Contattaci

Fisica

Una macchina del tempo per Venezia

Pubblicato

il

A pochi metri di distanza dalle folle di turisti che si muovono freneticamente nelle piazze di Venezia, il silenzio all’interno di Santa Maria Gloriosa dei Frari è così profondo da disturbare le orecchie. I dipendenti dell’Archivio di Stato da tempo hanno occupato questo convento del XIV secolo, ma sono studiosi quanto i frati francescani che una volta vivevano qui, poiché si occupano di documentazione storica che riempiono circa 80 chilometri di scaffali all’interno. Ora, un gruppo di ricercatori dotato di attrezzature ad alta tecnologia sta curiosando tra queste pile sacre.

La storia fa sentire il suo peso ai Frari, e all’informatico Frédéric Kaplan piace così. Ha l’ambizione di portare in forma digitale dinamica ben più di 1000 anni di documentazioni che comprendono l’epoca gloriosa della Serenissima Repubblica di Venezia. Il progetto, che lui chiama Venice Time Machine, effettuerà la scansione di documenti tra cui mappe, monografie, manoscritti e spartiti musicali. E promette non solo di aprire pagine e pagine di storia ignota agli studiosi, ma anche di permettere ai ricercatori di cercare e incrociare informazioni, grazie ai progressi nelle tecnologie di apprendimento automatico.

Se ci riuscirà, si aprirà la strada per un progetto ancora più ambizioso per collegare tra loro macchine del tempo simili negli storici centri europei di cultura e commercio, rivelando, con un dettaglio senza precedenti, come reti sociali, commercio e conoscenza si sono sviluppate nel corso dei secoli in tutto il continente. Avrebbe la funzione di Google e Facebook per le generazioni del passato, dice Kaplan, che dirige il Digital Humanities Laboratory del Politecnico federale svizzero di Losanna (EPFL).

venezia

Uno scorcio di Venezia oggi (Credit: F1 Online/AGF)

 

Anche se il decennio passato ha visto molti progetti di informatica umanistica che effettuano scansioni, annotano e indicizzano manoscritti, questo qui si distingue per le sue ambiziose dimensioni e per le nuove tecnologie che intende usare: dagli scanner di ultima generazione in grado di leggere anche libri non aperti agli algoritmi adattativi che convertiranno documenti scritti a mano in testi digitali, su cui sarà poi possibile fare ricerche per parole chiave.

La manna in termini di sapere dovrebbe andare ben oltre gli storici. Economisti ed epidemiologi, per esempio, non vedono l’ora di accedere ai documenti scritti lasciati da decine di migliaia di cittadini qualunque, che potrebbero rivelare come si sono sviluppati i mercati finanziari o diffuse malattie come la peste. “Siamo in uno stato di grande eccitazione per le possibilità che si aprono”, spiega Lorraine Daston, direttrice del Max-Planck-Institut per la storia della scienza di Berlino. “Ho l’acquolina in bocca”.

La Serenissima
Venezia è la città perfetta per l’esperimento, poiché è ricca di documentazione ben ordinata e importante dal punto di vista storico. Fu fondata nel V secolo d.C. da cittadini dell’Impero Romano che scappavano dai barbari invasori provenienti dal nord. Le sue lagune inospitali fornivano la protezione necessaria, e la sua posizione al vertice settentrionale del Mare Adriatico ha avuto anche vantaggi strategici. Ben presto divenne il più importante centro di scambi tra l’Europa occidentale e l’Oriente, portandolo ricchezze e potere.

Una volta cresciuto, l’impero di Venezia sviluppò sistemi amministrativi che registrarono un’enorme quantità di informazioni: chi viveva dove, i dettagli di ogni imbarcazione in entrata o in uscita dal porto, ogni modifica fatta a edifici o canali. La banca moderna fu inventata a Rialto, uno dei più antichi quartieri di Venezia, dove i notai registravano tutti gli scambi commerciali e le transazioni finanziarie.

In modo cruciale, quelle documentazioni sopravvissero attraverso secoli turbolenti. Mentre il resto d’Europa era agitato dai suoi monarchi perennemente in guerra, a partire dall’VIII secolo a Venezia iniziò a svilupparsi una repubblica stabile che garantì pace e ordine necessari per il prosperare del commercio. Per molti versi è stato un modello di democrazia. Il popolo eleggeva un leader, il doge, supportato da diversi consigli, i cui membri di solito erano anch’essi di nomina elettiva. Il governo era laico, e conviveva per lo più in modo tollerante con la religione.

L’imperatore francese Napoleone Bonaparte pose fine alla Repubblica Serenissima nel 1797. Sulla strada per Vienna, durante il suo tentativo di conquistare l’Impero austro-ungarico, dichiarò il governo secolare e democratico di Venezia una forma di autocrazia, e la città un nemico della Rivoluzione. Costrinse la repubblica a dissolversi. Nel 1815, il vecchio Frari fu trasformato in Archivio di Stato di Venezia.

Nei decenni successivi, tutta la documentazione amministrativa statale, tra cui i registri delle morti, furono trasferiti lì, insieme con documenti medici, documenti notarili, mappe e progetti architettonici, registri di brevetto e una miscellanea di altre documentazioni, alcune provenienti da altre parti d’Italia. Particolarmente considerevoli sono i rapporti degli ambasciatori provenienti dall’Europa e dall’Impero Ottomano, che forniscono una fonte unica di informazioni dettagliate sulla vita quotidiana. “Gli ambasciatori veneziani erano i viaggiatori più attenti, addestrati a scoprire quello che veniva scaricato al porto, o che tipo di persone fossero un principe o altri pezzi grossi”, dice Daston. “I loro rapporti erano pieni di pettegolezzi e intrighi.”

venezia

Uno scorcio dell’archivio del convento dei Frari di Venezia (Credit: EPFL/Archivio di Stato)

La maggior parte dell’archivio, prevalentemente scritto in latino o dialetto veneziano, non è mai stato letto da storici moderni. Ora sarà tutto inserito sistematicamente nella Venice Time Machine, insieme con le fonti di dati meno convenzionali, come dipinti e registri di viaggio.

