Margerita Hack, Franco Pacini, e altri di cui ora mi sfugge il nome ci hanno lasciate negli scorsi anni. Ora ci lascia anche Giovanni Bignami, le cui apparizioni in tv, i libri e i sui interventi sulle diverse testate nazionali erano da me sempre seguite con grande attenzione.
Credit: Il Poliedrico.
Come ho cercato di spiegare nelle puntate scorse dedicate ai buchi neri [cite]https://ilpoliedrico.com/2017/03/il-principio-olografico-dei-buchi-neri-lorizzonte-degli-eventi.html[/cite], questi curiosi oggetti hanno diverse peculiarità uniche definibili solo matematicamente.
Sulla base della convinzione — corretta — che niente può viaggiare più veloce della luce si era supposto quindi che nulla potesse sfuggire da un buco nero. Tecnicamente è ancora corretto pensare questo, ma nel 1974 il cosmologo Stephen Hawking dimostrò che in realtà i buchi neri emettono una radiazione termica di corpo nero diversa da zero. Il ragionamento che è alla base di questa scoperta è che lo spazio non è mai esattamente vuoto ma ribolle di energia che si manifesta con la produzione spontanea di coppie di particelle e antiparticelle virtuali, ovvero che la loro esistenza è limitata dal Principio di Indeterminazione di Heisenberg [cite]https://ilpoliedrico.com/2016/07/zenone-olbers-lenergia-oscura-terza-parte.html[/cite].
Quando queste fluttuazioni del vuoto si manifestano in prossimità dell’orizzonte degli eventi di un buco nero può capitare che una coppia di particelle virtuali finisca oltre l’orizzonte (A nella figura); in tal caso l’equilibrio energetico complessivo del’universo e la massa/energia del buco nero non variano, come impone il Principio della Conservazione della massa/energia. Lo stesso ovviamente accade anche per le particelle virtuali che si annichiliscono spontaneamente nello spazio normale (scenario B nella figura). Ma può capitare che soltanto una di queste finisca oltre l’orizzonte degli eventi (vedi evento C); questo scenario potrebbe far da principio supporre che esso violi il postulato precedente in quanto la particella che riesce a non finire oltre l’orizzonte degli eventi diviene una particella reale, ma in realtà non è così. La particella che cade nel buco nero è l’antiparticella di quella che sfugge, ossia possiede alcuni numeri quantici opposti rispetto ad essa. Questo non viola il Principio di Conservazione della massa/energia perché il buco nero acquista una particella opposta al resto dell’universo e la somma totale dell’energia rimane invariata. Ma se adesso nell’universo c’è la massa/energia di una particella in più allora significa che il processo iniziale sottrae la medesima quantità di massa/energia al buco nero. Per un ideale osservatore lontano la nuova particella appare provenire dal buco nero, ma in realtà essa ha origine nello spazio normale appena oltre l’orizzonte degli eventi.
[/fancybox]Cliccando sull’immagine qui sopra vi si aprirà una finestra su cui potete sbizzarrirvi a studiare alcune delle bizzarre proprietà matematiche dei buchi neri.Questa intuizione di Stephen Hawking, che ricordo ebbe origine anche dai lavori di due scienziati sovietici, Yakov Zeldovich e Alexei Starobinsky, che fin dagli inizi degli anni 70 del secolo scorso avevano ipotizzato la generazione di particelle attorno ai buchi neri rotanti (1973/74), dimostra che i buchi neri in effetti possano perdere massa tramite la radiazione che porta, appunto, il suo nome.
Quindi, in un certo senso i buchi neri non sono poi così neri. Il lavoro di Hawking ha spinto altri cosmologi a studiare più in dettaglio i buchi neri fino a postulare le loro leggi termodinamiche [cite]https://ilpoliedrico.com/2017/03/il-principio-olografico-dei-buchi-neri-la-termodinamica.html[/cite], il noto Principio Olografico e altre bizzarre proprietà che in queste pagine posso solo elencare solo parzialmente.
Giostrando un po’ coi diversi parametri nella pagina che ho creato (è presente anche nel menù a discesa sotto la voce “Science”) si nota come i buchi neri siano ancora più strani di quel che si pensi.
Ad esempio, la temperatura di un buco nero, conseguenza della Radiazione di Hawking, è inversamente proporzionale alla sua massa ossia un buco nero piccolo irradia di più di uno di massa più grande.
L’attuale fondo di radiazione cosmica ha una temperatura di 2.72 kelvin; perché un buco nero sia termicamente rilevabile dovrebbe poter emettere a una temperatura appena superiore. Ma i numeri sono impietosi: un siffatto buco nero sarebbe grande appena 67μm, circa quanto lo spessore di un capello umano, e quindi — almeno con gli strumenti attuali — impossibile da rilevare direttamente.
