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Al termine della tredicesima rivoluzione, il Lunar Excursion Module, ben più noto come Lem, si separa dall’astronave madre. Come fosse al rallentatore, il ragno metallico galleggia nello spazio per iniziare la discesa verso la superficie lunare. Comincia la parte più pericolosa di tutto il viaggio dell’Apollo 11, comprensiva del point of no return, il momento decisivo, quello in cui o la va, o la spacca. A Roma sono le 19:47. Nello studio 3 di via Teulada, la trasmissione Rai è partita da qualche minuto“… e ora la parola a Stagno per il collegamento” . Solo in quell’istante la spia rossa sulla 5 indica a lui, all’uomo che il comandante dell’Apollo 8, Frank Borman, ha già ribattezzato “Mr. Moonlight”, l’inizio delle trenta ore di diretta con un altro mondo: Tito Stagno, entrato in tv nel 1954 con Furio Colombo, Gianni Vattimo e Umberto Eco, sta arrivando sulla Luna

“Ha toccato, ha toccato il suolo lunare!” urla poco dopo le 22 e 16 minuti, scatenando gli applausi in studio e più di una lacrima fra i milioni di occhi che lo guardano da casa, dai bar, ovunque sia possibile seguire le immagini televisive (la diretta registrò il 96% di share, un record). “No”, gli risponde una voce al di là dell’oceano, quella di Ruggero Orlando in collegamento da Houston: “non ha toccato”.

Tito Stagno

Ma come tutto quel che accade in quella notte fra il 20 e il 21 luglio 1969, anche il piccolo battibecco ha già inciso la storia. E non solo quella della televisione.

Per questo, a 50 anni esatti da allora, è doveroso riviverne le emozioni e i retroscena con lui, Tito Stagno: 89 anni compiuti lo scorso gennaio – “sono nato nel 1930, come Neil Armstrong, Buzz Aldrin e Michael Collins” –, fugace esperienza d’attore (nel 1943, in Marinai senza stelle di Francesco De Robertis), classe da giornalista vecchia scuola, di quelli che parlano solo se conoscono bene e quando non conoscono bene vanno sul posto a verificare, dizione capace di non tradire mai le origini cagliaritane, Stagno è e rimarrà per sempre la voce della Luna.

Insomma, l’Eagle aveva o non aveva toccato il suolo lunare ?

“Fu una banale incomprensione con l’amico Ruggero, beninteso, il miglior commentatore che abbia mai conosciuto. In realtà avevamo ragione tutti e due, ma ci fu un malinteso sui verbi: io dissi ‘ha toccato‘ e non ‘è atterrato‘, perché mi riferivo al momento in cui le antenne sotto le zampe del Lem saggiarono il suolo lunare per verificarne la pendenza, che per garantire alla Eagle di ripartire non doveva superare i 20 gradi. Poi ci fu un ritardo di 40 secondi nell’allunaggio, perché Armstrong dovette scansare un’area rocciosa per posare il Lem in una zona più sicura”.

Neil Armstrong e Buzz Aldrin passeggiano sulla Luna accanto alla Eagle (foto: Nasa)

Neil Armstrong e Buzz Aldrin passeggiano sulla Luna accanto alla Eagle (foto: Nasa)

l risultato fu che deste la notizia dell’avvenuto allunaggio dieci secondi dopo la comunicazione di Armstrong.

“Vero, ci perdemmo il momento esatto in cui il comandante dell’Apollo 11 disse: ‘Eagle has landed‘, l’Aquila è atterrata. A 50 anni di distanza posso dire che la mia frase, ‘ha toccato‘, fosse corretta e che Ruggero ritardò la sua? [sorride, ndr].

“Battute a parte, furono 40 secondi drammatici: Armstrong prese d’autorità i comandi della navicella [che spettavano in realtà al pilota, Aldrin] per cercare disperatamente una zona dove posarsi. Se avessero toccato la superficie una ventina di secondi dopo, non avrebbero avuto abbastanza propellente per ripartire e ricongiungersi con l’astronave di Collins. In quei momenti era possibile sentire Aldrin scandire il tempo rimasto; ci si immagini la tensione”.

Che cosa ascoltava con gli auricolari in studio?

