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Onde gravitazionali di nuovo rilevate

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È la notizia scientifica del 2016. La scoperta, attesa da un secolo, delle onde gravitazionali previste da Albert Einstein nella sua teoria della Relatività Generale. Un traguardo rivoluzionario, che cambia il nostro sguardo sull’universo

importante risultato è stato raggiunto, grazie ai dati dei due rivelatori gemelli LIGO (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory), dalle Collaborazioni Scientifiche LIGO (che include la Collaborazione GEO600 e l’Australian Consortium for Interferometric Gravitational Astronomy) e VIRGO, che fa capo allo European Gravitational Observatory (EGO), fondato dall’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) e dal Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) francese. La lunga caccia alle onde gravitazionali.

 Onde Gravitazionali – LA STORIA (a cura dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare – INFN).

Svizzera, 1915: Albert Einstein formula la teoria della Relatività Generale, che descrive lo spazio e il tempo come un unico oggetto quadridimensionale curvo. La gravità non è una forza a distanza ma una deformazione dello spaziotempo creata da un oggetto massiccio.

Germania, 1916: il fisico Karl Schwarzschild determina una particolare soluzione delle equazioni di Einstein della Relatività Generale, in grado di descrivere il campo gravitazionale degli oggetti che oggi chiamiamo buchi neri.

Brasile, 1919 l’astrofisico inglese Arthur Eddington conferma le predizioni della Relatività Generale verificando durante un’eclissi totale di Sole che il cammino dei raggi luminosi delle stelle è deviata dalla gravità del Sole.

Germania, 1958: basandosi sulla soluzione di Schwarzschild, il fisico David Finkelstein prevede che una porzione dello spaziotempo possa deformarsi al punto da creare un pozzo gravitazionale al quale nessun oggetto può sfuggire.

USA 1963: Il matematico neozelandese Roy Kerr estende la soluzione di Schwarzschild al caso di un oggetto massiccio in rotazione.

USA, 1967: riferendosi al pozzo di Finkelstein e alla soluzione di Schwarzschild, il fisico John Wheeler conia durante una conferenza a New York, il termine buco nero.

Inghilterra, 1975: applicando la meccanica quantistica e la termodinamica, Stephen Hawking e Jacob Bekenstein mostrano che, irradiando lentamente energia, i buchi neri non sono del tutto “neri”. È la nascita della dibattuta radiazione di Hawking.

USA-Europa 2016: gli scienziati della collaborazione LIGO-VIRGO rivelano per la prima volta le onde gravitazionali, fornendo la prima evidenza diretta dell’esistenza dei buchi neri, e aprendo così la strada al loro studio dettagliato.

“Ero fuori di me per la gioia e l’eccitazione“. Con queste parole, indirizzate all’amico fisico Paul Ehrenfest, Albert Einstein descrive l’emozione, con tanto di palpitazioni al cuore, provata esattamente un secolo fa dopo avere trovato la conferma sperimentale, la prima di una lunga serie, alla sua teoria della Relatività Generale.

 

We detected for the first time gravitational waves”. L’annuncio storico arriva in tutto il mondo alle 16.30, ora italiana, dell’11 febbraio 2016. “Abbiamo visto le onde21-fulvio_ricci4 gravitazionali”. In diretta dall’Osservatorio gravitazionale europeo (Ego) di Cascina, in provincia di Pisa, a dare la notizia che rivoluzionerà l’approccio allo studio dell’Universo è Fulvio Ricci, portavoce del progetto internazionale Virgo, a cui l’Italia partecipa con l’Istituto nazionale di Fisica Nucleare (Infn).

Il primo segnale delle onde gravitazionali ad essere captato è stato generato dalla collisione di due buchi neri, collisione avvenuta un miliardo di anni fa. Lo strumento Ligo- Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory – ha drizzato le antenne e lo ha catturato dagli Stati Uniti il 14 settembre 2015, per poi riuscire ad interpretarlo grazie alla collaborazione con Virgo, rivelatore interferometrico di onde gravitazionali, che si trova proprio a Cascina.

Il 26 dicembre 2015, alle 4:38 di mattina ora italiana, anche per i rivelatori di onde gravitazionali è arrivato Babbo Natale. Portando in dono il secondo segnale inequivocabile prodotto dalle increspature del tessuto spazio-temporale. Entrambi i rivelatori che compongono il Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) hanno registrato l’evento, chiamato GW151226.

