23 settembre 2014

Due appuntamenti

Mercoledì 24 settembre, nell'ambito della Notte Europea dei Ricercatori e della Settimana della Scienza 2014, sarò con Antonio Pascale alle Scuderie Aldobrandini di Frascati per Dal big bang alla civiltà in sei immagini. Si inizia alle 21, l'ingresso è gratuito ma bisogna prenotarsi a questo link.

Sabato 27 settembre sarò a Bologna, all'Aula Magna di Santa Lucia (via Castiglione 36) per un evento sul tempo organizzato dal Cortile dei Gentili e dall'Università di Bologna. L'ingresso è libero fino a esaurimento dei posti. Il programma completo è qui

22 settembre 2014

BICEP2 probabilmente non ha osservato le onde gravitazionali primordiali



Qualche giorno fa sono stato ospite di Radio3Scienza, in una puntata che verteva sulle difficoltà di comunicare la scienza senza cadere nel sensazionalismo (l'audio è qui sopra, oppure a questo link). Siamo partiti da un paio di casi recenti, l'ultimo dei quali è quello che riguarda Stephen Hawking e le sue dichiarazioni sul bosone di Higgs, che molti mezzi d'informazione hanno riportato come un annuncio del rischio di una possibile catastrofe cosmica provocata dall'esperimento LHC. Le cose naturalmente non stanno così e ho provato a spiegarlo in trasmissione, ma la sintesi per chi va di fretta è: Hawking ha semplicemente (e correttamente) commentato che, in base a quello che sappiamo sul campo di Higgs e sul modello standard, c'è la possibilità che l'universo non si trovi attualmente in uno stato stabile (ovvero quello di minima energia). C'è una probabilità non nulla che esso passi repentinamente a uno stato più stabile tra qualche migliaio di miliardi di anni: vedete voi se sia il caso di non dormirci la notte. La cosa, comunque, non ha niente a che vedere con le attività del CERN, ma solo con il modo in cui è fatto, ed è sempre stato fatto, l'universo.

Venendo a cose un po' più concrete, l'altro caso che abbiamo discusso brevemente è stato quello di BICEP2, di cui negli ultimi mesi abbiamo parlato più volte da queste parti. Se avete seguito la faccenda, sapete che dopo l'annuncio iniziale sono sorti seri dubbi sul fatto che il segnale osservato dall'esperimento fosse dovuto completamente alle onde gravitazionali prodotte dall'inflazione, e non potesse invece essere una contaminazione causata dalla polvere presente nella nostra galassia. Durante la puntata ho detto che nei prossimi mesi ne avremmo saputo di più, e che a questo punto mi aspettavo che la significatività dell'annuncio iniziale si sarebbe ridotta parecchio. Be', pare che l'attesa sia stata più breve del previsto, e che le cose in effetti non siano rosee per BICEP2. Oggi infatti è apparsa su arXiv l'analisi da parte di Planck della polarizzazione prodotta dalla polvere galattica su quasi tutto il cielo, inclusa la regione osservata da BICEP2. Il risultato è che la contaminazione della polvere può spiegare completamente il risultato di BICEP2. Ci sono naturalmente varie sottigliezze tecniche e a quanto pare è in corso un'analisi congiunta di Planck e BICEP2 che dovrebbe ridurre ulteriormente le incertezze, ma la conclusione a questo punto sembra piuttosto chiara: BICEP2 ha osservato un segnale, ma molto probabilmente non proviene dai primi istanti di vita dell'universo.

