La conferma è una delle più attese della fisica contemporanea, ossia che c'è stata effettivamente un’epoca in cui, istanti dopo il Big Bang, l’universo ha cominciato a espandersi nella cosiddetta “fase di inflazione”. Albert Einstein ancora una volta aveva ragione. Dall’Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics di Boston giunge un annuncio che, se confermato, potrebbe avere la stessa portata della scoperta del bosone di Higgs.

Albert Einstein ancora una volta aveva ragione. Dall’Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics di Boston giunge un annuncio che, se confermato, potrebbe avere la stessa portata della scoperta del bosone di Higgs. E aprire una nuova finestra sul cosmo, come quando Galileo Galilei ebbe l’idea di puntare, primo al mondo, un cannocchiale verso il cielo. Gli scienziati dell’esperimento Bicep (Background imaging of cosmic extragalactic polarization), un particolare telescopio installato presso la base Amundsen-Scott del Polo Sud, hanno affermato di aver trovato per la prima volta, ascoltando i primi vagiti del cosmo, le impronte delle onde gravitazionali primordiali, increspature dello spazio-tempo originatesi subito dopo il Big Bang, secondo quanto previsto dalla teoria della Relatività Generale. E da allora in viaggio in ogni direzione, come le onde di un lago, attraverso i meandri dell’universo. “Sono i primi tremori del Big Bang”, questa la definizione data dagli astrofisici americani.

La comunità scientifica è in fibrillazione. L’entusiasmo si alterna alla prudenza. Uno dei tasselli mancanti nell’architettura dell’universo, disegnata nel 1916 dal geniale fisico tedesco, sembra aver trovato finalmente collocazione dopo quasi un secolo di attesa. “È la prima immagine diretta di onde gravitazionali che attraversano il cielo primordiale”, spiega Chao-Lin Kuo, della Stanford University, tra i leader del team americano. “Wow! Sarebbe davvero una grande, grande, grande scoperta – commenta a caldo Hiranya Peiris, astrofisico dell’University College di Londra -. Le onde gravitazionali rappresentano il Sacro Graal della cosmologia”. “Un annuncio straordinariamente eccitante, che potrebbe valere il Nobel”, gli fa eco Andrew Jaffe, cosmologo dell’Imperial College di Londra.

Ma perché è così importante questo annuncio? “La cattura di questi segnali è uno degli scopi principali della cosmologia moderna”, afferma John Kovac, dell’Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, uno dei leader del team di studiosi di Bicep. “Se confermato, si tratta di un vero e proprio colpaccio – commenta Giovanni Bignami, presidente dell’Istituto nazionale di astrofisica (Inaf) -. Eravamo certi che le onde gravitazionali esistessero, perché ce lo ha detto Einstein, ma finora non le avevamo mai osservate”.

L’esperimento del Polo Sud è dedicato allo studio dell’eco del Big Bang. Si tratta di una radiazione fossile con la frequenza delle microonde, individuata nel 1965 dagli americani Arno Penzias e Robert Wilson – vincitori del Nobel in fisica nel 1978 per questa scoperta -, che gli scienziati hanno battezzato radiazione cosmica di fondo. In pratica, una sorta di messaggio in bottiglia spaziotemporale, emesso circa 300 mila anni dopo il Big Bang, che ci racconta del “fiat lux” dell’universo, quando il cosmo divenne cioè trasparente alla luce, fino ad allora imbrigliata dalla materia in un abbraccio che ha impedito ai fotoni di sfuggire via. Un abbraccio che acceca i comuni telescopi ottici, rendendo loro impossibile guardare come appariva l’universo bambino nei suoi “primi” 300 mila anni di vita. In particolar modo, di catturare i suoi primi passi. I cosmologi non hanno ancora compreso, ad esempio, come mai l’universo ci appaia così uniforme in qualunque direzione lo si osservi. Almeno finora. “Adesso – spiega Bignami – in un colpo solo abbiamo visto le onde gravitazionali e capito come ha fatto l’universo a diventare così grande e così in fretta. E lo abbiamo fatto usando un canale d’informazione diverso dalla luce”.