 

L’osservazione di un secondo evento di onde gravitazionali è stata annunciata ieri, nel corso di una conferenza stampa congiunta, dagli scienziati delle collaborazioni scientifiche LIGO e VIRGO, cui l’Italia partecipa con l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare INFN. Le minuscole increspature nel tessuto dello spaziotempo, previste dalla Relatività Generale di Albert Einstein cent’anni fa, sono state registrate per la seconda volta, sempre durante il primo periodo di presa dati conclusosi il 12 gennaio 2016, dagli interferometri gemelli Advanced LIGO, negli Stati Uniti (a Livingston in Louisiana, e a Hanford nello Stato di Washington), alle ore 3:38:53 UTC del 26 dicembre 2015. Come nel caso della prima rivelazione, anche queste onde gravitazionali sono state prodotte dalla fusione di due buchi neri, processo che risale a 1,4 miliardi di anni fa.

L’osservazione di un secondo evento di onde gravitazionali è stata annunciata ieri, nel corso di una conferenza stampa congiunta, dagli scienziati delle collaborazioni scientifiche LIGO e VIRGO, cui l’Italia partecipa con l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare INFN. Le minuscole increspature nel tessuto dello spaziotempo, previste dalla Relatività Generale di Albert Einstein cent’anni fa, sono state registrate per la seconda volta, sempre durante il primo periodo di presa dati conclusosi il 12 gennaio 2016, dagli interferometri gemelli Advanced LIGO, negli Stati Uniti (a Livingston in Louisiana, e a Hanford nello Stato di Washington), alle ore 3:38:53 UTC del 26 dicembre 2015. Come nel caso della prima rivelazione, anche queste onde gravitazionali sono state prodotte dalla fusione di due buchi neri, processo che risale a 1,4 miliardi di anni fa.

 L’osservazione.

Le onde misurate in questa seconda osservazione si riferiscono alle ultime 27 orbite che i buchi neri, di massa pari a 14 e 8 masse solari, hanno percorso nello “spiraleggiare” vorticosamente l’uno attorno all’altro prima di fondersi e formare un unico buco nero più massiccio, con massa equivalente a 21 masse solari. L’energia liberata sotto forma di onde gravitazionali equivale quindi a circa una massa solare.

Onde gravitazionali

“Questo secondo evento – spiega Fulvio Ricci, ricercatore INFN e professore alla Sapienza Università di Roma, a capo della collaborazione scientifica internazionale VIRGO – ha caratteristiche sensibilmente diverse dal primo”. “È, infatti, generato da buchi neri più leggeri di quelli del precedente segnale – prosegue Ricci – e noi siamo stati in grado di seguirne l’evoluzione per più tempo: questo ci ha consentito di caratterizzare bene il sistema, nonostante il rapporto tra il segnale e il rumore di fondo fosse di minore intensità. La caccia ai segnali generati da sistemi binari di buchi neri si è anche arricchita di un terzo evento, più debole degli altri due e quindi con una probabilità più elevata che possa essere una falsa rilevazione. Tuttavia, anche in questo caso, attribuendo a questo terzo evento un significato astrofisico, saremmo di fronte a un terzo sistema di buchi neri, che è collassato a formare un buco nero finale. Nella sostanza stiamo intravedendo l’esistenza di un’intera popolazione di buchi neri, le cui caratteristiche saranno ben presto svelate nelle prossime fasi di presa dati degli interferometri avanzati”, conclude Ricci.

 Una rete di interferometri per l’astronomia gravitazionale.

