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"Il cielo stellato sopra di me, la legge morale dentro di me'' I. Kant

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L’ENERGIA OSCURA E LE SUE DINAMICHE

Il binomio costante cosmologica/energia oscura è sempre stato uno dei più interessanti nella storia della cosmologia: oggi un team di ricerca internazionale della University of Portsmouth ha rivelato un tassello in più sulle dinamiche seguite dall’energia oscura.

Scoprire delle chiavi per comprendere l’energia oscura è sempre stato uno degli obiettivi degli scienziati nel XXI secolo, la costante cosmologica elaborata da Albert Einstein è sempre stata un ostacolo duro da sormontare nello studio di questa misteriosa “forza”, troppo spesso direttamente associata alla costante.
Uno studio apparso su Nature Astronomy, grazie al grande database utilizzato per svolgere la ricerca, ha portato a risultati interessanti sulla comprensione del binomio costante cosmologica in rapporto all’energia oscura.

Noi abbiamo parlato con Bob Nichol,  direttore dell’ICG  ( istituto di cosmologia e gravitazione) che ci ha aiutato a districarci in questo complesso campo di studi: “La migliore spiegazione per l’energia oscura rimane la costante cosmologica, ma non con lo stesso valore e le stesse ragioni di introdotte da Einstein. Una costante cosmologica rimane insoddisfacente per la maggior parte di noi perché il valore osservato (tramite i vari esperimenti) è molto lontano da quello atteso”.
La proprietà fisica dell’energia oscura è rappresentata dall’equazione di Stato che è il rapporto della pressione con la densità di energia.

La squadra del professor Zhao, che ha contribuito attivamente nello svolgimento di questo studio, ha trovato una prova della dinamica dell’energia oscura ad un livello di 3.5 Sigma, questo va a indicare che la natura dell’energia oscura non può essere collegata a quella del vuoto ma piuttosto alla presenza di un campo dinamico.

Il futuro dello studio dell’energia oscura è affidato allo strumento DESI che proporrà una nuova mappa cosmica in 3D dal 2018 in poi, fino ad oggi i lavori hanno utilizzato dati della temperatura della radiazione cosmica di fondo, gli spettri della polarizzazione, lo studio delle supernove e i vari studi dei cluster di galassie.

Abbiamo chiesto a Nichols in che modo le attuali osservazioni sono in grado di fornire le varie dinamiche dell’energia oscura, lo scienziato ci ha spiegato che ad oggi: ” Non siamo sicuri che l’energia oscura impatti sulla formazione di determinati ambienti cosmici, dato che è ovunque nell’universo, essa potrebbe fluire, secondo la teoria di Kashlinsky, in “flussi oscuri”. Resta comunque importante studiare l’influenza gravitazionale dell’energia oscura sull’universo, infatti nella relatività generale di Einstein qualsiasi forma di materia o energia può in un certo senso stravolgere lo spazio-tempo.

Ad oggi sappiamo che l’effetto principale dell’energia oscura è stato quello di causare un’accelerazione nelle espansione dell’universo.

Nichols ha chiuso l’intervista ricordando che: ” C’è bisogno di un modello che spiega come l’universo si sia potuto evolvere, tutto questo va poi confrontato con le varie misurazioni e se il modello si adatta alle misurazioni, possiamo indicarlo come coerente e valido”.

 

Questa considerazione finale ci fa effettivamente capire quanto sia importante, anche con il modello teorico più astratto, ricollegarsi a delle misurazioni reali su alcune costanti dell’universo.

 

 

Image credit: Gong-Bo Zhao, NAOC and the ICG, University of Portsmouth

La costante cosmologica (illustrata dalla linea gialla) viene introdotta per spiegare l’espansione accelerata dell’Universo (mostrato come il cono azzurro) a causa della presenza di energia oscura. Lo studio suggerisce che il contributo di energia oscura a questa espansione dipende dal tempo (curva grigia)

MATERIA VS ANTI-MATERIA, COME è CAMBIATA LA STORIA DELL’UNIVERSO?

 

“Si ipotizza da tempo che l’evidente supremazia della materia sull’antimateria nell’Universo sia stata prodotta nei primissimi istanti di vita dell’Universo dopo il Big Bang”, così ha parlato Antonio Ereditato, studioso dell’Università di Berna e membro della collaborazione T2K. La loro relazione, presentata insieme ad un team internazionale di fisici, va proprio in questa direzione suggerita da anni di teorie, ma c’è anche di più.

