Dov’è l’Hubble Space Telescope?

Cortesia: “Hubble Site – The Telescope” alla pagina: http://hubblesite.org/the_telescope/where.a.s_hubble_now/basic_version.php .

E’ una domanda che ricorre spesso tra gli appassionati di astronomia e che spesso mi sono sentita rivolgere pure io. Esiste un sito web per avere aggiornata, istante per istante, la posizione dell’Hubble Space Telescope.

Andate sul sito dell’Hubble Space Telescope alla pagina: http://hubblesite.org/the_telescope/where.a.s_hubble_now/basic_version.php . Sono riportate latitudine, longitudine e altitudine, ora e data, oltre ad una breve ma essenziale spiegazione (in inglese).

Sabrina

A Glorious Dawn – Cosmos Remixed

 

A musical tribute to two great men of science: Carl Sagan and Stephen Hawking. 

Carl avrebbe sicuramente apprezzato.

Sabrina

Large Hadron Rap: un rap scientifico

Su segnalazione di Gabriele Umbriaco pubblico un rap decisamente insolito. O una giornata al CERN decisamente simpatica. Buona visione!

Gabriele e Sabrina

Quanto vale il nostro futuro

Voglio segnalare l’articolo che Andrea Macco nel suo Blog “L’Universo in Clessidra” ha sistemato il 21 luglio scorso, dedicato al 50esimo Anniversario della NASA (28-29 ottobre 2008):

http://andreamacco.wordpress.com/2009/07/21/il-coraggio-di-andare-dove-nessuno-e-mai-andato/#comments

riportando il discorso di Stephen Hawking letto in occasione della Conferenza ufficiale, e  che è stato pubblicato dal Secolo XIX di Genova in ricordo del 40esimo sbarco sulla Luna:
http://andreamacco.files.wordpress.com/2009/07/articolo-hawking.jpg

Vi suggerisco di leggerlo ed eventualmente, lasciate i vostri commenti sul Blog di Andrea.

Qui riporto due parti che dal mio punto di vista sono significative.

«Andare nello spazio non sarà economico ma coinvolgerà solo una piccola porzione delle risorse del mondo. Il budget della Nasa è rimasto sostanzialmene costante dai tempi dell’atterraggio dell’Apolli, anzi è sceso dallo 0,3 per cento del Pil degli Stati Uniti allo 0,12 di adesso. Anche se aumentassimo il budget di 20 volte per compiere seri passi avanti continuerebbe a essere una piccola parte del Pil mondiale.

Qualcuno potrebbe obiettare che sarebbe meglio spendere quei soldi per risolvere i problemi del nostro pianeta, per esempio il cambiamento climatico e l’inquinamento, invece di sprecarli nella ricerca forse vana di uno nuovo. Non sto negando l’importanza di combattere il riscaldamento globale, ma possiamo farlo e risparmiare ancora un quarto di un punto percentuale del Pil mondiale per le spedizioni spaziali. Il nostro futuro non vale una cifra così bassa? […]

Un nuovo viaggio spaziale con equipaggio riuscirebbe a riaccendere l’entusiasmo della gente verso lo spazio e la scienza in generale. Le missioni con robot sono più economiche e forniscono più informazioni scientifiche, ma non catturano l’immaginario delle persone allo stesso modo. Non portano nemmeno la razza umana nello spazio. […]

Un nuovo interesse verso lo spazio aumenterebbe anche la fiducia nella scienza in generale».

Hawking, è un grande precursore del nostro tempo oltre che un grande comunicatore.
Grazie Stephen. Grazie Andrea.

Sabrina

L’impero delle luci… e del tempo

Non mi era mai capitato di rimanere così a lungo ad ammirare un quadro. E’ successo qualche anno fa con “L’impero delle luci” di René Magritte conservato presso la Collezione Peggy Guggenheim di Venezia.

La rappresentazione simultanea di luci diurne e notturne induce un senso di atemporalità. E’ un’immagine paradossale, che rappresenta il tempo fermato… Un cielo limpido e sereno, e la notte che si stende sugli alberi e sulla casa. Da una parte con l’occhio si ha il desiderio di ammirare quel cielo illuminato a giorno, dall’altro il desiderio di aprire la porta della casa e percepire la sera. Me la sono sempre immaginata abitata (forse perchè la luce esterna è accesa), con un corridoio che immette in un’ampia stanza, un vecchio vicino al focolare acceso seduto su un divano e un bambino ai suoi piedi che gioca.

