La curiosità del mese a cura di Tomaso Belloni È da poco passato il Natale, che come si sa cade ogni anno il 25 dicembre.La scelta del 25 dicembre, fatta dopo l’anno 200 d.c., è sicuramente stata influenzata dal fatto che il 25 dicembre era il giorno del solstizio di inverno nel calendario romano.Il solstizio di inverno però, dal punto di vista astronomico, non cade il 25 dicembre e non cade nemmeno lo stesso giorno ogni anno.Nel 2017 è stato il 21 dicembre alle 17:28 ora italiana.Nel 2018 sarà il 21 dicembre alle 23:23.Per capirne il motivo dobbiamo parlare di cosa sia un solstizio (e un equinozio). La Terra orbita intorno al Sole con un periodo di circa 365.25 giorni e ruota su se stessa ogni 23 ore 56 minuti e 4.1 secondi (24 ore è il periodo di rotazione apparente del sole intorno alla terra).L’asse intorno a cui ruota è inclinato rispetto al piano dell’orbita intorno al sole di circa 23.44 gradi.Se l’inclinazione dell’asse fosse zero, su tutto il pianeta il giorno e la notte durerebbero esattamente 12 ore ciascuno e non ci sarebbero le stagioni. Essendo l’asse inclinato e puntato sempre nella stessa direzione (a parte la sua precessione, ma questo è un effetto molto lento), ci saranno due momenti in un anno in cui è “puntato” in direzione del sole : uno in cui punta la sua parte a Nord e uno in cui punta quella a Sud. Il nostro (dove “noi” siamo gli abitanti dell’emisfero nord) solstizio d’estate è quando punta la sua parte a nord, il solstizio d’inverno è l’altro.Ovviamente nell’emisfero sud i solstizi si invertono.Il giorno del solstizio invernale la durata del dì è minima, il giorno del solstizio estivo è massima (fanno eccezione le regioni polari, dove per un periodo che può andare da qualche giorno a sei mesi a seconda della latitudine il dì, o la notte, dura 24 ore).Gli equinozi di primavera e autunno sono quando l’asse terrestre punta a novanta gradi dal sole. In quei giorni il dì e la notte […]
La curiosità del mese a cura di Gabriele Ghisellini Si parla del piacere intellettuale, cosa avete capito …Ma poi, siete sicuri che ci sia una qualche differenza tra piacere fisico e piacere intellettuale?Il piacere lo sente il cervello, e tutto il piacere ha la stessa origine!Secondo me ci sono fondamentalmente 4 livelli di piacere. Cominciamo dal primo livello. Questo lo abbiamo provato tutti, e continuiamo a provarlo. State leggendo una cosa, e non la capite. Però non potete saltarla, perchè siete degli studenti e domani vi interrogano su quella cosa, oppure domani dovete andare in ufficio e spiegare proprio quella cosa ai vostri colleghi di lavoro.Quindi la rileggete, cercate informazioni da altre parti, ci pensate su. Niente. Non mollate, rileggete, ripensate, ritentate di capire. Alla fine, un barlume. Una sensazione di leggera scarica elettrica, ma non siete sicuri, rifate il ragionamento che vi sembra finalmente giusto, sì ci siete, inconsciamente fate dei check: da qualche parte del cervello emergono dei controesempi, ma no, l’idea tiene, vi sembra proprio di aver capito. Grande soddisfazione, esaltazione, quasi. Piacere. E più avete fatto fatica e più piacere sentite, non è vero? Secondo livello. Un conto è capire una cosa che è stata ideata, scoperta, inventata da altri, un altro conto è scoprire noi una cosa.Qualsiasi cosa su qualsiasi argomento, ma che non è mai stata pensata (o quantomeno scritta o divulgata) da altri.Siete la prima persona al mondo e nella storia a pensare una cosa nuova, ad avere una idea nuova. Il vostro cervello inconscio scandaglia nella vostra memoria per scoprire se l’idea è veramente vostra o se per caso l’avete già sentita, già letta in qualche articolo. Tutto ciò mentre, per esempio, state discutendo con qualcuno, e sentite quasi un pizzicorino quando l’idea nuova, o meglio, l’idea nuova ancora in forma fetale, si affaccia alla vostra mente, proprio mentre state parlando. Succede tutto insieme. Dopo qualche secondo avete già elaborato la versione […]