Bisogna certamente capire che, in generale, la probabilità di interazione di un antineutrino è minore.
Dal punto di vista storico tutto ci è stato riassunto dal professor Ereditato: “Il meccanismo dell’oscillazione dei neutrini, ossia la trasformazione di un neutrino di un dato tipo, ad esempio muonico, in un altro tipo, diciamo elettronico, durante la sua propagazione fu originariamente ipotizzata da Bruno Pontecorvo – ha poi continuato il ricercatore- Dopo una serie di esperimenti il processo fu osservato in maniera definitiva e statisticamente corrispondente alla definizione che i fisici danno di scoperta (meno di una parte su milione di margine di errore) dalla collaborazione Super-Kamiokande nel 1998. Questo risultato fondamentale portò al premio Nobel di Kajita e McDonald nel 2015”.

La materia che osserviamo nell’universo è solo il 5% circa del bilancio totale che include Materia e Energia oscure. Capire il perchè la materia ordinaria abbia avuto una sorta di predominio dal Big Bang in poi rispetto all’antimateria, è il compito dell’esperimento T2K, condotto da una collaborazione internazionale in Giappone, di cui fa parte anche un gruppo dell’Università di Berna, che vede tra gli altri scienziati, Ciro Pistillo e Antonio Ereditato dell’Albert Einstein Center for Fundamental Physics, proprio del centro di studi svizzero.
La nuova indicazione venuta da T2K sembra indicare il ruolo chiave dei neutrini/anti-neutrini che, comportandosi diversamente in base ai loro meccanismi di oscillazione, avrebbero permesso una vittoria cosmica della materia ordinaria.

Il gruppo di lavoro di T2K ha trovato che la simmetria – CP-simmetry- sarebbe violata. Il condizionale è d’obbligo, visto che la significanza statistica del risultato è “solo” del 95%, ben lontano dal 99.9999% richieso dai fisici per parlare di scoperta! Come sta lavorando la collaborazione in questi anni l’abbiamo chiesto al Dr. Pistillo che ci ha spiegato: “T2K può raccogliere dati in due modalità, ovvero con un fascio composto principalmente da neutrini muonici oppure da antineutrini muonici. Fino ad oggi l’esperimento ha lavorato con entrambe le modalità, ma non nella stessa proporzione”.

Per capire tutta la situazione va spiegato e capito come tutte le teorie e gli esperimenti si collocano all’interno del modello standard della fisica. Pistillo ci ha introdotto a questo tema: “Il Modello Standard delle particelle elementari prevede l’esistenza di tre famiglie di leptoni (elettrone+neutrino elettronico, muone+neutrino muonico, tau+neutrino tauonico) e le rispettive antiparticelle. Dalle ricerche sui neutrini è già emersa una prima osservazione che va oltre il modello: il fenomeno delle oscillazioni chiaramente dimostrato anche da T2K implica che i neutrini abbiano massa non nulla, cosi’ come invece ipotizzato nell’ambito del Modello Standard”.

L’origine del conflitto materia-antimateria lo possiamo trovare all’inizio dell’universo: un lievissimo eccesso di materia rispetto all’antimateria generò, dopo l’immane annichilazione tra tutte le particelle di materia e tutte quelle di antimateria, l’intera materia che compone oggi l’Universo” ha spiegato Ereditato. In questo contesto entra la già citata simmetria CP che è, come ci è stato chiarito: “Un processo capace di creare un’asimmetria tra particelle e antiparticelle. Avevamo già una consolidata conoscenza della violazione di CP che avviene tra quark e antiquark, ma essa non è quantitativamente sufficiente a spiegare la supremazia attuale della materia. Il possibile contributo dei neutrini e degli antineutrini, con la loro propria violazione di CP, potrebbe chiudere il cerchio e portare sostanzialmente all’osservata asimmetria tra materia e antimateria, mediante una serie di reazioni che coinvolge i neutrini dall’alba dei tempi”.
In tutto questo discorso c’è solamente un 5% di probabilità che la simmetria CP sia conservata e tutto quello che è stato osservato da T2K sia frutto di semplici fluttuazioni statistiche.
In questo cocktail universale ci troviamo solamente all’aperitivo, infatti nel 2025 dovrebbe partire l’esperimento DUNE in USA, progettato appositamente per indagare sulla violazione CP.

