Le donne dell’astronomia: Cecilia Payne Gaposchkin

Molte donne, spesso nascoste da un fatale anonimato, hanno dato contributi non indifferenti alla scienza. E’ sicuramente il caso di Cecilia Payne Gaposchkin, nata a Wendower il 10 maggio 1900 e scomparsa a Cambridge il 7 dicembre 1979. Nei libri di scienze c’è scritto che il Sole è composto per il 90% da idrogeno, chi ha un minimo di memoria per le nozioni scolastiche probabilmente lo ricorderà. Bene, è stata proprio Cecilia Payne a scoprirlo nel 1925, in un epoca in cui si era convinti che la nostra stella avesse una composizione quasi del tutto simile al nostro pianeta, cioè che fosse formato soprattutto da ferro.

Decisivo, per questa scoperta, fu l’incontro con l’astronomo Harlow Shapley nel 1923 a Cambridge. Shapley convinse Cecilia a trasferirsi negli Stati Uniti. Infatti Cecilia si laureò ad Harvard con una tesi dal titolo: “Stellar Atmospheres, A Contribution to the Observational Study of High Temperature in the Reversing Layers of Stars”. Questa tesi fu definita dall’astronomo Otto Struve “indubbiamente la più brillante tesi di laurea mai scritta in astronomia”. Questa scoperta portò a capire che tutte le stelle sono formate prevalentemente da idrogeno.

Nello stesso studio trovò una correlazione tra la classe spettrale delle stelle e la loro temperatura.

La sua intuizione fu davvero brillante. Cecilia Payne pensò di impiegare la teoria quantistica della struttura dell’atomo per dimostrare che gli spettri stellari esibivano una grande varietà a causa delle variazioni fisiche e non per le variazioni di abbondanza degli elementi chimici. Fu proprio questa intuizione a indicare che il Sole fosse formato soprattutto da idrogeno, nonostante le righe spettrali del ferro fossero più numerose.

Ora sappiamo chi ha scoperto questa fondamentale nozione della composizione chimica delle stelle, che nei libri spesso viene scritta senza dare troppe spiegazioni. Bisogna sempre ricordarsi che dietro ogni nozione scientifica c’è sempre la storia di qualcuno che ha lavorato a questa scoperta, ci ha sudato sopra e spesso ci ha anche sofferto. In molti casi queste scoperte sono dovute a donne.

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Il sale fa bene o fa male?

Noi esseri umani non potremmo sopravvivere senza il sale. Ma qual è la dose giusta per il nostro organismo? Infatti sembra che ne consumiamo davvero troppo. Le linee guida sono chiare: la dose ideale è la metà di quella che ciascuno di noi in media assume! Uno studio recente però non è d’accordo e questo ha portato ad una leggera confusione.

Il sale favorisce il mantenimento dell’equilibrio dei liquidi nell’organismo e il sodio è uno degli ioni che contribuiscono a creare impulsi elettrici nel cervello. Si tratta di due funzioni fondamentali, eppure il sale è uno degli indiziati principali nell’aumento delle malattie cardiovascolari nelle zone più ricche del mondo. Contro il sale sono stati scritti e pubblicati decine di studi scientifici. Negli ultimi tempi alcuni studi scientifici hanno cominciato, con cautela, a considerare il sale meno dannoso di quello che finora si era sempre pensato.

Si calcola che nei paesi occidentali ogni persona consumi in media 8 grammi di sale al giorno, una quantità ben superiore a quella indicata dalle linee guida alimentari che consigliano di non superare i 3,75 grammi al giorno. Numerose ricerche hanno testimoniato come una riduzione del sale abbassi i rischi cardiovascolari. Con due grammi in meno al giorno si è osservato un regresso delle patologie cardiache del 25%. Esistono poi osservazioni più empiriche e prive del sostegno statistico. In Giappone, 50 anni fa, il consumo di sale era di 18 grammi al giorno a persona e ictus e malattie cardiocircolatorie erano molto diffuse. Si tratta di dati che sembravano inconfutabili fino a quando, circa un anno fa, la Cochrane, un organismo non governativo, ha pubblicato una ricerca nella quale la relazione tra il sale e l’aumento della mortalità, viene fortemente messa in discussione. Il lavoro sottolinea come non vi siano prove inconfutabili circa la dannosità del sale, anzi, il suo consumo aumenterebbe il livello di ormoni e lipidi nel sangue. Osservazioni sulle quali, manco a dirlo, si è tuffata a pesce l’industria del sale, che teme di subire la stessa offensiva patita dalle multinazionali del tabacco.