La curiosità del mese a cura di Tomaso Belloni È di questi giorni la notizia della prima rivelazione di un evento cosmico sia tramite radiazione elettromagnetica che tramite onde gravitazionali. Si tratta del primo caso osservato (e “sentito”) di “fusione” di due stelle di neutroni. Di questo, delle sue implicazioni e dei risultati ad esso connessi parleremo più avanti.In questa “curiosità” vorrei riallacciarmi a quella pubblicata nel giugno del 2009 (“Quanto manca alla fine del mondo?“), che a distanza di più di otto anni mi permette di affermare “lo sapevo!”Le onde gravitazionali sono difficili da osservare.Essendo molto deboli per rivelarle sono necessari eventi molto energetici e relativamente rari, come lo scontro di due oggetti compatti.Essendo però rari, sono quasi sempre molto distanti e quindi più difficili da osservare.Nel caso in questione, chiamato GW170817 (dalla data dell’evento), il caso ha voluto che la distanza non fosse enorme: la galassia NGC 4993 da cui abbiamo visto provenire il segnale dista soli 130 milioni di anni luce (per dare l’idea, la prima rivelazione di onde gravitazionali, GW150914, proveniva da una distanza dieci volte superiore).Ma sto divagando (è un argomento di cui si può parlare molto a lungo).Il punto è che un’evidenza indiretta del fatto che due stelle di neutroni in orbita una intorno all’altra emettono onde gravitazionali secondo quanto predetto dalla Relatività Generale ce l’avevamo già.Sì perchè noi di oggetti così ne conosciamo.Il primo è stato la pulsar PSR B1913+16, scoperta nel 1974 da Joseph A. Taylor e Russell A. Hulse, per cui hanno ricevuto il premio Nobel per la Fisica nel 1993.Una pulsar non è solo una stella di neutroni, è anche un orologio molto preciso e con questo si possono misurare con grande precisione i parametri dell’orbita, che si vede ridursi: le due stelle di neutroni stanno lentamente scendendo a spirale una verso l’altra e lo fanno precisamente (entro lo 0.2%) nella quantità predetta dalla perdita di energia sotto forma di onde gravitazionali. Queste arrivano a terra con una intensità troppo debole per poter essere […]
La curiosità del mese a cura di Gabriele Ghisellini Siamo fortunati a vivere in questo periodo. Negli ultimi 10 anni siamo stati testimoni di scoperte fantastiche in astrofisica.Qui provo a fare una classifica personale, ma mi piacerebbe sapere cosa ne pensate voi, attraverso Facebook.Mi limito alle prime 5 secondo il mio giudizio, in ordine inverso … Al quinto posto metterei la scoperta più recente: il buco nero al centro della Via Lattea ha un fratello minore.Con una massa di centomila soli, a confronto dei 4 milioni del fratello più grande.Si trova a circa 200 anni luce dal centro della Via Lattea, dove c’è il fratello maggiore. Essendo nero, questo buco non emette luce, e quindi non l’abbiamo “visto”, ma ne supponiamo l’esistenza attraverso gli effetti che la sua grande gravità produce nelle nubi molecolari che lo circondano.Sono state proprio le velocità di queste nubi, misurate di recente da un team di scienziati giapponesi, a suggerire la presenza di questo secondo buco nero massiccio.La notizia è fresca fresca: l’articolo di questa scoperta è stato pubblicato il 4 settembre 2017 da Nature Astronomy: https://www.nature.com/articles/s41550-017-0224-zVedi anche : http://scienze.fanpage.it/scoperto-il-primo-buco-nero-intermedio-e-vicino-a-sagittarius-a-nel-cuore-della-via-lattea/ Al quarto posto: i successi delle sonde interplanetarie.A metà settembre abbiamo tutti assistito al “suicidio” della sonda Cassini, fatta penetrare nell’atmosfera di Saturno fino a farla diventare una stella cadente.Partita circa 19 anni fa, ha avuto una vita lunga ed estremamente produttiva: la discesa della sonda-figlia Huygens sulla superficie di Titano, la scoperta dei geyser di Encelado, la misura dell’abbondanza della molecola di idrogeno sopra la superficie di Encelado, hanno aperto nuove prospettive.Sotto la superficie di questo satellite di Saturno può esistere acqua liquida e calda, anche se siamo lontanissimi dalla zona di abitabilità standard, quella regolata dalla distanza di un corpo celeste dalla sua stella.E come dimenticare la piccola sonda Phylae che si è staccata dalla sonda madre Rosetta e per la prima volta è atterrata su una cometa? Al terzo posto si colloca la scoperta dei Fast Radio Bursts (vedi le curiosità di Settembre 2017 – Elettrodomestici cosmologici? e di Settembre 2013 – Beep radio […]