Nascita di una carriera
Kaplan ha dedicato la sua carriera all’applicazione dell’intelligenza artificiale (IA) alle discipline umanistiche, per lo più alla linguistica. Ha realizzato modelli dell’evoluzione del linguaggio, per esempio, usando l’IA per analizzare secoli di articoli di giornale alla ricerca di schemi di parole e di frasi. Ma il suo desiderio è sempre stato applicare queste tecniche alla costruzione di una “macchina del tempo” in una città europea con un paio di secoli di archivi. All’inizio aveva pensato a Parigi, poi ad Amsterdam o Ginevra. Ma quando i rettori dell’EPFL e dell’Università Ca’ Foscari di Venezia hanno deciso di collaborare e iniziato a raccogliere idee, si è offerto di sviluppare il suo concetto di macchina del tempo per Venezia. Kaplan ricorda bene la prima volta che è entrato negli archivi, nel 2012. Il tempo si era fermato nel dedalo di più di 300 camere, prive di riscaldamento e di aria condizionata, gelide d’inverno e torride d’estate. I fragili documenti erano impilati dal pavimento al soffitto, e di tanto in tanto cadevano giù brandelli di carta ingiallita. “Mi sentivo sopraffatto nel vedere come appariva un archivio di mille anni, sapendo che per la maggior parte non era disponibile”, spiega. “Sapevo che dovevamo farlo”.

Quando il progetto è stato lanciato ufficialmente nel 2012, Kaplan sapeva che avrebbe richiesto molto più che la sua capacità di calcolo. Avrebbe avuto bisogno di storici per annotare i manoscritti, per fornire il contesto necessario alla gestione dei dati. Avrebbero dovuto annotare il ruolo di ogni persona menzionata in un contratto per chiarire esattamente chi fosse il firmatario, per esempio, o valutare l’affidabilità di una particolare fonte d’informazione. Sarebbero stati necessari anche gli archivisti, per la loro profonda conoscenza della immensa collezione di documenti. Così ci si è dedicato con il suo condirettore Isabella di Lenardo, esperta della storia di Venezia, che ora è all’EPFL. Lei non ha avuto esitazioni: “Era quello che aspettavo da tutta la vita”. Gli archivisti di Stato di Venezia, abituati ai vecchi metodi di conservazione, ci hanno messo un po’ nel credere all’idea, ma nell’arco di un anno sono diventati partner a pieno titolo.

La collaborazione interdisciplinare ha subito iniziato a raccogliere quella sorta di conoscenza archivistica oscura che tende a non trapelare verso il mondo esterno. Per esempio, anche se i rapporti degli ambasciatori sono una ricca fonte di dettagli, sono spesso scritti in codice per mantenere i messaggi segreti, con grande frustrazione degli storici. Eppure una conversazione informale tra i membri del gruppo ha portato alla scoperta fortuita di un piccolo libro del XVI secolo, il Libro de le Cifre, che ha svelato il codice di crittografia dei rapporti di alcuni ambasciatori veneziani. Gli storici ora si stanno preparando a decodificare i suoi segreti.

Digitalizzare la storia
Anche prima dell’arrivo di Venice Time Machine, gli Archivi di Stato aveva avviato un progetto di digitalizzazione finanziato dal Ministero dei beni culturali italiano. Nel 2006, un enorme, scanner appositamente costruito ha iniziato a digitalizzare l’archivio che custodisce oltre 3000 mappe delle città italiane, tra cui molte commissionate da Napoleone. Queste mappe “catastali” delineano i confini delle proprietà e registrano la proprietà di piccoli appezzamenti di terreno; alcuni dei documenti misurano anche 4 metri per 7.

La Venice Machine Time ha spinto al massimo il processo, aggiungendo altri scanner all’avanguardia ad alta velocità appositamente adattati al progetto. Uno ha un braccio robotico per girare le pagine dei libri e un imponente scanner a tamburo con un piano girevole di due metri di diametro, che permette ai tecnici che si trovano su lati opposti di alimentarlo contemporaneamente con più documenti in formato A3. Questi scanner ora formano una catena che produce migliaia di immagini ad alta definizione all’ora, memorizzando alcuni terabyte di dati nei server di Venezia, dove verranno conservati a lungo termine, e di Losanna, dove computer ad alte prestazioni trasformano le immagini in testi digitali pronti per essere annotati.

La sfida più ardua è la lettura automatica dei vecchi manoscritti. I programmi standard di riconoscimento dei caratteri permettono di leggere libri stampati lettera per lettera nonostante le variazioni di font, rendendo così possibile una ricerca per parole chiave. Ma questo non funziona per i documenti scritti a mano, dove la forma delle singole lettere può variare enormemente a seconda di chi li ha scritti e può evolvere nel tempo. Vari approcci per risolvere il problema sono stati sviluppati in una collaborazione dell’Unione Europea chiamata Recognition and Enrichment of Archival Documents (READ). Kaplan, membro della collaborazione, attualmente sta applicando il suo approccio preferito a Venezia Time Machine, usando l’apprendimento automatico per riconoscere le forme di parole intere.