“Il tempo è lo strumento che Dio utilizza per impedire che i fenomeni si producano tutti nel medesimo momento”.

Non so di chi sia questa frase, ma Magritte ha tentato di violare questa legge di natura.
Sabrina

Un aneddoto su Galileo

Robert Southwell, che in seguito sarebbe diventato presidente della Royal Society, visitò Vincenzo Viviani a Firenze nel 1611 e annotò un certo numero dei suoi aneddoti su Galileo. Tra questi c’era il seguente:

Egli era solito dire che, se avesse vissuto mille anni e si aspettasse ancora di comprendere correttamente la dottrina delle meteore, si sarebbe considerato il più grande stolto mai arrivato a quell’età.

Per “dottrina delle meteore” si intendevano cose del genere di ciò che Aristotele aveva scritto separatamente dalla cosmologia e della fisica, nel libro chiamato “Meteorologica”, che tratta di una varietà di fenomeni nella regione degli elementi sublunari. Tra questi c’erano i fulmini, la salinità del mare e le comete. Aristotele sosteneva che le comete sono corpi di vapore vicini al limite superiore della sfera dell’aria, accesi dalla soprastante sfera del fuoco. Le comete erano quindi tra le cose che Galileo, quand’era vecchio e cieco, diceva al suo giovane segretario e “ultimo discepolo” che egli non avrebbe mai sperato di capire. Queste cose erano numerose perché Southwell incluse nella sua raccolta di passi scelti anche un proprio aneddoto:

Una volta che suggerii la causa di una cosa al sig. Viviani, mi rispose come avrebbe fatto Galileo in un caso simile – “questa è una delle tante cose che non capisco”.

La natura delle comete e le cause di tante cose rimasero ignote a Galileo non perché non le avesse investigate, ma perché aveva fatto del suo meglio senza successo.

da Stilman Drake, Galileo Galilei pioniere della Scienza, Muzzio editore,  pp. 187-188

Sabrina

La forza di gravità

La forza di gravità, o «gravitas» come la chiamava Newton, ebbe per migliaia di anni lo stesso nome ma fu proprio lui il primo a capire esattamente di cosa si trattasse.

La gravità scoperta da Isaac Newton risolse in fretta un antico problema: Aristotele aveva detto che la Terra non poteva muoversi, altrimenti saremmo stati scaraventati tutti nello spazio; in effetti, se non fosse per la gravità Aristotele avrebbe avuto ragione e noi voleremmo via. Però, sulla superficie della Terra, la forza di gravità è abbastanza potente da trattenerci. E’ una fortuna, no?
Un’altra cosa che Isaac scoprì è che la forza di gravità si attenua man mano che ci allontaniamo dalla Terra. Naturalmente, noi stiamo semplificando le cose. Isaac utilizzò la Terza Legge di Keplero, che dice che il quadrato del tempo impegnato per compiere l’orbita è proporzionale al cubo della distanza. Isaac fece una semplice deduzione e calcolò che la forza di gravità obbedisce alla legge dell’«inverso del quadrato della distanza». Per esempio, se ci fosse una seconda luna a una distanza doppia dalla Terra rispetto alla prima, la forza gravitazionale che tratterrebbe la seconda luna sarebbe (1/2)^2, cioè 1/4 della forza che trattiene la prima luna. Se la seconda fosse dieci volte più lontana, allora la forza di gravità sarebbe (1/10)^2 cioè 1/100.

Newton utilizzò le sue idee sulla gravità per calcolare il modo in cui la Luna si muove, e quando confrontava le sue idee con il modo in cui la Luna si muove effettivamente essi corrispondevano con buona approssimazione alla realtà. Ma una buona approssimazione non è sufficiente. Problema: da dove agisce la gravità? Dalla superficie della Terra alla superficie della Luna? Le equazioni matematiche coinvolte fecero sicuramente perdere la testa a Newton in quanto non poteva servirsi di una misura esatta del diametro terrestre. Ma alla fine si stufò così tanto che abbandonò i suoi calcoli per un po’ di anni prima di fare un altro tentativo.
Sebbene l’idea della gravità gli sia venuta per la prima volta a Woolsthorpe nel 1665, come era sua consuetudine Isaac la tenne per sé. Doveva assicurarsi che ogni dettaglio fosse esatto e verificato, perché il pensiero che qualcuno potesse trovare il minimo errore lo terrorizzava. Alla fine gli ci vollero vent’anni per perfezionare e correggere ogni cosa prima di pubblicare il tutto in uno dei più famosi testi scientifici dell’epoca: «Philosophiae Naturalis Principia Mathematica».