La curiosità del mese a cura di Gabriele Ghisellini Non si può decidere a maggioranza se la relatività generale è giusta.Come ha detto bene Piero Angela, la velocità della luce non si fissa per alzata di mano.Se due scienziati hanno teorie diverse, non vince chi urla più forte. Né quello che ha più titoli. Se un giovane studente ha una opinione diversa da un premio Nobel, non ha ragione necessariamente il premio Nobel. Non ha necessariamente ragione neanche chi ha più esperienza, chi è più buono, chi ha dimostrato fino a quel momento di essere migliore.Né chi è più simpatico, chi si veste meglio, chi ci è più amico, chi è più rassicurante, chi è più telegenico, chi ha accumulato negli anni una grande autorevolezza.Certo, dobbiamo ascoltare le ragioni degli “esperti”, ma non è la loro esperienza che assicura la verità nella scienza.Nella scienza non c’è nessun principio di autorità. E non ci deve essere.Quando Einstein ha sconvolto il 1900 con le prime sue teorie rivoluzionarie (relatività e esistenza dei quanti) era un giovincello di 26 anni, escluso da quel mondo accademico a cui anelava. Oggi sarebbe un impiegato statale, magari alle poste. Laureato, sì, ma come ce ne sono tanti, alle poste …Quando de Broglie stava studiando per il suo dottorato, il suo relatore non sapeva che pesci pigliare: il suo dottorando voleva proporre che non solo le onde possono essere particelle, ma anche che le particelle potevano essere onde! Chiese aiuto ad Einstein che lo rassicurò. Ma de Broglie non aveva ragione solo perché anche Einstein era d’accordo con lui. Questo non basta, non è rilevante.E allora, come si fa a sapere se una teoria è valida? Badate bene, qui stiamo parlando di scienza, ma possiamo farci la stessa domanda guardando una trasmissione televisiva in cui due politici litigano. Come facciamo a stabilire chi ha ragione? Da quanta gente applaude uno o l’altro? No. E quando navighiamo in rete raccogliendo […]
La curiosità del mese a cura di Tomaso Belloni Nella curiosità di ottobre 2010 abbiamo parlato di come le pulsar vengano accelerate fino a rotazioni di centinaia di volte al secondo.Fino a una ventina d’anni fa fa questa era solo una teoria, ma da allora molte cose sono cambiate.La prima pulsar veloce è stata scoperta nel 1982. Vent’anni prima, con la nascita dell’astronomia X, era stato scoperto il primo sistema binario contenente una stella di neutroni che accresce materia da una compagna (anche se nel 1962 non si sapeva).Questi oggetti sono naturalmente i candidati per essere quelli in cui le pulsar vengono accelerate e mentre una stella di neutroni accresce non può funzionare il meccanismo di pulsar radio.Però la materia che accresce avrebbe dovuto portare alla rivelazione di una pulsazione in raggi X, come in sistemi di tipo diverso, ma nonostante osservazioni sempre più sensibili non si era mai visto niente dalla ventina di binarie scoperte dopo la prima. Era un problema.Questo fino al 1999, quando è stata scoperta la prima pulsar in un sistema binario in accrescimento del tipo giusto, con una rotazione di 401 giri al secondo.Da allora se ne sono scoperte una quindicina. Come mai prima no e adesso sì?Si tratta di sistemi di bassa luminosità, mentre quelli più noti sono sorgenti brillantissime.Evidentemente la presenza di un accrescimento molto forte, con molto gas in giro, non permette al segnale di uscire e raggiungerci (adesso conosciamo la rotazione anche di molte di queste, ma ne parleremo in una curiosità futura). Questo segnale di 401 rotazioni al secondo è stato scoperto con il satellite NASA RossiXTE in una sorgente debole e ritenuta poco interessante, scoperta qualche anno prima dal satellite italiano BeppoSAX. Attenzione a cosa si considera poco interessante … A questo punto la teoria regge piuttosto bene. Vediamo le pulsar veloci e vediamo anche i sistemi binari che sono loro progenitori.Quello che mancava però era di scoprire un sistema binario in transizione.Ovviamente il processo di trasformazione da accrescimento a pulsar radio è molto lento, ma ci sarà un regime in […]