Un buco nero capace di emettere alla stessa temperatura del Sole, ovvero 5778 kelvin, sarebbe grande appena 30 nanometri, quanto cioè la giunzione di un transistor in un processore di qualche anno fa. Avrebbe ancora una vita molto lunga prima di evaporare, circa 2,5 x 1034 anni, comunque moltissime volte di più dell’età attuale dell’Universo.
Magari una civiltà avanzatissima potrebbe essere in grado di imbrigliare un micro buco nero ed avere così una fonte virtualmente infinita di energia.
Non voglio levarvi il divertimento di provare a fare nuove speculazioni con le cifre che si possono ricavare dalla tabella. Anzi vi invito a farlo e poi a condividerle nei commenti.
Cieli sereni
Qualcuno una volta disse che la scienza non può essere democratica ma si sbagliava. La storia invece dimostra che l’evoluzione dello spirito umano e quello scientifico sono indissolubilmente legati tra loro e il loro grado di condivisione e diffusione nella società.
Il 22 febbraio scorso, una conferenza stampa organizzata dalla NASA illustrava la scoperta di quattro pianeti in orbita a una debole stellina lontana soli 39 anni luce, un tiro di sasso su scala cosmica. Per chi segue ormai da anni la nuova frontiera dell’esoplanetologia sa che notizie abbastanza simili sono ormai quasi la quotidianità. Grazie agli strumenti di ultima generazione e l’affinarsi delle tecniche di indagine negli ultimi vent’anni sono stati confermati (dal 6 ottobre 1995, il primo esopianeta riconosciuto, 51 Pegasi-b) ben 3609 — al momento in cui scrivo — pianeti per 2703 sistemi planetari di cui ben 610 di questi sono sistemi con più di un pianeta riconosciuto [1]; una media di un nuovo pianeta ogni due giorni e poco più!
Coloro che hanno sin qui seguito questo blog, senz’altro hanno avuto modo di apprendere come da una debolissima curva di luce sia possibile ricavare tantissime informazioni, non certo assolute come taluni credono — ci sono tante variabili in gioco su cui si gioca tutto, come la distanza assoluta e il grado di estinzione della luce della stella per effetto del mezzo interstellare — ma comunque ragionevolmente accettabili quel tanto che basta per produrre stime all’interno di un certo margine di tolleranza.
[/fancybox]Tutti i video spettacolari, le immagini e le slide che si sono viste in quei giorni, ma anche le altrettanto meravigliose conquiste scientifiche e tecnologiche come i razzi recuperabili Falcon9 che possiamo vedere all’opera qui accanto, sono il frutto dell’ingegno umano incarnato in migliaia di anonimi scienziati e ricercatori di tutto il mondo che operano per il benessere di tutta l’umanità.
Questo benessere è tangibile sotto quasi ogni cosa che usiamo ogni giorno, i telefoni cellulari non sarebbero così piccoli e potenti senza lo sviluppo delle tecnologie di miniaturizzazione sviluppate per le missioni spaziali; Internet nacque per esigenze di comunicazione militare e scientifica, furono gli scienziati del CERN di Ginevra che inventarono il WEB, lo stesso mezzo spesso usato per sproloquiare bischerate sulla perniciosità della ricerca scientifica e l’inutilità di essa.
Avrebbero dovuto intitolare questo virgolettato « L’Idiozia, l’apoteosi del qualunquismo »
La cosa più triste è che ormai ogni giorno tra gli innumerevoli detrattori della ricerca scientifica scopro politici, giornalisti e opinionisti senza distinzione di censo, cultura o religione. Tutte persone invece il cui compito è proprio quello di guidare le coscienze 1.
A questo punto, viene da chiedersi perché questo accanimento antiscientifico che parte dalla negazione dei fatti, come ad esempio la negazione dello sbarco sulla Luna, fino al rifiuto delle più sicure tecniche di profilassi come le vaccinazioni.
Non esiste una risposta univoca a tale domanda e nemmeno motivi che possano giustificare questa linea di pensiero. Eppure a leggere i commenti di qualche prezzolato opinionista che criticava – credo il giorno dopo – la meravigliosa scoperta di quel piccolo e affollato sistema planetario sembra che esista un cortocircuito tra la scienza e quello che la gente percepisce.
Anche a costo di apparire riduttivo, scorgo che in questo mondo — vedi per es. Internet — in cui la densità delle informazioni mediamente disponibili su un qualsiasi argomento è la più alta mai avuta in tutta la storia umana, al comune cittadino quello che paradossalmente manca è proprio la capacità di intelligere tali informazioni.