Gianluigi Marsibilio

L’IMPORTANZA DI MAPPARE LE GALASSIE

Il telescopio spaziale Hubble ci regala sempre immagini suggestive, la foto in copertina ritrae la galassia NGC 4248, che si trova ad una distanza di circa 24 milioni di anni luce. Il telescopio ESA/NASA ha intrapreso la compilazione di un atlante, che sta studiando 50 galassie vicine mirate per comprendere la formazione e in particolare il tasso di evoluzione delle stelle all’interno di tali galassie.

Gli astronomi, intraprendendo queste analisi, possono imparare molto di più su come e quando si verifica la formazione delle stelle oppure capire come gli ammassi stellari cambiano nel tempo.

Catalogare gli oggetti è estremamente importante: anche i ricercatori della Boston University stanno creando un catalogo di circa 200 ammassi di galassie, che potrebbero addirittura svelare cluster distanti mai rintracciati.

Un unico ammasso di galassie può essere massiccio come un quadrilione di soli, eppure ammassi lontani sono così deboli che sono praticamente invisibili a tutti, anche ai telescopi terrestri. Gli ammassi di galassie possono contenere  molti bilioni di stelle. Le galassie e i cluster sono fondamentali per capire il ruolo della materia oscura e dei gas nell’evoluzione dell’universo.

Una volta che le distanze, estreme, saranno confermate, il team ordinerà i cluster per età e si vedrà se effettivamente nuovi ammassi sono stati rintracciati all’interno di questa nuova indagine. La proposta è stata pubblicata sull’Astrophysical Journal.

Crediti foto: NASA

 

 

 

UNIVERSE2GO, UNA PICCOLA FINESTRA SULL’UNIVERSO

Universe2go è un piccolo rifugio, una piccola finestra che tramite il visore e il vostro smartphone, qualunque esso sia, si apre verso il cosmo.

Uno strumento che ci ha fatto divertire tanto e soprattutto è stato utilizzabile in pochi minuti, con la semplice installazione dell’app e la messa a punto del visore: si esegue tutto in pochi minuti con incredibile semplicità.

Le modalità che possiamo utilizzare sono varie e adatte ad ogni tipo di astrofilo, dal neofita al più esperto. Al primo uso e magari con pochi rudimenti nello studio del cielo ci si può avventurare nella modalità principiante o esplorazione, dove è possibile avere delle spiegazioni in tempo reale degli oggetti che si stanno visualizzando. Per i più esperti c’è la possibilità di programmare i propri oggetti con descrizioni annesse.

L’oggetto è stato pensato esattamente per una visione 2.0 del cielo e per essere uno strumento veramente innovativo nel suo campo in modo soddisfacente e divertente. La più grande capacità è quella di saper catturare adulti, giovani, nonni e bambini ad un primo approccio tangibile con l’idea del cielo notturno.

Universe2go è perfetto da affiancare ad un primo telescopio, le immagini che vengono fuori sono di ottima qualità e anche la possibilità di vedere le figure in 3D rende, dal punto di vista visivo, tutto più soddisfacente.

I suoi punti di forza stanno nella versatilità, nel costo piuttosto contenuto e nella possibilità di avere una vera visione a 360 gradi del cielo notturno, dalle galassie, ai pianeti agli asterismi più remoti.

Anche le guide e le possibilità di esplorazione sono di ottima fattura e anzi sono sicuro di vedere, nel corso degli anni, miglioramenti all’app come al visore stesso, capaci di far fare un ulteriore salto di qualità allo strumento.

Universe2go è un oggetto smart, intelligente e adattabile ad ogni situazione, che si tratti di esplorazione, curiosità, sete di infinito: questo strumento è un simpatico modo per evadere dalla realtà, almeno fino a quando la batteria dello smartphone diventa rossa e ci avvisa che è ora tornare nella nostra realtà.

Universe2go sarà protagonista delle nostre serate, in particolare quella del 12 agosto, dove sarà possibile provare il visore.

 

CAPIRE L’UNIVERSO CON UN SUPERCOMPUTER, FEDERICO MARINACCI CI PARLA DEL PROGETTO AURIGA

Federico Marinacci è un giovane scienziato italiano, attualmente in forze all’MIT Kavli Institute, la sua storia parte da Perugia, attraversa Bologna e arriva negli Usa, tuttavia il vero leit motif della sua vita sono le galassie e la loro formazione, oggi ci ha raccontato uno dei progetti più innovativi nel campo dello studio dell’Universo: AURIGA.

 

Come nasce l’idea di simulare la formazione delle galassie in un supercomputer? Come si costruisce una simulazione in un supercomputer?