In realtà, per scrivere una parola definitiva sarebbe necessario uno studio epidemiologico di lungo periodo che nessuno, al momento, sembra voler finanziare. Così restano quelle generiche raccomandazioni a ridurre il consumo di sale. La sfida non è quella di farlo sparire del tutto dalle nostre tavole, ma di consumarlo in una giusta misura. Le prime da convincere sono le industrie alimentari che spesso abbondano nell’uso del sale per coprire ingredienti scadenti e sapori amari dovuti ai processi di lavorazione. Il sale sarà dannoso, forse, ma è sicuramente molto utile…

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Un metodo per misurare la lava dell’Etna

L’Etna sta attraversando un periodo di notevole attività vulcanica. Si stima che nell’ultimo anno abbia prodotto 28 milioni di metri cubi di lava. E’ piuttosto difficile misurare la quantità di lava eruttata da un vulcano, ma è una misura molto importante, perché qualsiasi variazione può essere un segnale che il vulcano si sta preparando a qualche grande eruzione.

Per calcolare i volumi di lava recentemente è stato messo a punto un nuovo metodo. Vediamo per quale motivo si è sentito il bisogno di “escogitare” questo nuovo metodo.

Il primo aprile 2012 l’Etna ha avuto uno dei suoi parossismi che negli ultimi due anni si stanno verificando con grande frequenza. L’attività più recente dell’Etna è stata caratterizzata da piccole effusioni laviche accompagnate però di intense emissioni di fontane di lava e di ceneri. Questo tipo di attività nel tempo ha un andamento irregolare. Nel 2005, ad esempio, si ebbero solo effusioni laviche (cioè colate di lava), nel 2000 invece si ebbero 66 eruzioni caratterizzate da fontane di lava e ceneri. Stimare il volume di lava quando si hanno colate laviche è facile, più difficile è misurare l’entità di emissioni volatili, come ceneri e polveri.

Per questo motivo l’INGV di Catania ha messo a punto un nuovo metodo per stimare i volumi di lava emessi da un vulcano. In questo modo si è potuto stimare che dal gennaio 2011 al gennaio 2012, l’Etna ha emesso 28 milioni di metri cubi di lava. Il risultato è importante, perché questo è lo stesso volume emesso durante le eruzioni effusive dal 1970 ad oggi. Ciò significa che negli ultimi 40 anni la quantità di lava emessa annualmente dall’Etna è stata costante.

Lo studio è stato pubblicato dal Geophysical Research Letters è stato realizzato elaborando le immagini termiche acquisite dal sensore SEVIRI a bordo del satellite Meteosat. In pratica gli studiosi hanno monitorato la curva di raffreddamento dei materiali emessi da brevi eventi eruttivi con fontane di lava. Maggiore è il volume di lava eruttata e più è grande il tempo impiegato per il raffreddamento. I ricercatori affermano che sapendo dall’inizio di un’eruzione qual sarà la portata della lava emessa da una bocca effusiva, potranno fare tutte quelle simulazioni previsionali che permettono di individuare le aree a rischio. Questo tipo di previsione, ovviamente, si basa sull’assunto (tutt’altro che certo) che la quantità di lava emessa annualmente debba restare costante. Il fatto che negli ultimi 40 anni si sia osservata una certa costanza nelle emissioni laviche non significa che debba restare costante per tempi ancora più lunghi.

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A come amore, B come leggi della Fisica…

Le leggi della Fisica in ordine alfabetico. Non sono tutte le leggi della Fisica, ovviamente, ma le ho scritte in questo modo più per giocare che per creare un elenco completo.