Sabrina

Tutto cominciò…

Tutto cominciò nell’autunno del 1665 quando Isaac Newton era seduto in giardino a Woolsthorpe, sotto un albero. Oggi quest’albero non esiste più, naturalmente, ma è stato sostituito da un “cugino” che qui vediamo in foto.

A quell’epoca Isaac aveva letto praticamente tutto ciò che valeva la pena di essere letto su qualsiasi argomento, e aveva deciso una volta per tutte ciò su cui era d’accordo e ciò su cui non lo era. In ogni caso, c’erano state due persone il cui lavoro apprezzava e sul quale aveva riflettuto per giorni interi: Johannes Keplero e Galileo Galilei.

Keplero, dopo venticinque anni trascorsi a guardare il cielo e a fare calcoli, nel 1609 pubblicò le sue leggi sul moto dei pianeti (che vanno sotto il nome di “Tre Leggi di Keplero”).
Galileo Galilei guarda caso era morto proprio l’anno della nascita di Newton, nel 1642. A parte il fatto che Galilei fu uno dei primi a sostenere che la Terra si muove attorno al Sole, la grande scoperta di Galilei fu che un corpo in caduta libera è soggetto ad una accelerazione costante. Alla gente piace pensare che abbia eseguito l’esperimento in cima la Torre di Pisa. Forse le cose andarono così, forse no, ma è un’idea carina.
Essendosi reso conto che oggetti diversi cadono percorrendo distanze uguali in tempi uguali, Galilei fece un passo avanti e capì che quando si lascia cadere qualcosa, la sua velocità aumenta uniformemente via via che cade.

Dunque, il nostro Isaac è ancora seduto nel giardino di Woolsthorpe. Sta pensando alle Leggi di Keplero che funzionano tutte… Come mai i pianeti si muovono descrivendo delle ellissi? Come mai si muovono più in fretta quando sono più vicini al Sole?
Naturalmente Isaac sa tutto anche sull’accelerazione costante di Galileo, ma la caduta per terra degli oggetti era un argomento completamente diverso dalla rotazione dei pianeti attorno al Sole. Isaac non sapeva che le due cose potessero essere collegate, ma qualcun altro nel giardino lo sapeva…

La mela cadde.

Come mai la mela è caduta? Perché ogni cosa cade per terra. Allora, forse c’è qualche forza invisibile che trascina gli oggetti verso Terra? Supponiamo che l’albero diventi alto come la Luna… La mela cadrebbe lo stesso? Perché no? Allora come mai la Luna non cade sulla Terra? Perché?
E’ certo che la Luna non cade sulla Terra, ma la cosa più importante è che non vola via! Ed è a causa di questa forza invisibile!

Mettiamo di avere una palla legata ad una cordicella e di farla ruotare attorno a noi. Possiamo sentire la palla che cerca di allontanarsi da noi, ma qualcosa la trattiene. Se lasciamo andare la cordicella la palla volerà via.
E’ la stessa cosa che succede alla Luna, che orbita attorno alla Terra. Proprio come la Terra cerca di allontanarsi, ma qualcosa la trattiene. Naturalmente la palla è trattenuta dalla cordicella, ma cosa trattiene la Luna? Dev’essere una forza invisibile. Quella che Newton chiamò “Forza di Gravità”.

Sabrina

2012: atto finale

L’inversione dei poli magnetici terrestri

Il polo magnetico positivo della Terra è il Polo Nord, quello negativo il Polo Sud: sempe secondo Patrick Geryl, il belga che ha pubblicato tre libri sull’argomento 2012 e trovato dei sostenitori sulla “fine del mondo”, i poli s’invertiranno improvvisamente il 21 dicembre causando terremoti, allagamenti e l’inizio di una nuova era glaciale.
«Ci sono evidenze geologiche che in passato i poli magnetici della Terra si siano già invertiti. Se capitasse ancora, la bussola inizierebbe a puntare al sud invece che al nord come oggi. Ma non ci sono evidenze scientifiche per credere che succederà improvvisamente e in un giorno preciso», racconta infine Elena Sabbi al giornale Grazia.