L’apprendimento automatico si basa su algoritmi che modificano regole e comportamenti via via che raccolgono campioni di dati, affinando la loro abilità con ogni nuova applicazione. Gli algoritmi della macchina del tempo sono stati progettati per analizzare la struttura del testo scritto ed evidenziare forme grafiche che sembrano simili, formando collegamenti tra di loro (si veda l’illustrazione Hacking history). Questo permette all’utente di trovare un nome in un unico documento, e poi di chiedere al sistema di rivelare dove lo stesso nome appare in tutti gli altri manoscritti della banca dati.

Nei prossimi dieci anni, a questi scanner potrebbe aggiungersi uno strumento che legge i libri senza nemmeno aprirli. Ora in fase di sviluppo presso l’EPFL, questo approccio si basa su tecniche di scansione di tomografia computerizzata (CT) usate in medicina, in cui le immagini a raggi X prese da diverse angolazioni permettono di ricostruire in 3D la parte interna di un corpo, sezione dopo sezione. I ricercatori dell’EPFL stanno analizzando la composizione degli inchiostri antichi per identificare le molecole che possano agire come agenti di contrasto per i raggi X.

“Potrebbero essere necessari più di cinque anni prima che lo scanner a tomografia sia messo in funzione”, spiega Kaplan. Ma offrirebbe enormi vantaggi: potrebbe eseguire la scansione di libri molto più velocemente, analizzare senza danni volumi delicati, e accedere alle centinaia di migliaia di testamenti sigillati fragili che si trovano negli archivi di Venezia che sarebbero distrutti se aperti.

Social network
Anche se queste tecnologie sono in fase di sviluppo e perfezionamento, la Venice Time Machine sta già dimostrando come può aiutare a ridefinire la comprensione del passato da parte degli studiosi. Le narrazioni che riempiono libri di storia sono di solito costruite intorno a persone famose, perché su di loro si sa molto di più. Tuttavia, la macchina del tempo è piena di registrazioni banali che gli amministratori statali ovunque raccolgono regolarmente per tenere traccia della popolazione. Questo permetterà agli storici di ricostruire la vita di centinaia di migliaia di persone comuni – artigiani e bottegai, emissari e commercianti – e costruire narrazioni storiche molto più complete.

venezia

Un’antica mappa della laguna veneziana (Credit: EPFL/Archivio di Stato)

 

L’approccio efficiente all’amministrazione statale di Napoleone è stato particolarmente prezioso per il progetto. Una mappa catastale di Venezia commissionata nel 1808 ha fornito una struttura di base di dati affidabili, permettendo agli storici di aggiungere un contesto geografico a un censimento del 1740 che elenca i cittadini che hanno posseduto e affittato proprietà in città. Combinando questo con informazioni 3D sugli edifici da dipinti come quelli di Canaletto, il gruppo della macchina del tempo ha prodotto un tour animato attraverso Venezia, mostrando quali affari erano attivi in ogni edificio all’epoca. “Napoleone potrebbe aver portato la Repubblica di Venezia a una fine”, dice Kaplan, “ma per noi è stato il punto di partenza per il recupero della sua storia”.

Kaplan e di Lenardo hanno anche sviluppato una serie di altre animazioni di Venezia nello spazio e nel tempo, che saranno aggiornate e arricchite via via che più dati saranno immessi nella macchina. Uno è un video dinamico dello sviluppo di Rialto dal 950 d.C. in poi, realizzato usando diverse fonti di informazione in differenti momenti storici. La simulazione mostra gli edifici – e l’iconico ponte di Rialto – che sorgevano tra le saline, la distruzione periodica della zona da parte degli incendi e le successive ricostruzioni.

Altre simulazioni etichettano gli edifici di Rialto con i nomi delle imprese familiari, o rappresentano le reti sociali che si formarono tra i veneziani e altri cittadini in tutta Europa. La Venice Time Machine presuppone che vi sia una connessione tra le persone i cui nomi appaiono nello stesso documento, e questo permette di mostrare ciascuna persona come nodo in una rete di connessioni, o web. Quando gli stessi individui sono presenti in altri documenti, il web comincia a crescere in una rete gigantesca, proprio come le rappresentazioni fatte dagli scienziati dei dati dei social network come Facebook o Twitter. Questa rete dovrebbe permettere agli storici di scoprire dettagli sulle vite di un gran numero di persone sconosciute in precedenza a Venezia e altrove, e sul loro ruolo nella società.

Unità di misura, banche e peste
Daston pensa che la macchina del tempo possa aiutare a rispondere a una lista quasi infinita di domande storiche. Per esempio, potrebbe mostrare come si sviluppò la lingua per descrivere le strane specie animali portate sui moli di Venezia da paesi appena scoperti, oppure potrebbe seguire le traiettorie di studiosi e scienziati mentre vagavano in tutta Europa.

La sua passione personale è l’epistemologia della misurazione. “Nel XVII secolo, tutti andavano matti per misurare il mondo, ma le unità di misura erano appena menzionate nel XV e nel XVI secolo”, dice. “Poter effettuare ricerche per parole chiave nel corso dei secoli potrebbe aiutarci a capire come si è affermata la scienza della misurazione”.

L’entusiasmo tracima dalla storia ad altri campi. Lo storico dell’economia Joan Rosés della London School of Economics and Political Science afferma che centinaia di dati notarili su cui è possibile fare una ricerca e relativi a una città importante per la storia economica come Venezia “potrebbero aiutare a cambiare la nostra comprensione del funzionamento dei mercati finanziari”.

