prossimo a dicembre 2024
universo
Voyager - Non siamo soli - parte 1
Le stelle
- Le stelle sono giganteschi globi di gas incandescente dal diametro molto variabile. Alcune misurano appena 20-40 km, altre molto di più: Betelgeuse, nella costellazione di Orione, ha un diametro 650 volte maggiore di quello del Sole (1.392.000 km). E non è neppure fra le più grandi!
- Nella nostra galassia vi sono tra 200 e 400 miliardi di stelle. Quando alziamo gli occhi al cielo, però, possiamo vederne fino ad un massimo di 2.500. Il numero di stelle presenti nella galassia non è fisso, naturalmente, ma è in continua variazione per via delle stelle che si spengono e di quelle nuove che nascono (una media di 7 all’anno).
- Come detto, le stelle sono davvero tantissime, ma secondo le analisi condotte dagli astronomi, l’universo ne sta “producendo” sempre di meno rispetto a quelle che venivano create durante il periodo di più intensa attività. Si parla, addirittura, di un’attività odierna di produzione di stelle pari al 3% rispetto al passato.
Voyager - Non siamo soli - parte 2
Anno Luce (Light Year)
- La stella Proxima Centauri si trova a 4,2 anni luce dalla Terra”. Una frase in apparenza semplice. Ma che cosa significa esattamente “anno luce”? L’anno luce indica, in km, la distanza compiuta in un anno dalla luce. Ed è un numero così grande che viene usato come unità di misura delle distanze spaziali. L’anno luce, in italiano viene abbreviato con a.l., in inglese con l.y. (light year).
- Quanti km percorre la luce in un anno? La velocità della luce (nel vuoto) è di 299 mila 792 virgola 458 chilometri al secondo (di solito viene arrotondato a 300mila km/sec). Perciò, in un anno, la luce percorre circa 9 mila 500 miliardi di km. Questo numero, ossia questa distanza, è esattamente 1 anno luce.
- Siccome la stella Proxima Centauri dista da noi circa 4,2 anni luce potremmo anche dire che è lontana 4,2 x 9mila 500 miliardi di km. Ossia più di 37 mila miliardi di km! Come vedete è un numero piuttosto difficile da ricordare e da scrivere al posto del semplice “4,2 a.l.”.
- Proprio vero che il tempo è relativo. Su Giove, che è il pianeta con il periodo di rotazione più breve, le giornate sono di appena 10 ore, mentre su Venere un giorno equivale a circa 116 giorni e 18 ore terrestri.
Voyager - Non siamo soli - parte 3
Il telescopio Hubble
- Il telescopio spaziale Hubble ha confermato l’esistenza di un pianeta, chiamato GJ 1214b, fatto in gran parte d’acqua. Esso è più grande del nostro pianeta ma più piccolo dei giganti di gas come Giove. Tale pianeta era già stato scoperto nel 2009 all’interno della costellazione del Serpentario solo che allora si era pensato che fosse avvolto da una densa nebbia di idrogeno ed elio. Recentemente, invece, grazie ad un’osservazione in controluce gli scienziati hanno tolto ogni dubbio sulla presenza dell’acqua. GJ 1214b ha una densa atmosfera di vapor d’acqua! Zachory Berta, dell’Harvard Smithsonian Center for Astrophysics, ha dichiarato che:
“GJ 1214b è diverso da tutti gli altri pianeti che conosciamo poiché è il primo esemplare di una classe di pianeti del tutto nuova, quelli composti per la maggior parte d’acqua”. Il pianeta ha un’orbita strettissima attorno alla nana rossa che rappresenta il suo “Sole”, si trova a 40 anni luce da noi ed ha una temperatura superficiale di circa 230 gradi. La sua densità è di appena 2 grammi per centimetro cubo. Poiché l’acqua ha una densità di un grammo per centimetro cubo e la densità media della terra è di 5,5 grammi per centimetro cubo, GJ 1214b ha molta più acqua di quanta ce ne sia sul nostro pianeta e molta meno roccia. Ma c’é acqua. Infatti, le alte temperature e le pressioni elevate potrebbero dare origine a materiali esotici, come il “ghiaccio bollente” o “l’acqua superfluida”.