Il campo magnetico terrestre non è costante, ma varia nel tempo in modo differenziato. Vi si possono distinguere tre tipi di variazioni che dipendono dalla loro durata: variazioni di breve, lungo e lunghissimo periodo. Le prime, quelle di breve periodo, influiscono sulla direzione e intensità del campo magnetico terrestre e possono avere una durata compresa tra le ore e gli anni. Possono essere regolari, come le variazioni diurne correlate alle posizioni relative del Sole della Luna che influenzano il campo magnetico terrestre; oppure irregolari, come nel caso delle tempeste magnetiche, dovute a fasi di intenso vento solare (che è un flusso di plasma) che può modificare e deformare la magnetosfera della Terra.
Le variazioni di lungo periodo hanno invece una durata secolare (si parla di variazione secolare geomagnetica) e derivano dallo spostamento della posizione dei poli magnetici. In figura è evidenziata la posizione del polo Nord geomagnetico negli ultimi 2000 anni: i puntini bianchi rappresentano la posizione media del polo per intervalli di 100 anni (i cerchi danno la probabilità del 95%); il quadrato bianco dà la posizione media del polo negli ultimi 2000 anni (il cerchio corrisponde alla probabilità del 95%).

Fonte: Introduzione alla geoarcheologia, Diego E. Angelucci, Università di Trento

Infine, vi sono le variazioni di lunghissimo periodo, ossia le inversioni di polarità, che sono quelle che ci interessano. Il campo magnetico terrestre non ha mantenuto la stessa polarità nel tempo, ma ha subito delle inversioni (passaggio del polo Nord magnetico al Sud e viceversa). La storia della Terra quindi, registra fasi con polarità, uguale all’attuale (che viene detta polarità normale) alternate a fasi opposta a quella attuale, che viene detta polarità inversa.
Le inversioni di polarità sono irregolari e senza una durata fissa, ma è possibile costruire una scala cronologica della polarità magnetica. Viviamo oggi in un’epoca di polarità normale, definita epoca Bruhnes; l’ultima inversione di polarità che si è registrata, ossia il passaggio da un’epoca di polarità inversa ad una normale (la cosiddetta Matuyama-Bruhnes)  risale a circa 720.000 anni fa.
Si stima che negli ultimi 20 milioni di anni il campo magnetico terrestre abbia invertito la sua polarità una cinquantina di volte, all’incirca 9 volte in 4 milioni di anni. Ogni volta che si va verso un’inversione, questa si completerebbe in alcuni secoli o millenni. Durante la transizione tra la polarità attuale e quella successiva, la Terra sarebbe temporaneamente senza il suo schermo protettivo. Saremmo dunque esposti pericolosamente alle radiazioni cosmiche e solari.
Flavio, in un commento sul post “Un 2012 tranquillo e ospitale per la Terra” cita una ricerca fatta da Glitzmaier e Roberts le cui simulazioni porterebbero ad affermare che, a differenza di quanto si pensi, l’inversione dei poli non necessariamente coinciderà con l’azzeramento del campo magnetico, bensì solamente con una sua modifica. Durante le inversioni dei poli, il campo magnetico non scomparirebbe ma modificherebbe la sua struttura diventando più complesso. Le sue linee di forza in prossimità della superficie terrestre tenderebbero a divenire aggrovigliate e i poli magnetici si sposterebbero prima di completare l’inversione. Questo significherebbe in definitiva che non dovrebbero esserci effetti devastanti per la vita sulla Terra, anche perchè darebbero ragione del fatto che se anche ci fossero state almeno due inversioni nell’ultimo milione di anni circa, la specie umana non si è estinta.
Un fenomeno che rappresenta, non ci resta che definirlo, come una sorprendente realtà e che non ha una data precisa, meno che meno quella del 21 dicembre 2012.

Sabrina

2012: atto terzo

 

L’allineamento del Sole col centro della nostra Galassia

Misurare la perfetta posizione del Sole mentre percorre la sua orbita attorno al centro della Galassia richiede notevoli approssimazioni e risulta estremamente complesso. «Esiste un margine di incertezza pari a o,1 gradi e per questo l’allineamento può verificarsi un anno prima o un anno dopo il 2012. E anzi, forse oggi siamo già più o meno in quella posizione» afferma Elena Sabbi nell’intervista rilasciata a Grazia.