La curiosità del mese a cura di Gabriele Ghisellini In questa curiosità del mese proponiamo un’intervista a Lord Martin Rees, secondo me (e secondo molti altri) il più grande astrofisico vivente.L’intervista è stata fatta da Matt Warren, ed è riportata integralmente, in inglese, al sito:http://www.cam.ac.uk/research/discussion/opinion-aliens-very-strange-universes-and-brexit-martin-rees#disqus_threadQui ne traduco alcune parti. Sullo Spazio “Quanto è grande l’Universo… ed è il solo che esiste?“I nostri orizzonti cosmici sono cresciuti enormemente durante il secolo scorso, ma c’è un limite alla dimensione dell’Universo osservabile, che contiene tutte le cose che hanno emesso della luce che è stata capace di raggiungerci dal momento del Big Bang, circa 14 miliardi di anni fa.Ora si sta cominciando a capire che l’Universo osservabile non esaurisce l’intera realtà.C’è dell’altro oltre l’orizzone, proprio come c’è dell’altro oltre l’orizzonte che vediamo guardando l’oceano a bordo di una nave.È probabile che le galassie continuino ad esistere oltre l’orizzonte per un bel pezzo. Ma ciò che è ancora più interessante è la possibilità che il nostro Big Bang non sia stato l’unico.Ce ne potrebbeo essere stati altri, che hanno generato altri Universi, disconnessi con il nostro e perciò non osservabili, e che addirittura potrebbero essere governati da leggi fisiche differenti.La realtà fisica su queste scale potrebbe essere molto più variegata e interessante di quello che possiamo osservare.L’Universo che possiamo osservare è governato dalle stesse leggi dappertutto. Possiamo guardare una galassia distante e osservare che là gli atomi emettono la stessa luce degli atomi nei nostri laboratori.Ma altri universi potrebbero avere leggi diverse. In qualcuno la gravità potrebbe non esistere, altri potrebbero avere un’altra fisica nucleare.Il nostro universo potrebbe addirittura essere atipico, un’eccezione.Nel nostro universo gli atomi che lo compongono possono combinarsi in un numero enorme di modi: numero enorme, ma non infinito.Quindi, se l’Universo è grande abbastanza, è possibile che una qualsiasi di queste combinazioni si ripeta, e quindi è possibile che ci sia un’altra Terra, o perfino un nostro avatar.Se fosse così, comunque, l’Universo dovrebbe essere più esteso di quello osservabile per […]
La curiosità del mese a cura di Tomaso Belloni Abbiamo visto nella curiosità del febbraio 2009 (Come trovo un buco nero) come trovare un possibile buco nero nella nostra galassia: basta cercare una forte sorgente X, la cui radiazione proviene dalla materia di una stella compagna che cade nel buco nero. Però anche le stelle di neutroni fanno lo stesso effetto sulle stelle compagne (vedi curiosità del giugno 2010: Lei è in arresto! Qualsiasi cosa dica potrà essere usata contro di lei …) e se non si vedono effetti di superficie come faccio a sapere se ho a che fare con un buco nero?Uso un telescopio ottico, possibilmente di grandi dimensioni.Essenzialmente il puntino di luce che vedo è la stella compagna, che sta ruotando intorno al baricentro del sistema binario.Una stella emette luce visibile a tutte le lunghezze d’onda, ma alcune di queste sono oscurate dall’assorbimento da parte del gas della stella, formando quelle che si chiamano righe di assorbimento.Conosciamo bene la lunghezza d’onda di queste righe, ma se la stella orbita ci saranno dei momenti in cui si sta muovendo verso di noi e degli altri in cui si sta allontanando.Per effetto Doppler, lo stesso che ci fa sentire la sirena di un’autoambulanza cambiare frequenza quando ci passa vicino e smette di avvicinarsi a noi cominciando ad allontanarsi, le lunghezze d’onda di queste righe si spostano in su e in giù seguendo l’orbita della stella. Misurando il tempo che passa fra due minimi (o due massimi) scopriamo il periodo dell’orbita del sistema.Misurando di quanto le lunghezze d’onda si spostano abbiamo un’altra informazione. Mettendo insieme questi due numeri abbiamo una quantità, chiamata “funzione di massa” che dipende da tre valori: le masse delle due stelle del sistema binario (una delle quali, il buco nero, non si vede) e l’inclinazione dell’orbita rispetto a noi (0 gradi se vediamo il sistema dall’alto cioè il sistema si trova in un piano perpendicolare alla nostra linea di vista e 90 gradi se lo […]
