LHC down (per colpa di una faina)
9 Maggio 2016
Ciao! Oggi niente lezione di fisica, perché sono un po’ preso da alcuni lavori. Ne approfittiamo per riposarci un attimo. I nuovi arrivati che vogliono leggere qualcosa sulla fisica moderna trovano le vecchie newsletter sul mio blog. Da gennaio abbiamo parlato di un bel po’ di argomenti: la Teoria della Relatività Speciale e Generale, la Meccanica quantistica, il dualismo onda-particella, le quattro forze fondamentali, il gatto di Schrödinger, la radiazione di Hawking, il modello Standard delle particelle, il CERN, il paradosso dei gemelli, i buchi neri e ovviamente le onde gravitazionali. Ce ne è per tutti i gusti.
Ci sono parecchie notizie interessanti questa settimana. Tanto per dirne alcune, l’esperimento LHC è stato fermato per colpa di una faina, i ricercatori di LIGO hanno guadagnato tre milioni di dollari, il satellite Hitomi è morto e SpaceX ha spiazzato tutti – tanto per cambiare – dicendo che vuole andare su Marte tra due anni.
Di cosa parliamo oggi
– LHC down per colpa di una faina
– tre milioni di dollari ai ricercatori LIGO
– Hitomi non ce l’ha fatta
– SpaceX su Marte nel 2018
– inaugurato un nuovo cosmodromo a Vostochny, in Russia
– il transito di Mercurio davanti al Sole
– un test per la gravità quantistica
LHC down
Il Large Hadron Collider del CERN (cos’è?) è stato spento per un paio di giorni dopo che una faina è salita sui terminali di un trasformatore elettrico, mandandolo in corto circuito. Il corto circuito ha fatto spegnere il sistema di criogenia dell’acceleratore di particelle – che è solitamente mantenuto a una temperatura di poco superiore a -273°C. Un innalzamento della temperatura anche di pochi decimi di grado sembra poca cosa, ma a temperature così basse richiede tempo per ristabilire le condizioni ottimali per gli esperimenti. Nonostante l’intoppo non ci sono state gravi conseguenze per LHC, che ieri è stato rimesso in funzione. Lo stesso non si può dire della faina, che si è presa una scarica elettrica da 66 mila volt.
Tre milioni di dollari ai ricercatori LIGO
Il fisico e milionario russo Yuri Milner – quello del progetto Breakthrough starshot – ha deciso di devolvere tre milioni di dollari ai ricercatori che hanno partecipato alla scoperta delle onde gravitazionali. Questa somma si aggiunge ai tre milioni di dollari che elargisce ogni autunno come premio per le migliori scoperte in fisica fondamentale. Dei tre milioni, uno verrà diviso dagli ideatori dell’esperimento LIGO – Kip Thorne, Rainer Weiss e Ronald Drever – mentre i rimanenti due milioni saranno distribuiti tra i mille scienziati che hanno firmato l’articolo pubblicato sul Physical Review Letters.
Hitomi non ce l’ha fatta
Da qualche settimana l’agenzia spaziale Giapponese JAXA non è più in grado di comunicare con il satellite a raggi X Hitomi, lanciato a Febbraio. Il guasto è probabilmente dovuto al completo distacco dei pannelli solari dal satellite, che è quindi inutilizzabile. JAXA ha deciso interrompere ogni tentativo di recupero. Ora sarà importante capire se la rottura è stata causata da un problema di progettazione, di costruzione o se il satellite è stato danneggiato inavvertitamente durante le fasi di trasporto e lancio. Della analisi preliminari parrebbe che si tratti di un errore di programmazione informatica: il computer di Hitomi avrebbe accelerato la rotazione del satellite, anziché rallentarla.
SpaceX su Marte nel 2018?
Una notizia che mi era sfuggita. Con un tweet SpaceX ha annunciato di voler lanciare una capsula Red Dragon su Marte entro il 2018. La missione avverrebbe senza equipaggio, ma la notizia, che ha colto tutti di sorpresa, rafforza le impressioni che SpaceX e la NASA possano presto collaborare per una missione su Marte.