Una delle ipotesi più accreditate, infatti, è che 10-34 secondi dopo il Big Bang – un lasso di tempo pari, cioè, a un decimo di milionesimo di miliardesimo di miliardesimo di miliardesimo di secondo – l’universo neonato si sia espanso esponenzialmente, passando all’istante dalle dimensioni delle particelle a quelle tipiche delle scale cosmiche. Un’affascinante teoria, nota come inflazione, parecchio dibattuta tra i cosmologi, perché ancora priva di robusti riscontri sperimentali. Ma che potrebbe aver lasciato delle tracce, sottoforma di increspature nel tessuto dello spazio-tempo. Proprio come quando si lancia un sasso in uno stagno. “Questo risultato rappresenta una sorta di pistola fumante rispetto alla teoria dell’inflazione – spiega Avi Loeb, fisico teorico di Harvard -. Può, infatti, raccontarci quando l’inflazione ha avuto luogo e quanto potente è stato il processo”.

Sarebbero proprio queste increspature, le onde gravitazionali primordiali, rimaste impresse nell’eco del Big Bang, ad essere giunte fino a noi dopo un viaggio di circa 14 miliardi di anni. Fino ad essere catturate dalle sofisticate orecchie dell’osservatorio Bicep, nel silenzio dei ghiacci remoti del Polo Sud. “Uno dei luoghi più asciutti e limpidi della Terra – sottolinea Kovac -. Perfetto per osservare le tenui microonde provenienti dal Big Bang”.

“Se gli scienziati americani – conclude Bignami parafrasando Newton – sono riusciti a vedere così lontano, è perché sono saliti sulle spalle degli europei, grazie ai risultati della missione Planck, che ci ha fornito una mappa dettagliata dell’universo bambino”. (a cura di Davide Patitucci, da ilfattoquotidiano.it del 17 marzo 2014)

La prima mappa geologica globale di Ganimede, la settima luna di Giove e la più grande del sistema solare, scoperta da Galileo Galilei nel 1610, è stata pubblicata dalla US Geological Survey sulla base dei dati raccolti durante i flyby delle sonde Voyager 1 e 2 della NASA, avvenuti nel 1979, e Galileo, sempre della NASA, avvenuti in due occasioni, rispettivamente nel 1995 e 2003. La mappa illustra l'incredibile varietà di caratteristiche geologiche di Ganimede e aiuta a fare ordine nell'apparente caos della sua superficie complessa. Secondo gli scienziati autori della mappa, si possono distinguere tre grandi epoche geologiche: quella dominata dalla formzione dei crateri d'impatto, seguita da una fase di sconvolgimento tettonico a cui è succeduto infine un periodo di forte riduzione dell'attività geologica. (fonte: lescienze.it)
 
(Cortesia USGS Astrogeology Science Ctr/Wheaton/ASU/NASA/JPL-Caltech)

video: http://www.lescienze.it/news/2014/02/17/video/ganimede_mappa_geologica-2012092/1/?ref=nl-Le-Scienze_21-02-2014

L’assenza di gravità. Sembra proprio che se l’essere umano vorrà avviare la colonizzazione dell’Universo questo sarà uno dei principali problemi da risolvere. Non solo perché la mancanza di gravità indebolisce muscoli e ossa, come è già stato appurato in numerose ricerche scientifiche, ma anche perché riduce le funzionalità del sistema immunitario.

A rivelarlo, sulle pagine di PLoS One, uno studio dell’Università della California di Davis condotto su moscerini della frutta (Drosophila melanogaster), nati e cresciuti direttamente nello Spazio. Risultati chiari e non rassicuranti quelli ottenuti dagli scienziati statunitensi: questi animali, utilizzati spesso come modelli per lo studio di malattie e meccanismi biologici umani, sono partiti come uova ancora non schiuse sullo Shuttle Discovery della Nasa, sono nati e si sono sviluppati in orbita (impiegano appena 10 giorni a diventare adulti) e, una volta tornati sulla Terra, hanno mostrato un sistema immunitario molto indebolito. In altre parole, questi insetti risultavano più vulnerabili dei loro simili agli agenti patogeni, in particolare agli attacchi di funghi.

