Centoquaranta caratteri

Non ho chissà quali certezze sul ruolo dei cosiddetti social network. Aumentano la visibilità delle cose buone che circolano in rete o seppelliscono tutto nel rumore di fondo? Di certo c'è che non mi trovo particolarmente a mio agio con la frammentazione dei contenuti e con il sovraccarico di informazione. Ho bisogno di cose pensate e meditate - sia in quello che leggo, che in quello che scrivo -, piuttosto che di opinioni affannate e superflue. D'altra parte, ho anche bisogno di seguire persone di cui mi fido, che facciano da filtro nel mare di notizie che rimbalzano su internet. Insomma, cerco di avere una posizione equilibrata, senza rifiuti intransigenti, ma senza soccombere nella rincorsa alla novità degli ultimi quindici secondi. Il tutto cercando di amministrare bene il tempo che ho quotidianamente, che non è molto. Vabbe', tutto questo per dire che la mia presenza in rete resta concentrata su poche cose, sperando che siano anche buone: ovvero, prima di tutto, questo blog e quello sul Post (lo seguite, sì?), che non ho alcuna intenzione di abbandonare. Quanto al resto, per una sorta di selezione naturale, in questo momento l'unico altro posto su cui mi va di mettere il naso ogni tanto è Twitter. Lì sopra, tra l'altro, finiscono le cose che non ho tempo, voglia o necessità di approfondire sui blog (per esempio, questa settimana, il peso dell'antimateria, le cose da fare con un ago carico elettricamente e delle gocce d'acqua se siete sulla Stazione Spaziale, che c'entra la fisica con le colonne sonore dei film di fantascienza, e il modello per farvi il vostro astrolabio di carta). Poi, magari, mi piacerebbe anche pensare a come utilizzarlo in modi più originali (idee?).

Ancora a proposito del Festival delle Scienze

Per chi ancora non ne avesse abbastanza, segnalo altre due trasmissioni che si sono occupate del Festival della Scienze. Sulla Rete Due della Radiotelevisione Svizzera Italiana, è andata in onda un'intera puntata del programma Il giardino di Albert dedicata al tema del tempo, con interviste a vari ospiti del Festival (tra cui il sottoscritto). Si può riascoltare a questo link.

Su Rai5, invece, la trasmissione CoolTour ha dato nelle ultime puntate ampio spazio al Festival. Qui potete vedere un estratto con l'intervista a Richard Gott (che parlava della possibilità teorica di viaggiare nel tempo) oltre a qualche mio commento riguardante più che altro il ruolo della scienza e dei viaggi nel tempo nel cinema.

Il lago sotto il ghiaccio

Quando stamattina ho letto questo articolo, sono andato a controllare se avevo mai scritto un post a proposito del lago Vostok. (Eh sì, i post qui cominciano a essere così tanti che non sempre ricordo se ho parlato già di qualcosa: per fortuna c'è la casella di ricerca.) Be', a quanto pare no, e la cosa mi è sembrata molto strana, perché quella del lago Vostok è una storia perfetta per questo blog. In effetti, sono sicuro di aver pensato più volte di scrivere qualcosa al riguardo, ma evidentemente non l'ho mai fatto. Riparo subito.

Allora: c'è questo lago in Antartide, che in realtà non è un lago vero e proprio: quantomeno non uno di quelli su cui potete fare un giro in pedalò. Al massimo due piroette coi pattini. Già, perché l'acqua liquida si trova sotto uno strato di circa 4 chilometri di ghiaccio. In effetti, per un sacco di tempo nessuno ha nemmeno saputo che sepolto da quelle parti ci fosse un lago, fino a quando, negli anni '70, non si è scoperta la cosa analizzando la zona con il radar.