La maggior parte della teoria economica è stata sviluppata senza dati solidi, dice, e gli economisti che cercano una base di prove più robusta sono ostacolati dalla mancanza di adeguati insiemi di dati su transazioni e flussi di denaro, per esempio. I registri moderni, compresi quelli delle banche, hanno un valore limitato: i dati sono già stati elaborati in base alla teoria economica a cui aderisce l’istituto. Gli insiemi di dati storici sono più puliti perché registrano un comportamento grezzo e intuitivo: semplicemente, chi ha venduto che cosa e per quanto. Ma i grandi archivi finanziari dell’Europa, come l’Archivio Notarile di Catalogna a Barcellona, non sono on line. “Quando vado all’archivio di Barcellona per la mia ricerca, posso leggere solo tre documenti al giorno”, dice Roses, “quindi Venice Time Machine cambierà le carte in tavola”. E c’è molto da imparare anche da persone che economicamente hanno fallito. “Si possono dedurre un sacco di sciocchezze se si studiano solo persone di successo e famose, le uniche persone che conosciamo bene”, dice.

L’epidemiologo Marcel Salathé dell’EPFL sta già collaborando con Venice Time Machine, analizzando le documentazioni che rivelano nomi e posizioni delle persone morte, spesso con dettagli sulle circostanze del loro decesso. “È come un registro sanitario elettronico primitivo”, dice. La peste ha spazzato via un terzo nella popolazione di Venezia nella metà del XVII secolo e Salathé spera di scoprire di più su come la malattia si diffonde. Focolai epidemici si registrano ancora in tutto il mondo, ma ci sono grandi lacune nei dati sulla sua trasmissione. La ricerca animale da sola non può colmarle, e gli insiemi di dati attuali sugli esseri umani sono troppo piccoli per essere d’aiuto, dice.

Kaplan spera che Venezia sia solo un punto di partenza. Venice Time Machine ha richiesto, con i partner in Europa, di diventare uno dei prossimi programmi di punta dell’Unione Europea, finanziati con miliardi di euro. Se la richiesta andrà in porto, creerà macchine del tempo in altre città con archivi simili, e li unirà tra loro. All’inizio di quest’anno, un consorzio di accademici olandesi ha lanciato la Amsterdam Time Machine, anche se deve ancora assicurare i finanziamenti. Il suo coordinatore – Julia Noordegraaf dell’Università di Amsterdam, che studia la storia delle industrie creative – dice che è “una grande opportunità per studiare il traffico culturale tra Amsterdam e Venezia durante la sua era d’oro nel XVII secolo”. È anche in discussione una Paris Time Machine.

Le ambizioni sfrenate del progetto di macchina del tempo sono una preoccupazione per alcuni ricercatori, anche perché molte delle sue tecnologie fondamentali sono ancora in fase di sviluppo. “L’idea di espandere la rappresentazione digitale in differenti finestre temporali è assolutamente, evidentemente giusta, ma potrebbe essere meglio sviluppare le cose in molti progetti diversi e più piccoli,” afferma Jürgen Renn, pioniere dell’informatica umanistica e direttore del Max-Planck-Institut per la storia della scienza.

Nonostante ciò, Daston sospetta che la macchina del tempo preannunci una nuova era di studi storici. “Noi storici siamo stati battezzati con la polvere degli archivi”, dice. “Il futuro può essere diverso”.

(L’originale di questo articolo è stato pubblicato su Nature il 14 giugno 2017. Traduzione ed editing a cura di Le Scienze. Riproduzione autorizzata, tutti i diritti riservati.)

 
  

Licenza Creative Commons

Help Chat 

 

 

Crediti :

le Scienze

Detective presso Computer Crime Research Center. Investigazioni Roma. Ingegneria Elettronica e delle Telecomunicazioni Seminario Analisi del Crimine Violento Università di Roma

Continua a leggere
Clicca per commentare

Lascia una recensione

Per commentare puoi anche connetterti tramite:




avatar
  Iscriviti  
Notificami

Fisica

Perché è importante la scoperta della prima sorgente dei neutrini cosmici

Scienziati da tutto il mondo hanno individuato una sorgente di neutrini ad altissima energia. Si tratta di una blazar, una galassia ellittica con al centro un buco nero, fra le più luminose dell’universo noto

Pubblicato

il

Dove nascono i neutrini più energetici, provenienti dallo spazio? Un gruppo di ricerca internazionale è riuscito a rispondere a questa domanda, individuando per la prima volta la sorgente di un neutrino cosmico ad alta energia. Questo genere di neutrino arriva dallo spazio insieme ai raggi cosmici, radiazioni potentissime composte da particelle (soprattutto protoni) e nuclei di atomi. Il team di ricerca, che include gruppi italiani dell’Istituto nazionale di astrofisica (Inaf), Istituto nazionale di fisica nucleare (Infn), dell’Agenzia spaziale italiana (Asi), nonché università ed enti di ricerca italiani, ha studiato questi rari neutrini. La prima allerta è giunta dal grande rivelatore Ice Cube in Antartide, che ha avuto un ruolo importante nello studio, individuando il neutrino super-energetico. I dati sono stati combinati con quelli di altri 15 esperimenti in tutto il mondo. I risultati sono pubblicati in due studi su Science.

I neutrini sono particelle molto elusive: non hanno carica, hanno una massa piccolissima e interagiscono debolmente con la materia (non risentono dell’azione dei campi magnetici).

Proprio perché così sfuggenti, miliardi di queste particelle raggiungono indisturbate la Terra e attraversano il nostro corpo in ogni secondo. La maggior parte dei neutrini sono prodotti principalmente dall’interazione tra raggi cosmici e particelle nell’atmosfera terrestre.

Finora gli scienziati hanno individuato e studiato soprattutto quelli a bassa energia all’interno dell’atmosfera terrestre o del sistema solare.