- La scia che il telescopio Hubble ci fa vedere e che attraversa l’universo è il residuo di un’esplosione cosmica avvenuta più o meno mille anni fa. Nel 1006 d.C. in Africa, Europa ed estremo Oriente si vide un improvviso bagliore provenire da una supernova ribattezzata dai moderni astronomi “SN 1006”. La potenza dell’esplosione fu tale che per diverse settimane la stella, a 7.000 anni luce da noi, fu il secondo oggetto celeste più luminoso di notte, dopo la Luna. L’onda d’urto dell’esplosione, a contatto con gli atomi d’idrogeno dello spazio circostante, fa brillare il gas alla luce visibile.
La sonda New Horizons
- La sonda New Horizons, che ha raggiunto Plutone dopo oltre 9 anni di viaggio, non è l’unica nello spazio né la più lontana. Voyager 1, lanciata nel 1977 per fotografare Giove e Saturno, è ancora in attività e ha raggiunto la distanza di oltre 159,2 UA (23 miliardi e 824 milioni di km) dal Sole. Al 5 marzo 2023, la sonda stava operando e comunicando dati da 45 anni e 6 mesi ed è previsto che continuerà ad operare fino al 2025.
- La sonda Parker, partita nell’agosto del 2018, con la missione di effettuare osservazioni della corona esterna del Sole, si avvicinerà entro 9,86 raggi solari (6,9 milioni di km o 4,3 milioni di miglia) dal centro del Sole.
Curiosità stellari
Lo Zenit
In astronomia, o nell’osservazione del cielo, lo Zenit è il punto che congiunge idealmente la volta celeste e il piano terrestre (luogo dell’osservatore; per cui il centro passa la retta d’unione, ad esso perpendicolare); detto diversamente, è il punto immaginario situato sopra la testa dell’osservatore. Il punto diametralmente opposto allo Zenit (o il suo antipodo) è il Nadir (individuabile in modo analogo). I punti sulla sfera celeste, lo Zenit e il Nadir equivalgono ai poli celesti nord e sud quando l’osservatore è situato al Polo nord.
Gli aloni
Un alone (dal latino, “cerchio intorno al Sole”) chiamato anche arco di ghiaccio, nimbo o aureola è un anello di luce che circonda un astro. Gli aloni sono fenomeni ottici che appaiono vicini o attorno al Sole o alla Luna e a volte attorno ad altre forti sorgenti luminose come le luci stradali; l’alone stesso è di colore bianco intenso, con una sfumatura rossastra all’interno e violetta all’esterno; l’area di cielo interna all’alone è generalmente più scura di quella esterna. Gli aloni sono per la maggior parte causati da cristalli di ghiaccio nei freddi cirri ad altitudini di 5-10 km nella parte superiore della troposfera. La luce viene riflessa e rifratta dai cristalli di ghiaccio e potrebbe dividersi nei colori di base a causa della dispersione ottica, similmente agli arcobaleni. I due tipi fondamentali di alone sono dovuti alla forma particolare e all’orientamento dei cristalli di ghiaccio costituenti la nube.
Newton
- Non si sa cosa sia realmente accaduto, ma un aneddoto pittorico narra che Newton si stesse riposando sotto un melo quando una mela gli cadde sulla testa. Questo innocente incidente ha portato all’osservazione che il movimento dei corpi celesti e la caduta dei corpi al suolo sono causati dalla gravità.
- Robert Hooke, naturalista e sperimentatore inglese, ebbe il coraggio di criticare le teorie di Newton. Il genio era così offeso che abbandonó il dibattito sul forum e non parlò con il suo amico per il resto della sua vita.
- Nel 1705, Newton ricevette il titolo nobiliare di “Signore” e fu anche capo della zecca reale. Il luogo della sua sepoltura si rivelò un segno di apprezzamento per lo scienziato, poiché il suo corpo fu sepolto nell’Abbazia di Westminster.
Sapevi che?
- Gli 8 pianeti del sistema solare hanno complessivamente più di 200 lune. Oltre a noi, Marte ne ha 2, Nettuno 13 e Urano 27. Il record va a Giove e Saturno, rispettivamente con 79 e 82 satelliti riconosciuti dall’Unione Astronomica Internazionale. Mercurio e Venere non ne hanno.
