Il tempo non basta

È in periodi come questo che vorrei avere la possibilità di sfruttare pienamente le mirabilanti conseguenze della teoria della relatività. Per esempio, mi farebbe molto comodo poter trovare un sistema di riferimento in cui la dilatazione dei tempi rendesse le mie giornate lunghe, che so, il triplo degli altri abitanti del pianeta. Purtroppo, in condizioni normali gli effetti relativistici sono talmente piccoli che bisogna inventarsi dei modi ingegnosissimi soltanto per accorgersi che esistono. Come nell'esperimento di Pound e Rebka (di cui parlammo qui) o in una sua versione aggiornata e molto più precisa che usa un complicato sistema di intereferenza quantistica tra atomi, e i cui risultati sono stati recentemente pubblicati su Nature. (La curiosità è che uno dei tre autori è Steven Chu, il premio Nobel ministro dell'energia di Obama. Chissà, forse anche lui ha problemi di tempo.)

Niente, dovrò rassegnarmi a dormire un numero minore di ore.

Moderare la velocità

Su New Scientist di qualche giorno fa si raccontava di uno studio presentato al congresso dell'American Physical Society, secondo cui viaggiare nello spazio a velocità prossime a quelle della luce sarebbe molto pericoloso. Il motivo è abbastanza ovvio. Lo spazio interstellare non è completamente vuoto, ma contiene atomi liberi, soprattutto idrogeno, l'elemento più abbondante nell'universo. La densità degli atomi è molto bassa; ma, siccome tutti i moti sono relativi, un'astronave che viaggiasse a velocità prossime a quelle della luce si troverebbe bombardata da un numero non trascurabile di atomi ad altissima energia cinetica. Sarebbe un po' come trovarsi dentro l'anello di LHC.

Ovviamente, si sa che ci sono altre e altrettanto serie ragioni, pratiche e teoriche, che rendono il viaggio di veicoli spaziali a velocità prossime a quelle della luce praticamente irrealizzabile. La principale è che, secondo la teoria della relatività, man mano che la velocità di un corpo aumenta, aumenta anche la sua massa, cosicché ci vorrebbe una quantità di energia inimmaginabile (al limite, infinita) per continuare ad accelerarlo. Inoltre, anche se fosse possibile, viaggiare a velocità prossime a quelle della luce sarebbe sconsigliabile per gli effetti che ciò avrebbe sullo scorrere del tempo del viaggiatore, che finirebbe per trovarsi completamente sfasato rispetto ai suoi colleghi rimasti sulla Terra.

Come che sia, quando si parla di questo tipo di cose, la cosa più banale è tirare in ballo Star Trek. E quindi, l'autrice dell'articolo di New Scientist esordisce dicendo che, se l'Enterprise fosse reale, Kirk, Spock e McCoy morirebbero per una dose fatale di radiazioni.  Ora, siccome anche la cultura pop è una cosa seria, prima di lanciarsi in paragoni di questo tipo bisognerebbe sapere un po' di cose (più che altro per non essere insultati da schiere di nerd che indossano maglie azzurre e orecchie a punta). Intanto, che l'Enterprise ha due tipi di motori, uno per andare a velocità minori di quelle della luce (i motori a impulso) e uno per superarla (i motori a curvatura). Gli autori di Star Trek (soprattutto nelle serie più recenti) erano ben consapevoli dei problemi legati al moto a velocità prossime a quelle della luce. Avevano quindi escogitato una serie di accorgimenti: gli scudi (per deflettere eventuali ostacoli), i correttori dell'inerzia (che dovevano evitare che l'equipaggio fosse ridotto a una sogliola durante le fasi di accelerazione), e soprattutto l'uso dei motori a impulso solo per velocità basse e per piccoli spostamenti.

Per superare la velocità della luce, cosa che come tutti sanno è fisicamente impossibile, l'Enterprise non viaggiava nello spazio, ma modificava lo spazio stesso per creare una specie di onda che trasportava l'astronave dal punto A al punto B, un po' come fa un surfista: la tavola è ferma sull'onda ed è l'onda a spostarsi. In questo modo, usando il motore a curvatura, l'equipaggio dell'Enterprise evitava gli effetti collaterali dei viaggi relativistici, perché la bolla di spazio intorno all'astronave era ferma: era lo spazio esterno che, deformandosi, spingeva la bolla alla velocità desiderata, che poteva anche essere maggiore di quella della luce. La cosa era talmente ingegnosa che qualche anno fa uscì un articolo scientifico che tentava di mettere il tutto su basi rigorose.