Tuttavia, oltre a questo, gli studiosi hanno osservato anche che nel caso in cui venivano sottoposti in laboratorio, grazie a particolari macchinari, a un ambiente a gravità più intensa, la loro risposta immunitaria tornava a migliorare. Cosa che conferma ulteriormente che le forze gravitazionali hanno un impatto sulle difese dell’organismo, anche se, come spiegano gli autori dello studio, il motivo per cui questo accada ancora non è noto: la teoria più probabile è che l’assenza di gravità inneschi la produzione di particolari proteine legate a condizioni di stress fisiologico (dette proteine da shock termico), che potrebbero avere l’effetto di limitare l’attivazione dei recettori che aiutano a riconoscere e sconfiggere l’attacco di funghi, riducendo così le difese per questi agenti patogeni. Ma si tratta di una spiegazione ancora tutta da verificare.

“Quel che è certo però – ha commentato Deborah Kimbrell, coordinatrice dello studio – è che se le future navicelle spaziali avranno a disposizione degli strumenti capaci di simulare una gravità aumentata, ciò non sarà utile solo per mantenere in salute massa muscolare e ossa, come già sapevamo, ma anche l’organismo in generale. E saranno dunque indispensabili per i viaggi più lunghi nell’Universo”.

(di Laura Berardi Dal Fatto Quotidiano/Scienza del 3 febbraio 2014)

I docenti Proff. L. De Filippis, G. Borgianni, F. De Angelis, T. Favale e M.C. Valeri sono lieti di informare gli studenti iscritti al corso di ArcheoGeoTrekking che le lezioni avranno inizio il 5 febbraio alle ore 14 presso il nostro Liceo.

 Corso di ArcheoGeoTrekking 2014

05/02 – Introduzione al corso. Lezione sull’evoluzione geologica del Lazio con proiezione di un documentario. La geomorfologia del territorio della Valle dell’Aniene.

12/02 - La geologia del Bacino delle Acque Albule.

26/02 – Lezioni di Trekking e Archeologia.

05/03 – 1^a escursione di ArcheoGeoTrekking (nel territorio comunale di Ciciliano): Il villaggio fortificato degli Equi di “Coccianegliu”. Osservazioni di archeologia, geologia e geomorfologia.

02/04 - 2^a escursione di ArcheoGeoTrekking (nel territorio comunale di Ciciliano): La via Trebulana e la Villa dei Grottoni. Osservazioni di archeologia, geologia e geomorfologia.

09/04 - 3^a escursione di ArcheoGeoTrekking (nel territorio comunale di Ciciliano): Il centro storico di Ciciliano ed il castello medievale (Theodoli).

16/04 - 4^a escursione di ArcheoGeoTrekking (nel territorio comunale di Tivoli): Il Tempio della Dea Bona. Osservazioni di archeologia, geologia, vulcanologia e geomorfologia.

30/04 – Test finale.

 

È diventato il cosmologo più famoso del mondo grazie ai suoi studi sui buchi neri. I suoi libri sull’universo hanno venduto milioni di copie e le sue teorie hanno fatto capolino anche in alcuni episodi di Star Trek e dei Simpson. Ma il padre dei buchi neri adesso sembra rinnegare le sue stesse intuizioni scientifiche e cambia idea sull’esistenza di questi cannibali cosmici, che divorano ogni cosa passi nelle loro immediate vicinanze, luce compresa.

In uno studio ripreso su Nature Stephen Hawking mette in dubbio l’esistenza della nozione di “orizzonte degli eventi” – colonne d’Ercole al di là delle quali ogni cosa finisce nell’abbraccio gravitazionale del buco nero – giudicandola incompatibile con la meccanica quantistica, la teoria che descrive la natura dell’universo nell’infinitamente piccolo. Se l’affermazione fosse giunta da un altro scienziato sarebbe stata bollata quantomeno come stravagante. Ma se a ridiscutere la natura dei buchi neri è l’uomo che più di ogni altro ha legato il proprio nome a questi oggetti cosmici – la cui esistenza fu ipotizzata nel 1916 dalla teoria della Relatività di Einstein – l’affermazione non può passare sotto silenzio.