Tuttavia esistono anche neutrini con un’energia significativamente maggiore, che sono molto più rari e che necessariamente non hanno un’origine locale (nell’atmosfera o nel Sistema Solare), ma nello spazio profondo. Questi ultimi vengono cercati da Ice Cube (nato con questo obiettivo): si tratta di una grande macchina, composta da 86 cavi d’acciaio e 5000 sensori di luce, con un insieme di rivelatori che occupano un chilometro cubo nei ghiacci del Polo Sud, a profondità fra 1.450 e 2.450 metri sotto terra.

Grazie a questo grande cacciatore di neutrini, i ricercatori sono riusciti a individuare una possibile sorgente di quelli cosmici ad alta energia. Ma non è stato facile. Il problema dei raggi cosmici, costituiti da particelle cariche come protoni, infatti, è che i loro percorsi non possono essere tracciati fin dal punto di partenza, dato che potenti campi magnetici, che riempiono lo spazio, deformano le loro traiettorie: insomma, è un po’ come se si riuscisse a vedere il letto di un fiume, ma non la sua fonte.

Tuttavia in questo caso i neutrini ci vengono in aiuto. Questi ultimi viaggiano indisturbati, dato che non sono carichi e non vengono deviati dai campi magnetici. Così il loro tragitto segue una linea retta ed è più facile da seguire fin dal punto di partenza. Sfruttando queste proprietà i ricercatori hanno studiato il comportamento di 82 neutrini altamente energetici, che sono molto rari, il tutto dal 2013 ad oggi.

Quando un neutrino altamente energetico interagisce con il nucleo di un atomo vicino al rivelatore Ice Cube, si genera una particella carica secondaria. Questa, a sua volta, produce un cono di luce blu, che viene identificato da Ice Cube attraverso la rete dei rivelatori. La particella carica e la luce sono nella stessa direzione, così è stato possibile per i ricercatori individuare la traiettoria del neutrino e la sua sorgente. Le prime coordinate della sorgente sono state identificate nel settembre scorso (il 22 settembre 2017), ma ci sono voluti alcuni mesi per studiare meglio la sua forma.

Si tratta di un blazar, denominato dagli autori TXS 0506+056, un grande nucleo galattico ellittico associato a un buco nero molto massivo e ruotante al suo centro. Situato a circa 4 miliardi di anni luce di distanza dalla Terra, vicino alla costellazione di Orione, questa galassia è fortemente energetica e luminosissima. Ed emette getti di luce e particelle elementari, fra cui neutrini ad alta energia: uno di questi, il neutrino cosmico individuato il 22 settembre scorso, puntava direttamente verso la Terra. L’associazione fra il neutrino rilevato da Ice Cube e la blazar si fonda dunque sulla coincidenza della posizione all’interno di un decimo di grado.

“Il risultato dell’osservazione della prima sorgente nota di raggi cosmici e neutrini ad alta energia”, sottolinea Francis Halzen, fisico alla University of Wisconsin-Madison e a capo per la parte scientifica dell’Ice Cube Neutrino Observatory, “è stringente”. Si tratta dunque della prima volta in cui un oggetto celeste emette sia fotoni (luce) sia neutrini, la luce ha permesso di identificare il neutrino elusivo e a sua volta il neutrino ha fornito informazioni sulla sorgente delle particelle dei raggi cosmici.

“Si apre l’era dell’astrofisica multimessaggero, aggiunge l’autore France Córdova della Nsf, “dove ciascun messaggero, dalla radiazione elettromagnetica alle onde gravitazionali e oggi i neutrini ci fornisce una più completa comprensione dell’universo”. Il risultato, inoltre, fornisce un nuovo tassello per comprendere dove nascono i raggi cosmici, che sono studiati da più di 100 anni e di cui non era nota l’origine.

Il risultato è stato corale e ha coinvolto più di 10 esperimenti in tutto il mondo. Appena rilevato il neutrino altamente energetico, la cui provenienza era sicuramente associata a grandi distanze, Ice Cube ha inviato un’allerta a vari telescopi, chiedendo di osservare la regione di origine del neutrino, in prossimità di Orione. Fra i vari esperimenti, il telescopio Fermi, missione della Nasa a cui l’Italia partecipa con Asi, Inaf e Infn, ha rilevato in quel punto una presenza di raggi gamma (i fotoni più energetici) più forti che mai vicino alla sorgente, il blazar TXS 0506+056.

Anche il telescopio Magic (Major Atmospheric Gamma Imaging Cherenkov Telescope), nelle Canarie, ha individuato un getto di raggi gamma potentissimi associati alla sorgente TXS. Una coincidenza non casuale: mettendo insieme questi dati, queste osservazioni hanno dimostrato che la sorgente TXS 0506+056 è una delle più luminose dell’universo noto, concludono gli autori, sufficientemente potente da accelerare raggi cosmici ad alta energia e produrre i neutrini associati.

 
  

Licenza Creative Commons

Help Chat 

 

Crediti :

Wired

Continua a leggere

Fisica

La corsa all’economia dello spazio. L’Europa punta 16 miliardi

La Commissione europea propone di aumentare il budget per l’economia dello spazio. Obiettivo: salvaguardare l’industria locale e la competitività nel campo dei satelliti

Pubblicato

il

Sedici miliardi di euro per la corsa allo spazio. A tanto ammonta la spesa iscritta dalla Commissione europea nella proposta di budget 2021-2027. Circa 5 miliardi in più rispetto agli investimenti 2014-2020, tre volte tanto quelli del precedente settennato. D’altronde, come si legge nella propostache la Commissione ha spedito a Europarlamento e Consiglio europeo per avviare le negoziazioni (il cosiddetto trilogo), “tecnologia, dati e servizi spaziali sono diventati indispensabili nella vita quotidiana degli europei e giocano un ruolo essenziale per preservare vari interessi strategici. L’industria spaziale dell’Unione è già una delle più competitive al mondo”. Il primato, però, non è per sempre. “L’emergere di nuovi concorrenti e lo sviluppo di nuove tecnologie stanno rivoluzionando i modelli industriali tradizionali”, prosegue il documento.