Planning to send Dragon to Mars as soon as 2018. Red Dragons will inform overall Mars architecture, details to come pic.twitter.com/u4nbVUNCpA
— SpaceX (@SpaceX) 27 aprile 2016
La capsula Red Dragon è un veicolo spaziale progettato per effettuare missioni di atterraggio su Marte in assenza di equipaggio. Queste missioni, oltre ad avere obiettivi scientifici, serviranno a sperimentare le tecnologie necessarie per far atterrare dei grandi carichi sul pianeta senza l’utilizzo di un paracadute.
(Credit: SpaceX Photos – Dragon to Mars, CC 0)
Un nuovo centro spaziale in Russia
Giovedì scorso è stato inaugurato un nuovo cosmodromo a Vostochny, in Russia. Il centro spaziale di Vostochny è stato costruito per diminuire la dipendenza della Russia dalla base di lancio di Baikonur, in Kazakhistan, che costa al governo russo circa 115 milioni di dollari all’anno di affitto.
Purtroppo uno dei nanosatelliti lanciati durante l’inaugurazione non trasmette alcun segnale. Molto probabilmente dopo l’immissione in orbita non si è acceso. Ecco il video del lancio inaugurale, con le tipiche simulazioni di Roscosmos, l’agenzia spaziale russa.
Mercurio davanti al Sole
Lunedì 9 Maggio il pianeta Mercurio transiterà davanti al Sole. Il fenomeno sarà visibile per tutto il pomeriggio. Per effettuare delle osservazioni basterà un piccolo telescopio o anche un buon binocolo con un cavalletto. È importante utilizzare dei filtri solari professionali, per evitare di bruciarsi la retina. Il prossimo passaggio di Mercurio sul Sole sarà nel novembre del 2019.
Un test per la gravità quantistica
Un gruppo di ricercatori italiani della SISSA di Trieste, del LENS di Firenze e dell’INFN di Padova hanno proposto un modello per conciliare la Relatività e la Meccanica quantistica. Come abbiamo spesso detto le due teorie non si parlano molto e da tempo i fisici cercano di unificarle in una teoria più generale. Il modello proposto di fisici italiani prevede che lo spaziotempo abbia una struttura granulare e discreta, anziché continua e liscia. Il modello, pur preservando il principio di causalità (nessun segnale può viaggiare più velocemente della luce), rinuncia a quello di località, ossia postula l’esistenza di fenomeni non locali. Il modello si aggiunge ai tanti presentati ogni anni da fisici di tutto il mondo, ma ha un aspetto importante: la possibilità, almeno sulla carta, di verificarne sperimentalmente i risultati utilizzando un piccolo chip al silicio. Questo modello è dunque un buon esempio di come viene condotta la ricerca scientifica: si fanno delle ipotesi, anche azzardate, e si cerca un modo di confrontarle con la realtà. Modelli che non possono essere testati sperimentalmente – oggi o in futuro, – non possono essere falsificati e non sono quindi buoni modelli fisici.
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La scoperta delle onde gravitazionali
21 Febbraio 2016
Settimana pazzesca per la fisica. Con una conferenza stampa è stato annunciato che l’esperimento LIGO ha rilevato per la prima volta le onde gravitazionali. Ne parliamo oggi. La newsletter è lunga, ma ne vale la pena. Può essere utile dare una letta alla scorsa newsletter sui buchi neri, per chi non l’avesse fatto.
Durante la conferenza stampa ho fatto un livetweet. Lo trovate qui.
Ricordo che le newsletter sono pubblicate online con qualche giorno di ritardo.
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Di cosa parliamo oggi
– cosa sono le onde gravitazionali
– come rilevare le onde gravitazionali
– la dimensione di quello che è accaduto
– pillole della settimana
Riassunto delle puntate precedenti
L’universo in cui viviamo, secondo la Teoria della Relatività, “poggia” su una struttura geometrica intangibile chiamata spaziotempo. Possiamo immaginare questa struttura come un lenzuolo steso. La presenza di stelle, pianeti o di altri oggetti dotati di massa sopra il lenzuolo ne modifica la forma, creando delle conche. Questo effetto di deformazione, chiamato curvatura, è il modo in cui la Relatività descrive la gravità: se si finisce nella conca di un altro corpo, ci si cade addosso. La presenza di masse, quindi, modifica lo spaziotempo, ossia deforma sia il tempo che lo spazio. Nella nostra vita non ci accorgiamo di queste deformazioni perché anche noi veniamo deformati insieme allo spaziotempo e tutto ci sembra normale.