17 settembre 2014

Un po' di cose dal Festival della Comunicazione

Lo scorso fine settimana sono stato ospite del primo Festival della Comunicazione, che si è tenuto a Camogli. Un paio di giorni piacevoli e piuttosto fitti di incontri interessanti (un tentativo di sintesi lo ha fatto Annamaria Testa su Internazionale). Da parte mia, ho parlato della mia esperienza di comunicazione dell'astrofisica e, più in generale, della scienza: ho messo sul Post il testo delle cose che ho detto nel mio intervento. (Bonus track: qui c'è il video di una breve chiacchierata che ho fatto con Massimo Mantellini su divulgazione e rete, e qui un'intervista apparsa nelle pagine culturali di Avvenire.)
Di mestiere faccio l’astrofisico. Sono cioè uno scienziato, e perciò appartengo a una categoria che, nel sentire comune, non è esattamente associata alla comunicazione, a farsi capire fuori della cerchia degli esperti. Voglio dire: lo scienziato è colui che nei film, tipicamente, compare nel momento in cui serve qualcuno che dica una cosa incomprensibile. Nei film peggiori l’espediente si usa addirittura per mascherare un buco di sceneggiatura, oppure per rendere plausibile uno snodo narrativo che plausibile non è. A un certo punto arriva lo scienziato — generalmente un tizio trasandato, con una capigliatura discutibile — e dice una cosa tipo “dobbiamo invertire la polarità del flusso canalizzatore”. C’è anche un termine inglese per queste frasi incomprensibili: “techno-babble”, che in italiano si potrebbe rendere con “tecno-bla-bla”. Insomma, lo scienziato fa un po’ la parte dello sciamano, del santone, di quello che tutti rispettano ma che nessuno capisce davvero. (Continua a leggere sul Post...)

11 settembre 2014

Si va a Camogli #festivalcom14


Nel fine settimana mi trovate al Festival della Comunicazione di Camogli (GE). Se volete, ci vediamo alla Terrazza delle Idee sabato 13 alle 12.

14 agosto 2014

Varie d'agosto

Tra una stella cadente e l'altra, qualche segnalazione di cose che ho fatto/sto facendo/farò a breve: su Repubblica Sera (disponibile per gli abbonati di Repubblica in digitale) sta uscendo una serie in cui racconto, in ogni puntata, un oggetto celeste e la storia di un astronomo (o più di uno) che ha legato in qualche modo il suo nome a quell'oggetto: ogni venerdì, per tutto agosto (due sono già andate), con l'eccezione di questa settimana in cui uscirà giovedì (cioè oggi).

Poi, una cosa di cui sono molto contento e onorato, e che probabilmente ormai saprete già: dal numero di agosto di Le Scienze (attualmente in edicola), ho preso il posto di Roberto Battiston (che è andato a dirigere l'ASI) su quelle pagine, con una rubrica mensile che si chiama "La finestra di Keplero" e che parlerà - indovinate un po' - dell'universo e di tutto quello che c'è dentro.

Infine, dopo aver raccontato nei due anni passati "Dal big bang alla civiltà in sei immagini" (e continueremo a farlo), io e Antonio Pascale ci riproviamo con una nuova idea, un dialogo scientifico/filosofico sul libero arbitrio in cui, a occhio e croce, io rappresenterò il punto di vista del fisico determinista, e Antonio sarà l'umanista preoccupato di preservare i nostri spazi di libertà - ma chissà quali saranno le nostre posizioni dopo il confronto. Si chiama "Materia e libertà" e andrà in scena per la prima volta al Festival della Mente di Sarzana il 31 agosto.

13 luglio 2014

Galileo Pop! L'ultima puntata di "Io dico l'universo"

Quest'anno ricorrono i 450 anni dalla nascita di Galileo Galilei (15 febbraio 1564) e, per l'occasione, su Radio3 è andata in onda nei mesi scorsi Io dico l'universo, una trasmissione settimanale che, partendo ogni volta da un luogo simbolico, ha raccontato in diciotto puntate i diversi aspetti della vita di Galileo -- non solo quelli prettamente scientifici, ma anche quelli artistici, letterari, musicali, ecc. La trasmissione è terminata ieri, con una puntata sul lato pop di Galileo a cui ho avuto l'onore di partecipare (qui c'è un articolo sull'argomento che avevo scritto a febbraio per Wired.it). La puntata si riascolta qui: ma il consiglio, se le avete perse, è di recuperare anche tutte le altre da questa pagina (o scaricarle in podcast).