L’idea di simulare la formazione delle galassie in un supercomputer deriva dal fatto che i meccanismi di formazione e di evoluzione delle galassie rappresentano un problema estremamente difficile da affrontare. La descrizione dei processi fisici che plasmano l’evoluzione di questi oggetti astronomici rende necessario l’utilizzo di modelli teorici molto raffinati e sofisticati. Data la complessità dei modelli impiegati, l’approccio numerico è l’approccio più completo per estrarre l’informazione necessaria a meglio comprendere la formazione delle strutture nell’Universo. Ovviamente i modelli numerici non sono perfetti ed esenti da approssimazioni, a volte anche abbastanza grossolane. Tuttavia la continua crescita della potenza di calcolo installata nei supercomputer ha permesso che modelli via via più sofisticati possano essere utilizzati nelle simulazioni per ottenere una descrizione più realistica dei vari processi fisici che concorrono a formare una galassia. Questo duplice progresso, sia nella potenza di calcolo sia nella accuratezza delle simulazioni, è stato inarrestabile, e consente di sviluppare teorie sempre più complete sull’evoluzione del nostro Universo.
La realizzazione di una simulazione cosmologica in un supercomputer è un lavoro complicato. Prima di arrivare ad eseguire la simulazione principale sono necessari diversi mesi di sviluppo e di test del codice numerico da impiegare. Un codice numerico per simulazioni cosmologiche è composto da diverse parti, dette moduli, ognuna delle quali descrive l’evoluzione di un dato processo fisico. Ci sono moduli preposti a calcolare la forza di gravità, altri che descrivono l’evoluzione del gas nella simulazione, altri ancora che quantificano il numero di stelle o buchi neri si formano, altri che tengono conto di quanta energia le stelle e i buchi neri emettono e quali conseguenze questo rilascio di energia ha sul gas (il cosiddetto feedback), ecc. Tutti questi moduli devono funzionare all’unisono per poter seguire l’evoluzione degli oggetti astronomici simulati per l’intera vita dell’Universo, all’incirca 14 miliardi di anni.
Una volta messo a punto il modello, anche eseguire le simulazioni su un supercomputer non è affatto semplice. Prima di tutto, occorre individuare il supercomputer più adatto su cui effettuare la simulazione. Successivamente bisogna inoltrare una domanda per ottenere il tempo di calcolo necessario ad effettuare le simulazioni desiderate, che può essere dell’ordine di milioni di ore di calcolo. Dato che il tempo di calcolo è prezioso ed è una risorsa finita, la richiesta di accesso al supercomputer è valutata da esperti che decidono se il progetto presentato è meritevole di essere premiato, sia dal punto di vista scientifico che di uso delle risorse. Un volta ottenuto il tempo di calcolo bisogna “far girare” il codice sulla macchina e far fronte ai vari problemi, sia di natura informatica sia relativi al modello utilizzato, che si possono presentare nel corso della simulazione. Nel progetto Auriga abbiamo utilizzato qualche migliaio di processori su cui abbiamo eseguito le simulazioni per un periodo di alcuni mesi. Complessivamente queste simulazioni hanno prodotto terabyte di dati. In seguito, questa enorme quantità di dati deve essere analizzata e tale processo richiede ulteriori risorse di calcolo avanzate. Da questa descrizione sommaria è possibile capire il grado di complessità di questi studi e come progetti di questa portata siano possibili soltanto grazie all’impegno coordinato di un gruppo di ricerca, con competenze che spaziano dalla conoscenza dell’astrofisica a quella di calcolo numerico e di informatica.

Con il progetto AURIGA su quali proprietà delle galassie vi state concentrando?