La curiosità del mese a cura di Gabriele Ghisellini C’è del materiale organico su Cerere, il più grande asteroide della fascia che si trova tra Marte e Giove.La scoperta è stata annunciata pochi giorni fa, in un articolo sulla rivista Science. La prima autrice è una italiana, Cristina De Sanctis, che lavora all’istituto INAF/IAPS di Roma.Lo stesso istituto che ha costruito, insieme ad ASI, lo strumento (VIR) che ha realizzato le osservazioni che hanno portato alla scoperta.Lo strumento è a bordo della sonda Dawn, lanciata nel settembre 2007 e che ha raggiunto Cerere nel marzo 2015.Ovviamente non abbiamo scoperto delle forme di vita, ma solo le prime molecole necessarie al lungo percorso per produrre degli organismi viventi.Si tratta di composti di carbonio e idrogeno che vengono chiamati tecnicamente composti alifatici (praticamente degli idrocarburi dove non sono presenti delle strutture cicliche come il benzene).Ma è la prima volta che si vedono così chiaramente in un corpo celeste oltre la Terra … Questi composti sono presenti su un’area di circa 1000 km quadrati, nei pressi di un cratere chiamato Ernutet (che si vede nel rettangolo nero nella mappa in Figura 2, nella Figura 3 si vede in dettaglio la distribuzione del materiale organico).Per fare un paragone, l’area in questione è all’incirca grande come tre volte Roma.Cerere era già balzato agli onori delle cronache circa un anno fa, quando la stessa sonda Dawn aveva scoperto delle strane macchie bianche in alcuni crateri (Figura 4).Si era pensato al ghiaccio d’acqua, ma poi si è scoperto che le macchie erano dovute a sali di Magnesio, che usiamo anche noi come lassativi. Che su Cerere ci sia contemporaneamente del materiale organico e una purga è una curiosa e ridicola coincidenza…Anche la storia della scoperta di Cerere è curiosa, e vale la pena di essere raccontata.Tutto comincia il primo gennaio 1801.In quella notte, invece di festeggiare, l’abate Giuseppe Piazzi, direttore dell’Osservatorio di Palermo da lui fondato, si mette al telescopio e vede un oggetto che prima non c’era, e che sembra muoversi.Lo osserva anche nelle notti seguenti, ma poi purtroppo l’oggetto non […]
La curiosità del mese a cura di Tomaso Belloni Da decenni l’uomo sta esplorando il sistema solare con delle sonde. La prima a raggiungere un altro corpo celeste è stata Luna 2 nel 1959, seguita dal passaggio di Mariner 2 nel 1962 a 35.000 km dalla superficie di Venere.Più recentemente abbiamo Rosetta che ha raggiunto la cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, Dawn che ci ha mostrato il pianeta nano Vesta e New Horizons che si è spinto fino a Plutone.Ma come fanno trovare la rotta e a arrivare a destinazione con la precisione necessaria?Plutone è un “sassolino” di 1200 km di raggio che quando è più vicino alla terra è a 4.425 milioni di chilometri dal sole, trenta volta la distanza dal sole della terra, ovvero trenta Unità Astronomiche.Il metodo standard per navigare nello spazio è di combinare informazioni radio ottenute dalle stazioni a terra e immagini ottenute dalla sonda quando si avvicina a altri corpi celesti.Le stazioni radio che tracciano le sonde possono misurare la distanza e la velocità di allontanamento con buona precisione, ma non altrettanto precise sono la posizione e la velocità “laterali“.Il meglio che si può raggiungere con misure di tipo interferometrico è una precisione sulla posizione di circa 4 chilometri per Unità Astronomica.Questo significa che alla distanza di Plutone la precisione è di circa 200 km.Una volta che la sonda è in loco si può correggere con le immagini.Le limitazioni di questo metodo sono abbastanza evidenti: la precisione diminuisce più distanti si è, il tempo di trasmissione dei dati a terra è molto lungo quando si è molto distanti e, molto importante se si pensa a missioni umane in futuro, la misura dipende dalla comunicazione con la terra. In altre parole, non sono io che misuro la mia posizione, sono i miei colleghi a terra che me la dicono. Vi sentireste sicuri con questo sistema?Quello che ci vorrebbe è un metodo utilizzabile direttamente a bordo.Si sono provati approcci basati su osservazioni della posizione del sole e dei pianeti, ma non sono abbastanza precisi.Quando giriamo in auto non abbiamo bisogno di chiamare casa per chiedere che ci dicano dove siamo, ormai quasi tutti […]
