tecnologia sfruttabile a pieno e da cui si potranno avere buone produzioni energetiche anche in diverse parti del mondo.

Concludendo, come abbiamo visto, non possiamo parlare semplicemente di pannelli confondendo soluzioni radicalmente diverse tra loro. I principi tecnico-scientifici alla base di ciascuna soluzione sono radicalmente diversi, anche dal punto di vista dell’utilizzo. A livello di ricerca, il solare termodinamico sta portando importanti risultati e molto probabilmente, nel giro di pochi anni, questa soluzione potra’ avere costi piu’ contenuti e dunque una maggiore diffusione su scala mondiale.

 

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

Il 2012 e la profezia Hopi

16 Dic

Prima di discutere l’argomento di questo post, vorrei fare una riflessione sul 2012 insieme a voi.

Di date previste per la fine del mondo, tutti noi ne abbiamo sentite tantissime. Anche i piu’ giovani, ricorderanno ad esempio quella del 1 gennaio 2000 e del “Millenium Bug”. Di esempi di questo tipo, ce ne sono quanti vogliamo. Wikipedia riporta un riassunto delle principali in questa pagina:

Wikipedia, date fine del mondo

Ora, in tutte queste occasioni, un singolo evento o un singolo profeta, parlava di fine del mondo per un qualche motivo.

Cosa cambia rispetto al 2012? Perche’ la data del 21/12 riscuote tanto successo?

Come detto tante volte anche in queste pagine, il 2012 appare diverso perche’ rappresenta la prima data per la fine del mondo nell’era del web 2.0. Rispetto al 2000, la rete internet e’ cresciuta esponenzialmente. Ormai, quasi chiunque dispone di una connessione veloce e utilizza internet come principale mezzo di informazione.

Cosa comporta questo? Semplicemente che le informazioni, vere o false che siano, viaggiano ad una velocita’ elevatissima rimbalzando da una parte all’altra del globo.

Quando scriviamo qualcosa in rete, dobbiamo essere consapevoli del fatto che da ogni parte del mondo quanto scritto puo’ essere letto. Su questo punto in particolare dovrebbero riflettere i tanti siti catastrofisti di cui parliamo tutti i giorni.

Tornando sul 2012, molti siti e forum fanno valere il principio della “confusione”.

Perche’ dunque il 2012 e’ diverso dalle altre date?

Semplicemente perche’ non c’e’ una singola profezia o un singolo evento atteso per il 21/12. Come abbiamo visto, ci sono decine di eventi attesi sugli argomenti piu’ disparati. La profezia principale e’ ovviamente quella della fine del lungo computo Maya, come visto in questi post:

2012? No, volevamo dire 2116 …

Scoperto in Guatemala il piu’ antico calendario Maya

Nuova conferma Maya al 2012

Nuovo ritrovamento conferma il 21 Dicembre

Perche’ il mondo dovrebbe finire?

ma, come si legge in rete, l’antico popolo sud Americano non sarebbe il solo ad aver parlato di 21 Dicembre 2012.

Di fronte a tutte queste profezie e a tutti questi eventi attesi, anche i piu’ scettici fanno una considerazione: “possibile che tutte le profezie siano false? Possibile che nessuno degli eventi profetizzati possa accadere?”

hopi_mother

Come abbiamo visto negli articoli pubblicati, nessuno di questi eventi accadra’ il 21 Dicembre. O meglio, nessun evento accadra’ perche’ e’ il 21 Dicembre. Come sappiamo bene, la scienza non e’ in grado di prevedere terremoti. Se il 21 Dicembre, speriamo di no, ma ci dovesse essere un terremoto in una qualche parte del mondo, non ci sara’ assolutamente perche’ e’ il 21 Dicembre 2012.

Fatta questa doverosa premessa, vorrei parlarvi ora di un’altra profezia sul 2012. Oltre ai Maya, come potete leggere in rete, sembra che anche gli indiani Hopi abbiamo previsto la fine del mondo per il 21 Dicembre. In particolare, quest’altra conferma alla famosa data, viene molto pubblicizzata in rete in questi ultimi giorni.

Gli Hopi sono una tribu’ di nativi americani dell’Arizona, antichi abitanti delle grandi pianure della costa orientale degli Stati Uniti. Stando a quanto riportato in rete, anche i documenti di questo popolo confermerebbero la data del 21 Dicembre, non come fine del mondo, bensi’ come momento di transizione al V mondo. Questo passaggio sarebbe caratterizzato da grandi sconvolgimenti a livello mondiale, che sarebbero pero’ la premessa per un lungo periodo di pace e di armonia con la nostra Terra.