Il progetto Auriga nasce con l’intento di studiare la formazione e l’evoluzione di galassie simili alla Via Lattea. Capire la formazione e l’evoluzione di questi sistemi da un punto di vista teorico è stato un problema la cui soluzione ha impegnato gli astrofisici per decenni. Soltanto recentemente questo problema sembra aver trovato una soluzione. Con questo non voglio dire che abbiamo una teoria che spieghi tutti gli aspetti della formazione e dell’evoluzione di questi oggetti astronomici, ma rispetto a circa un decennio fa sono stati compiuti notevoli progressi. In particolare, vari gruppi di ricerca sono ora in grado di produrre nelle loro simulazioni galassie le cui caratteristiche sono in accordo ragionevole con le proprietà osservate nella Via Lattea, cosa che fino a poco tempo fa sembrava un obiettivo quasi irrealizzabile.
In linea di principio, una simulazione numerica ci permette di studiare quasi tutti gli aspetti che vogliamo di una galassia, compatibilmente con i modelli che si sono usati nella simulazione stessa e con la sua risoluzione massima. È ovvio, ad esempio, che non si può studiare l’evoluzione di una singola stella se, come nel caso di Auriga, il più piccolo elemento di massa di cui la simulazione può tenere traccia è di qualche migliaio di masse solari. Tuttavia, nonostante queste limitazioni, il numero di proprietà che può essere indagato è molto elevato. Ad esempio, si possono studiare la distribuzione della densità di stelle all’interno della galassia, la quantità di gas che questa contiene, in che modo le stelle ed il gas nella galassia si muovono, quali e quanti elementi chimici sono sintetizzati nelle stelle nel corso della loro evoluzione, il legame tra una galassia e l’ambiente che la circonda. Questo è un elenco che riporta solo alcuni temi che sono stati (o saranno) oggetto di studio da parte del progetto Auriga.
Con il progetto Auriga siamo interessati allo studio di due aspetti principali delle proprietà delle galassie simulate. Da un lato vogliamo confrontare i nostri risultati con i dati osservativi disponibili per questo tipo di galassie. In questo modo possiamo avere un’idea della capacita dei modelli teorici, che rappresentano la fonte principale di incertezza nelle simulazioni, di produrre delle galassie che assomigliano a quanto si osserva nell’Universo. Il secondo aspetto consiste nel ricavare dalle nostre simulazioni delle previsioni sulle proprietà delle galassie, al fine di guidare le osservazioni future e di migliorare la comprensione di quelle esistenti. In entrambi i casi il confronto tra i risultati ottenuti a partire dalle simulazioni e le osservazioni è un elemento cruciale per accrescere la nostra conoscenza dell’evoluzione dell’Universo e degli oggetti che lo popolano.

Qual è l’importanza dei buchi neri nella formazione delle galassie?
I buchi neri rivestono un ruolo molto importante nella formazione ed evoluzione delle galassie. Prima però occorre fare una precisazione: i buchi neri di cui sto parlando sono quelli che si trovano al centro di una galassia. Questi buchi neri sono giganteschi, infatti possono avere una massa dell’ordine di miliardi di volte quella del nostro Sole e per questo vengono definiti supermassicci. Il loro meccanismo di formazione non è ancora totalmente ben compreso. Tuttavia le osservazioni mostrano che le loro proprietà, ed in particolare la loro massa, sono legate a quelle delle galassie che li ospitano. Questo ha portato gli astronomi ad ipotizzare che ci sia una sorta di co-evoluzione tra il buco nero supermassiccio presente al centro di quasi tutte le galassie e la galassia stessa.
La presenza di questa co-evoluzione riveste un ruolo fondamentale per una galassia. Questo perché i buchi neri supermassicci, tramite l’accrescimento di parte del gas presente nella galassia ospite, emettono un’enorme quantità di energia che depositano nel gas stesso, modificandone il comportamento. Semplificando al massimo, una galassia può essere vista come una fucina in cui il gas presente viene convertito in nuove stelle. L’energia liberata da un buco nero supermassiccio modifica l’efficienza di tale processo. In casi estremi, l’energia rilasciata è talmente grande da far cessare completamente la formazione stellare, con profonde implicazioni sull’evoluzione futura della galassia stessa. Questo meccanismo di feedback da buco nero è estremamente efficiente in galassie molto grandi, che si trovano all’interno dei cosiddetti ammassi di galassie, oggetti che contengono migliaia di galassie legate tra di loro gravitazionalmente. In effetti, le simulazioni numeriche suggeriscono che questo è il meccanismo principale per cui, al giorno d’oggi, le galassie al centro degli ammassi non producono più nuove stelle.
Per galassie più piccole l’importanza di questo canale di feedback diminuisce ed altri processi, che vanno sotto il nome di feedback stellare, controllano l’efficienza della conversione di gas in stelle. Le galassie che abbiamo simulato nel progetto Auriga sono, per così dire, nella zona di transizione tra questi due canali di feedback. In particolare il nostro studio ha mostrato che l’energia proveniente dal buco nero può influenzare la struttura della galassia che lo ospita, e nello specifico l’estensione del suo disco stellare. Ad ogni modo, vi sono altri fattori in grado di poter influenzare la struttura della galassia oltre all’energia prodotta dal buco nero. Quindi serviranno studi ulteriori per capire appieno come tutte le tessere del puzzle si incastrino tra loro. È però interessante vedere come il buco nero centrale possa condizionare l’evoluzione di oggetti in cui non è previsto un effetto così marcato.