Morale: nella realtà, è di fatto impossibile che un'astronave possa raggiungere la velocità della luce (non parliamo nemmeno di superarla). Ma quando si tratta di inventare buona fantascienza, non sottovalutate la fantasia di autori con buone conoscenze scientifiche.

Andromeda

Vista a occhio nudo, la galassia di Andromeda è poco più di una debole macchia luminosa a forma di uovo. Fino all'inizio del ventesimo secolo, gli astronomi non capivano se fosse solo una nube di materia interna alla nostra galassia o una enorme collezione di stelle, una galassia a sua volta. Quando Hubble riuscì per la prima volta a misurarne la distanza, stabilendo che era in effetti una galassia simile alla nostra Via Lattea ma talmente lontana da sembrare un batuffolo, tutto quello che si sapeva sull'universo fu rimesso in discussione, e nacque la cosmologia moderna.

A due milioni e mezzo di anni luce di distanza, Andromeda è l'oggetto più lontano che possiamo vedere a occhio nudo. Quando la fotografiamo con un buon telescopio, la sua struttura a spirale è evidente:

Le stelle si addensano nel nucleo centrale, quasi sferico, e nel disco piatto che lo circonda. Le striature più scure nel disco sono dovute alla polvere interstellare, che assorbe la luce delle stelle.

Ma quello che possiamo vedere direttamente ci dà solo un'idea parziale della complessa struttura di una galassia a spirale come Andromeda. Nei giorni scorsi sono state fatte circolare le prime immagini prese da WISE, un satellite che cattura la componente infrarossa dello spettro elettromagnetico, permettendo di vedere quello che gli occhi, e i telescopi tradizionali, non riescono a vedere. Selezionando diversi intervalli di frequenze infrarosse, si possono osservare separatamente le varie componenti di Andromeda. Per esempio, si possono isolare solo le stelle più vecchie e più calde:

oppure, solo la polvere interstellare, e le stelle più giovani che la riscaldano.

Per avere un quadro più completo, possiamo esplorare tutte le altre bande dello spettro elettromagnetico. Per esempio, possiamo vedere le violente emissioni di raggi x del nucleo centrale.

Putroppo, non possiamo osservare direttamente quella che pensiamo essere la componente dominante non solo di Andromeda, ma di tutte le galassie di quel tipo, compresa la nostra: un alone sferico decine di volte più grande della parte visibile della galassia, composto di materia oscura di natura sconosciuta, di cui deduciamo la presenza dagli effetti gravitazionali che la sua massa produce nella rotazione del disco.

Leggere i classici

Lì fuori c'è un mare di vecchi libri, diventati ormai di pubblico dominio, che aspettano solo di essere scaricati (del tutto legalmente), messi su un lettore di ebook e letti. Per esempio tutti i libri di Jules Verne. Il primo pensiero è "non comprerò più un classico in vita mia".

Poi però uno vede cose come queste.

Jules Verne cover designs by Jim Tierney from Jim Tierney on Vimeo. (Via io9.)

Plutone

Non ce l'ha fatta a resistere neanche un secolo. Plutone, quello che quando eravamo a scuola era il nono pianeta del sistema solare, è stato declassato a pianeta nano pochi anni fa. Lo aveva scoperto esattamente ottant'anni fa un astronomo ventiquattrenne, Clyde Tombaugh, dopo che un altro astronomo, Percival Lowell, ne aveva previsto l'esistenza sulla base di anomalie nelle orbite di Nettuno e di Urano. (L'immagine di sopra è una pagina di Modern Mechanics dell'epoca.)

Per accorgersi della presenza di Plutone sulle lastre fotografiche, Tombaugh usò un arnese che alternava rapidamente due immagini della stessa zona di cielo, in modo che l'occhio potesse cogliere più facilmente la presenza di piccole differenze. Plutone era un minuscolo puntino in movimento nelle lastre fotografiche, quasi invisibile, anche usando i migliori strumenti dell'epoca.