A come legge di Avogadro

B come legge di Boyle

C come legge di Coulomb

D come legge di Dalton

E come legge di Einstein

F come legge di Faraday

G come legge di Gauss

H come legge di Hooke

I come legge di Inerzia

L come legge di Laplace

M come legge Moseley

O come legge di Ohm

P come legge di Poseuille

Q come legge di Q… eh no! Stavolta non l’ho trovata.

R come legge di Rayleigh-Jeans

S come legge di Stevino

T come legge di Torricelli

U come legge di U… niente da fare anche stavolta.

V come legge di van der Waals

Z come legge di Z… vi sfido a trovarla!

Vi è piaciuto questo gioco? Lo confesso, mi sono ispirato alla canzoncina dei Soliti Idioti… Uno dei casi in cui la comicità può essere fonte di ispirazione per l’apprendimento della Fisica.

Riguardo alle leggi della Fisica possiamo dire che lo sforzo che l’uomo compie per comprendere il funzionamento dell’Universo è uno sforzo enorme, direi quasi eroico. Ciò dimostra che il desiderio dell’uomo di conoscere è molto forte.

Per capire meglio la difficoltà dell’uomo nel cercare di capire come funziona il mondo che ci circonda, possiamo ricorrere ad una bella ed efficace analogia che fu proposta da Albert Einstein e da Leopold Infeld. Questi due grandi scienziati nel 1938 scrissero:

“Nel nostro sforzo di comprendere la realtà siamo in un certo senso come un uomo che cerca di capire il meccanismo di un orologio chiuso. Vede il quadrante e le lancette che si muovono, sente il ticchettio, ma non riesce ad aprire la cassa. Se è ingegnoso può crearsi un’immagine di un meccanismo che potrebbe essere responsabile di tutte le cose che osserva, ma non sarebbe mai del tutto certo che la sua immagine sia l’unica possibile spiegazione delle osservazioni. Non sarà mai in grado di confrontare la sua immagine con il meccanismo reale e non può nemmeno immaginare il possibile significato di un tale confronto”.

(Albert Einstein e Leopold Infeld in una foto del 1938)

Dopo questa lettura, vi lascio alle dovute riflessioni…

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Non mangiare troppa cioccolata

Quando ero bambino sentivo dire che mangiare troppa cioccolata fa male. Io ero convinto che lo dicevano solo per togliere un piacere a noi bambini! Ora invece dicono cose un po’ diverse. Ad esempio si è sentito dire che la cioccolata fa bene al cuore, ma in realtà non è esatto, perché quello che fa bene è una sostanza presente nel cacao puro, come ho scritto tempo fa in questo post: Il cacao fa bene al cuore.

Inoltre dobbiamo sapere che cioccolato ammette anche il plurale, cioè è possibile dire “cioccolati” come ho spiegato alcuni anni fa nel post: Esiste il plurale del cioccolato? E come si fa a resistere a qualcosa che ammette il plurale, anche se non tutti lo sanno? Io ad esempio non resisto affatto. Adesso che si avvicina la Pasqua e quindi ci sono in giro le uova di Pasqua, lo confesso, non resisto.

Poi si sente dire che la cioccolata fa venire i brufoli, ma io di brufoli non ne ho, nonostante sia goloso di cioccolata. Ultimamente si è letto di non mangiare troppa cioccolata quando si allatta, perché la cioccolata contiene caffeina e potrebbe dare fastidio al bambino allattato.

Per fortuna non devo allattare, quindi posso comprarmi qualche bellissimo uovo di Pasqua, di quelli al cioccolato fondente più nero del “lato oscuro della forza” e me lo posso pappare in santa pace.

Non mangiare troppa cioccolata, anche perché così ne rimane di più per me… Voi non esagerate, così posso esagerare io.

