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L’esperto risponde

Affermando che un orologio in moto batte il tempo più lentamente, in teoria l’orologio dovrebbe rallentare. In realtà però 1 ora misurata da un orologio sulla Terra considerato come stazionario “passa” in circa 8,5 minuti per un orologio che sfrecci accanto al primo al 99% della velocità della luce…ma non doveva passare più lentamente il tempo per un orologio che viaggia velocissimo? In cosa consiste il ritardo? Forse l’orologio deve rallentare proprio perchè, essendo la sua velocità elevatissima e percorrendo nello stesso intervallo di tempo un’enorme distanza, deve per così dire “rallentare” a batter un tempo che altrimenti sarebbe piccolissimo rispetto alla canonica “ora” misurata da un orologio stazionario?

 

Secondo la Teoria della Relatività di Einstein un corpo che si muove a velocità prossime a quelle della luce subisce una dilatazione del tempo, che scorre quindi più lentamente rispetto ad un osservatore posto in un altro sistema di riferimento, per esempio sulla Terra.
Questo vuol dire che un ipotetico astronauta, in viaggio ad una velocità uniforme di 0.99 c (dove c indica la velocità della luce), misura un’ora sul suo orologio da polso, mentre un osservatore sulla Terra misura un tempo più lungo. Nessuno dei due si rende conto della differenza finché sono in viaggio, perché entrambi vedranno scorrere le lancette dell’orologio alla solita velocità, ma se al termine del viaggio i due confronteranno i propri orologi noteranno che l’ora dell’astronauta equivale a circa 7 ore dell’uomo rimasto a terra.
Questo effetto è stato realmente misurato in un esperimento nel 1972 da Hafele e Keating, che hanno montano orologi atomici su aerei che hanno fatto il giro del mondo e li hanno confrontati con il tempo misurato da orologi atomici rimasti a terra. Le differenza di tempo misurate dopo i voli degli aerei sono risultate in pieno accordo con quanto previsto dalla Relatività ristretta e dalla Relatività generale.
Ovviamente gli scarti temporali in questo caso sono minuscoli, dell’ordine dei milionesimi di secondo, ma sono fondamentali da considerare per i satelliti artificiali e le tecnologie che li usano. La prossima volta che utilizza il GPS, per esempio, pensi che senza le correzioni relativistiche non potrebbe esistere il navigatore satellitare.

3 marzo 2016

Se quando osserviamo l’Universo lo vediamo come era centinaia, migliaia o addirittura miliardi di anni fa….. come mai non riusciamo a vedere il nostro sistema solare o la Via Lattea in formazione?

 

Quando la sera guardiamo le stelle o le galassie lontane dobbiamo pensare che sono assai distanti da noi, e la loro luce impiega molto tempo a giungere sulla Terra; li vediamo quindi come erano anni o addirittura millenni fa.
Per esempio se osserviamo la stella Betelgeuse, nella costellazione di Orione, guardiamo un oggetto che si trova a circa 600 anni luce di distanza dal nostro Sistema Solare, il che vuol dire che la sua luce viaggia circa 600 anni prima di arrivare a noi, quindi oggi vediamo com’era la stella nel 1400 d.c. circa. La galassia di Andromeda dista da noi circa 2 milioni di anni luce, quindi la vediamo con un ritardo di circa due milioni di anni.
E’ come ricevere una cartolina da un amico: più l’amico è andato lontano e più tempo le poste impiegheranno per portarci il suo messaggio.

Quando invece guardiamo oggetti vicini, come il Sole, la Luna o gli altri pianeti del Sistema Solare, dobbiamo pensare che la loro luce (diretta o riflessa) impiega poco tempo ad arrivare proprio perché la distanza che ci separa è piccola. Così vediamo il Sole con un ritardo di soli 8 minuti, Giove con un ritardo di circa 40 minuti e Nettuno con un ritardo di circa 4 ore.
Se volessimo osservare la formazione del Sistema Solare oggi, dovremmo trovarci a circa 4,5 miliardi di anni luce di distanza dalla Terra, ovvero ben fuori dal Sistema Solare, dalla Via Lattea e da ogni galassia vicina: la prima luce emessa dal Sole è ormai andata lontano!

3 marzo 2016

Spesso leggendo articoli o su libri a tema sull’origine della Luna, mi sono sempre chiesto se il nostro satellite ha avuto una rotazione sincrona con la Terra fin dalla sua nascita, oppure se c’è stato un periodo in cui dalla superficie del nostro pianeta era teoricamente possibile “vedere” il lato oscuro della Luna.