Qual è il legame tra il progetto AURIGA e le missioni spaziali attualmente in corso che stanno mappando il cielo?

Come ho già avuto modo di osservare brevemente sopra, il legame tra le simulazioni e le osservazioni è di fondamentale importanza per avanzare la conoscenza dei processi fisici che plasmano l’evoluzione delle galassie. Da un lato, le simulazioni permettono di creare modelli teorici che poi vanno testati rispetto all’evidenza osservativa e che possono aiutare ad interpretare i dati disponibili; dall’altro, le osservazioni guidano la costruzione dei modelli teorici da utilizzare nelle simulazioni.

Il progetto Auriga si occupa di diverse aree scientifiche, ciascuna delle quali analizza determinate proprietà delle galassie simulate. Tali proprietà vengono confrontate con quelle delle galassie reali, osservate con strumenti di vario tipo, sia da terra che dallo spazio, a differenti lunghezze d’onda, che vanno dalla banda radio ai raggi X. Rimanendo nell’ambito delle missioni spaziali attualmente in corso, confronteremo la distribuzione, la composizione chimica e la cinematica (ossia il moto) delle stelle presenti nelle simulazioni con i dati ottenuti dal satellite ESA Gaia. Questo satellite ha l’obiettivo di produrre una mappa astrometrica (vale a dire misurare la distanza, la posizione e la velocità) molto accurata di circa un miliardo di stelle della Via Lattea. Questa enorme mole di dati ci consentirà di eseguire un confronto molto dettagliato tra le nostre simulazioni e l’Universo reale, al fine di formulare teorie sempre più realistiche che svelino i misteri dell’Universo che ci circonda.

Gianluigi Marsibilio

Crediti foto: Robert J. J. Grand, Facundo A. Gomez, Federico Marinacci, Ruediger Pakmor, Volker Springel, David J. R. Campbell, Carlos S. Frenk, Adrian Jenkins and Simon D. M. White

UN UNIVERSO SENZA BIG BANG è SEMPLICEMENTE IMPOSSIBILE

Il detto usato in Prometheus : “Tutte le grandi cose hanno piccoli inizi”, sembra non applicarsi perfettamente all’universo.

Il Big Bang come inizio non dovrebbe essere stato molto tranquillo: i dati di Planck mostrano come l’universo circa 13,8 miliardi di anni fa, quindi esattamente a ridosso della data del grande scoppio, era una bellissima e calda zuppa della nonna, ricca di particelle e gas primordiali. Quando ci avviciniamo al Big Bang, la densità di energia e la curvatura crescono fino a raggiungere il punto in cui diventano infinite. Nel corso degli anni si è cercato di ripulire la cosmologia dall’idea del Big Bang, ma un nuovo paper redatto da Jean-Luc Lehners, del Max Planck Research Group in Theoretical Cosmology, da Neil Turok e Job Feldbrugge del Perimeter Institute afferma come, ad oggi, sia impossibile svincolare il nostro universo dal Big Bang. Sembra proprio che lo scetticismo di Fred Hoyle sia andato a perdersi del tutto.

Alcune idee si sono susseguite nel tempo per permettere di accantonare il Big Bang, Lehners ha spiegato: “Si potrebbe pensare ad una geometria che è un po’ come la superficie di una palla: liscia e senza limiti- poi ha continuato- Ciò che è speciale in questo è che una geometria del genere non esiste nella fisica classica, ma risulta possibile nella fisica quantistica”.

Uno dei grandi fautori di questo universo senza confini è stato sicuramente Hawking, tramite la teoria dello stato senza confini. Il fallimento dietro questa idea è stato raccontato dallo scienziato: “Dietro questa ricerca c’è infatti un’instabilità catastrofica”. Ad oggi il vero limite è matematico e fisico, troppo spesso infatti, nell’elaborazione matematica di teorie alternative, si cade negli infiniti che devono essere evitati: “ Un’idea interessante è che l’universo sarebbe potuto rimbalzare da una fase concorrenziale precedente”: attualmente si sta facendo molta ricerca per confermare la fattibilità di questa ricerca.

La proposta no- boundary non è impossibile, tuttavia secondo i calcoli effettuati non permetterebbe un universo stabile e grande quanto il nostro, ma solo modelli di universi irregolari e sulla perenne soglia del collasso.

Ad oggi la migliore certificazione del BANG è la radiazione cosmica che permea l’universo: “ È la migliore prova – ha affermato Lehners- che abbiamo avuto una fase estremamente densa e calda, come effettivamente previsto dalla teoria del Big bang”. Logicamente le prove sono ancora da ricercare e ancora abbiamo i tasselli completi della situazione, quindi è ancora difficile collocare il Big Bang come simbolo dell’inizio dell’Universo.

