Conferme sul vuoto cosmico

Quanto siamo piccoli nell'universo? Infinitamente piccoli. Quanto è grande l'universo? Infinitamente grande. Sembra un gioco per bambini fatto in un atipico campo estivo, magari dalle parti del CERN. Una certezza però l'abbiamo: come esseri umani ci troviamo nel bel mezzo di una scala con ordini di grandezza davvero molto differenti. Si va dal quark, la particella che compone protoni e neutroni, circa 1 milione di miliardi di volte più piccola dello spessore di un capello, fino ad arrivare alla galassia di Andromeda, di dimensione quasi 1 miliardo di volte più grande rispetto al diametro del sole. E questi non sono nemmeno gli estremi conosciuti.

Noi e la Terra, dicevo. Cosa siamo in fondo? Un esperimento ben riuscito di rimescolamento tra alcuni elementi chimici: ossigeno, azoto, carbonio, ferro, zolfo, idrogeno e così via. A parte che sul "ben riuscito" molti avrebbero da ridire, ma pare che nonostante le nostre fulgide intelligenze, le mire di viaggi interstellari, le onnipotenze a portata di web, ci è capitato di vivere in un vuoto cosmico. Sì, avete letto bene, vuoto cosmico. Bella mazzata, eh? Il pianeta azzurro, con tanto di sistema solare poggiato sul bordo del Braccio di Orione, nella Via Lattea, non ha molti vicini. Pensate un po', vi sporgete al limite della nostra galassia, pronti a meravigliarvi per chissà quale panorama, e ....  non c'è proprio niente, il vuoto assoluto (o giù di lì). Avete fatto un viaggio inutile. Incredibile!

La struttura dell'universo su larga scala prevede una fitta rete di filamenti e di vuoti. Nei primi c'è una grossa concentrazione di galassie, nei secondi il nulla o quasi. Da uno studio condotto all'università del Wisconsin-Madison è stata confermata la teoria, già enunciata nel 2013, secondo cui la Terra e la sua galassia si trovano proprio in una regione cosmica pressoché vuota, perché in gran parte priva di altri corpi celesti. In quella occasione furono tre scienziati a definire questa teoria, Keenan, Barger e Cowie ed il vuoto è stato denominato KBC in loro onore.  Il più grande vuoto cosmico mai osservato, circa sette volte più grande della media, con un raggio di circa 1 miliardo di anni luce. Ha la forma di una sfera ed è circondato da un guscio di galassie, stelle e altre sostanze. Il nuovo studio sostiene questo modello in base ad ulteriori dati osservativi.

Il team leader dev'essere un tipo molto in gamba, visto che è solo uno studente, tale Benjamin Hoscheit. Si è basato su quanto trovato 4 anni fa, con tecniche diverse però. Se il primo studio usava densità di diverse aree dell'universo ottenute a partire da cataloghi di galassie, Hoscheit ha utilizzato una misurazione chiamato "effetto cinematico KSZ", che misura il moto di ammassi all'interno del cosmo osservabile, adoperando i loro cambiamenti di energia. Tali ammassi si spostano da zone a minore gravità verso altre con gravità più forte. I risultati così ottenuti sono stati coerenti con quelli del primo terzetto che ci aveva provato. (Lo so, qualche dubbio su come abbiano fatto vi rimarrà: tranquilli, siete in buona compagnia...).

Prima del 2013 si applicava perlopiù il principio copernicano, alla base della cosmologia, secondo cui, nonostante un po' di variabilità nella distribuzione delle stelle e delle galassie, la densità di tali corpi in una data posizione è circa la stessa di un qualsiasi altro punto a centinaia di anni luce di distanza. Invocando il principio copernicano, gli astronomi avevano previsto l'esistenza dell'energia oscura, che accelera le galassie distanti tra loro, ampliando così l'universo. Tale energia oscura (nome bivalente, sia per la mancanza di luce a cui si riferisce che per la sua conoscenza ancora incompleta, n.d.r.) era servita a spiegare i comportamenti anomali delle stelle supernova di tipo 1a, le quali esplodono sempre con la stessa potenza. Ora invece, c'è una nuova visione per apprendere i movimenti dell'universo e la sua espansione: potrebbe essere infatti la posizione della Via Lattea all'interno del grandissimo vuoto cosmico a farci "vedere" delle cose in un modo dipendente dal nostro punto di osservazione. In un'altra occasione avremmo detto: basta cambiare punto, ma mi sa che non se ne parla proprio...

Il tema è allo stesso tempo affascinante e complesso. Pure vertiginoso, se vogliamo, almeno per noi non addetti ai lavori. Quando si pensa al troppo piccolo o al troppo grande è questo l'effetto che ne scaturisce, visto che sensi e menti di cui disponiamo qui ci aiutano relativamente. A proposito di menti, ora qualcuno potrà spiegarsi l'esistenza di certi soggetti "dissonanti" con cui ci confrontiamo spesso. Se viviamo in un immenso vuoto cosmico, è molto probabile che alcuni crani ne siano pieni.