 

La rotazione sincrona a cui fa riferimento non è dettata dal caso e non è una condizione che caratterizza il sistema Terra – Luna sin dalla sua formazione, quindi, cominciando dal fondo della sua domanda, la risposta è sì, c’è stato un momento nella storia del nostro pianeta nel quale era possibile vedere il lato ora invisibile del nostro satellite.
Le ragioni di questo singolare sincronismo raggiunto nel corso di milioni di anni è da ricercare in un fenomeno noto con il nome di “marea gravitazionale”.
L’attrazione gravitazionale che lega Terra e Luna (o due corpi in generale) tende a distorcerne la superfici, creando rigonfiamenti (le maree sulla Terra sono un tipico esempio). Tali rigonfiamenti fanno si che la stessa gravità possa imprimere, oltre alla consueta forza di attrazione, anche un momento torcente (cioè una forza che può imprimere o ridurre una rotazione su un corpo) che tende a far sincronizzare i moti di rotazione e rivoluzione. Questo fenomeno si riscontra non solo sul nostro satellite ma anche su molti altri satelliti del sistema solare e su pianeti extrasolari particolarmente vicini alla stella attorno alla quale ruotano.

4 dicembre 2015

Esiste un ‘sopra’ e un ‘sotto’ nell’Universo? C’è una ragione, che non sia la semplice e casuale convenzionalità, per cui la Terra e il Planisfero hanno il verso che tutti conosciamo, con (per intenderci) l’Europa sopra e l’Africa sotto? Il Nord è ‘sopra’ per mera convenzione, o esiste un riferimento e una ragione tale da farci affermare che esiste un sopra e un sotto nell’Universo?

 

Nell’Universo non esistono un “alto” e un “basso” assoluti. Ciò che determina una direzione è la forza di gravità. Se sulla Terra lancio un sasso in aria questo cade attratto dalla forza di gravità.
Il sasso si muoverà quindi dall’alto verso il basso, inteso come direzione della forza peso, materialmente, la direzione secondo cui si dispone il filo a piombo.
Ogni abitante della Terra, sia esso al polo sud, all’equatore o al polo nord, farà la stessa esperienza, senza che accadano strani fenomeni che portino la pallina dell’abitante del polo sud a muoversi verso il cielo.
La direzione alto – basso è quindi determinata dalla forza di gravità, che attrae gli oggetti in direzione centrale.
Cosa succede se improvvisamente annulliamo la forza di gravità? E’ quello che sperimentano gli astronauti sulla stazione spaziale internazionale, letteralmente in caduta libera intorno alla Terra.
Gli oggetti non cadono. Non esiste quindi un alto e un basso assoluto. Sulla stazione spaziale, infatti, non parliamo di soffitto o pavimento ma utilizziamo l’intero volume.

Il motivo per cui storicamente l’Europa è posta in alto e l’Africa in basso nelle carte geografiche esula da questioni meramente fisiche, ma ricade in questioni storico/culturali su cui non ci sbilanciamo perché non competenti in materia.

4 dicembre 2015

Lo spazio è infinito per davvero oppure da qualche parte finisce? ma la domanda vera è questa prima dello spazio e della palla stretta (big bang) cosa c’era? volevo venirvi a trovare per parlare con voi ma non posso e vi scrivo grazie da un piccolo appassionato curioso

 

Non abbiamo mai osservato la fine dell’universo, anche se questo non ci permette di dire che è infinito, solo molto grande. Che probabilmente lo spazio sia infinito lo sappiamo invece dalla sua geometria, cioè dalla sua forma, che dipende da tutto quello che l’universo contiene. Un po’ come un divano, che si deforma di più o di meno a seconda che non ci sia nessuno o ci sia seduto tu assieme ai tuoi amici.
L’universo è vecchio quasi 14 miliardi di anni e dalle osservazioni sembra si sia formato a partire da un evento che noi chiamiamo Big Bang. Gli astrofisici sono un po’ come degli investigatori: anche se non c’era nessun testimone, studiando l’universo sono riusciti a raccogliere diverse prove che ci raccontano a grandi linee cos’è accaduto allora. È però un’indagine complicata, così complicata che ancora non riusciamo a capire cosa sia accaduto esattamente. E se non riusciamo a descrivere il Big Bang figuriamoci prima, quando non c’erano né luce né materia né spazio né tempo!
Certo, alcuni scienziati hanno delle idee su cosa potesse esserci prima del Big Bang, ma senza le prove (che ancora non abbiamo) chi può dire chi ha ragione e chi ha torto? Tu magari hai la tua ipotesi, io la mia, ma solo gli esperimenti possono dire quale sia quella corretta, non il più ricco o chi alza più la voce.
È il bello della scienza.