Non ancora sappiamo con precisione cose è successo con il Big Bang, qualcosa di molto speciale deve essere accaduto per permettere l’evoluzione dell’universo come lo conosciamo: “Dobbiamo continuare a cercare indizi” ha concluso il fisico. La cosmologia attualmente sta speculando anche sulla possibilità di un multiverso, ovvero l’idea che accanto al nostro universo ci siano altri, forse infiniti universi; con questa possibilità abbiamo stuzzicato Lehners: “Se pensiamo che il Big Bang è qualcosa che può accadere con una certa probabilità, allora è naturale speculare su queste idee”. Questi mondi tuttavia sarebbero completamente separati da noi, e nessuna occasione di verificarli è possibile: “ È ovviamente molto importante che qualsiasi teoria scientifica possa veramente essere testata, altrimenti è solo pura speculazione. Con il problema del multiverso siamo sicuramente al limite di questo criterio”.

Gianluigi Marsibilio

 

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COELUM ASTRONOMIA N.212 è ONLINE

Un massiccio asteroide in primo piano e la nostra cara Terra sullo sfondo: un’immagine inquietante! Che sia imminente l’impatto? O l’asteroide è solo di passaggio? Una scena che richiama forse quel catastrofismo tanto caro ai film di Hollywood: una grande roccia spaziale in rotta di collisione e gli eroi di turno che si immolano per salvare l’umanità intera… Parliamo di fantascienza ovviamente ma cosa c’è di vero in ciò che il cinema ci propone? La storia ci insegna che il rischio è reale (basti pensare agli eventi di Tunguska o Chelyabinsk). La Terra è continuamente avvicinata da asteroidi e corpi di varia natura chiamati genericamente NEO (Near Earth Objects) e le traiettorie di tali oggetti si intersecano facilmente e frequentemente con la nostra orbita. Solo il mese scorso sono stati numerosi i passaggi ravvicinati (2014 JO25 ad esempio, che molti appassionati hanno potuto osservare al telescopio). Non è nostra intenzione creare allarmismo o preoccupazione, ma quella del rischio da impatto è una questione seria, che ci riguarda tutti e purtroppo molto spesso affrontata in modo superficiale e decisamente poco scientifico. In vista del prossimo Asteroid Day, il 30 giugno, abbiamo dedicato questo nuovo numero proprio agli asteroidi potenzialmente pericolosi e al ​Rischio da Impatto
​ : cosa sono i #NEO e quanti sono? Quale rischio corriamo davvero? …e quali sono le strategie per affrontarlo? Troverete tutte le risposte nel nuovo numero di Coelum Astronomia!

E come sempre, tutti gli aggiornamenti sulle ultime notizie di astronomia, astronautica, astrofotografia, ben 54 pagine di guide per l’osservazione del cielo e altro ancora nel nuovo numero di Coelum Astronomia! Buona Lettura!

Articoli del numero:
● LA TERRA BRACCATA​ Cosa e quanti sono i NEO? Che rischi corriamo davvero? di ​Claudio Elidoro.

● Per non fare la FINE DEI DINOSAURI​, un articolo​  ​curato da chi, per lavoro, monitora, segue e studia ogni  giorno tutti questi oggetti vicini e potenzialmente pericolosi: il ​MONITORAGGIO​ e le​ STRATEGIE   ● La Signora degli Asteroidi.​ Intervista a Maura Tombelli, prima in Italia per asteroidi scoperti e prima  al  mondo tra le astronome donne non professioniste.  ● Asteroid Day Italia 2017​, chiamata per i gruppi astrofili: ​segnalate le vostre iniziative!
● CASSINI​: le prime straordinarie immagini del ​Grand Finale  ● Come ho costruito​ un Dobson da 1 metro di diametro​!   ● Tutti i segreti del ​Calendario Meccanico Universale di Giovanni Plana  ● La Nebulosa Granchio… destrutturata ​l’ultima spettacolare immagine professionale della Crab Nebula

●  ASTROFOTOGRAFIA ​fotografia a largo campo delle ​comete   ● I segreti delle meraviglie deepsky della ​Lira​ e della sua stella alfa, ​Vega​.  ● LUNA​: alla scoperta del ​Mare Humorum  ● Tutti i fenomeni celesti di GIUGNO  ● Occhi su Saturno:​ il signore degli anelli in opposizione!