“Il centro di Houston e le voci degli astronauti. Seguivo attimo per attimo quel che succedeva e non era complesso, perché conoscevo a memoria tutte le fasi della missione. In occasione di ogni lancio, la Nasa inviava ai giornalisti pacchi di materiale informativo, piani di volo compresi. Due anni prima, poi, ero stato negli Stati Uniti, ospite dell’agenzia spaziale presso le varie basi, da Cape Kennedy a Houston fino ad Hunstville, dove Wernher von Braun progettò il Saturn V”.

Perché scelsero lei per commentare la diretta più importante della storia?

“Perché ne avevo tutti i meriti. Meriti che derivavano dall’avere affrontato l’argomento Spazio, sia pure casualmente, per primo. Vale a dire dal 1957, quando strappai dalla telescrivente il dispaccio d’agenzia che annunciava la messa in orbita, da parte dell’Unione sovietica, dello Sputnik, il primo satellite artificiale mai andato oltre l’atmosfera. Una cosa curiosa, almeno per me, perché Sputnik significa letteralmente ‘compagno di viaggio‘ e di certo accompagnò me.

“Ebbi la fortuna, non ricordo nemmeno dove, forse nello studio di un dentista, di aver letto una rivista scientifica in cui si parlava di tecnologia satellitare e astronautica. Quindi compresi subito l’importanza della notizia e intuii che in un domani piuttosto prossimo un essere vivente sarebbe andato nello Spazio. Per questo preparai un pezzo approfondito per il telegiornale della notte. Lo scrissi al volo, a tamburo battente, e quando i sovietici lanciarono in orbita la cagnetta Laika, circa un mese dopo, tornai sull’argomento e lasciai intendere quanto l’era spaziale fosse alle porte”.

Andò così.

“Non proprio: il lancio di Jurij Gagarin arrivò solo nel 1961, quattro anni dopo. Ma anche in quell’occasione mi occupai io della notizia: seguì la missione sovietica usando le immagini che arrivavano in Intervisione, quella che io considero il patto di Varsavia della tv, nel senso che erano i paesi dell’Est a scambiarsi le informazioni. Quelle immagini ci arrivavano in una qualità pessima, ma mostravano una folla immensa festeggiare a Mosca e poi qualche scena grigia, molto sfocata, di Gagarin nell’unica orbita completata attorno alla Terra. Ne ricavai una specie di cronaca in diretta, pochi minuti più tardi, durante il telegiornale. Da lì si susseguirono il lancio della prima cosmonauta, Valentina Tereshkova, che conobbi anni dopo, e poi, nel 1965, la missione di Aleksej Leonov, il primo essere umano a uscire dalla navicella e a galleggiare nel vuoto cosmico (per 12 minuti e nove secondi). Insomma, feci il mio mestiere, che è sempre stato quello del telecronista”.

Ha nominato von Braun, un personaggio controverso, ma che portò gli Stati Uniti sulla Luna. Lei lo incontrò…

“Controverso? Von Braun aveva militato nelle Ss naziste, diciamolo francamente. Fu lui che alla base di Peenemünde, con gli altri scienziati tedeschi, creò le V1 e le V2, cioè i primi missili guidati che si sarebbero abbattuti su Londra.

“Intuita la mala parata durante la guerra, decise di consegnarsi agli americani piuttosto che ai russi. Gli Stati Uniti capirono immediatamente chi avevano fra le mani e quando, all’inizio degli anni ’60, lui passò alla Nasa, gli affidarono lo sviluppo dei razzi che culminò con il progetto del Saturn V, un gigante – fidatevi, ci sono salito – il cui primo stadio bruciava tre tonnellate di carburante al secondo.

“Tornando a von Braun sì, lo incontrai due volte, la prima in modo ufficiale, nel 1966 in Alabama, quando viaggiai tre mesi negli Stati Uniti per studiare il progetto Apollo e per visitare tutti i centri e le basi spaziali da Huston fino a New Orleans. In quell’occasione parlammo del Saturn e del sistema che von Braun aveva ideato per sbarcare l’uomo sulla Luna.