02 luglio 2014

Cercatori di meraviglia: aggiornamenti e appuntamenti

E insomma, a quanto pare Cercatori di meraviglia ha esaurito la prima edizione ed è in ristampa. Se ancora non lo avete letto, è il momento giusto per prenderne una copia, magari da mettere in valigia (o nel Kindle) prima di partire per le vacanze (tanto più che Wired lo ha appena indicato come uno dei 50 libri da leggere questa estate).

Se invece lo avete già comprato e letto, be', grazie davvero. Se vi è anche piaciuto, fatemelo sapere (oh, voi non ci crederete: i complimenti fanno piacere), ma soprattutto spargete la voce, lasciate in giro recensioni positive, regalatelo, ecc.

Approfitto per segnalarvi i prossimi eventi e presentazioni dove, se volete, potremo incontrarci di persona:
  • sabato 5 luglio alle 21.30 sarò all'anfiteatro naturale di Vianino a Varano De' Melegari (Parma) per il Festival Valceno Arte, insieme al Trio Amadei: loro suoneranno (soprattutto Mozart), io parlerò, e una cosa così non poteva che chiamarsi Amedeo, Amadei, Amadeus: Cercatori di Meraviglie
  • giovedì 10 luglio alle 17.30 sarò a Roma, alla libreria Mondadori del centro commerciale La Romanina (zona Università Tor Vergata), con me ci sarà Antonio Pascale 
  • mercoledì 16 luglio alle 19.00 sarò ancora a Roma, a Villa Mercede (zona San Lorenzo), per Lettori al quadrato, e ci saranno anche letture dal libro a cura di PsicopompoTeatro 

20 giugno 2014

Pubblicato l'articolo di BICEP2, e ci sono novità

Ieri è uscita finalmente la versione definitiva dell'articolo con i risultati di BICEP2, accettato, dopo aver superato la fase di peer-reviewing, dalla rivista Physical Review Letters. E i cambiamenti sono importanti. Nell'articolo pubblicato, infatti, si ammette che l'analisi originale poteva aver sottovalutato la contaminazione dalla polvere galattica (possibilità di cui avevamo parlato qui) e si traggono conclusioni diverse rispetto a quelle dell'annuncio iniziale (la prima versione dell'articolo è ancora consultabile qui). Le differenze sono già evidenti nell'abstract, che contiene almeno un paio di frasi nuove e rilevanti. In riferimento ai modelli usati per stimare la possibile contaminazione da polvere, per esempio:
However, these models are not sufficiently constrained by external public data to exclude the possibility of dust emission bright enough to explain the entire excess signal. (Tuttavia, questi modelli non sono sufficientemente vincolati da dati pubblici esterni da escludere la possibilità di emissione di polvere sufficientemente brillante da spiegare l'intero segnale in eccesso)
Riguardo al valore stimato dell'ampiezza del segnale di onde gravitazionali primordiali (che nell'articolo originale veniva dato diverso da zero con alta significatività anche quando si teneva conto della possibile contaminazione da polvere), ora si legge:
Accounting for the contribution of foreground, dust will shift this value downward by an amount which will be better constrained with upcoming data sets. (Tenendo conto del contributo della contaminazione, la polvere sposterebbe questo valore in basso di una quantità che sarà meglio vincolata da dati futuri.) 
Più in dettaglio, è stato escluso dall'analisi il modello di polvere che aveva sollevato maggiori dubbi, ovvero quello basato su dati preliminari di Planck e dedotto da una slide mostrata in una conferenza: una nota riconosce che quel modello aveva "incertezze non quantificabili". Una nota aggiunta all'articolo dà conto delle discussioni emerse dopo l'annuncio iniziale, e in particolare dei due studi (uno e due) che avevano dimostrato che il segnale dalla polvere galattica poteva essere più grande di quanto supposto dal team di BICEP2. Rimane l'affermazione che, al momento, le evidenze porterebbero a escludere una forte contaminazione dalla polvere, ma si riconosce che non è possibile scartare questa possibilità.