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PICCOLA E GRANDE NUBE DI MAGELLANO LEGATE DA GAS E CAMPO MAGNETICO

La piccola nube di Magellano e la grande nube di Magellano sono due galassie piccole e irregolari che orbitano intorno alla nostra. Da tempo nella comunità di scienziati si mormorava sulla possibile esistenza di un “ponte”, un filamento di gas che collega le due galassie che è stato confermato alcuni anni fa, ma oggi l’anatomia dei due oggetti aggiunge un nuovo tassello, infatti è stata confermata l’esistenza di un campo magnetico associato al ponte di 75 mila anni luce.

La scoperta aggiunge un nuovo pezzo ad una mappa del magnetismo nell’universo che, nel corso degli anni, strumenti come l’Australia Telescope Compact Array si sta impegnando a comporre.

Jane Kaczmarek, studentessa presso la Scuola di Fisica dell’Università di Sydney, autrice principale dello studio, ha descritto la scoperta spiegandoci le difficoltà che gli scienziati hanno con il rilevamento dei campi magnetici nel cosmo: “Il rilevamento del magnetismo nell’universo è stato storicamente difficile per diversi motivi- ha iniziato la ricercatrice- I campi magnetici non possono essere osservati direttamente in quanto invisibili, gli astronomi hanno dovuto indirettamente osservare i campi magnetici studiando fenomeni che sono una conseguenza del magnetismo cosmico”. Le tecnologie sono in continuo rinnovamento, come gli strumenti che studiano i campi magnetici associati a delle strutture estremamente deboli.

I campi magnetici guidano l’evoluzione delle galassie, il magnetismo influenza nascita e morte delle stelle, mostra la sua influenza con il gas che viene spostato intorno ad una galassia, il ruolo preciso che svolgono sulla formazione a grande scala, come ha precisato la Kaczmarek: “è ancora sconosciuto”.

Le principali tecniche di analisi dei campi magnetici possono essere usate su scale cosmiche: “A lunghezza d’onda radio, siamo in grado di utilizzare una tecnica chiamata rotazione di Faraday (un fenomeno magneto-ottico, o una interazione tra luce e campo magnetico)”. Nell’uso di questa tecnica viene usata la luce polarizzata per studiare le proprietà di un campo magnetico che interferisce con la luce.

La scienziata si è detta sicura che: “Andando avanti, molte delle tecniche saranno ancora utilizzate, ma utilizzando nuovi telescopi più sensibili ai campi magnetici e alla polarizzazione, saremo in grado di misurare i campi deboli su enormi scale fisiche, attualmente inarrivabili con la tecnologia attuale”.

Oggi stiamo vedendo come i campi occupano interi cluster di galassie, ogni oggetto è magneticamente legato all’Universo e il preciso ruolo del magnetismo deve ancora essere svelato, visto che i campi magnetici sono ovunque nel cosmo.
Gianluigi Marsibilio

#LIBRODELLASETTIMANA – UN MONDO DI MONDI. ALLA RICERCA DELLA VITA INTELLIGENTE NELL’UNIVERSO

Il palcoscenico del cosmo viene analizzato in tutta la sua immensità in Un mondo di mondi. Alla ricerca della vita intelligente nell’Universo. Il libro dalla prospettiva, fortemente storica e filosofica, è una vera perla nel panorama delle nuove uscite divulgative; i due autori Giulio Giorello, docente di Filosofia della scienza all’Università degli Studi di Milano e Elio Sindoni, professore di Fisica generale e collaboratore con la Princeton University offrono una panoramica dall’antica Grecia alle teorie della fisica contemporanea, analizzando le varie visioni storiche sull’esistenza di altri mondi e sulla loro possibile abitabilità, tutto questo viene fatto attraverso uno sguardo critico e diverso dei due validissimi autori.

Le citazioni riprese, da cui partono tutti i ragionamenti, sono magnifiche e adatte a darci un’idea sul tema. Il libro analizza tutte le varie prospettive con le quali si è osservato il cielo nel corso dei secoli. Il volume è ottimo per chi non ha mai avuto una vera infarinatura sui vari concetti che hanno portato alle attuali scoperte di esopianeti.

Viene analizzato il palcoscenico sulla quale ci siamo appena affacciati con il pensiero e con gli strumenti. Tutto comunque rimane ancora da scoprire, dal punto di vista filosofico e scientifico. Non resta allora che augurare a tutti una buona caccia in questo scenario cosmico dalle frontiere infinite.

Gianluigi

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