Per questo Bruxelles intende aumentare gli investimenti. I programmi Galileo e Egnos, per la navigazione satellitare globale e regionale, riceveranno 9,7 miliardi. L’obiettivo è arrivare a fornire servizi gratuiti sempre più accurati, con un margine di errore nel posizionamento di 20 centimetri. Egnos è adoperato in 350 aeroporti per coordinare gli atterraggi quando c’è maltempo. Ed entro il 2035 la Commissione si aspetta un aumento del 4% dei voli sull’Europa. Galileo da quest’anno è integrato in ogni auto venduta in Europa per supportare il sistema automatico di chiamate di emergenza, Ecall, mentre dal 2019 integrerà tachigrafi digitali per controllare chi sfora i limiti di velocità.

E in futuro potrebbe tornare utile per applicazioni come droni, auto a guida autonoma e robot.

Altri 5,8 miliardi incasserà il programma Copernicus. Consiste nell’osservazione satellitare della terra e viene adoperato per monitorare emergenze ambientali, per la sicurezza in mare e per il cambiamento climatico. In futuro i dati saranno resi aperti per consentire a imprese e startup di costruire il proprio modello di business anche sulla base delle informazioni raccolte dai satelliti Ue. Per l’agricoltura, per esempio.

Infine 500 milioni foraggeranno i programmi di sicurezza. Da un lato la sorveglianza dello spazio, dall’attività solare agli asteroidi fino al rientro dei satelliti. Oggi un satellite su tre è prodotto in Europa. Un secondo piano, chiamato Govsatcom, svilupperà canali di comunicazione via satellite blindati e dallo spazio servirà a monitorare le frontiere e a fornire dati alle forze dell’ordine.

La staffetta globale Quella dello spazio è un’industria che già oggi in Europa dà lavoro a 231mila persone. Nel 2017 la Commissione stima che il settore abbia fatturato ricavi tra 53 miliardi di euro e 62 miliardi, a seconda dei servizi inclusi nel censimento. Un volume di affari secondo solo agli Stati Uniti.

La corsa alle stelle, però, si sta facendo sempre più agguerrita. Cina e Indiasono entrate a gamba tesa nella competizione. “Nel breve periodo, la riduzione dei costi di accesso allo spazio e la competizione da parte di altre nazioni che vogliono avventurarsi nell’esplorazione spaziale stanno portando a un’evidente conseguenza: l’Europa rischia di essere messa da parte nel settore dei lanciatori”, si legge nel pamphlet L’economia dello spazio, scritto a quattro mani di Andrea Sommariva, economista dell’università Bocconi di Milano, e da Giovanni Bignami, presidente dell’Agenzia spaziale italiana (Asi), deceduto nel maggio del 2017.

È un rischio che riconosce la stessa Commissione europea nel documento del trilogo: “In termini di competitività, l’industria spaziale europea sta affrontando una dura concorrenza da parte di tradizionali, emergenti e nuove potenze dello spazio e da attori industriali. In aggiunta l’ecosistema di business sta spostando il focus dall’infrastruttura ad applicazioni e servizi. Questo pone l’industria europea sotto pressione (dai lanciatori di satelliti fino ai fornitori di servizi nell’indotto)”. Nel 2014 il settore dei lanciatori valeva 2,4 miliardi di dollari e 36mila impiegati.

Per Sommariva e Bignami, “finora il continente è rimasto legato al vecchio modello, ovvero contratti statali all’interno di un mercato basato su un monopolio di fatto”. È Ariane, che costruisce lanciatori e missili medi e pesanti. Fa eccezione l’italiana Avio, che produce razzi medi e piccoli, i Vega. “Servirebbero nuove politiche europee che cerchino di aumentare la competizione, far nascere nuove “Avio” e così far avanzare l’Europa verso l’indipendenza del settore dei lanciatori”, si legge nel libro. Qualcosa si muove, anche in Italia. D-Orbit è una startup di Fino Mornasco, nel Comasco, specializzata in sistemi di trasporto di satelliti. Ha firmato accordi con Ariane, ma anche con privati, come l’olandese Hyperion. Persino la Cina è interessata ai suoi progetti.

 

satelliti

A Madrid, vista dalla cattedrale dell’Almudena (foto: Gerard Julien/AFP/Getty Images)

Dal pubblico al privato

Il neonato Space economy evolution lab (See lab), centro di ricerca presso la Scuola di direzione aziendale della Bocconi, diretto proprio da Sommariva, cita un fatturato globale del settore spazio di 350 miliardi di dollari. Spiega Sommariva: “Il 70% deriva dalla fornitura di servizi, mentre il 30% circa dal comparto manifatturiero”, ossia la costruzioni di razzi, satelliti e strutture a terra. Appannaggio dei governi, lo spazio sta diventando però sempre di più un’impresa privata.

Per il See lab il risultato di investimenti come la SpaceX dell’imprenditore Elon Musk, la Blue Origin del patron di Amazon, Jeff Bezos, o Spaceship One, fondata dal cofondatore di Microsoft Paul Allen, è che il costo medio di un chilo di materiale lanciato nello spazio costa circa le metà rispetto a vettori classici. Come l’europeo Ariane. In sostanza, il vecchio continente rischia di non avere più prezzi competitivi per andare in orbita.