Gli osservatori per onde gravitazionali rappresentano uno strumento unico per indagare il cosmo, – spiega Federico Ferrini, direttore dello European Gravitational Observatory EGO, che ospita e gestisce l’interferometro VIRGO – perché questi particolarissimi messaggeri cosmici portano con sé informazioni che non saremmo in grado di ottenere in altro modo”. Il segnale delle onde gravitazionali è stato registrato dall’interferometro in Louisiana con 1,1 millisecondi di anticipo rispetto all’interferometro nello stato di Washington. Questa misura, seppur di grande precisione, non consente, però, di localizzare con esattezza la sorgente: per farlo è necessario almeno un terzo interferometro che consenta la triangolazione. “Quando nell’autunno di quest’anno l’interferometro europeo VIRGO entrerà in funzione, a conclusione dei lavori che lo porteranno, come i due interferometri LIGO, alla configurazione avanzata (advanced), – spiega Gianluca Gemme, responsabile nazionale INFN di VIRGO – allora sarà possibile restringere la porzione di cielo in cui ha avuto luogo il processo di fusione dei due buchi neri”. “Questo darà un contributo sostanziale alla nuova astronomia gravitazionale e all’astronomia multi-messaggero: potremo dare l’allerta agli altri esperimenti, telescopi sia terrestri sia spaziali per la rivelazione di fotoni gamma, raggi cosmici o neutrini, per esempio, in modo che si orientino, praticamente in tempo reale, nella direzione della sorgente per individuare altri eventuali messaggeri cosmici emessi da essa”.

onde gravitazionali

Le osservazioni di onde gravitazionali, integrate con l’eventuale individuazione di altre radiazioni emesse dalla loro sorgente, – sottolinea Marco Pallavicini, presidente della Commissione Nazionale INFN per le ricerche di fisica astroparticellare – è come se ci dessero un senso completamente nuovo con cui esplorare il nostro universo”. “Nessuno può dire che cosa scopriremo con questo nuovo strumento sensoriale, ma la storia insegna che ci aspettano molte sorprese”, conclude Pallavicini.

 

Accanto al secondo segnale delle onde gravitazionali è stato probabilmente osservato un terzo evento, ritenuto molto probabile ma comunque in attesa di conferma. “È un evento molto più debole ed era stato individuato nel primo mese di analisi dei dati” Al momento “potrebbe benissimo essere una fluttuazione dei due rivelatori”, ha aggiunto Ricci riferendosi al rilevatore americano Ligo (Large Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory), “ma in molti sono pronti a scommettere su un evento gravitazionale”

 VIRGO e la collaborazione nazionale.

L’Italia ha svolto un ruolo di primo piano nel raggiungimento di questi fondamentali risultati e continuerà con il suo impegno a fornire contributi determinanti. L’INFN, assieme al Centre National della Recherche Scientifique CNRS francese, ha avviato il progetto per l’interferometro VIRGO, a Cascina (PI) presso lo European Gravitational Observatory EGO, che lo gestisce, dove la comunità dei fisici dell’INFN è oggi fortemente impegnata in queste ricerche. VIRGO è un progetto nato dall’originale idea dell’italiano Adalberto Giazotto e del francese Alain Brillet. Vi collaborano 250 fisici e ingegneri, di cui la metà dell’INFN, provenienti da 19 istituti europei in Italia (INFN), Francia (CNRS), Olanda (Nikhef), Ungheria (MTA Wigner RCP) e Polonia (POLGRAW group). L’INFN partecipa a VIRGO con le proprie Sezioni presso le Università di Pisa, Firenze con il gruppo di ricerca di Urbino, Perugia, Genova, Roma Sapienza, Roma Tor Vergata, Napoli, Padova, e i Centri Nazionali Tifpa di Trento e GSSI del

l’Aquila.

onde gravitazionali

LIGO.

Gli osservatori LIGO, finanziati dalla National Science Foundation NSF, sono stati progettati e sono ora gestiti da Caltech e MIT. Alla collaborazione scientifica LIGO partecipano la collaborazione GEO600, che fa capo all’omonimo osservatorio in Germania, e l’Australian Consortium for Interferometric Gravitational Astronomy, oltre a università e istituti di ricerca degli Stati Uniti e di altri 14 Paesi.



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

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Fisica

Arriva il primo “robot vivente”, creato con cellule staminali

Deriva da cellule staminali di rana, il nuovo robot vivente non è né una macchine tradizionale né una nuova specie animale. Ecco cos’è e perché potrebbe essere molto utile in medicina e per combattere l’inquinamento

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In futuro i robot saranno sempre più spesso ispirati alle nostre caratteristiche biologiche. Ma oggi il mondo delle tecnologie ci stupisce con una proposta finora inedita: un gruppo di ricerca ha creato un nuovo prototipo che non solo prende ispirazione dalla biologia ma che  è interamente costituito da materiale biologico. I creatori, dell’università del Vermont e di Tuft, parlano per questo di robot vivente, primo nel suo genere, una macchina minuscola, per niente somigliante all’idea che abbiamo di robot – quella dell’automa. Le applicazioni potrebbero riguardare diversi campi, dalla ricerca delle contaminazioni radioattive ad usi clinici. I risultati sono pubblicati su Proceedings of the National Academy of Sciences.