Gli scienziati che studiano questo tipo di cose hanno concluso che l'acqua del lago Vostok deve essere rimasta isolata sotto il ghiaccio per almeno 15 milioni di anni. Ora, cosa pensate di trovare nascosto lì sotto, a quelle pressioni, al freddo, in totale assenza di luce, senza che sia stato possibile alcun contatto con la superficie per tutto quel tempo? Non molto, direte, e così la pensavano anche i biologi fino a qualche decennio fa. Solo che nel frattempo si è capito che la vita sulla Terra ha attecchito ed è riuscita ad adattarsi anche in ambienti un tempo ritenuti completamente ostili: vicino a bocche idrotermali che sfiatano gas a centinaia di gradi centigradi sul fondo degli oceani, nel permafrost antartico, in condizioni di estrema salinità, acidità, e che può sopravvivere persino in ambienti altamente radioattivi, o nello spazio fuori dell'atmosfera terrestre. C'è tutta una branca della microbiologia che studia questi organismi estremofili che prosperano in condizioni impensabili per ogni altro essere vivente.

In effetti, quando negli anni '90 gli scienziati hanno cominciato a fare carotaggi nel ghiaccio che copre il lago Vostok, si sono accorti che, anche scendendo a profondità sempre più elevate, si continuavano a riportare in superficie campioni contenenti forme di vita. Capirete che la cosa ha acceso l'interesse degli astrobiologi. Perché ci sono posti, nel sistema solare, le cui condizioni ambientali potrebbero non essere molto lontane da quelle del lago Vostok. Su Marte, ad esempio, potrebbero esistere sacche di acqua liquida sotto la superficie. E quasi sicuramente Europa, uno dei satelliti di Giove, ha un oceano di acqua liquida sepolto sotto decine di chilometri di ghiaccio. Se la vita microscopica è riuscita a sopravvivere nelle condizioni tremende delle profondità antartiche, allora c'è qualche probabilità, sebbene minuscola, che possa esistere anche altrove nel sistema solare.

Negli anni passati, i ricercatori che hanno studiato il lago Vostok hanno scelto consapevolmente di non spingere i carotaggi fino al punto di rompere l'ultimo frammento di ghiaccio, e con esso l'isolamento che per milioni di anni ha tenuto separata l'acqua - e ciò che c'è dentro - dalla superficie terrestre. Ma adesso si è deciso di intaccare l'ultimo strato  (anche se al momento manca la conferma definitiva che il tentativo abbia avuto successo).

Naturalmente, sono state prese tutte le precauzioni possibili per evitare contaminazioni nelle due direzioni: da noi verso il lago, e dal lago verso l'esterno. Sia chiaro che nessuno si aspetta di trovare mostri preistorici intrappolati lì sotto, e che la spiegazione più ovvia e probabile per le anomalie magnetiche osservate in questi anni da quelle parti sia da ricercarsi nell'assottigliamento della crosta terrestre sotto il lago.

Certo, il fascino alla Lovecraft del lago Vostok è quasi irresistibile: ma la verità è che, per gli scienziati, poter studiare anche un solo microbo rimasto vivo e intatto in un habitat isolato per alcuni milioni di anni sarebbe più eccitante che ritrovare uno Cthulhu qualsiasi.

Cosmic zoom

Scopro che esiste una specie di gemello di Powers of Ten: un filmato realizzato anch'esso nel 1968 e ispirato allo stesso libro fotografico. Si chiama Cosmic Zoom.

Festival delle Scienze 2012: un'appendice

Un loop nel tempo? 

Per quelli che non ce l'hanno fatta a essere all'Auditorium di Roma per il Festival delle Scienze terminato ieri, ma anche per chi c'è stato e vuole qualche ricordo delle quattro giornate, di seguito ci sono i link per riascoltare le puntate di Radio3Scienza con interviste a molti dei protagonisti (io sono stato ospite nella prima): prima, seconda, terza e quarta.

Qui sotto, invece, c'è la trascrizione più o meno fedele delle cose che ho detto per introdurre la lectio magistralis di Richard J. Gott sui viaggi nel tempo (che Gott ha condito con momenti "mostra e dimostra", tra cui un loop temporale riprodotto con una pista per macchinine - vedi foto).