Le certezze di Hawking cominciano a vacillare già alcuni anni fa, quando le ricerche dei fisici John Preskill e Kip Thorne ipotizzano che in particolari condizioni l’informazione di ciò che precipita in un buco nero non sia persa del tutto. Hawking si mostra subito piuttosto scettico e fa una scommessa con i due studiosi. Nel contempo, decide però di approfondire l’ipotesi. Ne dimostra la veridicità e paga la scommessa, regalando ai colleghi un’enciclopedia di baseball. Adesso sembra essere andato molto oltre i suoi dubbi iniziali. “Secondo la nuova formulazione di Hawking – scrive Nature - materia ed energia restano prigioniere del buco nero solo temporaneamente, per poi essere rilasciate, sebbene in una forma alterata”.

Il cosmologo che ha ricoperto la cattedra lucasiana di matematica all’Università di Cambridge, la stessa che fu di Isaac Newton, afferma su Nature che “sebbene per la fisica classica non ci sia via di fuga da un buco nero, la meccanica quantistica consente a energia e informazione di evadere. Tuttavia, la corretta definizione della questione rimane ancora un mistero”. Mistero strettamente correlato a uno dei nodi ancora irrisolti della fisica moderna: l’incompatibilità tra la Relatività di Einstein, che descrive l’universo su grandi scale e la meccanica dei quanti, che spiega il mondo a livello subatomico. Le equazioni della fisica, infatti, come sono formulate adesso, sembrano perdere significato quando si spingono a descrivere cosa accade oltre il limite invalicabile dell’orizzonte degli eventi. Per questo fisici e cosmologi sono da decenni a caccia della cosiddetta “teoria del tutto”, che possa tenere insieme l’infinitamente grande con l’infinitamente piccolo. Lo studio di Hawking si inserisce proprio in questo filone di ricerca. E cerca di trovare una risposta al cosiddetto paradosso del buco nero: cosa accadrebbe a un astronauta che avesse la sfortuna di avvicinarsi troppo a un orizzonte degli eventi?Secondo le teorie più accreditate, finirebbe arrostito o sarebbe stiracchiato come un lungo spaghetto, a causa dell’immane differenza di gravità percepita ai due estremi del corpo, prima di scomparire. Ma il problema è proprio questo. Il suo destino sarebbe comunque segnato, ma cosa resterebbe dello sventurato astronauta dopo il suo incontro ravvicinato col buco nero? Quali informazioni rimarrebbero su di lui dal punto di vista fisico? Il lavoro di Hawking, denominato con il suo consueto umorismo “Mantenimento dell’informazione e previsioni del tempo per i buchi neri”, cerca di trovare una risposta a questi interrogativi. Basato su una lezione tenuta dal cosmologo britannico lo scorso agosto in occasione di un meeting presso il Kavli Institute for Theoretical Physics di Santa Barbara, in California, in esso il celebre cosmologo traccia una terza via: considerare la possibilità che l’orizzonte degli eventi non esista affatto, sostituito da un “orizzonte apparente” in grado di imbrigliare sì la luce, ma solo temporaneamente.

L’informazione, secondo questa nuova teoria, sopravvivrebbe al buco nero. Non ne sarebbe distrutta, ma rimescolata. E riemergerebbe, irriconoscibile, sottoforma di radiazione – già battezzata in passato radiazione di Hawking -. Una condizione che rende impossibile ricostruire la natura fisica di ciò che precipita dentro un buco nero. Hawking ricorre al paragone con le previsioni meteo per spiegare il destino che attende chi si avventura troppo nei dintorni di un buco nero: in teoria è possibile prevedere che tempo farà, e quindi cosa accadrà, ma in pratica è estremamente difficile riuscirci con la giusta accuratezza. La conclusione cui giunge Hawking alla fine del suo ragionamento è drastica. “L’assenza di orizzonti degli eventi – sentenzia lo scienziato nel suo studio – implica che non esistano buchi neri, nel senso di regimi dai quali la luce non può più sfuggire verso l’infinito”.

(di Davide Patitucci, ilfattoquotidiano.it, 27-01-2014)

L'articolo su Nature: http://www.nature.com/news/stephen-hawking-there-are-no-black-holes-1.14583