Cosa sono le onde gravitazionali
Oltre a questo, la Relatività predice che delle masse in accelerazione, ad esempio due masse che ruotano l’una attorno all’altra, producano, oltre alle loro conche, delle increspature dello spaziotempo che si propagano nel lenzuolo. L’idea è simile a quella di una barca che muovendosi sull’acqua produce delle onde. L’unica importante differenza è che non è sufficiente che le masse si muovano come la barca, ma devono proprio accelerare (modificando il loro momento di quadrupolo, per chi sa cos’è).
Le onde gravitazionali si propagano deformando lo spaziotempo in senso radiale, come in questa animazione.
SoylentGreen – Opera propria, CC BY-SA 3.0 [link]
Dato che le onde deformano lo spaziotempo, significa che al loro passaggio deformano il tempo e lo spazio. Ed è proprio questa deformazione che può essere misurata per individuarle.
Come rilevare le onde gravitazionali
Per rilevare le onde gravitazionali è sufficiente misurare la deformazione dello spazio, ossia la deformazione delle distanze al passaggio dell’onda e confrontare questa deformazione con quello che ci si aspetta. Semplice, no? No.
Le onde gravitazionali sono segnali così deboli che deformano le distanze per meno di 1 miliardesimo di miliardesimo di metro. Bisogna quindi essere in grado di costruire un apparato estremamente sensibile e, soprattutto, isolato da altri disturbi elettromagnetici, termici, acustici o sismici, che sono ben più intensi. Serve poi uno strumento di misura che non si deformi insieme allo spazio quando passa l’onda, altrimenti sarebbe impossibile misurare la deformazione. Fortunatamente ne abbiamo uno: la velocità della luce è una costante universale e possiamo quindi usarla come “righello” per vedere se lo spazio si deforma oppure no. Ora vediamo come.
Advanced LIGO in Washington (Credit: MIT/CalTech LIGO)
LIGO è un’enorme antenna
Advanced LIGO è un apparato costruito per misurare le deformazioni dello spazio e captare quindi le onde gravitazionali. Si può dire che, essenzialmente, è un’enorme antenna: utilizzando dei principi fisici, riceve dei segnali. Ci sono due Advanced LIGO, uno in Louisiana e uno nello stato di Washington, a tremila chilometri di distanza.
Nella pratica LIGO è un interferometro di Michelson, simile a quello usato da Michelson e Morley nel 1887, ma molto più grande e ovviamente più complesso.
Funziona così: un raggio laser viene sparato contro uno splitter, quello rosso nell’immagine qui sotto. Uno splitter è un dispositivo ottico in grado di dividere il raggio in due fasci perpendicolari. Dallo splitter i due fasci percorrono due bracci lunghi quattro chilometri. Al termine di ogni braccio si trovano degli specchi – quelli verdi – che riflettono i fasci all’indietro. Ad un certo punto i due fasci laser si reincrociano nello splitter, si riuniscono in un unico fascio e vengono indirizzati verso un rilevatore – quello nero.
Credit: B. P. Abbott et al. Phys. Rev. Lett. 116, 061102 – Published 11 February 2016 DOI CC BY 3.0
Inizialmente il raggio laser è unico. Dallo splitter in poi, però, i due fasci viaggiano lungo percorsi diversi, perpendicolari tra loro. I percorsi sono tuttavia lunghi uguali e quando i due fasci si riuniscono, ricreano il raggio originale. Quando però uno dei due bracci è un po’ più lungo dell’altro, i fasci non ricreano il raggio originale, ma formano una figura di interferenza, che si nota quando due segnali sono sfasati tra loro o sono diversi e quindi si disturbano a vicenda. L’interferenza è un fenomeno che conosciamo tutti: è il cellulare che gratta le casse audio quando riceviamo un sms, un fulmine che altera il segnale tv, due onde nel mare che si incrociano.
La cosa interessante è che studiando le figure di interferenza possiamo ricostruire il segnale che le ha generate.