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“Se un uomo passa un’ora con una bella ragazza, quell’ora gli sembrerà un minuto. Fatelo invece sedere su una stufa bollente, e un minuto gli sembrerà un’ora”.

Pare che Einstein usasse questa metafora per far comprendere l’idea di tempo in relatività: una metafora un po’ fiacca, se posso permettermi, perché in realtà il cambiamento che Einstein ha introdotto rispetto alla nostra nozione intuitiva di tempo è molto più radicale. Il tempo scorre davvero in maniera diversa per diversi osservatori, non semplicemente per il risultato di un’impressione soggettiva. Due eventi che sono simultanei per un osservatore, non lo sono per un secondo osservatore che si muove rispetto al primo. Questa, e altre conseguenze temporali della relatività einsteiniana, sono state provate sperimentalmente molte volte nell’ultimo secolo. Insomma, il tempo non scorre in modo uniforme e immutabile.

Solo 10 anni prima che Einstein formulasse la teoria della relatività, HG Wells aveva fantasticato sulla possibilità di muoversi nel tempo così come ci si muove nello spazio. Scommetto che ognuno di voi, prima o poi, ha pensato che gli piacerebbe poter usare una macchina del tempo, magari per riparare a qualche errore fatto in passato, o per conoscere il futuro in anticipo. Ecco: dopo Einstein, questa idea assurda, l’idea di poter viaggiare nel tempo, non è poi così assurda, almeno in linea di principio – in pratica è un altro paio di maniche.

In realtà, il merito di aver dimostrato la possibilità teorica dei viaggi nel tempo non è solo di Einstein, ma anche di altri fisici che sono venuti molto dopo di lui. E se vi interessano i viaggi nel tempo siete fortunati, perché uno di questi fisici è qui su questo palco. Richard Gott, professore di astrofisica a Princeton, qualche anno fa ha trovato una soluzione delle equazioni della relatività generale di Einstein che permette di viaggiare nel tempo, o meglio – come dicono i fisici – di creare linee temporali chiuse: degli anelli nel tempo, che possono essere usati per tornare indietro nel passato. I dettagli ve li spiegherà meglio il professor Gott tra qualche istante, ma intanto vi anticipo che ci sono di mezzo degli oggetti chiamati stringhe cosmiche. E qui iniziano le note dolenti: primo, perché i cosmologi non hanno finora trovato prove che questi oggetti esistano davvero; secondo, perché per manipolare oggetti di questo tipo e usarli per viaggiare nel tempo ci vorrebbero capacità tecnologiche inimmaginabili. Comunque, la possibilità teorica c’è, quindi non si sa mai.

Per inciso, il professor Gott ha anche ideato un argomento – chiamato “del giudizio universale” – per stimare la probabilità di sopravvivenza della specie umana. Oggi non ce ne parlerà – ed è un peccato, perché è un metodo ingegnoso ma anche controverso. Vi dico però che in base a questi calcoli l’umanità avrebbe ancora davanti a sé tra i 5100 e i 7.8 milioni di anni (al 95% di confidenza).

Tornando ai viaggi nel tempo, come dicevo, la macchina del tempo di Gott è solo una delle possibilità previste dalla teoria di Einstein. La prima, storicamente, è la soluzione trovata dal logico Kurt Gödel negli anni Quaranta del XX secolo, che per creare linee temporali chiuse richiedeva un intero universo in rotazione su se stesso. Negli anni Sessanta, ci sono state le soluzioni basate sui buchi neri rotanti, e negli anni Ottanta il fisico Kip Thorne ha ideato una macchina del tempo basata sui wormhole, tunnel che connettono due punti distanti dello spaziotempo. I lavori scientifici di Thorne furono stimolati dall’astronomo Carl Sagan, che in quel periodo stava scrivendo un romanzo di fantascienza, Contact, e aveva bisogno di un metodo scientificamente corretto per coprire grandi distanze cosmiche. Dopo aver risposto alla richiesta di Sagan, Thorne si rese conto che manipolando i wormhole non solo ci si poteva spostare rapidamente nell’universo, ma era anche possibile viaggiare nel tempo. Naturalmente, tutte queste soluzioni sono teoricamente corrette, ma irrealizzabili praticamente.