15 settembre 2015

 

Buonasera, vorrei sapere se esiste una tabella con l’età delle stelle conosciute. Chiedo questo in quanto ho sentito dire che tutte le stelle dell’universo hanno più o meno la stessa età. Grazie

 

Non esiste un’”anagrafe” ufficiale delle stelle, perché determinare la loro età non è semplicissimo. Per capire quanto è vecchia una stella esistono diversi metodi indiretti, che vanno dallo studio delle  caratteristiche fisiche di raggio, massa e luminosità all’analisi delle dinamiche all’interno degli ammassi stellari, passando per la misura delle abbondanze degli elementi chimici attraverso metodi spettroscopici. A seconda del metodo scelto i risultati possono essere anche piuttosto diversi.
Se non è sempre possibile determinare con precisione quanto sia vecchia una stella, è però certo che non abbiano tutte la stessa età. Già solo guardando il cielo ad occhio nudo è possibile scorgere regioni di formazione stellare, come la Nebulosa di Orione (M42): lì i gas in contrazione sta generando nuove generazioni di stelle. Poco lontano, nella costellazione del Toro, si trova l’ammasso aperto delle Pleiadi, composto da qualche centinaio di stelle tutte nate circa 100 milioni di anni fa dalla stessa nube protostellare. Il nostro Sole invece ha quasi 5 miliardi di anni d’età, ma è ancora poca cosa rispetto alle stelle più vecchie della Via Lattea, che arrivano fino a 13 miliardi.

7 agosto 2015

Credits: NASASto cercando di capire numero e comportamenti degli equipaggi nei vari tipi di missioni nello spazio. Una in particolare mi lascia senza risposte: la missione per far raggiungere Marte dall’uomo. Ad esclusione di Mars One non riesco a reperire informazioni. Mi sapete mica consigliare delle possibili fonti di tali informazioni?

 

La bibliografia è vastissima.

Fra le tante pubblicazioni, per l’interesse specifico suggerisco di far riferimento a:

  • NASA, “Human Exploration of Mars – Design reference Architecture 5.0”

http://www.nasa.gov/pdf/373665main_NASA-SP-2009-566.pdf

  • Sandra Hauplik-Meusburger, “Architecture for Astronauts”, Spirnger 2011 – ISBN: 978-3-7091-0666-2

 

Informazioni fornite da Thales Alenia Space

31 marzo 2015

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Cercando su internet ho notato che esistono varie rappresentazioni di questa costellazione. Mi domandavo se esistesse una sua rappresentazione univoca e da cosa dipendessero queste differenze nel modo di rappresentarla, visto che gli elementi presi in considerazione sono sommariamente sempre gli stessi e non mutano la loro posizione reciproca, ma cambia il modo di metterli in relazione. E’ una questione che riguarda anche altre costellazioni e da cosa dipende? E’ legata a questioni di carattere storico, a modelli di rappresentazione diversi, alla posizione di chi osserva o alla posizione degli elementi stessi della costellazione che ha subito un cambiamento rispetto all’osservatore nel tempo o ancora a studi più o meno aggiornati? Perché poi alcuni elementi vengono inclusi in certi casi nella rappresentazione e in altri esclusi?

 

La rappresentazione ufficiale della costellazione del Lupo è quella definita dall’Unione Astronomica Internazionale nel 1930, che può consultare a questa pagina: http://www.iau.org/public/themes/constellations/

Vedrà che di ogni costellazione sono definiti gli oggetti principali e i confini, mentre non è inserita la rappresentazione artistica, che è libera ed arbitraria in quanto non scientifica! Le costellazioni sono definite dai loro confini e dagli oggetti che contengono. Per questo motivo in rete si trovano moltissimi disegni diversi che raffigurano il Lupo e tutte le altre costellazioni, ma i confini, essendo misurabili e definiti, non cambiano mai.

Le costellazioni hanno origini antichissime; la prima immagine della pagina citata qui sopra proviene dalle grotte di Lascaux, è vecchia di 17000 anni e si possono riconoscere il Toro, le Pleiadi e Orione. Ogni cultura ha inventato le proprie costellazioni in funzione della propria mitologia, e nel corso dei millenni il cielo è diventato piuttosto affollato e caotico!

Nel secolo scorso si è arrivati alla necessità di organizzare le costellazioni in modo univoco per tutti i popoli. La famosa assemblea IAU del 1930 ha di fatto definito 88 costellazioni che riempiono tutto il cielo, sia nell’emisfero nord che in quello sud.

18 marzo 2015

CHI SIAMO

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Planetario di Torino, Museo dell'Astronomia e dello Spazio.
Viaggi spaziali verso Marte,
simulazioni della forza di gravità
su Giove, visioni 3D dell’Universo
e passeggiate tra migliaia di stelle.
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