Negli anni scorsi ci sono stati dei tentativi anche di successo di creare organismi viventi semi-sintetici. In questo caso parliamo di un oggetto molto diversi, come spiegano gli scienziati, che hanno progettato e realizzato la “prima macchina biologica interamente messa su a partire dal nulla”, o meglio da cellule. I ricercatori la hanno chiamata xenobot perché deriva dall’elaborazione di cellule staminali della rana africana Xenopus laevi, spesso utilizzata come modello animale nella ricerca in biologia. “Il dna dell’organismo realizzato è al 100% quello della rana”, specifica Michael Levin, uno dei due coordinatori dello studio, ricercatore all’università di Tuft, “ma non è una rana”“Non sono né robot tradizionali né nuove specie animali”, sottolineano i ricercatori, che chiariscono che si tratta di nuova classe di artefatti, oggetti artificiali che sono organismi viventi e programmabili.

Gli scienziati hanno progettato i nuovi robot con i supercomputer dell’università del Vermont e poi li hanno assemblati e testati all’università Tuft. Prima hanno prelevato le cellule staminali dagli embrioni di rana, separate in singole cellule e fatte crescere in laboratorio, in una sorta di incubatrice per farle moltiplicare e differenziare in tessuti diversi. Successivamente le hanno tagliate e aggiuntate attraverso l’uso di un microscopio per ottenere il design desiderato, selezionato col computer. In questo modo, si sono formate delle cellule dalla forma inedita in natura che hanno cominciato a funzionare e lavorare insieme. Qui il video.

La loro forma è quasi sferica. La pelle ha un’architettura abbastanza statica, mentre il muscolo cardiaco è più attivo: le sue contrazioni sono tali da generare movimenti ordinati, che seguono quanto scelto in base alla progettazione del computer. In pratica si tratta di materia vivente assemblata e programmata per lavorare in un determinato modo, selezionato dagli autori.

I risultati mostrano che questi organismi si muovono in modo coerente e che possono spostarsi e sondare l’ambiente acquoso in cui si trovano per giorni o settimane. Tuttavia, anche loro falliscono: se si ribaltano somigliano a coleotteri capovolti che non sono più in grado di muoversi. Inoltre, gli autori hanno osservato che si spostano creando un cerchio e alcuni sono stati progettati per creare una struttura con un buco al centro. “È un passo avanti verso l’uso di organismi creati dal computer per l’invio intelligente di farmaci”, ha spiegato Joshua Bongard dell’università del Vermont, che sottolinea che sono completamente biodegradabili e una volta aver assolto al loro compito, dopo una settimana, sono solo cellule di pelle morta.

Ma molti sono preoccupati dei possibili sviluppi. “Questa paura non è irragionevole”, aggiunge Levin. E “questo studio fornisce un contributo diretto per comprendere meglio ciò di cui le persone hanno paura, ovvero le conseguenze indesiderate”. Se inizieremo a manipolare sistemi complessi che non conosciamo, spiega l’esperto, potremmo avere esiti inattesi e non desiderati. Per questo capire in che modo la complessità emerge da sistemi semplici sarà una sfida fondamentale del futuro.



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Fisica

Un acceleratore di particelle in miniatura

Dimostrata la possibilità di accelerare fasci di elettroni in un canale di dimensioni nanoscopiche ricavato in un chip al silicio. Questo prototipo potrebbe servire da base per lo sviluppo di nuove apparecchiature per la radioterapia dei tumori

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Immagine al microscopio della sezione del chip al silicio attraversato dagli elettroni (©Neil Sapra)

Agli albori del calcolo automatico i computer occupavano un’intera stanza. Ora una loro versione semplificata e miniaturizzata può stare addirittura nel palmo di una mano. Gli acceleratori di particelle, che attualmente occupano tunnel lunghi chilometri, potrebbero in futuro seguire la stessa linea di sviluppo, secondo uno studio pubblicato su “Science” da Jelena Vuckovic, della Stanford University, e colleghi. Nell’ambito del progetto Accelerator on a Chip International Program (ACHIP), questi ricercatori hanno realizzato un acceleratore di particelle in miniatura che potrebbe aprire la strada a diverse applicazioni, tra cui nuovi metodi per trattare i tumori con la radioterapia.