- Tutta la “materia luminosa” (visibile a occhio nudo e con il telescopio) costituisce il 10% della Via Lattea. Il restante 90% rientra nella cosiddetta “materia oscura”, cioè non direttamente osservabile, che forma un alone galattico sferoidale la cui massa è stimata tra i 600 e i 3000 miliardi di masse solari. Gran parte della materia presente nella massa dell’Universo è quindi costituita da qualcosa che non possiamo ancora vedere e analizzare.
- I buchi neri sono presenti in tutto l’universo. Essi sono presenti anche nel nostro sistema solare. Si tratta di migliaia di piccoli buchi neri, ciascuno delle dimensioni di un nucleo atomico. Questi sarebbero i lasciti del Big Bang e influenzano la dimensione spazio/tempo in modo diverso a causa della loro stretta associazione con una quinta dimensione. I misteri che li circondano, tuttavia, sono ancora molti.
Sapevi che... della Via Lattea?
- La Via Lattea è conosciuta come una galassia a spirale barrata, cioè il cui nucleo è attraversato da una struttura a forma di barra da cui si dipartono i bracci. La lunghezza di tale barra è stimata in circa 27.000 anni luce. Circa due terzi delle galassie dell’universo conosciuto sono a spirale barrata, ciò rende la nostra galassia uno dei tipi più comuni di galassie. Nonostante la sua grandezza, la Via Lattea è parte di una struttura galattica ancora più ampia, il Gruppo Locale, formato da oltre 70 galassie tra cui la Galassia di Andromeda.
- Gli ultimi studi stimano l’età dell’Universo in 13,7 miliardi di anni. La nostra galassia, La Via Lattea, è vecchia quasi come l’universo, ha circa 13,6 miliardi di anni.
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Hanno lasciato un segno...
Galileo Galilei
Galileo Galilei (Pisa, 15 febbraio 1564 – Arcetri, 8 gennaio 1642) è stato un fisico, astronomo, filosofo, matematico e accademico italiano, considerato il padre della scienza moderna.
Il Metodo Sperimentale
Personaggio chiave della rivoluzione scientifica, per aver esplicitamente introdotto il metodo scientifico (detto anche “metodo galileiano” o “metodo sperimentale”), il suo nome associato a importanti contributi in fisica e in astronomia. Nel Seicento il grande scienziato e filosofo Galileo Galilei ha confermato con le sue osservazioni astronomiche, condotte con il cannocchiale, la teoria eliocentrica di Copernico e ha studiato il moto dei corpi grazie al piano inclinato. Galileo ha indagato i fenomeni naturali secondo un metodo che si fonda sull’integrazione di esperimento e di ragionamento matematico, il metodo sperimentale ancor oggi adottato.
Galileo e la chiesa
Rinnegare la tradizione ha portato Galileo a uno scontro con la Chiesa cattolica, in seguito al quale ha subito una condanna al confino nella sua casa di Arcetri, presso Firenze. Ma Galileo non si è limitato a elaborare formule: ha scritto anche opere che rappresentano magnifici esempi di prosa scientifica. Inoltre, in quanto figlio di un originale teorico della musica, manifestò una passione costante per le tematiche musicali. Galileo era un seguace di Copernico (l’astronomo secondo cui il Sole, non la Terra, occupa la posizione centrale nell’Universo) e trovò nelle sue osservazioni astronomiche prove inconfutabili a favore della tesi eliocentrica.
Il sistema di Giove, anzitutto, circondato da quattro satelliti, dimostrava che nell’Universo non tutti i corpi ruotavano intorno alla Terra. Galileo scoprì anche che il pianeta Venere, osservato dalla Terra, mostrava fasi come la Luna, un fenomeno che non poteva verificarsi se il nostro pianeta fosse stato al centro dell’Universo.
Osservazioni ed altre scoperte
La fama di Galileo si accrebbe grazie a queste e altre osservazioni, come la scoperta delle macchie sulla superficie del Sole, delle strane apparenze di Saturno (che Galileo ritenne erroneamente circondato da due satelliti) e della vera natura della Via Lattea (ammasso di un enorme numero di stelle). Esse provocarono tuttavia aspre reazioni dei tradizionalisti e delle autorità ecclesiastiche, costringendo Galileo a impegnarsi in una battaglia durissima per affermare le nuove idee e per difendersi da minacciosi attacchi personali. A Galileo tuttavia fu risparmiato il carcere: dopo alcuni mesi trascorsi a Siena, agli arresti domiciliari presso l’arcivescovo Piccolomini, gli fu permesso di tornare nella sua casa di Arcetri, sui colli di Firenze, dove passò il resto della sua vita, fino alla morte, avvenuta l’8 gennaio 1642.