P.S. Se nei prossimi giorni non mi vedete postare nel blog, vuol dire che mi è venuta un’intossicazione…

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Cratere Platone

Ecco una foto del cratere lunare Platone (in basso al centro). E’ stata realizzata con un telescopio Newton da 150 mm (focale 1000 mm), webcam Microsoft LifeCam VX-1000 al fuoco diretto. Nella parte alta a sinistra si vede anche il cratere Archimedes. Platone ha un diametro di 109 chilometri e si stima che si sia formato 3,84 miliardi di anni fa. Il suo bordo irregolare in media è 2 chilometri più alto del fondo. Anche in questa foto si possono vedere le ombre proiettate dai costoni rocciosi.

Questo spettacolare cratere è già ben visibile con un binocolo, ma con piccoli telescopi la visione diventa più interessante. Oltre alle ombre dei bordi che si stagliano sul suo fondo piatto, è possibile vedere, quando la turbolenza atmosferica lo consente, alcuni minuscoli crateri da impatto al suo interno.

Platone è diventato famoso anche per i fenomeni lunari transienti che vi sono stati osservati, come, ad esempio, flash luminosi improvvisi, strani colori, aree ricoperte da nebbie. Si ritiene però che questi fenomeni siano dovuti agli effetti della turbolenza atmosferica terrestre combinati con i differenti angoli di illuminazione del Sole.

(Questa foto del cratere Platone è stata fatta giorno 1 aprile 2012).

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Parigi di notte

Parigi di notte. Non è difficile riconoscere la città di questa foto. E’ stata scattata il 25 marzo dal grattacielo di Montparnasse che è alto ben 210 metri. Nella foto è facile riconoscere la Tour Eiffel (ne avete sentito parlare…) e Les Invalides (sulla destra) che è uno straordinario complesso architettonico composto da musei, monumenti, chiese, ospedale e casa di riposo per veterani di guerra.

Un panorama molto bello? Certo, Parigi è bella, ma ancora più bello è ciò che si può ammirare in alto nel cielo. Quasi affogati nel chiarore dovuto al forte inquinamento luminoso della metropoli francese, possiamo scorgere (sulla sinistra in alto) tre astri molto luminosi. La Luna è il più basso e il più luminoso dei tre (si nota la sua falce), più in alto il pianeta Giove e ancora più in alto il luminosissimo Venere.

Il forte inquinamento luminoso delle grandi metropoli sparse per il mondo rende quasi impossibile l’osservazione di astri di debole luminosità anche in zone lontane da questi grandi centri abitati. E’ solo perché la Luna, Giove e Venere sono tra gli astri più luminosi del cielo che è stato possibile vederli (e fotografarli) da una grande città come Parigi.

Bisogna pensare che il grande astronomo francese Charles Messier (1730 – 1817), quando ancora non esisteva l’illuminazione elettrica pubblica, da Parigi riusciva a osservare moltissime comete con i telescopi a disposizione all’epoca (molto meno potenti di quelli attuali) e riuscì a compilare i suo famoso catalogo di Messier, dove elencò una serie di oggetti celesti che comprendono quelle che in tempi successivi sono stati classificati come galassie, nebulose ed ammassi stellari. Il primo oggetto del catalogo di Messier, designato con la sigla M1, fu scoperto il 28 agosto 1758 ed è la famosa Nebulosa Granchio, che è stata oggetto di un mio recente post.

Al giorno d’oggi per potere vedere gli oggetti del catalogo di Messier si è costretti ad usare un telescopio in zone di campagna o di montagna. Questo ci fa capire quante meraviglie del cielo ci fa perdere l’inquinamento luminoso.

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Lampi gamma dalla Nebulosa Granchio

L’esplosione della stella che produsse la famosa Nebulosa Granchio (M1) fu osservata dagli astronomi cinesi nell’anno 1054. Oggi questa stella è una pulsar, cioè uno dei più estremi e affascinanti oggetti che popolano il cosmo. Ultimamente la pulsar della Nebulosa Granchio è tornata al centro dell’attenzione degli scienziati di tutto il mondo a causa della straordinaria potenza dei raggi gamma che emette, rilevati dall’osservatorio Magic delle Canarie.

(La Nebulosa Granchio fotografata con un telescopio amatoriale)

In realtà se non fossero così affascinanti le pulsar dovrebbero essere classificate come dei veri e propri mostri. Le pulsar sono stelle di neutroni con massa simile a quella del Sole, ma così dense da avere un diametro di pochi chilometri.