L’idea è nata considerando il principio di funzionamento di un acceleratore convenzionale: in questa macchina i fasci di particelle corrono in tubi a vuoto per alcuni chilometri, con impulsi di microonde che li accelerano sempre di più, fino a raggiungere velocità prossime a quella della luce.

Le microonde hanno una lunghezza d’onda dell’ordine di dieci centimetri. Usando impulsi di radiazione diversa, per esempio nello spettro infrarosso, con lunghezze d’onda molto più piccole delle microonde, si può in linea di principio accelerare le particelle su distanze assai più piccole. Il problema è che anche che le dimensioni fisiche del supporto devono essere delle stesse dimensioni, ponendo una sfida d’ingegnerizzazione non indifferente.

Vuckovic e colleghi hanno ricavato una cavità di dimensioni nanoscopiche all’interno di un chip al silicio, sigillandolo poi in una camera a vuoto. Successivamente hanno sparato un fascio di elettroni in questa cavità, accelerandoli con impulsi di luce infrarossa, a cui il silicio è trasparente.

Il dispositivo è ancora allo stato di prototipo. Gli autori però sostengono che le tecniche di progettazione e fabbricazione sono applicabili anche per altre dimensioni, e possono fornire fasci di particelle adatti a esperimenti in chimica, biologia e scienza dei materiali, dove non è richiesta la potenza di un enorme acceleratore.

“Gli acceleratori più grandi in assoluto sono come potenti telescopi. Ce ne sono solo pochi al mondo”, ha spiegato Vuckovic. “Vogliamo miniaturizzare la tecnologia dell’acceleratore in modo da renderla uno strumento di ricerca più accessibile.”

Ma l’applicazione più probabile è nel campo delle apparecchiature medicali, soprattutto in campo oncologico. Attualmente, le apparecchiature mediche per produrre raggi X occupano una stanza e forniscono una radiazione difficile da concentrare sui tumori, richiedendo ai pazienti di indossare elementi di piombo per ridurre al minimo i danni collaterali.

“In questo articolo iniziamo a mostrare come si potrebbe inviare il fascio di elettroni direttamente su un tumore, lasciando inalterato il tessuto sano”, ha sottolineato Robert Byer, della Stanford University, che guida il progetto ACHIP.



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Ecco cosa ha in serbo per noi la scienza nel 2020

Radiotelescopi da record, olimpiadi robotiche, nuove missioni spaziali. Il 2020 è alle porte, e gli appassionati di scienza non corrono certo il rischio di annoiarsi. Ecco alcuni degli appuntamenti scientifici da segnare sul prossimo calendario

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(immagine: Getty Images)

Questa volta facciamo cifra tonda. Il 2020 è alle porte, e la speranza ovviamente è che si riveli un anno da ricordare. Se quello appena trascorso può esser preso ad esempio, sarà difficile annoiarsi: dalla prima foto di un buco nero, alla prima visita umana sul lato nascosto della Luna, alle vicende di He Jiankui e delle due gemelline Crispr, il 2019 sarà ricordato a lungo dagli appassionati di scienza. Volete un assaggio di cosa ci aspetta? Eccovi alcuni degli appuntamenti scientifici del 2020.

Il più grande radiotelescopio del mondo

Osservare la nascita delle prime stelle dell’Universo. Testare la teoria della relatività di Einstein, dare la caccia ad alcune delle più sfuggenti entità del cosmo, come la materia e l’energia oscura. E perché no, magari anche trovare le prime prove dell’esistenza di forme di vita extraterrestre. In poche parole, rivoluzionare la nostra comprensione dello Spazio. Un obbiettivo ambizioso, ma assolutamente alla portata del più grande radiotelescopio mai realizzato: lo Square Kilometre Array, un progetto internazionale che punta a costruire una superficie ricevente di oltre un milione di chilometri quadrati, divisa tra gli altopiani del Sud Africa e le coste australiane. Per completare un progetto così titanico ci vorranno ancora anni, ma le prime avvisaglie di quel che ci aspetta dovrebbero arrivare già nel 2020, quando è previsto l’avvio delle prime osservazioni scientifiche, che verranno effettuate con una parabola virtuale ancora incompleta.