Cosa succede quando arriva un’onda gravitazionale
All’arrivo di un’onda gravitazionale lo spaziotempo si deforma e le distanze tra gli specchi – quelli verdi – cambiano. I due bracci quindi si accorciano o si allungano in base a come è fatta l’onda. Noi non ci accorgiamo di questa deformazione dello spazio perché anche noi siamo “immersi” nello spaziotempo: è la nostra realtà a deformarsi. Tuttavia il raggio laser viaggia alla velocità della luce, che è una costante universale. Se al passaggio di un’onda gravitazionale uno dei due bracci si allunga, allora il fascio che sta viaggiando in quel braccio deve fare più strada dell’altro. Quando i due fasci si ricongiungono hanno quindi percorso distanze diverse e creano una figura di interferenza.
Cosa ha visto LIGO
LIGO ad un certo punto ha visto una figura di interferenza. Studiandola, gli scienziati hanno ricreato la forma dell’onda che l’ha generata. Eccola.
Credit: P. Abbott et al. Phys. Rev. Lett. 116, 061102 – Published 11 February 2016 DOI CC BY 3.0
Questa è l’onda gravitazionale che è stata misurata. È durata circa due decimi di secondo e ha deformato i bracci di LIGO – che sono lunghi 4 Km – solo di un millesimo di miliardesimo di miliardesimo di metro.
Cosa ci dice questo segnale (tanto)
Il segnale, come si vede anche a occhio, aumenta nel tempo sia l’ampiezza che la frequenza di oscillazione, per poi decadere bruscamente alla fine. La spiegazione più probabile per un segnale di questo tipo è che sia stato generato da due masse in collisione e in rotazione a circa 150 mila Km orari al secondo. Attraverso dei calcoli è stato stimato che la collisione sia avvenuta 1,3 miliardi di anni fa a più di 12 mila miliardi di miliardi di chilometri da noi, che la somma delle due masse coinvolte sia circa 70 masse solari (70 volte la massa del Sole) e che le due masse dovessero essere molto compatte e vicine, a circa 350 Km l’una dall’altra. Gli unici oggetti celesti previsti dalle nostre teorie che possono avere così tanta massa, ma ruotare così vicini sono due buchi neri. Inoltre, il decadimento così brusco dell’onda verso la fine del segnale è compatibile con la rapida formazione di un unico buco nero una volta che i due si sono scontrati. Ulteriori analisi hanno stabilito che le masse dei due buchi neri fossero rispettivamente 36 e 29 masse solari. La massa del buco nero in cui si sono fusi è 62 masse solari.
Notate: 36+29= 65, non 62. Dove sono finite le 3 masse solari mancanti? La massa che manca si è trasformata in energia, sotto forma di onde gravitazionali. Il processo però è stato così rapido (meno di due decimi di secondo) che la potenza emessa è pari alla maggiore della potenza di tutte le stelle visibili nell’universo.
Come se tutto ciò non bastasse, questa rilevazione è anche la prima prova diretta dell’esistenza di sistemi binari di buchi neri.
È valido il risultato?
Rilevare un segnale così debole è tecnicamente molto difficile. È stato fatto un enorme lavoro per amplificare il segnale e sopprimere i disturbi. Il raggio laser viene potenziato con alcuni stratagemmi da una potenza di 20 Watt a 100 mila Watt, gli specchi sono isolati dal rumore sismico e sono costruiti con materiali particolari per diminuire le oscillazioni termiche e tutti i componenti sono montati su impalcature in ultravuoto per isolarli dalle vibrazioni. Ma nonostante tutti gli accorgimenti, potremmo chiederci: è valido il risultato?
Siamo piuttosto certi che lo sia. Innanzitutto il segnale è stato rilevato da entrambi i LIGO, a pochi millisecondi di distanza, come se l’onda fosse arrivata prima in Washington e poi in Louisiana e il ritardo di misura è compatibile con la propagazione di un’onda gravitazionale. Il segnale, poi, è così forte che è stato rilevato già sui dati in tempo reale, ossia attraverso le analisi preliminari, che sono meno approfondite di quelle fatte a posteriori ed ha una confidenza maggiore di 5 sigma, che è un modo statistico per dire che, per carità, potrebbe essere un falso allarme, ma un falso allarme come questo accade una volta ogni 203 mila anni.