Quando si fa riferimento al potenziale della nostra Galassia possiamo pensarlo come somma del potenziale delle singole componenti galattiche. In generale, il calcolo del moto di una stella in un potenziale di questo tipo risulta estremamente complesso, ma si può osservare che le oscillazioni del Sole sopra e sotto il disco galattico non superano i 100 pc e sono sicuramente trascurabili rispetto ai 15000-25000 pc (1pc = 1 parsec= 206 x 10^5 UA = 3,085 677 580 666 3,08×10^16 m ≈ 3,26147086 anni luce ) di estensione della massa visibile della Galassia. Si può ritenere, in prima approssimazione, che il moto della nostra stella avvenga sul piano del disco galattico. E una stella che si muove sul piano equatoriale di una galassia assisimetrica come la nostra non ha modo di “accorgersi” che il potenziale tridimensionale possa essere diverso da un potenziale sferico e simmetrico, che risulta l’approssimazione che di solito si fa per la nostra Galassia. Non solo.
Se si suppone che il Sole esista da cinque miliardi di anni e che abbia compiuto nell’arco di questo tempo 22 orbite intorno al centro galattico, ciascuna con un periodo di 224 milioni di anni con una velocità circolare di circa 220 km/s alla distanza di 8 Kpc (1 kpc = 1000 pc) dal centro della Galassia, mediante simulazioni numeriche, si ricava che l’orbita del Sole nella nostra Galassia non è chiusa e neppure di forma ellittica, bensì a rosetta. Inoltre, man mano che compie una rivoluzione intorno al centro galattico, il Sole riempie uno spazio a corona circolare: significa che esso si viene a trovare in tutte le regioni del piano galattico all’interno di un raggio compreso tra i 7.74 Kpc e 8.27 Kc. La posizione reale della nostra stella varia rispetto al nucleo della Galassia all’interno di una corona circolare di più di 500 parsec per ogni orbita.
Andiamo più in dettaglio.

Il Sole ha una componente di moto ortogonale al piano galattico. Attualmente, esso si trova poco sopra tale piano con una velocità ortogonale di circa 7-7.5 km/s. L’oscillazione può arrivare fino a 70-80 pc sopra e sotto il piano galattico. Se non trascuriamo tale componente del moto ortogonale al piano galattico, ci si rende conto che l’orbita solare ha una forma toroidale oblata. Il Sole, come ogni stella, subisce continue interazioni gravitazionali con altre stelle, dovute ad incontri più o meno ravvicinati e questo comporta che la Galassia stessa non sia perfettamente assisimmetrica. Questo comporta che l’orbita solare non sia chiusa con escursioni radiali non sempre trascurabili.
Quindi, supponendo una distribuzione sferica di massa e di potenziale statico per la nostra Galassia, si ricava che l’orbita del Sole nella Galassia non è chiusa e neppure circolare o ellittica, come di solito si tende ad approssimare l’orbita del Sole e di tutti i pianeti nei calcoli matematici. La sua orbita è a rosetta, con una forma toroidale oblata. Perciò, il Sole si muove all’interno di corone circolari più o meno estese. In realtà, la distribuzione di massa e di potenziale per la nostra Galassia non è esattamente statica, in quanto nei cinque miliardi di anni di vita del Sole, la Galassia ha cambiato forma (basti pensare alla dinamica dei bracci a spirale) ed il Sole si è trovato in regioni di alta densità (bracci a spirale) con conseguenti variazioni della sua orbita. Questo significa che la distribuzione di massa e potenziale era diversa ad ogni orbita del Sole. Non è possibile conoscere quali siano state le irregolarità della nostra Galassia e come queste irregolarità si siano evolute nel tempo. Anche in questo caso, bisogna simulare l’evoluzione in modo numerico e rinunciare ad una approssimazione analitica.
Concludendo: l’idea di un’orbita circolare o ellittica per il nostro Sole attorno al centro galattico non è affatto corretta come idealizzazione, in analogia alle orbite planetarie, cioè è un’approssimazione che dovremmo riconsiderare in alcuni contesti. Inoltre, le stelle (come è appunto il caso del nostro Sole) non si muovono su orbite prefissate chiuse ma all’interno di corone circolari più o meno estese. L’escursione radiale di 500 pc è un limite inferiore dato che sarebbe ancora maggiore se si considerassero tutte le irregolarità del potenziale gravitazionale galattico.

Fine terza parte

Sabrina