Un esempio — stupido quanto volete — che mi viene ora in mente è che fa notizia una batteria di un laptop o di uno smartphone quando esplode, ma nonostante questo il mercato pretende dispositivi sempre più piccoli, economici e veloci. Dietro a questi incidenti ci sono inevitabili processi fisici e i desiderata dei consumatori che cozzano con quegli accorgimenti necessari che potrebbero evitare questi problemi, come batterie più voluminose e involucri più pesanti. Pochi però si rendono conto della mole di ricerca necessaria per ottenere dispositivi di accumulo di energia ancora più piccoli e meno rischiosi mentre tutti pretendono di goderne i frutti.
Il problema del discernimento non inizia e non si ferma certo qui. A monte c’è anche la tremenda analfabetizzazione di ritorno, un deprimente effetto collaterale che credo sia dovuto in buona parte ad un pigro metodo scolastico dove viene preferita la mnemonica alla spiegazione, l’indottrinamento piuttosto che la promozione dello spirito critico. Penso che un sistema scolastico sostanzialmente incapace di sostenere una qualche forma di dibattito e confronto costruttivo tra insegnanti e allievi, è in tutta onestà incapace di formare individui pienamente consapevoli. E lo dimostrano tutte le statistiche riguardanti il grado culturale di chi ha finito o cessato in anticipo il percorso scolastico: a fronte di una minoranza di persone capaci di comprendere un testo, molti di più sono coloro che non sono in grado di farlo e, di conseguenza, incapaci di compiere scelte responsabili che possono andare dall’accettare o meno tesi discutibili o errate fino al voto democratico.
Questo deve far riflettere sull’importanza di un processo di scolarizzazione perenne dell’individuo: non ci si può solo limitare a dire che due più due fa quattro perché è così e basta, va illustrato anche perché ciò accade. Con un percorso di istruzione e di confronto limitati nel tempo poi non può esserci spazio per l’elasticità di pensiero e lo spirito critico dell’individuo ormai necessari per affrontare la sempre più imponente mole di informazioni a cui può accedere. È proprio la mancanza di questi strumenti che porta poi le persone ad abbracciare le tesi più assurde: da quelle parascientifiche fino a quelle antiscientifiche e la loro strumentalizzazione.
Io non ho la soluzione a questo grave problema, sarei un presuntuoso se dicessi di averla. Di fatto mi limito a denunciare le storture che quotidianamente scorgo e che fanno attualmente parte del dibattito attuale, come per esempio le fake news.
Lo spirito critico, che in troppi usano per giustificare anche le tesi più bacate, serve quando è costruttivo, quando cioè porta ad un miglioramento delle proprie e delle altrui condizioni. Ad esempio, rifiutare la profilassi dei vaccini contro agenti patogeni potenzialmente letali significa esporre al rischio di contrarre le malattie anche coloro che per per problemi diversi non possono vaccinarsi. Allo stesso tempo però chiedere che i controlli sui farmaci siano il più possibile terzi e trasparenti, rientra nello spirito critico di cui tutti noi dovremmo poter disporre.
I media svolgono un ruolo fondamentale nel’evoluzione culturale dell’individuo. Se viene continuamente trasmesso il messaggio che basta indovinare un pacco, grattare una schedina di cartone o tirare una leva di una slot machine virtuale per diventare milionari, che la cultura non fa mangiare e che nel mondo reale la strada del successo non passa necessariamente dal merito, allora è ancor più evidente quanto sia importante, ma anche difficile, un reale cambio di passo.
L’unico suggerimento che mi sento di dare al lettore è quello di usare almeno il buon senso. Non esistono cure miracolose o trucchi nascosti, i soldi non crescono sugli alberi e il successo deve essere conquistato mostrando il proprio valore. Non ci sono complotti segreti mondiali, progetti per il controllo di massa di interi popoli o altre castronerie simili, solo sprovveduti convinti che queste cose esistano e pochi che sfruttano tali convinzioni per arricchirsi.
Tutti vorremmo un mondo migliore, senza guerre, carestie e povertà; ma siamo qui, ora, in una situazione dove ancora una volta c’è chi pretende di risolvere asti mai dimenticati con l’uso delle armi, col Riscaldamento Globale e i Migranti che fuggono da guerre che paradossalmente consentono il nostro tenore di vita, dal petrolio e il gas naturale al coltan per i condensatori al tantalio dei nostri telefonini.
Ripeto, non ho una soluzione a tutto questo, solo gli stolti credono di averla in tasca. Ma credo nella condivisione delle idee, la più alta delle espressioni della democrazia.