“I governi sono i grandi clienti. Quello che cambia nell’economia dello spazio è come contrattano queste forniture”, spiega Ian Christensen, direttore programmi privati della Secure World Foundation, fondazione statunitense che promuove sostenibilità e cooperazione nella corsa allo spazio. Per lo stesso Sommariva occorre “cooperazione internazionale per i progetti più avanzati. Nessuno da solo ha i soldi”. È il caso del Lunar orbital platform gateway, uno stazione spaziale che orbita intorno alla Luna. Al progetto lavorano la Nasa, l’Agenzia spaziale europea, la russa Roscosmos, la giapponese Jaxa e la Csa dal Canada. “Si stima che i primi elementi saranno installati nel 2022. Sarà uno spazioporto che potrebbe favorire la ricerca di minerali sulla Luna”, osserva Sommariva.

Una delle frontiere dell’economia dello spazio è l’estrazione di minerali fondamentali per l’industria terrestre, come le terre rare. “Questa base potrebbe far nascere attività minerarie nello spazio, partendo dalla Luna”, suggerisce Sommariva.

Sull’esito di questa ricerca è scettico Ugo Bardi, docente di chimica all’università di Firenze e presidente dell’associazione per gli studi su peak oil e gas (Aspo). “Penso che trasportare minerali dallo spazio alla terra resterà molto costoso. Penso che funzionerà l’uso nello spazio di metalli leggeri per assemblare piccoli satelliti in orbita. Avrebbe un immediato risparmio”, evidenzia Bardi.

Gli obiettivi di Bruxelles

Se l’estrazione di minerali e metalli resta una frontiera più lontana, il primo campo per misurare le potenze spaziali è l’economia legata alle orbite intorno alla Terra in cui gravitano i satelliti. Da qui la spinta del budget europeo 2021-27. Come riconosce Bruxelles, il sistema dei 30 satelliti di Galileo, il cui lancio in orbita sarà concluso nel 2020, richiede investimenti in infrastrutture e lanciatori. L’agenzia europea per il sistema globale di navigazione satellitare (Gnss), calcola che entro il 2030 prodotti e servizi basati su questa tecnologia muoveranno un giro d’affari da 250 miliardi di euro. Perciò, avverte Bruxelles “il valore aggiunto del sistema europeo Gnss non risiede soltanto nell’assicurare l’indipendenza dell’Europa rispetto a una tecnologia critica, ma anche nell’assicurare importanti benefici macroeconomici”.

Oggi 100 milioni apparecchi si collegano a Egnos, ma entro il 2027 ci si aspetta che triplichino a 290 milioni. E i satelliti dovranno rafforzare la rete di comunicazioni 5G, per raggiungere “i nuovi traguardi della banda larga, 30 mbps (download) entro il 2020 ed entro il 2025 100 mbps per tutti, anche nelle aree più remote”.

Il budget aggiuntivo a Copernicus, per esempio, consentirà di concentrarsi sugli effetti del cambiamento climatico e sulla sorveglianza per stroncare traffici illegali. Nel precedente settennato il programma ha sottoscritto 1.100 contratti di fornitura per un valore di oltre 2,1 miliardi.

Bruxelles stima tra il 2017 e il 2035 un indotto che va dai 67 miliardi di euro ai 131 miliardi. Un raddoppio. Senza però specificare a quali condizioni si possa verificare il passaggio da un estremo all’altro della forbice. Questo vale anche per i posti di lavoro creati: 12mila diretti e tra 27mila e 37mila nell’indotto. Sempre con ampie oscillazioni e senza una spiegazione del come e perché.

Bruxelles intende rivedere anche la cinghia di trasmissione delle decisioni. Le strategie restano in capo alla Commissione, che si avvarrà di due superconsulenti. Una è l’Agenzia spaziale europea, Esa, alla quale sarà affiancata con un ruolo di primo piano l’Agenzia dell’Unione europea per il programma spaziale. È in realtà un nuovo nome per un ente già esistente, l’Agenzia nazionale del sistema globale di navigazione satellitare europeo. La Commissione punta a chiudere il trilogo con Europarlamento e Consiglio in tempi stretti. Entro il 2019 vorrebbe ottenere il via libera al nuovo piano di spesa.

 
  

Licenza Creative Commons

Help Chat 

 

Crediti :

Wired

Continua a leggere

Fisica

Acqua liquida sulla luna di Giove Europa

Un team internazionale di astronomi ha rielaborato i dati raccolti oltre 20 anni fa dalla missione Galileo e scoperto che sulla luna ghiacciata di Giove Europa, proprio come per la saturniana Encelado, sotto la superficie si nasconde un oceano caldo e gli ingredienti base per la vita

Pubblicato

il

C’era un mistero tra i dati della sonda Galileo che da ormai oltre 20 anni affliggeva gli astronomi. La sonda per anni ha raccolto dati su Giove e sui suoi satelliti, come Europa e Ganimede, e proprio sul primo ha rivelato una anomali magnetica che è diventato un vero e proprio mistero. Una curvatura del suo campo magnetico, piccola e localizzata, che per decenni è rimasta senza spiegazione, fino a oggi. Gli scienziati che stanno lavorando alla missione Europa Clipper della NASA, che è diretta a esplorare il satellite gioviano e verificarne l’abitabilità, ha spulciato tra i vecchi dati raccolti nel 1997 e con nuovi modelli informatici ha scoperto che dagli oceani ghiacciati e dai laghi sotterranei vengono espulsi dei getti di vapore acqueo, la prova che esiste acqua liquida e quindi gli ingredienti necessari a supportare la vita.

Alla guida del team di ricercatori che ha effettuato la scoperta pubblicata sulla rivista Nature Astronomy c’è Xianzhe Jia, fisico spaziale dell’Università del Michigan e collaboratore alla missione Europa Clipper, che ha spiegato: “I dati erano lì, ma avevamo bisogno di modelli più sofisticati per dare un senso alle osservazioni”.