Olimpiadi per robot

Il 2020 sarà un anno da ricordare anche nello sport, con le olimpiadi di Tokyo pronte a prendere il via il prossimo 24 luglio. Competizioni che il paese del sol levante ha deciso di dedicare a uno dei suoi punti di forza: la robotica. I robot saranno infatti coinvolti in tutte le fasi salienti dell’organizzazione, dall’accoglienza degli spettatori, all’assistenza ai portatori di handicap, alla logistica sui campi sportivi, dove sostituiranno i tradizionali volontari umani nel supporto e trasporto degli atleti. Ma non è tutto: per festeggiare come si deve l’evento, il Giappone ha deciso di ospitare anche un’autentica competizione per robot. Si chiamerà World Robot Challenge, e vedrà scendere in campo gli “atleti” robotici divisi in quattro categorie: robot industriali, robot di servizio, robotica dedicata all’intervento in seguito a disastri e calamità, e una categoria speciale dedicata ai più piccoli. Un piccolo evento che probabilmente non è destinato a cambiare il mondo della scienza, ma che potrebbe rivelarsi utile per fare il punto sui progressi fatti negli ultimi anni nel campo della robotica e dell’automazione.

Una nuova mappa del cielo

Fotografare periodicamente l’intera volta celeste dell’emisfero australe (almeno quella accessibile dalle montagne del Cile), e fornire tutti i dati raccolti in open access alla comunità scientifica. È l’obbiettivo del Large Synoptic Survey Telescope, un telescopio ottico unico nel suo genere, che sorgerà sul Cerro Pachón, una montagna alta 2.682 metri nella regione di Coquimbo, nel nord del Cile. Servirà a mappare con precisione la nostra Galassia, cercare materia ed energia oscura, e tenere sotto controllo asteroidi e altri piccoli corpi celesti potenzialmente pericolosi per il nostro pianeta. La costruzione è iniziata nel 2015, e dovrebbe terminare nel 2022. Ma se non ci saranno ritardi, la prima luce, ovvero la prima osservazione inaugurale, arriverà già nel corso del 2020.

Nuove foto dell’Universo

Quest’anno l’Event Horizon Telescope ha stupito tutti, sfornando la prima foto di un buco nero, prima prova visiva diretta di questi corpi celesti. E nel 2020 gli scienziati del consorzio internazionale che ha realizzato l’impresa sono pronti a riprovarci: se nel 2019 si sono occupati di Messier 87, il buco nero supermassiccio al centro di una galassia della costellazione della Vergine, nel 2020 potrebbero arrivare le immagini di Sagittarius A, posto al centro della nostra Via Lattea. Secondo Nature, i materiali pronti per essere diffusi dall’Event Horizon Telescope dovrebbero comprendere molteplici immagini, e forse persino un video che mostra le enormi nubi di gas che turbinano attorno al buco nero.

Chimere e lieviti sintetici

Continuando con le indiscrezioni di Nature, è la volta dei prossimi progressi in biologia. Si inizia con Synthetic Yeast 2.0, un progetto internazionale che passo dopo passo sta lavorando per rimpiazzare l’intero genoma di un lievito della specie Saccharomyces cerevisiae con materiale genetico realizzato in laboratorio. Nel 2020 il lavoro dovrebbe giungere a conclusione, e iniziare a dare frutti sia in campo industriale, dove i ricercatori sperano di poter sfruttare i lieviti sintetici per realizzare prodotti di ogni tipo, dai biocarburanti ai medicinali. Sia sul piano della ricerca, dove i risultati di Synthetic Yeast 2.0 aiuteranno a studiare più a fondo l’evoluzione, e le strategie con cui gli organismi biologici tengono a bada l’accumulo di mutazioni nocive. Un secondo appuntamento importante è quello con le chimere biologiche di Hiromitsu Nakauchi, esperto di cellule staminali dell’università di Tokyo che ha ricevuto quest’anno il via libera del governo giapponese per la realizzazione dei primi ibridi umani-animali. Nakaguchi lavorerà per crescere tessuti umani all’interno di embrioni di ratto, e nel 2020 potrebbero arrivare i primi importanti risultati. L’obbiettivo è quello di realizzare organi umani da utilizzare in futuro per i trapianti.