Insomma, la misura del segnale di polarizzazione sul cielo è valida e significativa: quello che resta da capire e confermare, come d'altra parte si era detto fin dall'inizio, è se il segnale è davvero di origine primordiale. È indubbio che allo stato attuale delle cose le implicazioni dei risultati di BICEP2 sono più deboli di quanto affermato inizialmente, e che la probabilità che quanto osservato sia interamente attribuibile a un fondo di onde gravitazionali si è ridotta. Per capire di quanto, però, bisogna ancora aspettare.

11 giugno 2014

Ha ancora senso il test di Turing?

In un futuro imprecisato, un sistema operativo in grado di conversare in maniera calda, divertente, sexy, e per di più con la voce roca di Scarlett Johansson, farà innamorare perdutamente di sé un essere umano. I due passeranno insieme notti bellissime a chiacchierare (altro non possono fare), lui gli racconterà la sua vita, lei cambierà e crescerà, aggiungendo nuovi algoritmi al suo repertorio di comportamenti programmati. Faranno progetti per il futuro e si prometteranno di non lasciarsi mai più, ma poi il dubbio si insinuerà, e l’innamorato inizierà a tormentarsi: ok, la amo come non ho mai amato nessuno prima d’ora, ma supererà il test di Turing? Sul serio, ma non sarà il caso di piantarla, con il test di Turing? (Continua a leggere sul Post...)

24 maggio 2014

Cinquant'anni

Il grafico della prima misura che mostra chiaramente la presenza della radiazione cosmica di fondo.
(Figura tratta dalla conferenza tenuta da Robert W. Wilson in occasione della consegna del premio Nobel per la fisica 1978.) 

Cinquant'anni fa, di questi tempi, Arno Penzias e Robert Wilson cominciavano a armeggiare con l'antenna di Holmdel e imboccavano la strada che li avrebbe portati a inciampare su una delle scoperte scientifiche più importanti di sempre. Non è ovvio stabilire una data precisa per la scoperta ma, se proprio si vuole, il primo grafico del rumore che solo molti mesi più tardi sarebbe stato identificato come il calore residuo del big bang è datato 20 maggio 1964.

La storia, lo sapete già, l'abbiamo raccontata in Cosmicomic. Per una bella coincidenza, proprio in questi giorni la traduzione del nostro fumetto esce anche in Spagna. Rispetto all'edizione italiana, l'editore spagnolo mi ha chiesto di aggiungere una nota finale che raccontasse a grandi linee cosa è successo in cosmologia negli ultimi cinquant'anni, e ho pensato di postarla anche qui. (Naturalmente, se volete un quadro più completo ci sono questo e questo.)

***

Scrivendo Cosmicomic ho scelto di non avventurarmi nel racconto degli sviluppi più recenti, e ancora in divenire, della cosmologia, e di limitarmi alla storia consolidata di come ci siamo convinti che c’è stato un big bang. La scoperta della radiazione cosmica di fondo da parte di Penzias e Wilson è uno spartiacque nella nostra comprensione dell’universo: c’è un prima e c’è un dopo, e io mi sono volutamente concentrato sul prima. Qualche parola su cosa è successo in seguito si trova accennata nelle ultime tavole, ma forse qui può essere il caso di dire qualcosa in più.

Subito dopo la scoperta di Penzias e Wilson, i cosmologi cominciarono a studiare la possibilità di investigare minuscole variazioni nell’intensità della radiazione cosmica di fondo. L’idea era che il gas incandescente che riempiva l’universo primordiale non poteva essere completamente uniforme: dovevano esistere delle piccole fluttuazioni di densità che, nel corso dei miliardi di anni successivi, la gravità doveva aver amplificato per formare le centinaia di miliardi di galassie che vediamo nell’universo attuale. Ci vollero diversi decenni per trovare le prove di questa ipotesi. All’inizio degli anni novanta, un satellite della NASA chiamato COBE trovò queste minuscole fluttuazioni impresse nella radiazione cosmica di fondo, fotografando i semi da cui si è formato tutto ciò che esiste nel cosmo.