Un altro modo per viaggiare nel tempo è quello di inviare segnali a velocità maggiori di quella della luce. Come sappiamo, ciò non è possibile per la teoria della relatività, ma c’è chi ha ipotizzato l’esistenza di particelle ipotetiche, chiamate tachioni, in grado di muoversi più rapidamente della luce. Se fosse possibile realizzare una radio a tachioni, si potrebbe trasmettere indietro nel passato. Per quello che ne sappiamo, i tachioni non esistono: ma solo pochi mesi fa, l’esperimento Opera ha sembrato mostrare che altre particelle, i neutrini, potrebbero viaggiare più velocemente della luce, cosa che però al momento è ancora tutta da confermare.

Al di là della realizzazione pratica dei viaggi nel tempo, che al momento sembra impossibile, ci sono anche seri problemi concettuali legati ai possibili paradossi che potrebbero sorgere. Per esempio: se vado nel passato e uccido un mio antenato, io non dovrei mai nascere. Ma allora come ho fatto ad andare nel passato? Per questo, nonostante le equazioni di Einstein consentano teoricamente soluzioni che ammettono la possibilità dei viaggi nel tempo, molti fisici pensano che la natura abbia in serbo qualche principio che ne impedisca la realizzazione pratica. Altri pensano che se anche potessimo viaggiare nel passato, arrivati lì ci renderemmo conto che, qualunque azione provassimo a compiere, non saremmo in grado di alterare la storia. Oppure, c’è chi pensa che ogni cambiamento nel corso degli eventi porterebbe alla creazione di universi paralleli che evolverebbero ciascuno lungo una diversa linea temporale, evitando qualunque paradosso.

Insomma, non abbiamo molte certezze, se non quella che riflettere sui viaggi nel tempo è divertentissimo. E quindi, buon divertimento con la lectio magistralis del professor Richard Gott.

Confronti impietosi

La BBC, televisione pubblica inglese, non è certo avara di ottime trasmissioni scientifiche. Tra le altre, manda in onda in prima serata un programma sull'osservazione del cielo. Oltre a spiegare il lavoro degli astronomi professionisti e a dare suggerimenti agli appassionati, gli autori della trasmissione hanno coinvolto il pubblico a casa nella ricerca di pianeti extrasolari, guardando nei dati di Kepler attraverso il sito Planethunters (di cui avevamo parlato qui). In 48 ore, gli spettatori hanno individuato 34 candidati. Nell'ultima puntata, è stato annunciato che almeno uno dei candidati sembra essere particolarmente interessante.

A questo punto, senza polemica, mi pongo qualche domanda: cos'è, gli spettatori inglesi sono antropologicamente superiori a quelli italiani? Il pregiudizio secondo cui la scienza è difficile, o annoia, o non interessa, o interessa solo se c'è di mezzo qualche presunta spaventosa minaccia, o se la si avvolge in una nube di misteri da ciarlatani, tutto questo, insomma, non vale più appena si attraversa la Manica?

Festival delle Scienze 2012

Questa è la settimana in cui dovete assolutamente andare all'Auditorium Parco della Musica di Roma, perché dal 19 al 22 c'è il Festival delle Scienze 2012. Il tema è il tempo (un argomento che ci piace molto e su cui c'è ancora tanto da capire) e ci saranno un sacco di ospiti e di conferenze interessanti. Per quanto mi riguarda, mi trovate sicuramente lì il 19, alle 10, a presentare la proiezione di Primer agli studenti dei licei, e il 22, alle 12, a introdurre la Lectio Magistralis di Richard J. Gott sui viaggi nel tempo.

Gobba? Quale gobba?

