mercoledì 23 aprile 2014

#astroZEROlogia

AGGIORNAMENTO 24 DICEMBRE 2014: La petizione, come descritto qua sotto, é stata chiusa. Abbiamo raggiunto 4429 firmatari: un Grazie enorme a tutti voi!

(Post originale del 23 Aprile 2014)
Da oggi parte una petizione qui su Quantizzando: eliminare l'astrologia dalla RAI.
Tutti i dettagli sono qui sul sito change.org il quale ospita la nostra petizione.
Come potrete vedere l'obiettivo è di 500 mila firme, molto ma molto ambizioso. D'altronde solo con la voce grossa e con una petizione ampiamente condivisa si possono fare dei cambiamenti. La petizione è attiva fino al 23 Dicembre 2014.
Come ho già detto ci sono parecchi dettagli nel link alla petizione ma se avete ancora qualche dubbio ecco due post di questo blog in cui abbiamo parlato (male) dell'astrologia.
Come potete vedere è una questione molto importante per questo blog. Avanti con le vostre firme qualora voi vogliate appoggiare questa petizione.
La scienza buona conta su di noi.

martedì 22 aprile 2014

Ancora sulle onde gravitazionali

Un mese circa fa abbiamo parlato della possibile scoperta, alquanto sensazionale qualora fosse confermata, riguardo le onde gravitazionali primordiali che confermerebbero la teoria dell'inflazione.
Ma le onde gravitazionali non sono solo primordiali. Secondo la teoria della Relatività Generale di Einstein dovremmo essere in grado di osservare tali onde anche provenienti da sistemi fisici presenti nell'universo attuale.
Ma facciamo un passo indietro.
Nel 1974 Joseph Taylor e Russell Hulse trovarono una coppia di stelle di neutroni (che sono stelle che si originano dopo l'esplosione di una supernova) nella nostra galassia. Una delle due stelle del sistema è una pulsar, ovvero una stella che invia impulsi di onde radio regolari. Sulla Terra siamo in grado di misurare questi impulsi con un'ottima precisione. Dunque, dopo parecchi anni (circa venti) passati ad osservare l'intervallo di tempo tra due impulsi si è trovato un ritardo in questo intervallo che indica una perdita di energia del sistema. Incredibilmente, questa energia persa dal sistema è esattamente dello stesso valore previsto dall'emissione di onde gravitazionali secondo la Relatività Generale.
Possono crearsi eventi ancora più energetici: per esempio le due stelle di neutroni potrebbero perdere energia emettendo onde gravitazionali e alla fine potrebbero collidere generando una formidabile esplosione.

E quindi?
Bisogna misurare queste onde. Sarebbe una conferma micidiale della teoria di Einstein! Come facciamo a misurare queste onde? Ci vuole un attrezzo chiamato interferometro. Come funziona?
Intanto vediamo un'immagine. Un interferometro è più o meno una cosa fatta così:

L'interferometro di LIGO

In particolare, nell'immagine di sopra, è rappresentato proprio schematicamente l'interferometro di LIGO (si pronuncia "laigo" e l'acronimo sta per Laser Inteferometer Gravitational-wave Observatory) che è un osservatorio costruito proprio per rivelare le onde gravitazionali (ne parleremo tra poco).
Dunque, quello che un inteferometro fa è sparare un raggio laser e poi dividerlo in due parti lungo due bracci di uguale lunghezza. Alla fine dei bracci vi sono degli specchi che riflettono i due raggi laser. Se non accade nulla di strano, i due raggi laser vanno verso il rivelatore senza alcun ritardo di arrivo tra loro. Se per qualche motivo i due bracci cambiano la loro lunghezza, allora uno dei due raggi arriverà prima dell'altro. Questo è il punto.

Più o meno ecco cosa accade quando un'onda gravitazionale
ci attraversa (effetto grandemente esagerato ovviamente!)

Infatti un'onda gravitazionale è una distorsione della struttura dello spazio tempo. L'effetto osservato dalla Terra è una distorsione delle lunghezze che va proprio a modificare la lunghezza dei bracci dell'interferometro. Dunque, potenzialmente abbiamo lo strumento perfetto per misurare le onde gravitazionali.

Sono tre gli interferometri di LIGO: due nei pressi di Richland nello stato di Washington, USA e uno nei pressi di Linvingston, Louisiana, USA.

Una foto di uno degli osservatori LIGO.