Le osservazioni di Galileo, fonte d'ispirazione per
Cartesio e Newton
Galileo ha dato un contributo fondamentale alla moderna scienza del movimento compiendo una serie di ricerche innovative che hanno aperto la strada ai successivi lavori di Cartesio e Newton.
Come abbiamo accennato prima, Galileo è stato anche un grandissimo prosatore. Ha scritto in volgare quasi tutte le proprie opere in un periodo nel quale la letteratura scientifica adottava quasi universalmente il latino e così ha contribuito più di ogni altro a trasformare l’italiano in una lingua capace di esprimere concetti scientifici nuovi e di altissima complessità. Ha arricchito il vocabolario scientifico del volgare col conio di nuovi termini tecnici, spesso, ma non sempre, derivati dal latino.
Sir Isaac Newton
Sir Isaac Newton, citato anche come Isacco Newton (Woolsthorpe-by-Colterworth, 25 dicembre 1642 – Londra, 20 marzo 1726) è stato un matematico, fisico, filosofo naturale, astronomo, teologo, storico e alchimista inglese, considerato uno dei più grandi scienziati di tutti i tempi, ricoprendo anche il ruolo di direttore della zecca inglese e quello di Presidente della Royal Society.
Noto soprattutto per la fondazione della meccanica classica, la teoria della gravitazione universale e l’invenzione del calcolo infinitesimale, contributi significativamente a più branche del sapere, occupando una posizione di preminente rilievo nella storia della scienza e della cultura. Il suo nome è associato a leggi e teorie ancora oggi insegnate: si parla di dinamica newtoniana, di leggi newtoniane del moto, di legge di gravitazione universale. Più in generale ci si riferisce al newtonianesimo come concezione del mondo, che ha influenzato la cultura europea per tutto il XVIII secolo.
Studi
Quando Isaac ha dieci anni il patrigno muore lasciandogli un’eredità non indifferente con cui riesce a pagarsi gli studi presso la King’s School, a Grantham. Qui Newton è ospite presso la famiglia Clark, imparentata alla lontana con i Newton. È con la figliastra del padrone di casa, Catherine Storer, sembra che Isaac abbia avuto la sua prima ed ultima relazione sentimentale.
Il genio
Secondo le teorie di Penny Spikins del Department of Archeology dell’University of York (Inghilterra), la spinta evolutiva del genere umano sarebbe stata fornita proprio da persone con disturbi dello spettro autistico come la Sindrome di Asperger. Una caratteristica che accomunava geni come Isaac Newton o Albert Einstein. Se è vero infatti che queste persone hanno dei grandi problemi di gestione dell’empatia e dei rapporti sociali più in generale, è altrettanto vero che in molti casi sono dotati di una intelligenza pari se non superiore alla media. La capacità di essere estremamente sistematici e di applicarsi in modo molto focalizzato nei loro compiti li ha resi indispensabili alla nostra società fin dai tempi più remoti. Anche se giustamente celebrato per il suo genio scientifico, Newton si è anche divertito con l’alchimia (una “pseudo-scienza”) che si propone di trasformare i metalli di base in piombo e altri in oro.
La fine del mondo di Newton
Per il padre della fisica l’Universo finirà il 25 dicembre del 2060. Il suo calcolo partirebbe dall’incoronazione di Carlo Magno, la notte di Natale dell’800, da cui avrebbe fatto iniziare il conto alla rovescia. Come studente presso l’Università di Cambridge, Newton ha dovuto servire ai tavoli. Come altri, era uno studente che, in cambio dello svolgimento di compiti umili riceveva un’assistenza finanziaria; Nel 1678, dopo aver intrapreso una disputa su aspetti della sua teoria di ottica, Newton crede di avere un esaurimento nervoso. Nel 1693 ne ha un altro, dopo di che si ritira dalla ricerca scientifica. Anche se lo scienziato ha incolpato la ricaduta alla mancanza di sonno, gli storici menzionano altre cause possibili tra le quali l’avvelenamento chimico da esperimenti e gli effetti della sua depressione cronica.