Inoltre il segnale è arrivato il 14 Settembre scorso. Da allora fino ad oggi gli scienziati che collaborano al progetto hanno controllato i dati e testato la risposta dell’antenna ai disturbi esterni. La procedura è così serrata che nella collaborazione esistono alcune persone che possono inserire all’insaputa di tutti gli altri dei falsi segnali. È accaduto in passato: erano tutti pronti alla conferenza stampa, ma si trattava di un’esercitazione. Per questo i membri del progetto devono rispettare un vincolo di segretezza. Inoltre è bene sapere che alla collaborazione LIGO partecipano più di mille ricercatori divisi in quattro continenti. Questo significa che il risultato è già stato abbondantemente sottoposto al processo di revisione scientifica – chiamato peer review – ancor prima della pubblicazione.
Gli amici di LIGO
I due Advanced LIGO non sono gli unici rilevatori di onde gravitazionali. Ne esistono altri: GEO600 e VIRGO ad esempio. VIRGO si trova Pisa, ha caratteristiche simili a LIGO e dovrebbe essere presto attivato dopo alcuni miglioramenti, mentre GEO600 non è ancora abbastanza sensibile per rilevare eventi di questo tipo.
eLISA è invece un rilevatore spaziale che verrà lanciato in orbita nel 2034. Oggi in orbita c’è Lisa Pathfinder, una missione test per collaudare le tecnologie necessarie a eLISA.
Tutti questi rilevatori stanno creando poco a poco una rete online, in modo da poter analizzare insieme i dati rilevati.
La dimensione di quello che è accaduto
Si tratta di una scoperta epocale. Le onde gravitazionali sono state teorizzate da Einstein 100 anni fa. Per trovarle sono serviti anni di ricerca, mille scienziati, 103 istituti coinvolti e milioni di finanziamenti. Uno sforzo scientifico e tecnologico impressionante. Chicca: la prima validazione del segnale come probabile onda gravitazionale è stata fatta dall’Università di Trento in collaborazione con l’Albert Einstein Institute di Hannover. Trovate qualche dettaglio negli approfondimenti.
Pillole della settimana
Alcune notizie di questi giorni, brevi.
Lisa Pathfinder ha liberato le masse di prova
Lisa Pathfinder è una missione spaziale per testare le tecnologie necessarie per l’esperimento eLISA, un rilevatore di onde gravitazionali simile a LIGO e VIRGO, ma con caratteristiche diverse e che verrà posizionato nello spazio e non sulla Terra. Lisa Pathfinder ha raggiunto la sua destinazione, un punto del sistema solare chiamato L1, e questa settimana ha rilasciato le masse di prova, che durante il lancio erano state fissate con dei fermi. Le masse di prova sono dei cubi di oro platino di 4.5 cm e hanno lo stesso ruolo degli specchi nell’esperimento LIGO. Tra una ventina di giorni potranno cominciare i test scientifici.
Ciao ciao, Philae
Philae, il lander che si trova sulla cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko e che era finito in una zona d’ombra, ricoperto di polveri, non si sveglierà più. I tentativi di rianimarlo sono falliti, ha le pile scariche e non c’è più niente da fare. Ci lascia comunque un po’ di dati da analizzare.
Astrosamantha, al cinema
L’1 e il 2 marzo (e solo in quei giorni) sarà al cinema il film sugli scorsi tre anni di vita dell’astronauta Samantha Cristoforetti, la prima donna italiana nello spazio. Potete prenotare il biglietto online. Qui il sito del docufilm, qui il trailer. Consiglio: andateci.