Trovato qualcosa finora? Ancora niente. Per darvi un'idea della difficoltà, sappiate che gli interferometri hanno bracci lunghi alcuni chilometri (e questo può darvi anche un'idea del costo elevato del rivelatore); inoltre, le distorsioni che si dovrebbero misurare dovute all'effetto delle onde gravitazionali sono dell'ordine del miliardesimo di miliardesimo di metro! Insomma la sfida è importante, come potete capire.

Perché questo post se lo stato della faccenda è parecchio complicata? Per due semplici motivi.
Primo motivo: è cosa buona e giusta avere un minimo di aggiornamenti su queste cose. Del tipo: se dovessero misurare e scoprire dunque queste onde gravitazionali in questo modo così diretto allora voi già saprete di cosa si starà parlando e sarete abbastanza soddisfatti!
Secondo motivo: da casa vostra potete partecipare all'analisi dei dati di LIGO! Questa è davvero una cosa grandiosa. Come fare? Si tratta di andare sulla home page del progetto Einstein@Home e scaricare il software necessario per far sì che il vostro computer si colleghi alla rete di LIGO per analizzare i dati. Tranquilli perché BOINC (questo il nome del software) utilizza solo il tempo di inattività del vostro computer (quello durante cui siete in bagno o a prendere il caffé e lasciate il vostro computer acceso, per intenderci).

Dunque anche voi potete fare della buona scienza e aiutare a scoprire le onde gravitazionali. Anche io ho messo a disposizione il mio computer sperando un giorno di sentire la notizia che queste onde gravitazionali sono state rivelate. Grandi tempi per fare della scienza!



domenica 20 aprile 2014

La scoperta dell'acqua calda

Parecchie generazioni che ci hanno preceduto hanno ben pensato di scrutare il cielo. Alla ricerca di segni, indicazioni, magari sfruttarne la periodicità degli eventi. Qualcuno si era anche chiesto come fosse fatto l'universo, cercando di capire chi girasse intorno a chi.
Potrebbe generarsi una sottile ilarità nel ripercorrere i vari modelli proposti nei secoli ma quelle persone, con i limiti imposti dalla loro epoca culturale in cui hanno vissuto, vanno ammirate. Non solo perché si sono posti il problema. Anche perché certe volte ci sono andati vicini.
Il punto é che al giorno d'oggi, in realtà, sappiamo infinitamente di più di quanto fosse disponibile alla conoscenza degli antichi popoli.
Per certi versi possiamo dire che c'é un mare di informazioni riguardo il nostro universo che sono completamente gratuite per la nostra generazione. Ovvero sono conoscenze acquisite e consolidate nel corso dei secoli. Sono sicuro che i Greci avrebbero pagato tutto il denaro in loro possesso pur di accedere alla conoscenza di cui disponiamo oggi.
Però, e purtroppo lo dico con una punta di rammarico, non sembra essere ciò che la nostra generazione sia disposta a fare. Anzi.
 
Proprio perché si tratta di conoscenze acquisite sembra che non sia dovuto occuparsi di certe questioni astronomiche che possono sbrigativamente essere catalogate con l'etichetta della "scoperta dell'acqua calda", come da titolo. Ma ad una analisi poco più approfondita si scopre che in realtà alcuni concetti apparentemente scontati non sono del tutto acquisiti dalla maggioranza delle persone. Sembra che debba essere solo una piccola elite di persone a conoscere e ad accedere ad alcuni segreti dell'universo.
Le scuse sono diverse: dalla matematica troppo complicata alla mancanza di tempo passando per il "tanto a me che mi cambia".
Così nacquero i divulgatori, per riavvicinare le persone ad un qualcosa di molto naturale che hanno dimenticato a fare: domandarsi com'è fatto l'universo. Ma non basta.
Non basta perché il pubblico generale alla fine si illumina solo quando si parla di buchi neri e Big Bang e soprattutto per questioni filosofiche-religiose che non hanno niente a che vedere con la scienza come ben sanno i fisici che si occupano davvero di buchi neri e Big Bang.
Non solo.