Qualche sera fa, tornando a casa, ho notato che c'era una bellissima luna quasi piena. Mancava appena uno spicchietto, talmente piccolo che in realtà era anche difficile accorgersene. Ancora un po', forse solo un giorno, e la Luna sarebbe diventata completamente tonda. Oppure no? Forse lo era appena stata, e quello spicchietto scuro si avviava a diventare sempre più grande. Come si fa a saperlo?

Sì, lo so, c'è il vecchio detto "Gobba a ponente luna crescente, gobba a levante luna calante". Solo che con me questo detto non funziona: intanto perché bisogna sapere al volo dov'è ponente e dov'è levante, e non è sempre facile (a meno che uno non sia John Locke - il personaggio di Lost, non il filosofo); poi perché prima di capire da che parte è rivolta, la gobba, bisognerebbe capire cosa diavolo sia. Boh. 

Ci sarebbe poi un altro metodo popolare, che ha a che fare con le lettere dell'alfabeto: la D e la C, per l'esattezza, dove D starebbe per "descrescente" e C per "crescente". Solo che questo metodo è ancora più contorto. Prima bisogna capire se la Luna disegna una C o una D, il che è quantomeno discutibile quando la Luna è quasi completamente tonda, come l'altra sera. Dopo di che bisogna ricordarsi che se la Luna fa una D non sta decrescendo, ma crescendo. E se disegna una C non sta crescendo ma decrescendo. Uff.

Naturalmente, se foste veramente dei fenomeni potreste arrivarci ricordando come ruota la Luna su se stessa e intorno alla Terra, e provando a visualizzare la posizione dei due corpi celesti rispetto al Sole. Troppo difficile.

Ma non temete: per fortuna c'è un metodo semplice e razionale, il mio preferito. Guardate la figura delle fasi lunari.

Fasi lunari, da Wikimedia Commons

La separazione tra ombra e luce si sposta da destra verso sinistra (per ricordare la direzione, pensate al gesto che fate per sfogliare una pagina). Quindi, in qualsiasi momento, osservando la Luna, potete capire qual è la zona che sta crescendo guardando a destra. Per esempio, se a destra c'è l'ombra, la sera successiva la zona d'ombra sarà più grande, e così via. Se invece a destra c'è la parte illuminata, questa diventerà più grande le sere successive. Facile, no?

Per inciso, l'altra sera lo spicchietto scuro si trovava a sinistra: quindi la Luna era crescente, e infatti è diventata piena la sera successiva.

(Ah, la cosa vale solo nel nostro emisfero: se siete in quello australe dovete scambiare destra e sinistra. Di quanto sia buffo vedere la Luna capovolta quando si viaggia nei mari del Sud magari parleremo un'altra volta.)

Firmato: Stephen Hawking

Tra qualche giorno, Stephen Hawking compirà 70 anni. Ci sarà una conferenza a Cambridge in suo onore (visibile anche in streaming) e molte altre occasioni per celebrare uno dei cosmologi più conosciuti tra il grande pubblico.

Quello che forse non tutti sanno è che la firma di Hawking non è apparsa solo su articoli scientifici e libri divulgativi, ma è stata ritrovata impressa persino nel plasma caldo che pervadeva l'universo appena nato. Se guardate bene la mappa delle fluttuazioni di temperatura della radiazione cosmica di fondo osservata qualche anno fa dal satellite WMAP, infatti, potete vedere chiaramente le iniziali dello scienziato (cliccate sull'immagine per ingrandire):

Un falso? Un trucco? No, tutto vero: l'immagine è quella effettivamente ottenuta dal satellite della NASA ed è pubblicata in un articolo apparso su The Astrophysical Journal. Ora, però, prima che Voyager si precipiti a costruire una puntata intorno alla faccenda (sempre che non l'abbia già fatto), sarà meglio spiegare. E, anticipando la domanda del conduttore della trasmissione, diamo la risposta: sì, è solo una coincidenza. Ve lo faccio spiegare direttamente dal team di WMAP:

"Le iniziali «S» e «H» sono all'incirca della stessa dimensione e stile, e entrambe le lettere sono allineate ordinatamente lungo una linea di latitudine galattica fissata. Un calcolo mostrerebbe che la probabilità di questa particolare evenienza è trascurabilmente piccola. Eppure, questo evento a bassissima probabilità non può essere usato a supporto di una cosmologia non-standard. È chiaro che la selezione combinata della ricerca di queste particolari iniziali, e del loro allineamento e posizione, sono tutte scelte a posteriori. Un insieme di dati ricco, come quello di WMAP, può essere analizzato in molti modi. Eventi a bassa probabilità avvengono di sicuro. Assegnare a posteriori una verosimiglianza a un particolare evento, specialmente quando la sua identificazione è "ottimizzata" per il massimo effetto attraverso la scelta dell'analisi, non porta a una valutazione equa e non distorta."

In pratica, siamo di fronte di un classico caso di pareidolia, un fenomeno a cui gli esseri umani sono particolarmente soggetti. Il caso delle iniziali di Hawking è innocuo ma, come sottolineato nello stesso articolo, bisogna andarci coi piedi di piombo quando la ricerca di strutture particolari in immagini di questo tipo viene usata per selezionare modelli cosmologici o per evidenziare possibili anomalie nei dati.

In ogni caso: buon compleanno, SH.

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Bennett, C., Hill, R., Hinshaw, G., Larson, D., Smith, K., Dunkley, J., Gold, B., Halpern, M., Jarosik, N., Kogut, A., Komatsu, E., Limon, M., Meyer, S., Nolta, M., Odegard, N., Page, L., Spergel, D., Tucker, G., Weiland, J., Wollack, E., & Wright, E. (2011). Seven-Year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) Observations: Are There Cosmic Microwave Background Anomalies? The Astrophysical Journal Supplement Series, 192 (2) DOI: 10.1088/0067-0049/192/2/17

L'obbligatorio post di fine anno

È il momento dell'anno in cui, a quanto pare, bisogna tirare fuori le liste del meglio e del peggio successo durante l'ultimo giro intorno al Sole. In ambito scientifico, quelli di Science hanno compilato come al solito il loro elenco delle ricerche più significative del 2011 (medicina e astrofisica soprattutto: per chi ha voglia di una sintesi ne abbiamo parlato in tv l'altra mattina). Ovviamente è una lista altamente soggettiva e se ne trovano in giro molte altre: per esempio, Le Scienze ha deciso di far votare i propri lettori le tre più importanti tra una selezione di dieci notizie (potete farlo qui, fino a stanotte: per me, sono quelle riguardanti il bosone di Higgs, i pianeti extrasolari di tipo terrestre e i (presunti) neutrini superluminali).

Restando nel piccolo recinto di questo blog (che nel 2011 ha compiuto cinque anni di attività e ha superato i 500 post pubblicati) nell'ultimo anno ho scritto un po' meno post rispetto al 2010 (ma più del 2009 e del 2008: e comunque c'è anche il blog sul Post, e ho scritto altre cose, tra cui un libro). E però le visite totali sono raddoppiate: per cui, se mi chiedete un parere, dalle mie parti i blog godono di ottima salute.

In ogni caso, i cinque post più letti nel 2011 sono stati:

1. Un po' di cose che so sulle centrali nucleari
2. Più veloci della luce?
3. Higgs?
4. Einstein e i limiti di velocità
5. E quindi?

a cui aggiungo una mia selezione personale in ordine sparso:

• Apologia del divulgatore 
• Scelte obbligate
• Un apologo

Vi ci metto anche un po' di cose scritte sul Post che dovreste leggere, se non lo avete già fatto:

• A che serve la scienza?
• Tempo fuor di sesto
• Il decennio che ha cambiato l'universo
• Pensieri cupi di inizio semestre
• Caro Odifreddi, ti scrivo

E ci vediamo nel 2012.