Le pulsar sorprendono ancora a causa delle recenti osservazioni del singolare telescopio Magic nelle Canarie. Si tratta di un grande telescopio a specchio che osserva i corpi celesti, non nel campo della luce visibile, ma nelle radiazioni gamma. Ultimamente con questo strumento sono stati osservati i raggi gamma provenienti dalla pulsar del Granchio. L’energia di questi raggi gamma è ben sopra i 50 GeV, ma gli astrofisici hanno scoperto alcuni brevi impulsi periodici che si estendono ad energie di 400 GeV. Per comprendere meglio le energie in gioco, dobbiamo sapere che 1 GeV è l’energia necessaria per creare un atomo di idrogeno in base all’equazione di Einstein E = mc².

(Un’immagine di uno degli specchi dell’osservatorio Magic a Las Palmas, nelle Canarie)

Gli scienziati sono al lavoro per dare una spiegazione a questi potentissimi impulsi di radiazione gamma. La pulsar del Granchio ruota attorno al proprio asse 30 volte al secondo e genera un campo magnetico che è 1000 miliardi di volte più intenso di quella della Terra. Questa pulsar, avvolta dalla Nebulosa Granchio, costituisce il residuo di una supernova esplosa nel 1054 e che fu talmente luminosa da poter essere osservata od occhio nudo di giorno!

Il professor Alessandro De Angelis, dell’INFN, ha spiegato che il periodo di rotazione di una stella di neutroni è sorprendentemente regolare e veloce. Una rotazione completa può avvenire in un tempo che va da un millesimo di secondo fino a una decina di secondi. Le particelle irraggiano dai poli magnetici in gran parte dello spettro elettromagnetico, dalle onde radio alla radiazione gamma. Ogni volta che questo fascio collimato di radiazione attraversa la nostra linea di vista, la sua emissione può essere osservata, proprio come la luce di un faro in lontananza.

(I poli magnetici di una stella di neutroni irraggiano dei fasci di radiazione che, se l’inclinazione dell’asse di rotazione è favorevole, possono incontrare la nostra linea di vista. In questo caso la stella di neutroni viene rivelata come un pulsar).

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La Danimarca annuncia un piano per produrre il 100% della sua energia da fonti rinnovabili entro il 2050

Beh, era ora che qualcuno pianificasse il passaggio definitivo alle energie rinnovabili. La Danimarca è finora il primo paese al mondo che ha messo in pratica questo proposito. Questa settimana, infatti, il governo danese ha deciso di varare un piano che li impegnerà a produrre il 35% della propria energia entro il 2020 e il 100% entro il 2050, da fonti energetiche rinnovabili.

Si tratta del piano energetico più a lungo termine che sia mai stato varato al mondo. Una cosa del genere in Italia sarebbe semplicemente un'utopia!

I vantaggi di una simile impresa sono davvero tanti. Basti pensare che le emissioni di gas serra verranno completamente annullate entro i prossimi 40 anni e non bisogna dimenticare nemmeno il progressivo affrancamento dal petrolio e suoi derivati. Una cosa del genere sarebbe salutare anche in Italia, dove il prezzo dei carburanti è talmente elevato che il loro consumo diminuirà necessariamente a causa del fatto che la gente non se li può permettere! I carburanti diventeranno un bene di lusso? Non sarebbe meglio pensare ad una transizione ell'energia solare e a quella eolica?

In un post precedente avevo scritto che l'Europa è già leader nel campo delle energie rinnovabili, con questo annuncio della Danimarca il nostro continente rafforza ancora di più la sua posizione. Si tratta di una cosa molto positiva. Nel post linkato sopra, avevo già scritto che questa rapida transizione (più rapida è e meglio è) alle energie rinnovabili è più un'esigenza che altro, perché solo in questo modo l'Europa, molto povera di petrolio (che è costretta ad importare), potrà affrancarsi dalle enormi spese che riguardano il petrolio.