Per approfondire
– Il ruolo dei ricercatori italiani nella scoperta
– La storia dei rilevatori di onde gravitazionali, di Licia Troisi
– La conversione in onde sonore del segnale rilevato da LIGO
– La conferenza stampa di Giovedì scorso, su youtube (inglese)
– Un video di Scientific American su come funziona LIGO (inglese)
– Un video dell’Istituto italiano di Astrofisica (INAF)
– Marco Drago, l’italiano che per primo ha visto il segnale, qui in italiano, qui in inglese
– L’articolo scientifico sulla scoperta, pubblicato su Physical Review Letters
– La scoperta, raccontata come una storia di Paolo Calisse
Buon anno, si comincia
31 Dicembre 2015
Buon anno nuovo a tutti! Per cominciare con il passo giusto oggi ci riscaldiamo con qualche curiosità facendo un bel riassuntone di cosa è successo di figo nel 2015. Le “lezioni” di cui vi parlavo cominciano con la prossima newsletter. L’idea è quella di partire pian piano, magari legando l’argomento della newsletter ai fatti della settimana, per poi alzare un po’ il tiro. Prometto, niente formule o discorsi incomprensibili. Quando non sono chiaro, scrivetemi. Così come se aveste delle richieste o dei suggerimenti.
La mia mail è spacebreak [at] francescobussola.it
Di cosa parliamo
– un 2015 veramente figo
– la cometa Catalina, per l’ultima volta
– cosa ci aspettiamo dal 2016
Un 2015 veramente figo
Per quanto riguarda l’esplorazione spaziale, il 2015 è stato un anno di svolta, sia dal punto di vista tecnologico che scientifico. Ecco alcune delle notizie più belle.
Amazon ne sa a pacchi
La compagnia Blue Origin di Jeff Bezos, fondatore di Amazon, sta da tempo provando a sviluppare un lanciatore – un razzo – riutilizzabile per il turismo spaziale, ossia per permettere a gente molto ricca di andare nello spazio, anche solo per pochi minuti. Dopo una serie di test, il 23 Novembre partendo da una base in Texas il razzo New Shepard ha viaggiato a oltre 100 Km di altitudine trasportando una capsula senza equipaggio. La capsula è atterrata con dei paracaduti mentre il razzo è tornato verticalmente a terra utilizzando il propulsore di coda per rallentare la caduta.
Solitamente i lanciatori utilizzati per i lanci spaziali vengono persi nello spazio o distrutti quando ricadono verso la terra e entrano a contatto con l’atmosfera. La possibilità di riutilizzarli permetterà di risparmiare tempo e costi.
Tony Stark esiste e si chiama Elon Musk
Elon Musk è un imprenditore sudafricano, fondatore di PayPal, Tesla Motors, Solar City, in sella a numerosi progetti ambiziosi come la costruzione del treno Hyperloop o lo sviluppo batteria casalinga Tesla Powerwall (ci ritorneremo, un giorno). La sua compagnia SpaceX collabora da tempo con la NASA per la creazione di un lanciatore riutilizzabile per rifornire con minori costi la Stazione Spaziale Internazionale (ISS), un satellite che orbita intorno alla terra e ospita continuamente da tre a sei astronauti per periodi non inferiori a tre mesi. Periodicamente vengono inviati alla stazione cibo, acqua, vestiti e strumenti scientifici. I lanciatori disponibili per inviare questi rifornimenti sono di quattro tipi: Antares e Atlas V (USA), Falcon (SpaceX) e Soyuz (RUS). Tutti questi lanciatori non sono riutilizzabili e di questi solo l’ultimo è adatto a inviare astronauti.
Negli anni scorsi SpaceX ha investito molto e, con i suoi razzi Falcon, è stata la prima azienda privata a recuperare un veicolo spaziale, a viaggiare verso la ISS e a superare l’orbita terrestre.
Dopo parecchi test e un paio di tentativi falliti, il 22 Dicembre SpaceX è riuscita nell’impresa di far atterrare verticalmente il primo stadio del proprio lanciatore Falcon 9, in maniera analoga a quanto fatto dal New Shepard di Blue Origin. Per chi non lo sapesse, spesso i razzi sono divisi in “stadi”, ossia il motore è diviso in più parti. Quando il primo stadio, cioè la prima parte del motore, finisce il carburante si stacca e si avvia il secondo stadio e così via.