A ispirare il salto nel passato, ha raccontato lo scienziato, è stata un altro membro del team scientifico della futura missione NASA, Melissa McGrath. La ricercatrice del SETI Institute ha mostrato durante una presentazione delle immagini scattate dal telescopio Hubble di una zona di Europa ed è allora che Jia ha avuto l’intuizione:

“Una delle località che ha menzionato ha fatto suonare nella mia testa un campanello. Galileo ha effettuato un passaggio ravvicinato proprio vicino a quella località, che è stata una delle più vicine osservazioni che abbiamo mai avuto a disposizione. È stato allora che abbiamo realizzato che avremmo dovuto ricontrollare i dati. Avevamo bisogno di vedere se c’era qualcosa tra i dati che poteva svelarci la presenza o meno di un getto”.

Vecchi dati alla mano e nuovi modelli nell’altra, Jia e colleghi si sono avventurati nell’analisi dei dati di Galileo, raccolti durante un flyby nel 1997 ad appena 200 chilometri dalla superficie di Europa, e nel confronto con le immagini ultraviolette scattate nel 2012 dal telescopio spaziale Hubble, in cui i getti sembravano venire emessi proprio dalla superficie ghiacciata del satellite.

Se già nelle immagini di Hubble sembrava chiara l’esistenza dei getti, i dati di Galileo rappresentano una prova ancora più forte e corroborante, un prova che però oltre 20 anni fa gli scienziati non furono in grado di svelare, perché gli strumenti a loro disposizione non erano adatti allo scopo e soprattutto il team non sospettava nemmeno della loro esistenza e che la sonda avesse potuto sfiorarli nel momento di eruzione dalla gelida luna.

Oggi infatti sappiamo che i getti esistono su Encelado, la luna ghiacciata di Saturno, e che si tratta di materiale che viene espulso in pennacchi che si ionizzano e lasciano un caratteristico segnale nel campo magnetico del pianeta. Applicando la moderna conoscenza di come questi getti influenzano il campo magnetico del satellite e rielaborando i dati del magnometro ad alta risoluzione raccolti durante il passaggio ravvicinato ad Europa, finalmente i ricercatori hanno identificato la causa di quella piccola e localizzata curva che è proprio la prova della presenza di un caratteristico pennacchio.

Oltre al magnometro, Galileo disponeva anche di uno spettrometro per le onde di plasma, che ha catturato le onde provocate dalle particelle cariche nei gas che compongono l’atmosfera di Europa. E anche nella rielaborazione di questi dati, la teoria della presenza dei getti sembrava trovare conferma. Mettendo a confronto queste due prove in un nuovo modello tridimensionale dell’interazione tra plasma e corpi celesti del sistema solare e aggiungendo alla “ricetta” le osservazioni di Hubble, Jia e colleghi sono riusciti anche a definire le dimensioni di questi getti di vapore. Robert Pappalardo, project scientist della missione Europa Clipper al Nasa Jet Propulsion Laboratory (JPL) di Pasadina, in California, ha spiegato:

“Ora sembrano esserci molte linee di prova per negare l’esistenza di pennacchi su Europa. Questo risultato li rende molto più reali e, per me, rappresenta un punto di svolta: non si trattano più di indizi incerti da una immagine lontana”.

Un risultato, quello ottenuto da Jia e colleghi, che cambia l’approccio degli scienziati nella progettazione della missione Europa Clipper, che sarà lanciata dalla NASA nel 2022 proprio per raggiungere il satellite di Giove, raccogliere campioni della sua atmosfera e superficie e permettere di studiarne l’abitabilità.

Conoscere l’esistenza dei getti di vapore infatti cambia anche i percorsi orbitali della futura sonda, che non avrà più bisogno di perforare il ghiaccio della superficie della luna per raccogliere campioni del suo interno, ma potrà semplicemente attingere dai getti espulsi per svelare la composizione interna del corpo celeste, come ha spiegato Pappalardo:

“Se i getti esistono e possiamo raccogliere campioni direttamente di quanto sta uscendo dall’interno di Europa, dopo saremo in grado più facilmente di capire se il satellite ha gli ingredienti per la vita. Questo è l’obiettivo della missione, il grande quadro d’insieme”.

Il salto nel passato dunque apre un nuovo futuro nell’esplorazione spaziale, gettando le basi sia per Europa Clipper che per la futura missione Juice (Jupiter Icy Moons Explorer) dell’Agenzia spaziale europea. Dopo 20 anni finalmente uno dei misteri di Europa è stato svelato e ora agli scienziati non resta che dare la caccia all’acqua e a quegli elementi che potrebbero fare del satellite un luogo potenzialmente abitabile.

 
  

Licenza Creative Commons

Help Chat 
Crediti :

Oggi Scienza

Continua a leggere

Newsletter

Fisica

NASA TV

SPACE X

Commenti più votati

  • 9 February 2018 by Giovanni Darko

  • 1 March 2018 by Graziella Di Gasparro

2

Tesla nello Spazio, smontiamo le obiezioni dei terrapiattisti

c’è bisogno di dare retta ai dementibiblici?
  • 20 February 2018 by

2

Tesla nello Spazio, smontiamo le obiezioni dei terrapiattisti

Sul serio c’è gente che pensa che la terra sia ...
  • 17 February 2018 by Simona Masini

2

I nanorobot sono in grado di distruggere ogni tipo di tumore

Trovi qualcosa qua : https://www.bambinidisatana.com/arrivo-la-pillola-inverte-linvecchiamento/
  • 14 February 2018 by Bambini di Satana

I più letti

Loading...