Una nuova Schiaparelli?

Ricorderete tutti lo sfortunato lander che nel 2016 tentò, senza molta fortuna, il primo ammartaggio di una sonda europea. Si trattava, va detto, di un prototipo, e i dati raccolti ovviamente sono tornati estremamente utili per pianificare al meglio la missione vera e propria: ExoMars, una collaborazione tra Esa e Roscosmos che punta a far atterrare un rover su Marte, alla ricerca di indizi che permettano di stabilire se il pianeta in passato ha ospitato forme di vita. Il lancio è previsto per il prossimo 25 luglio, e il controllo della missione sarà affidato alla nostra Altec (azienda dell’Asi). Sperando che il rover Rosalind Franklin riesca dove il povero Schiaparelli ha fallito.

Mars 2020

Anche la Nasa ha i suoi piani per il pianeta rosso. La prossima estate inizierà infatti la nuova avventura marziana dell’agenzia spaziale americana, dedicata come nel caso di quella Esa alla ricerca di forme di vita marziane. Mars 2020 depositerà sulla superficie del pianeta rosso un rover sviluppato a partire dal design di Curiosity, armato di nuovi strumenti scientifici, un trapano per estrarre campioni di roccia e suolo, e un piccolo drone a forma di elicottero. In questo caso, inoltre, si tratterà del primo passo in direzione di un obbiettivo più ambizioso: Mars 2020 depositerà infatti i campioni estratti con i suoi strumenti in appositi contenitori che abbandonerà poi lungo il cammino, e che in futuro dovrebbero essere recuperati e spediti sul nostro pianeta da una nuova missione, battezzata per ora Mars sample-return mission.

Le missioni cinesi

Il 2020 su Marte sarà uno degli anni più affollati di sempre. A fianco di EsaRoscosmos e Nasa, anche l’agenzia spaziale cinese punta a raggiungere il pianeta rosso per verificare se abbia mai ospitato la vita. La missione per ora è stata battezzata HX-1 mission, prevede l’atterraggio di un piccolo rover sulla superficie del pianeta, e rappresenterà la prima occasione in cui la Cina raggiungerà un altro pianeta con tecnologie e veicoli sviluppati completamente da sé. Non è tutto: il gigante asiatico ha infatti in serbo anche un’altra prima volta, con il lancio della sua Chang’e 5, la prima missione che raccoglierà campioni di suolo lunare per riportarli sulla Terra, dai tempi della missione Nasa Luna 24, del 1976.

Lhc nel 2020

Attivo da quasi 12 anni, il Large Hadron Collider del Cern ha già permesso scoperte fondamentali: una su tutte, il bosone di Higgs. L’obbiettivo più ambizioso, però, non è ancora raggiunto: identificare qualche particella o fenomeno che violi incontestabilmente il modello standard della fisica, e permetta quindi di progredire verso nuove conoscenzenuova fisica. Ovviamente gli insaziabili ricercatori del Cern sono al lavoro per potenziare e migliorare il loro acceleratore, e aumentare così le chance di nuove scoperte. E una delle tappe fondamentali in questa impresa arriverà nel 2020: la sostituzione del vecchio acceleratore lineare Linac2 con il suo successore, il nuovissimo e potentissimo Linac4. Se il vecchio modello, ormai in pensione, arrivava ad accelerare i suoi protoni a 50 megaelettronvolt (o Mev), il suo sostituto è pronto a triplicare l’energia delle collisioni, raggiungendo i 160Mev. I test sono in corso, e se tutto andrà come previsto l’acceleratore diventerà operativo entro la metà del 2020. Un upgrade fondamentale in vista di un più ambizioso progetto del Cern: l’high-luminosity Lhc, che punta ad aumentare sensibilmente la luminosità del Large Hadron Collider, cioè il numero di collisioni tra protoni che avvengono al suo interno. La dead line per l’high-luminosity Lhc è fissata per il 2026, e dal Cern assicurano che, ad upgrade effettuato, il mondo della fisica potrebbe cambiare volto radicalmente, e velocemente.



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Crediti :

Wired

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