Un bel giorno gli scienziati scoprono un pianeta simile alla Terra che potrebbe ospitare la vita. Ripeto, potrebbe.
Ma per la mente umana il potrebbe é un presente indicativo e nascono di nuovo questioni filosofiche.
Nessuno che si preoccupa di riconoscere alla scienza la pazienza nell'affrontare secoli (ripeto, secoli) in cui si pensava che ci fosse un unico mondo, in cui questo mondo era addirittura al centro dell'universo.
Ma la scienza sa essere paziente, come già detto. E allora invece di pensare agli alieni e ora di applaudire allo sforzo di uomini concreti che hanno saputo sviluppare tecniche in grado di ribaltare tutto. E quali sono quelle tecniche? Come abbiamo fatto? Sono quelle le cose da ricordare della scienza. Quelle cose che vengono date per scontate ma che invece hanno richiesto molti anni e l'ingegno di molte persone.
Alcune volte mi sembra che nei programmi di divulgazione sia obbligatorio parlare di buchi neri o Big Bang. Sembra sia proprio quello che lo spettatore voglia sentirsi dire, il motivo per cui guardare quel programma o andare a quella conferenza. Lo so cosa pensate: che i buchi neri e il Big Bang sono cose troppo affascinanti.
Io penso: essi sono il trucco per riuscire a carpire l'attenzione dei non addetti ai lavori. In fondo uno potrebbe assistere ad qualunque evento in cui si parla di buchi neri e non capire assolutamente nulla magari pensando che l'argomento sia troppo complicato per chi non ha una adeguata preparazione ma comunque assolutamente affascinante.
Come si formano le stelle, come si formano le galassie, come si muovono le stelle nelle galassie, come si scoprono i pianeti extra-solari, come funziona il Sole, come si misurano le distanze nell'universo? Ci sono tanti di quei problemi aperti in astrofisica e tante di quelle domande che attendono risposta!

Sia chiaro amici lettori di Quantizzando, non vi sto accusando di negligenza. Non é colpa vostra. La colpa é nostra che vi presentiamo le informazioni senza stuzzicare per bene la vostra sete di conoscenza.
La colpa é nostra che pensiamo che voi siate solo interessati ai buchi neri e al Big Bang. E la colpa é ancora nostra che non abbiamo capito che in realtà potremmo parlare di mille altri argomenti e avere ancora gente che segue i nostri blog.

Ma forse questa non é altro che un'altra scoperta dell'acqua calda, chissà.


mercoledì 16 aprile 2014

Una mappa (seria) del Sistema Solare

In scala. Lo ripeto, vi sto presentando una mappa del nostro Sistema Solare in scala. Ma a differenza delle altre mappe del Sistema Solare è davvero una mappa in scala.

In particolare la scala adottata è quella tale per cui la Luna rappresenta un pixel. E infatti il sito si chiama "Se la Luna fosse solamente un pixel".



Vi avviso: c'è parecchio spazio vuoto tra i pianeti. Ed è proprio questo il punto. Solitamente le mappe  mostrano le posizioni e le dimensioni dei pianeti. Ma questa è una mappa che mostra anche lo spazio che c'è tra i pianeti. E c'è un sacco di spazio tra i pianeti.

La mappa la trovate qui:
http://joshworth.com/dev/pixelspace/pixelspace_solarsystem.html

Personalmente adoro questa mappa. Potrebbe essere estremamente noiosa da "sfogliare" ma è una mappa fantastica se apprezzata.

Mostra davvero quanto siamo piccoli rispetto al nostro vicinato, cioè il Sistema Solare. Figurarsi rispetto all'intera Via Lattea! (Per non parlare del resto dell'universo)

Dovremmo abituarci a pensare che la maggior parte dello spazio del nostro Sistema Solare è soltanto spazio vuoto. Credo sia un ottimo esercizio mentale da fare assolutamente.


martedì 15 aprile 2014

Il lato per-niente-oscuro della Luna

Una cosa comune che sappiamo tutti sulla Luna, il nostro satellite naturale, è che mostra sempre la stessa faccia a noi sulla Terra. Perché avviene questo?
Iniziamo dalla fine: il tempo che la Luna impiega per compiere un giro su se stessa e il tempo che la Luna impiega per fare un giro intorno alla Terra. Non ci credete che se le cose stanno così allora vediamo sempre la stessa faccia della Luna?
Ebbene, allora non vi resta che guardare questo video che spiega chiaramente cosa accade all'orbita della Luna:



Bene, ma questa, in realtà, non è una spiegazione. Infatti si potrebbe pensare ad una straordinaria coincidenza numerica riguardo ai tempi impiegati dalla Luna. Ma non è così. C'è un meccanismo fisico specifico che spiega come si arrivi a tale apparente coincidenza.