Nel frattempo, erano successe altre cose. Negli anni settanta, cominciò a prendere piede tra i cosmologi la possibilità che nell’universo ci fosse molta più materia di quanta i telescopi potessero osservare direttamente. Questa materia, ribattezzata “oscura”, doveva essere completamente diversa dagli atomi di cui sono fatte le stelle (e noi stessi): non emetteva o assorbiva luce, e si poteva notare la sua presenza solo per via dell’interazione gravitazionale.

Mentre le evidenze a favore dell’esistenza della materia oscura si andavano accumulando, emerse un nuovo scenario teorico che descriveva gli istanti iniziali del cosmo. Nel 1980, un giovane fisico di nome Alan Guth ipotizzò che le prime frazioni di secondo dell’evoluzione dell’universo fossero state caratterizzate da un’espansione violenta e rapidissima, chiamata “inflazione”, che aveva interessato una regione di spazio di dimensioni subatomiche. Al termine dell’inflazione l’universo doveva essersi ritrovato estremamente uniforme, in media, e con una curvatura su grande scala trascurabile. Non solo: l’inflazione prevedeva che le fluttuazioni quantistiche casuali presenti nella microscopica regione iniziale fossero state amplificate trasformandosi nelle fluttuazioni di densità da cui iniziò la formazione delle galassie. Quando COBE trovò davvero la traccia di fluttuazioni simili nella radiazione cosmica di fondo, la cosa fu letta come un punto a favore dell’inflazione (e fruttò ai leader dell’esperimento, George Smoot e John Mather, un premio Nobel per la fisica nel 2006).

Altri esperimenti studiarono le variazioni di intensità della radiazione cosmica di fondo con maggiore dettaglio negli anni dopo COBE. A cavallo tra il ventesimo e il ventunesimo secolo, diversi esperimenti (tra cui Boomerang, MAXIMA, e il satellite della NASA WMAP) riuscirono a ricavare da queste indagini importanti informazioni sulla struttura dell’universo: mostrarono, ad esempio, che la sua curvatura su grande scala era trascurabile, proprio come prevedeva l’inflazione, e rafforzarono l’evidenza a favore dell’esistenza di componenti oscure.

A questo proposito, il mistero si stava allargando. Nel 1998, due diversi team di astronomi scoprirono che l’espansione dell’universo aveva iniziato ad accelerare in tempi recenti, attraverso un meccanismo che sembrava analogo a quello che aveva scatenato l’inflazione iniziale. Attualmente, la spiegazione più probabile del fenomeno è che esista, in aggiunta alla materia oscura, una forma di “energia oscura” in grado di guidare l’espansione accelerata: questo scenario ha aperto una serie di interrogativi teorici che non hanno ancora trovato soluzione, andandosi a sommare al problema irrisolto di chiarire la natura della materia oscura. (La scoperta dell’espansione accelerata dell’universo è stata intanto premiata con il Nobel per la fisica nel 2011.)

E veniamo al presente. Proprio in questi ultimi tempi, nel marzo del 2014, una nuova scoperta potrebbe aver aggiunto un ulteriore, importante elemento alla nostra comprensione del cosmo. Il team dell’esperimento BICEP (un radiotelescopio operante al Polo Sud) ha annunciato di aver trovato nella radiazione cosmica di fondo le tracce della presenza di onde gravitazionali (increspature nello spazio-tempo previste dalla teoria della relatività generale di Einstein) di origine primordiale. La loro presenza è un’altra delle previsioni dell’inflazione e, se sarà confermata in futuro, potrebbe essere l’evidenza decisiva a favore di questo scenario. Questo ci aprirebbe una finestra verso eventi avvenuti quando ciò che poi è diventato il nostro universo esisteva da appena 10 alla meno 35 secondi. Saremmo arrivati incredibilmente vicini a osservare l'origine di tutto e a capire come sono andate davvero le cose. Per quanto ne sappiamo oggi, non si può guardare ancora più indietro nel tempo: ma le domande non sono finite, e noi continuiamo a cercare le risposte.