“Il nostro secondo incontro fu a Roma, nel ’71, per una visita in Vaticano cui teneva moltissimo: andai a prenderlo all’aeroporto di Fiumicino con la mia Fiat 130, la prima automobile ad avere l’aria condizionata, e poi passammo in Rai, dove commentammo in diretta alcuni filmati spaziali. Devo ammettere che oltre a essere un progettista supremo era anche un cronista eccellente, capace di introdurre con un tempismo perfetto qualsiasi raccordo del servizio. La sera, con l’ingegner Luigi Broglio e tutti i dirigenti dell’Agenzia spaziale italiana, cenammo a Trastevere – von Braun amava mangiare e bere, anzi, mangiava e beveva come non l’avesse mai fatto prima. Ricordo che andammo da Ciceruacchio, perché il nome del ristorante mi diede l’opportunità di fare all’ingegnere una piccola lezione di storia, una delle materie che amo di più. Fuori dal ristorante c’erano alcuni sciuscià, che si divertivano a far esplodere dei barattoli con il carburo. Li chiamò e disse loro che anche lui faceva qualcosa di simile per lavoro“.

Rocco Petrone e Wernher von Braun (foto: Nasa/MSFC)

Un uomo simpatico?

“Elegante e bello come un attore di Hollywood, anche a sessant’anni. Un’altra cosa ricordo molto bene di von Braun, l’uomo, come scrissi allora, che in due decenni si era convertito da genio al servizio del Male assoluto a luminoso arciere del nuovo sogno americano: fu lui a presentarmi Rocco Petrone, l’altro grande protagonista della cavalcata spaziale degli Stati Uniti. ‘La prima volta che vidi questo posto‘, mi disse Petrone quando lo incontrai a Cape Canaveral, in un inglese che manteneva una lontana reminiscenza di accento del Sud Italia, ‘c’erano solo paludi con zanzare e alligatori, e qualche carovana di zingari‘. In pochi anni era riuscito a mettere su la più grande base di lancio e il più avanzato centro di addestramento spaziale del pianeta, coordinando il lavoro di migliaia di persone e centinaia di piccole e grandi imprese d’appalto. Erano uomini così, come von Braun e Petrone, a incarnare lo spirito di Apollo”.

Lo spirito di Apollo? Lungi da un sogno romantico, era anche il frutto di un’aspra competizione ideologica, politica e militare fra Stati Uniti e Unione sovietica.

“Senza dubbio: i due giganti usciti vittoriosi dalla seconda guerra mondiale avevano iniziato presto a guardarsi in cagnesco. La guerra fredda aveva minacciato di diventare incandescente quando i russi decisero di installare una base missilistica a Cuba, a due passi dalla Florida. Fu il momento in cui sfiorammo più da vicino un conflitto globale che avrebbe potuto essere il più catastrofico della storia. Per fortuna i contrasti vennero risolti pacificamente: John Fitzgerald Kennedy e Nikita Chruščëv trovarono un accordo capace di salvare la faccia a entrambi. Da lì in poi, però, la guerra fredda si trasformò in qualcosa di diverso: una corsa al prestigio, per dimostrare la propria superiorità sociale, tecnologica e scientifica, una corsa lunga sette anni che vide i sovietici in grande vantaggio fino a che due uomini ribaltarono la situazione a favore degli americani. Erano, appunto, von Braun e Petrone”.

Conobbe anche gli astronauti dell’Apollo 11?

“Sì, ma dopo la loro impresa, quando vennero in Italia alla fine del ‘69. Andarono in visita dal papa e poi al Quirinale, dove ci incontrammo. Ci fu un ricevimento in loro onore e chiacchierai di cosa avessi fatto, di come avessi raccontato la loro avventura.

“Con gli anni, sono diventato molto amico di Aldrin. Ho anche trascorso una vacanza con lui e sua moglie in Abruzzo e in quell’occasione mi ha regalato un filmato di nove minuti montato e commentato da lui con tutti i momenti più significativi del programma Apollo”.

Tito Stagno con Ruggero Orlando e Neil Armstrong

In Quel giorno sulla Luna, Oriana Fallaci descrive Armstrong e Aldrin come due persone poco colte – al di là della grande competenza tecnica – e molto antipatiche. Che cosa ne pensa?