Dicevo, il primo stadio del Falcon 9 è riatterrato verticalmente sulla terra, così come ha fatto Blue Origin. Tuttavia, mentre nel caso di Blue Origin si trattava di un volo verticale di prova, il rientro del Falcon 9 è stato effettuato durante una missione per depositare undici satelliti in orbita. Questo significa che il razzo non è stato lanciato verticalmente, ma che il motore principale, quando si è staccato per tornare a terra, aveva una grande velocità orizzontale. La velocità orizzontale è infatti necessaria ai satelliti per non ricadere sulla terra come farebbe una pallina da tennis lanciata verticalmente in aria.
Come hanno detto durante la diretta, quello che è accaduto è come lanciare una matita sopra l’Empire State Building, dividerla in due, girarne un pezzo, farlo tornare indietro e depositarlo verticalmente al suolo. Insomma, più o meno come in questa animazione.
Il video completo della missione lo si trova qui sotto. Il delirio comincia al minuto 32, quando il motore principale, già staccato dal resto del razzo, sta per atterrare verticalmente.
Philae si è svegliato
Il lander Philae è un piccolo robot che è stato depositato dalla sonda Rosetta sulla cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko il 12 Novembre 2014, dopo dieci anni di viaggio nello spazio. L’atterraggio sulla cometa fu un grande successo tecnologico e scientifico, ma fu anche molto rocambolesco. Dopo aver rimbalzato un paio di volte facendo salti di qualche centinaio di metri, Philae si agganciò alla superficie della cometa – che, ricordo, non è una stella anche se noi la chiamiamo così, – ed entrò in ibernazione, ossia “in letargo”. Finì infatti in una zona diversa da quella prevista, una zona non abbastanza illuminata dal Sole per permettere ai suoi pannelli solari di farlo funzionare.
Gli scienziati hanno aspettato pazientemente per mesi che il lander fosse meglio illuminato dal Sole e la scorsa estate, nel periodo compreso tra Giugno e Luglio, sono riusciti a comunicare più volte con Philae trasmettendo comandi e ricevendo pacchetti di dati che verranno analizzati per comprendere meglio l’origine e la formazione delle comete.
Lisa Pathfinder
Con quattro anni di ritardo, il 3 Dicembre, Lisa Pathfinder, una sonda di prova costruita dall’Agenzia Spaziale Europea, ha cominciato il suo viaggio nel Sistema Solare. Lo scopo di Lisa è quella di testare le tecnologie che serviranno in futuro per eLISA, una missione con l’obiettivo di rilevare la presenza delle onde gravitazionali. Che cosa siano le onde gravitazionali, perché quasi tutti credono nella loro esistenza e perché ancora ci sfuggono lo vedremo nelle prossime newsletter. Per ora Lisa si trova nei paraggi di un punto del Sistema Solare chiamato L1. È un punto molto importante, ma vedremo in seguito perché.
LHC ha raggiunto il limite
Il Large Hadron Collider è un enorme acceleratore di particelle e si trova a Ginevra. È un grosso anello che serve per accelerare delle particelle e farle scontrare. Più le particelle vanno veloci quando si scontrano, infatti, più è facile “fotografare” alcuni fenomeni fisici molto rari o molto sfuggenti.
Abbiamo tutti sentito parlare di LHC nel 2012, quando – parola di Repubblica e dei Maya – il mondo stava per finire inghiottito da un buco nero, poi nel 2013, quando è stata confermata la scoperta del bosone di Higgs – qualsiasi cosa sia, per ora – e successivamente all’inizio del 2015, quando la fisica italiana Fabiola Gianotti è diventata direttore generale del CERN, il centro di ricerca europeo che lavora anche con LHC.
Nel maggio 2015, dopo due anni di pausa tecnica, LHC è stato riattivato ed ha accelerato delle particelle subnucleari fin quasi al suo massimo teorico, una velocità corrispondente a una energia di 13 TeV.
I risultati di questi esperimenti arriveranno nei prossimi mesi. In particolare tutti stanno aspettando di vedere se verranno rilevate delle particelle dette supersimmetriche (SUSY). Sono delle particelle particolari, con delle proprietà particolari, previste da alcune teorie fisiche molto innovative.
Se anche così non se ne trovassero potrebbe essere un duro colpo per la Teoria delle Stringhe, che ne richiede l’esistenza. Per la legge del contrappasso, la teoria fisica che più è salita alla ribalta della tv è sempre più in difficoltà di fronte all’evidenza dei fatti: dopo quarant’anni dalla sua prima formulazione non si è ancora trovato alcun riscontro delle sue predizioni più importanti.