Qualche giorno fa, invece, abbiamo avuto una dimostrazione di quello che possiamo fare con gli strumenti attuali. Un video della rotazione dell'ex-pianeta Plutone, composto da immagini prese dal telescopio spaziale Hubble tra il 2002 e il 2003.

Raggi cosmici

Ci sono almeno due ragioni per essere affascinati dai raggi cosmici. Il primo è che hanno un nome che sembra una delle armi di quei robottoni giapponesi che vedevamo da piccoli ("raggi cosmici!"). Il secondo è che, dopo quasi un secolo dalla loro scoperta, ancora non li capiamo completamente. Non è la loro composizione a essere misteriosa: sono per la maggior parte semplicemente protoni che entrano nell'atmosfera terrestre arrivando dallo spazio. Quello che è difficile spiegare è cosa possa aver spinto molti di questi protoni a viaggiare a velocità prossime a quelle della luce. L'ipotesi più probabile resta quella proposta da Enrico Fermi una sessantina di anni fa, ed è che essi siano stati accelerati da enormi campi magnetici, forse generati attorno a buchi neri o a resti di supernovae. Che le supernovae abbiano qualcosa a che fare con la produzione dei raggi cosmici più energetici sembra essere confermato dalle ultime osservazioni del satellite chiamato, guardacaso, Fermi, che ha notato una forte produzione di raggi gamma (un altro nome che sembra uscito dalla bocca di Goldrake, ma si tratta solo di radiazione elettromagnetica di altissima energia) dalle parti di stelle morte migliaia di anni fa. Se verrà confermato che quei raggi gamma sono stati prodotti da protoni veloci che hanno sbattuto su molecole di gas nei resti di supernovae, il mistero dei raggi cosmici potrebbe essere quasi risolto.

(Poi, per chi ama le storie, proprio oggi ho visto questo articolo che racconta quella di Domenico Pacini, l'uomo che scoprì i raggi cosmici ma fu dimenticato dal comitato del Nobel.)

Seconda stella a destra

Prendete l'elenco delle stelle più vicine al Sole, le loro coordinate e caratteristiche fisiche; aggiungete, nel caso siano stati scoperti, i sistemi planetari intorno a ciascuna stella. Costruiteci una mappa tridimensionale navigabile, e avrete una roba bella da vedere e piena di informazioni, ovvero Exosolar.

All'incontrario va (a.k.a. tramonti a Est)

Notate qualcosa di strano nella sigla di Reality (La 7)?

Non c'è dubbio che si tratti della Terra (si vede bene l'Africa). Però il pianeta ruota nel verso sbagliato: se le cose andassero come nell'animazione, il Sole sorgerebbe a Ovest e tramonterebbe a Est. (Si vede benissimo che la zona d'ombra si sposta dall'Europa verso l'Asia: quindi farebbe giorno prima da noi, poi in Russia.) E sorvoliamo sul fatto che anche l'illuminazione sembra alquanto strana.

Dillo con un fiore

Richard Feynman spiega perché, secondo lui, uno scienziato riesce a vedere in un fiore più bellezza di quanta ce ne veda un artista. (Da un'intervista del 1981 alla BBC, che mi è tornata in mente parlando con Alessandro.)

Libri di bit

Cory Doctorow è uno scrittore di fantascienza e blogger che ha le idee molto chiare sull'editoria elettronica e sul diritto d'autore. Per esempio, è convinto che un ebook rilasciato in pubblico dominio non farà vendere meno copie cartacee dello stesso libro. Questo e altri concetti sono elaborati in Ebook manifesto, scaricabile liberamente in italiano da Simplicissimus.

Ecco: il punto è che, comunque la si pensi, le idee di Doctorow non sono astratte. Lui, i suoi libri, oltre a venderli nelle librerie, li mette da anni nel pubblico dominio sotto licenza Creative Commons. Io, per esempio, ho scaricato e appena letto Little Brothers (che in Italia è uscito da qualche mese, con il titolo di X). E sapete cosa? Mi è anche piaciuto.