Si spera che questa iniziativa della Danimarca venga presto seguita dagli altri paesi dell'UE e si spera, soprattutto, che in Italia si possa giungere a varare un piano energetico efficace e a lungo termine. Basta solo un poco di buona volontà e di lungimiranza.

Energie alternative: l’Europa in vantaggio.

La crisi ha ridotto gli investimenti, la voglia e anche la convenienza (soprattutto quest’ultima) di installare pannelli solari fotovoltaici sui tetti delle abitazioni. Nonostante tutto l’energia solare in generale resta uno dei capitoli più importanti per l’Europa, ma non soltanto in Europa. In effetti anche oltreoceano si utilizzano fonti energetiche rinnovabili, ma ci credono molto poco, infatti ricavano solo delle percentuali trascurabili di energia da questo tipo di fonti energetiche.

La marcia verso “l’energia pulita” continua ad essere molto lenta ma, per fortuna, inarrestabile. Lo sfruttamento dell’energia solare e di quella eolica continuano a guadagnare spazio tra le fonti energetiche europee. Anche se la crisi ha in qualche modo rallentato l’installazione di nuovi impianti, nel 2011 sono stati allacciati 27,7 gigawatt provenienti da energia solare e questo ha portato la capacità totale a 67,4 gigawatt. In questo modo la produzione totale di energia dal Sole riesce a coprire il fabbisogno energetico di 20 milioni di famiglie in tutto il mondo. Si tratta di un quadro in cui l’Europa fa la parte del leone, tenendo da sola circa la metà dei nuovi gigawatt di potenza derivanti dal Sole.

Questo è merito anche degli impianti più moderni che hanno accresciuto notevolmente l’efficienza dei pannelli solari aumentando la capacità di concentrazione della radiazione solare.

Purtroppo però la diffusione delle fonti energetiche rinnovabili non è omogenea a livello planetario. Se l’Europa e, in particolare, la Germania stanno puntando molto sullo sfruttamento di energia solare, non altrettanto si può dire degli Stati Uniti. Solo la scorsa estate, mentre i tedeschi ricavavano dal Sole il 40% della loro energia, gli USA ne ottenevano appena lo 0,5%. Un dato che fa sì che i tedeschi immettano in rete energia solare 80 volte in più degli Stati Uniti.

Il potenziale disponibile, quindi, è ancora molto grande. La riduzione del peso dei combustibili fossili mostra che l’Europa è in grado di effettuare una trasformazione notevole del proprio profilo di consumi energetici. Non stupisce affatto che l’Europa stia puntando molto sulle energie alternative, dato che è quasi priva di petrolio. Si spera che in questo modo ci si possa affrancare dalla famigerata “schiavitù del petrolio”!

Fonte.

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Le meraviglie del Cosmo: galassie e buchi neri.

A volte c’è bisogno di guardare un bel documentario, ma di quelli che ci lasciano sognanti per le meraviglie che ci mostrano. In un’epoca in cui la televisione ci offre davvero poco che ci faccia pensare o che stimoli la nostra mente, i blog invece possono aiutare a segnalare dei contenuti un po’ più interessanti.

E’ il caso di questo filmato (durata poco superiore ai 49 minuti) che ci mostra straordinarie meraviglie del cielo come le galassie e i buchi neri. L’incipit di questo breve documentario ci mostra come dovrebbe apparire la Via Lattea (la galassia in cui si trova il Sole con i suoi pianeti) da cieli bui e lontani dalle città.

Questo ci fa capire che nei centri abitati, grandi o piccoli che siano, non c’è solo l’inquinamento atmosferico o ambientale, ma anche il fastidioso inquinamento luminoso che impedisce di vedere le stelle dai centri abitati e ostacola gli astronomi nel loro studio del Cosmo. Gli astronomi infatti sono costretti a far costruire gli osservatori astronomici in zone lontanissime dai centri abitati, a grande altitudine o nei deserti.

Ma per il momento non pensiamo all’inquinamento luminoso (ne scriverò in maniera più approfondita in un prossimo post), invece godiamoci questo interessante documentario su galassie e buchi neri.

Buona visione a tutti.

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