(fonte https://www.space.com/37191-we-live-in-a-cosmic-void.html)

La COP21 potrebbe non servire

Clima, non c'è trippa per gatti. E' il primo, brutale, pensiero che mi è venuto quando ho letto un articolo pubblicato sul webzine dell'MIT di Boston da uno scienziato climatologo, Ken Caldeira, che lavora presso il Dipartimento di Ecologia Globale della Carnegie Institution for Science, alla Stanford University. In parole povere, Caldeira afferma che tutti gli sforzi provenienti dalla COP21 di Parigi non serviranno a niente se, da come sembra, i politici si impegneranno ad un livello molto al di sotto del necessario per ridurre in modo sostanziale il rischio climatico. Allora il destino del nostro splendido pianeta è davvero segnato ?

Caldeira parte da una sua analisi introspettiva e di crescita della sua consapevolezza, essendo passato da un ottimismo basato sull'uso sfrenato, con le necessarie tecnologie, dell'energia eolica e solare, fino ad una più recente comprensione del fatto che queste due fonti rinnovabili, sommati ad una più capillare diffusione del gas naturale, potrebbe solo ridurre le emissioni di gas serra derivanti dalla produzione di energia elettrica di circa due terzi. Risultato non sufficiente perchè l'elettricità è responsabile solo per circa un terzo del totale dell'inquinamento globale dovuto all'anidride carbonica, che aumenta di oltre il 2% l'anno. Quindi, anche se sistemassimo questo settore, entro un decennio o due le emissioni tornerebbero ai livelli di oggi.

Oltre all'azione immediata di drastica riduzione dei gas climalteranti, con timeline molto stretta, è assolutamente necessario invertire la rotta sulle deforestazioni, passare rapidamente alla mobilità elettrica ed utilizzare la stessa elettricità anche per il riscaldamento, tendenza ormai in disuso visto la sua bassissima efficienza; investire su sistemi di stoccaggio dell'energia eolica e solare e forse ripensare all'energia nucleare. Ciò richiederebbe un sistema di produzione di energia elettrica molto più grande e complesso di quello odierno. Possiamo davvero utilizzare la tecnologia esistente per ampliare questo sistema in modo così evidente, e allo stesso tempo far decrescere le emissioni nocive in termini importanti ?

Dato che entro la fine del secolo saremo circa 11 miliardi, secondo Caldeira il fabbisogno di energia potrebbe crescere di un fattore 10. Ma lo stesso fattore servirebbe allo stato attuale per decimare il livello totale di emissioni. Il conto finale potrebbe essere drammatico: dover ridurre le emissioni totali di un fattore 100, il che è mera utopia. Com'è noto, la maggior parte della crescita delle emissioni è prevista venire dalle economie emergenti, desiderose di dare alle loro popolazioni povere un'assistenza sanitaria di base, un'adeguata istruzione e un lavoro. Potrà allora il lato occidentale del mondo chiedere che le persone di quei paesi poveri facciano morire di fame i bambini o non curino persone malate solo perchè non devono utilizzare combustibili fossili ? I paesi più ricchi pagherebbero per i più poveri la differenza di costo tra i sistemi di energia puliti e quelli inquinanti? Certo, sulla carta, ma non in pratica, visto che non hanno neanche la mentalità di investire in tecnologie green per proteggere loro stessi.

Per lo scienziato statunitense, due soluzioni semplici, almeno dal punto di vista economico, sarebbero di tassare l'utilizzo di combustibili fossili, in funzione di quanto emettono, e di puntare fortemente (e nuovamente) sugli incentivi. Anche perchè la rimozione ed il sequestro della CO2 non funzionano come inizialmente sperato: più facile purificare gli scarichi delle ciminiere, molto difficile pensare di pulire l'atmosfera dai gas già presenti o che si immettono senza alcun filtro. Naturalmente, in aggiunta a tecnologie e politiche fiscali, la cultura generale dovrebbe cambiare rapidamente: fare scelte importanti, quando si progetta un edificio o un veicolo, che vadano al di là dei costi e che tengano conto in primis dell'aspetto ambientale.

Sarà puro catastrofismo quello del professor Caldeira ? Può darsi. La COP21 porterà una svolta decisiva per il bene dei nostri discendenti, oppure (è il caso di dire) solo fumo negli occhi ? Ce lo auguriamo davvero. Certo, l'adesione massiccia della quasi totalità dei paesi mondiali è emblematica della portata del problema. Ma di qua a dire che possa venirne anche una corretta soluzione, la strada è lunga e tortuosa.