Non è la fine della Teoria delle Stringhe, ma diciamo che molti fisici stanno perdendo interesse. Ne parleremo.
Buon compleanno Relatività Generale!
Parlando invece di teorie fisiche che hanno avuto parecchio successo, quest’anno si è celebrato il centenario della Teoria della Relatività Generale, proposta da Einstein nel 1915.
Per chi conosce l’inglese e ha otto minuti, in questo video il fisico Brian Greene, ospite al Late Show di Stephen Colbert in onda su CBS, spiega a modo suo l’idea che sta dietro a questa teoria.
Acqua su Marte
Lo scorso Settembre la NASA ha annunciato la probabile presenza di acqua liquida su Marte (e se c’è acqua liquida c’è molto probabilmente qualche forma di vita, almeno unicellulare). Dal 2010 si sono viste infatti sulla superficie di Marte delle striature stagionali che si ingrandiscono durante l’estate e spariscono in inverno. L’analisi spettroscopica delle striature ha rilevato la presenza di perclorati, dei sali che si depositano sul terreno in presenza di acqua liquida.
Eppure un nuovo studio pubblicato qualche giorno fa su Nature geoscience mette in discussione questa conclusione sostenendo che non è necessaria la presenza di acqua per avere queste formazioni. Potrebbe trattarsi di anidride carbonica liquida. Si vedrà.
New Horizon e Plutone
La sonda New Horizon, lanciata nel 2006, ha raggiunto Plutone lo scorso Luglio. Da allora ha scattato magnifiche foto di quello che era considerato l’ultimo pianeta del Sistema Solare e della sua “luna”, Caronte. Oggi Plutone è classificato come pianeta nano, ma le foto di New Horizon sono comunque fantastiche.
La cometa Catalina, per la prima e ultima volta
In questi giorni è visibile in cielo la cometa Catalina. Una cometa, come detto prima, non è una stella, ma un oggetto roccioso, ricoperto di ghiacci, polveri e gas che viaggia nello spazio. Quando la cometa si avvicina al Sole i ghiacci si sciolgono, i gas si ionizzano e le polveri si disperdono: è la coda della cometa. Catalina è una cometa “di passaggio” con due code, una fatta dalla scia di gas e una dalle polveri. Sta attraversando il Sistema Solare e non tornerà mai più. Per vederla bisogna svegliarsi verso le tre di notte e guardare verso Est. In questi giorni tra l’altro è facile da trovare anche ad occhio nudo perché è vicinissima ad Arturo, la seconda stella più luminosa del nostro emisfero. L’immagine, scattata lo scorso Agosto, si ingrandisce cliccando.
Brevemente, che 2016 sarà
Dal 2016 ci aspettiamo grandi cose.
Come detto arriveranno sempre più dati dal CERN ed è possibile, ma non è detto, che vengano scoperte nuove particelle. Gli esperimenti al CERN comunque non si fermeranno qua e andranno avanti ancora per un bel po’ di anni.
Tutti i fisici poi sperano che il 2016 possa essere l’anno della rilevazione delle onde gravitazionali. Oltre all’esperimento eLISA, che però verrà lanciato solo nel 2034, ci sono altri due esperimenti importanti, VIRGO e LIGO. Questi esperimenti sono effettuati sulla terra e non nello spazio, ma potrebbero dare presto dei risultati.
Blue Origin e SpaceX, con i loro lanciatori riutilizzabili, stanno mettendo le basi per una nuova epoca di esplorazioni spaziali. Se anche il 2016 sarà un anno di successi mi sbilancio a dire che riusciremo tutti a vedere durante la nostra vita un uomo mettere piede su Marte. I progressi tecnologici dell’ultimo anno puntano tutti in quella direzione.
Ah, nel 2016 sentiremo probabilmente ancora parlare di qualche scienziato americano che ha inventato il teletrasporto quantistico con l‘entaglement e adesso, figata, faremo i viaggi nello spazio e avremo dei mega computer quantici che fanno cose. Non sarà così.
Magari parleremo dell’entaglement, un giorno, ma con calma.