Gli Hopi parlano di una serie di eventi che anticiperebbero il passaggio al V mondo. In particolare, si parla di una speciale canzone che verrebbe ascoltata durante la cerimonia del Wuwuchim, cioe’ durante le celebrazioni fatte per l’inizio del nuovo anno Hopi. Stando a quanto riportato dai racconti indiani, questa canzone sarebbe stata ascoltata prima dell’inizio sia della prima che della seconda guerra mondiale. Dal momento che siamo qui a scrivere, non credo sia necessario dimostrare che la fine del mondo non e’ arrivata.

Oltre a questo, gli Hopi parlano di altri eventi importanti che anticiperebbero l’ingresso al V mondo. La fine arrivera’ “quando la gente volera’ nei cieli cercando di raggiungere le stelle, quando il Sole verra’ oscurato e gli Hopi entreranno nella casa di Mica”. Cosa significa questo? Sempre secondo gli indiani, questi tre eventi si sarebbero gia’ manifestati. La gente che vola verso le stelle e’ vista come la conquista dello spazio, mentre l’oscuramento del Sole e l’ingresso nella casa di Mica sarebbero accaduti quando negli anni ’70 una delegazione di Hopi ha parlato al palazzo di vetro della Nazioni Unite riguardo all’avvelenamento del cielo per opera degli scarichi industriali.

Raffigurazione Hopi di Kachina Massau

Raffigurazione Hopi di Kachina Massau

Dunque, tutti questi eventi sarebbero accaduti, ma ne mancherebbe un altro ben piu’ importante: l’apparizione in cielo della stella “Blu Kachina”.

Secondo la legenda, quando in cielo apparira’ la stella blu, rappresentante Kachina Massau uno dei grandi maestri secondo gli Hopi, allora iniziera’ la transizione verso il quinto mondo.

Questa e’ la vera profezia degli Hopi. Vi dico questo perche’ in rete circolano diverse versioni che parlando di comparsa di animali deformi, bufali bianchi, ecc. Si tratta di interpretazioni distorte non facenti parte della cultura Hopi.

Ora, cosa possiamo dire su questa Blu Kachina?

Anche su questa apparizione ci sono diverse versioni. Per creare la connessione con il 2012, in rete si parla di questo corpo nuovamente come Nibiru. Secondo altri, la Blu Kachina sarebbe invece un asteroide di grandi dimensioni in rotta di collisione con la Terra. Di questi argomenti, abbiamo parlato diverse volte su questo blog, mostrando la totale infondatezza di ipotesi di questo tipo, soprattutto per il 2012.

Gia’ questo dovrebbe far capire che in realta’, la connessione tra la profezia Hopi e quella Maya e’ stata costruita mediaticamente e nulla ha a che fare con la storiografia di questi popoli.

Inoltre, gia’ in passato si sono proposte teorie sulla fine del mondo, parlando di Blu Kachina e della profezia Hopi.

Secondo alcuni, l’apparizione di questo corpo era rappresentato dal passaggio della cometa di Halley nel 1986 o di Hale-Bopp nel 1997. In particolare, su questo ultimo punto, vi riporto un articolo del tempo con la connessione alla profezia Hopi:

1997, Hale-Bopp e Blu Kachina

Come vedete, si tratta di teorie vecchie, gia’ piu’ volte annunciate e poi smentite. La cosa piu’ importante da capire e’ la totale estraneita’ tra la profezia Maya e quella Hopi.

Ora, dal momento che di Nibiru non si hanno tracce e che nessuna fine del mondo e’ arrivata dopo il passaggio di Halley e Hale-Bopp, pensate sia finita cosi’?

Assolutamente no. C’e’ gia’ chi parla di future evidenze per la Blu Kachina, ipotizzando nuove date per la fine del mondo. Secondo alcuni, la profezia Hopi verra’ realizzata nel Dicembre 2013 al passaggio della cometa Ison. Di questo corpo abbiamo parlato in questo post:

E se ci salvassimo?

Secondo altri invece Kachina sarebbe invece rappresentato dalla cometa Elenin, di cui abbiamo parlato qui:

Nibiru e’ monitorato dall’osservatorio di Arecibo?

In particolare, sulla Elenin, suggerirei ai tanti siti che ne parlano, di informarsi un po’ meglio. La Elenin e’ gia’ passata nel Settembre 2011 e si e’ schiantata sul Sole. Va bene essere catastrofisti, ma almeno informatevi!

Riassumendo, non c’e’ nessuna connessione tra la profezia Hopi e quella Maya. Come abbiamo visto, anche per quanto riguarda Blu Kachina, piu’ volte se ne e’ parlato in passato e gia’ se ne parla per il futuro. Preparatevi dunque per il 2013 al passaggio della Ison. Purtroppo ci sara’ sempre una profezia o una fine del mondo attesa per una qualsiasi data.

Per un’analisi scientifica delle profezie sul 2012, ma soprattutto per imparare a distinguere tra le tante notizie false che troviamo in rete, non perdete in libreria ”Psicosi 2012. Le risposte della scienza”.