(fonte http://www.technologyreview.com/featuredstory/543916/stop-emissions/ ; si ringrazia il sito http://zeenews.india.com/ per la gentile concessione della foto)

La ricetta per una seconda Terra

 

Pensate solo per un attimo se ci fosse un’altra Terra a disposizione per noi. Si risolverebbero di colpo un sacco di problemi che affliggono gli umani: due o tre miliardi di uomini potrebbero trasferirsi su un pianeta del tutto simile al nostro, magari più piccolino, supponiamo con un viaggio di sei mesi da qui. In poche settimane ecco tanto più spazio sulla Terra, la gente più comodamente distribuita, con risorse naturali sufficienti per tutti. Il dibattuto problema della sostenibilità risolto d’emblè. Una bella magia. Bé, nemmeno tanto, visto che al centro di astrofisica Harvard-Smithsonian di Cambridge alcuni studiosi hanno abbozzato la ricetta necessaria a “sfornare” un pianeta simile al nostro.

In sintesi, secondo queste ardite istruzioni di astro-cucina (o di gAstronomia), disponendo di alcuni elementi tipo (in ordine di quantità) ferro, ossigeno, silicio, magnesio, alluminio, nichel, calcio, zolfo, si potrebbe combinarli mediante opportune variazioni (drastiche) di temperatura e avvicinando il tutto ad una stella giovane. Poi basterebbe irrorare l’ammasso ottenuto con quantità d’acqua proveniente da un asteroide ed infine, attendendo qualche milione di anni, con tanta fortuna otterremmo una qualche forma di vita simile alla nostra. Certo, detto così sembra una barzelletta, ma gli scienziati ci hanno lavorato sopra, specie osservando degli esopianeti piuttosto lontani. In particolare il pianeta analizzato maggiormente si chiama Kepler-93b, dista “solo” 300 anni luce dalla Terra. Terra prima versione, ovviamente.

Questi pianeti extrasolari potenzialmente simili alla Terra hanno bisogno di sostanze chimiche fondamentali e devono trovarsi nei pressi di una stella relativamente giovane, con un’orbita tale da far coesistere acqua allo stato liquido. In teoria, anche se l’acqua non ci fosse, secondo gli studi sarebbe sufficiente un asteroide che, passando di lì “per caso”, rilasci dell’acqua contenente composti organici: pian piano (ma molto piano) ci sarebbero le condizioni per ospitare la vita. Gli scienziati hanno fatto uso di uno strumento denominato HARPS (High-Accuracy Radial Velocity Planet Searcher), montato sul telescopio nazionale Galileo delle Isole Canarie. Lo strumento è stato progettato per studiare pianeti extrasolari e distinguere tra quelli somiglianti alla Terra e quelli più gassosi e meno ospitali. L'HARPS può determinare con precisione la massa di un pianeta grazie a quanta luce esso trattiene passando davanti alla sua stella vicina: in tal modo si può calcolare la densità, risalendo da essa alla probabile abitabilità del pianeta.

Kepler-93b è un pianeta con dimensioni circa 1,5 volte quelle della Terra. Il telescopio HARPS ha misurato la massa di Kepler-93b, pari a circa quattro volte quella della Terra. Ciò significa che il pianeta è molto probabilmente di natura rocciosa e quindi, da questo punto di vista, simile alla Terra. Successivamente il team ha misurato la massa di altri dieci pianeti extrasolari, tutti con diametro al massimo a 2,7 volte più grande del terrestre. I risultati hanno mostrato che i cinque pianeti più piccoli hanno un rapporto tra massa e dimensioni analogo alla Terra; invece i cinque più grandi hanno densità molto più bassa, ossia sono composti per la gran parte da materiali come acqua, idrogeno o elio. Pertanto si può affermare che le ricerche su corpi celesti che somigliano al nostro dovrebbero concentrarsi sui pianeti con diametro non molto maggiore.

Di recente il film Interstellar ha suscitato negli animi più sensibili tematiche come queste. La Terra non ce la fa più a sostenere i suoi abitanti. Nel film, qualcuno con molto coraggio decide di andare ad esplorare altre galassie alla ricerca di posti alternativi. La speranza di tutti è che non si debba arrivare a tanto, sia perché ad oggi la scienza non ha ancora la forza della fantascienza di trovare un altro pianeta così accogliente come il nostro, sia perché, come succede già quaggiù, se davvero accadesse i fortunati ad andarci sarebbero coloro che hanno i mezzi economici per farlo. Ma, insieme a tale auspicio, dobbiamo mettercela tutta per evitare di giungere ad un mondo così disperato.

(fonte http://www.space.com/28312-earth-like-planets-recipe.html ;si ringrazia il sito www.1ms.net per la gentile concessione della foto)