Possiamo vederla così: avete una ruota che viene traslata orizzontalmente. Contemporaneamente la ruota sta rotolando su se stessa. Possiamo pensare che ci sia un nastro disposto orizzontalmente all'altezza del centro della ruota che permette alla nostra ruota di muoversi parallelamente al pavimento; inoltre supponiamo che tutta la nostra attrezzatura sia leggermente alzata da terra in maniera tale che la ruota possa rotolare senza subire gli effetti dell'attrito con il pavimento.

Immaginiamo che da una parte della ruota sia attaccato un peso. Man mano che la ruota trasla orizzontalmente, la sua rotazione man mano rallenta portando il lato della ruota su di cui è attaccato il peso in basso vicino al pavimento. Questo comporta che con il tempo la ruota smette di rotolare e inizia a mostrare sempre lo stesso lato al pavimento, cioè quello con il peso attaccato.

Vi ricordate delle maree sulla Terra? Ne avevamo parlato in questo post su Quantizzando.
Il punto è che anche sulla Luna agiscono le forze che provocano le maree. Certo, non ci sono gli oceani d'acqua, ma la Luna a causa di queste forze non è esattamente sferica.
Ripensando all'esempio di prima della ruota e considerando che abbiamo un moto circolare ora (la Luna ha un'orbita pressoché circolare attorno alla Terra), possiamo pensare che la ruota sia la Luna, il moto traslatorio orizzontale sia in realtà il moto circolare della Luna attorno alla Terra e il peso attaccato sia una rappresentazione del fatto che la parte di Luna che guarda la Terra senta una forza gravitazionale da parte della Terra più forte di quella che sente l'altro lato.

Ora dobbiamo pensare che milioni, miliardi di anni fa la Luna ruotava in poco tempo su se stessa: successivamente, a causa dello stesso meccanismo che rallenta la ruota nel nostro esempio di prima, pian piano la Luna ha rallentato il tempo che impiegava a fare un giro su se stessa finché, ad un certo punto si ebbe quello che osserviamo adesso, ovvero che l'orbita lunare è sincronizzata (tempo per fare un giro attorno alla Terra uguale al tempo per fare un giro intorno a se stessa).

Quindi se qualcuno vi chiede perché la Luna mostra sempre la stessa faccia la risposta non é "perché impiega lo stesso tempo a girare su se stessa e attorno alla Terra". Ovvero, questa non è la risposta più esatta possibile. In realtà la risposta è, ancora una volta la forza di gravità (le maree, in particolare) il cui effetto finale è appunto quello di sincronizzare l'orbita.

E allora vediamola una foto dell'altra faccia della Luna!




Bella? 
Ovviamente l'altra faccia della Luna non è buia dato che il nostro satellite ruota su se stesso e quindi viene illuminato dal Sole in tutte le sue parti periodicamente. Non ci credete? Pensate alle eclissi di Sole in cui la Luna mostra a noi la sua solita faccia mentre l'altra è totalmente illuminata dal Sole.

Quindi, dal punto di vista astronomico, non è proprio corretto dire il lato oscuro della Luna in quanto di oscuro non vi è proprio nulla. 
L'espressione "il lato oscuro della Luna" viene da un celebre e magnifico disco dei Pink Floyd chiamato appunto "The Dark Side of the Moon" che tra l'altro ha una cover a dir poco memorabile se non indimenticabile:




Tra l'altro è una cover abbastanza scientifica, non trovate?

Bene, e ora tutti al telescopio per osservare la solita faccia della Luna!



sabato 12 aprile 2014

Illusioni ottiche

Volevo proprio scrivere un post sulle illusioni ottiche ma poi ci ho ripensato dato che ho trovato un fantastico canale su YouTube, +brusspup che mostra parecchie illusioni ottiche che, detto sinceramente, fanno davvero uscire fuori di senno!

Beh, che dire: buona visione ma...non illudetevi!










mercoledì 9 aprile 2014

Un diagramma di stelle

Dovete sapere (sempre che non lo sappiate già) che esiste un diagramma chiamato diagramma di Hertzsprung-Russell (che sono gli astronomi che lo hanno concepito). Questo diagramma viene usato per studiare le stelle. Meglio, viene usato per studiare le popolazioni stellari.  Si tratta, detto in parole povere, di un grafico che mostra sull'asse orizzontale la temperatura delle stelle e sull'asse verticale la loro luminosità. La cosa davvero fantastica è che c'è tutta una teoria che spiega perché e dove le stelle si posizionano in questo diagramma. Tale teoria è la teoria dell'evoluzione stellare.
Prima di spiegare brevemente cosa ci dice il diagramma H-R e perché è importante che ce lo dica, ecco un'immagine di un diagramma-tipo con qualche spiegazione:


Dunque, prima di tutto: le stelle più massive e calde sono nell'angolo in alto a sinistra mentre le meno massive e più "fredde" sono in basso a destra. La relazione tra colore e temperatura delle stelle è un qualcosa che abbiamo già raccontato nel padre di tutti i post sulle stelle qui su Quantizzando.
Possiamo notare dal diagramma H-R diverse regioni. La principale è, appunto, la sequenza principale ("main sequence"). Ovviamente non è un luogo fisico reale. Quando dico che una stella si trova in un punto del diagramma H-R vuol dire che la stella ha una certa temperatura e una certa luminosità. E se dico che una stella passa la maggior parte della sua vita sulla sequenza principale vuol dire che per la maggior parte del tempo una stella si trova nelle stesse condizioni di temperatura e luminosità. Per inciso, il nostro Sole è ancora sulla sequenza principale e ci rimarrà probabilmente per qualche altro miliardo di anni. Se vogliamo essere più specifici, la fase di sequenza principale è la fase in cui nel nucleo stellare viene bruciato l'idrogeno e convertito in elio. Siccome c'è un sacco di idrogeno questa fase è molto lenta.

Una volta esaurito l'idrogeno la stella si "muove" (ma ricordate che "muoversi nel diagramma H-R" vuol dire cambiare temperatura e luminosità, non muoversi realmente!) dalla sequenza principale verso altre regioni del diagramma che corrispondono a diverse combinazioni di temperatura e luminosità e che, come già detto, raccontano la storia dell'evoluzione di una stella dalla nascita alla morte.

Una caratteristica importante (tra le tante) che vorrei raccontarvi riguardo il diagramma H-R è la seguente. Immaginate di avere un gruppo di stelle, per esempio un ammasso globulare come questo:


Come è fatto il diagramma H-R di questo tipo di ammasso di stelle? Ecco un esempio:




Cosa notate? Praticamente c'è solo metà della sequenza principale, in particolare la parte "in basso a destra", quella delle stelle poco luminose e fredde. E piccole. Cosa possiamo dire sul nostro ammasso globulare? Possiamo dire che è formato da stelle vecchie con un'età di una decina di miliardi di anni. Come facciamo a dirlo? Perché possiamo fare dei modelli di popolazioni stellari che hanno varie differenti età e poi confrontarli con le osservazioni. Va bene, ma perché le stelle più grandi vivono di meno? Perché, proprio perché sono più massive, per mantenere l'equilibrio per contrastare la grande forza di gravità che tende a far collassare la stella per effetto del proprio grande peso è necessaria una grande pressione di radiazione (cioè parecchi fotoni). E i fotoni vengono prodotti nel nucleo durante le reazioni nucleari che trasformano l'idrogeno in elio (4 atomi di idrogeno in un atomo di elio). Dunque la "benzina", cioè l'idrogeno, viene bruciato ad un ritmo elevatissimo e questo non fa altro che accorciare la vita di una stella massiva (che però rimane sempre una vita, come dire, "stellare"!).

Quindi più è corta la sequenza principale più è vecchia la popolazione stellare. E questa è solo una delle tante cose che si possono imparare con il diagramma H-R!

Ma ora non voglio annoiarvi con una lezione di astrofisica; magari in futuro ci ritorneremo su questo blog. Voglio lasciarvi con l'immagine che ha ispirato questo post, la quale c'entra con il diagramma H-R ma non c'entra tanto con le stelle. Cosa succede se prendiamo gli astronomi e li mettiamo su un diagramma in cui sull'asse orizzontale mettiamo gli articoli scientifici pubblicati e sull'asse verticale un indicatore della loro fama (per esempio il numero di risultati ottenuti digitando il loro nome su Google)? Questa cosa è stata fatta su Astronomy Blog. E il risultato è il seguente:


Abbiamo un diagramma H-R! Spettacolare. 
Vi lascio dare uno sguardo con calma ai nomi evidenziati sul diagramma degli astronomi. Potete anche provare a cercare tali nomi su Google per vedere cosa viene fuori.  Questo diagramma era troppo divertente per non farci un post sopra e inoltre troppo d'ispirazione per un post su qualcosa di prettamente astrofisico come il diagramma H-R.  Ora sapete che le stelle spendono una vita noiosa sulla sequenza principale del diagramma H-R. Una vita brillante (certo!) ma noiosa.