“Antipatici non direi; erano uomini di ghiaccio entrambi. Io ho l’unica fotografia in cui Armstrong sorride; Collins è triste, come al solito, e Aldrin sull’attenti. Se mi si chiedesse di scegliere, direi che il più simpatico di tutti era ed è Buzz, che dopo l’impresa ha anc he avuto qualche guaio fra depressione e alcolismo. Ne è uscito molto bene e ci ha pure scritto un libro. Oggi ha 89 anni e pare voglia divorziare dalla terza moglie. Buzz, che cosa ti viene in mente alla tua età? [ride]. Insomma, la tempra del personaggio mi sembra evidente”.

Qual è il ricordo più vivido di quella notte trascorsa in diretta?

“Ricordo perfettamente quando, un minuto prima del distacco verso l’orbita lunare, mi dissero che non avrei avuto le immagini, perché il computer dell’Apollo era sovraccarico. Sia chiaro: i computer di bordo e tutti quelli alla Nasa avevano una potenza di calcolo complessiva che oggi ha un qualsiasi telefonino. A pensarci col senno di poi, andare nello Spazio e sulla Luna in quelle condizioni fu una follia. Ma cosa dovevo fare in quel momento? Ancora una volta, il cronista: raccontai per 12 minuti senza un’immagine quello che succedeva, interpretando le comunicazioni fra Houston e la Eagle.

“Al contrario di quanto si possa pensare, però, fu una trasmissione tranquilla, molto più facile di tante altre, perché tutto andò secondo i piani di volo”.

Il momento esatto in cui Neil Armstrong scese la scaletta del Lem (foto: Nasa)

Torneremo sulla Luna?

“Senza dubbio; lo faremo perché la Luna è un trampolino verso altre destinazioni, perché ci siamo già stati e, tutto sommato, è abbastanza facile raggiungerla. Questa volta, però, sarà necessario costruirci abitazioni e serre, in modo da poter avere qualcosa di fresco da mangiare. Sono peraltro convinto che ci andranno per primi i cinesi, perché stanno facendo le cose sul serio e sono già molto attivi sul nostro satellite naturale. Può darsi la raggiungano presto anche i privati; la space economy ha dato un grosso impulso a tutte le attività e agli interessi oltre la nostra atmosfera”.

E per quanto riguarda Marte?

“Non sono ottimista. È un viaggio lungo ed è difficile immaginare quale tipo di veicolo e di carburante possa portare un equipaggio (e che equipaggio?) a milioni di chilometri di distanza. Credo se ne parlerà seriamente solo tra qualche decina d’anni”.

Oggi, a mezzo secolo dal primo allunaggio e nonostante la miriade di prove, perché c’è chi lo mette in dubbio?

“Perché manca una sincera voglia di ricerca. C’è molta banalità in quello che facciamo, nel poco che leggiamo, e questo determina non si ami molto la scienza. In più si è affievolito lo spirito di frontiera, di conquista, tanto da sembrarmi dimenticato. Quella trasmissione della Rai fu un fiore all’occhiello in Europa, nemmeno in America organizzarono trenta ore di diretta. Il gradimento toccò il 96%; mi piace pensare che i complottisti siano in quel 4% a cui la trasmissione non piacque. Ricordo un’altra cosa: quando lo incontrai a Roma, von Braun a un certo punto mi disse: ‘Tito, vedrai che un giorno, magari per farsi pubblicità o per finire in televisione, qualcuno dirà che il mio lavoro, che tutto quello che abbiamo fatto, è una balla‘. Anche in questo caso, aveva

ragione lui.

Con Piero Angela negli studi di “Porta a porta” (foto: Camilla Morandi/Ipa)

 





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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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Continua la caccia al neutrino di Majorana

Ancora risultati incoraggianti dall’esperimento Gerda, in corso ai Laboratori Nazionali del Gran Sasso: potremmo essere più vicini all’individuazione del neutrino di Majorana, una delle particelle più sfuggenti al mondo

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(immagine: Getty Images)

Esiste? Non esiste? E se esiste, com’è fatto? Domande alle quali, al momento, ancora non abbiamo trovato una risposta. Ma, a piccoli passi, con tanta pazienza, sembra che finalmente procediamo nella direzione giusta. L’oggetto delle questioni è un’entità più che ineffabile: i fisici la chiamano neutrino di Majorana. Una particella teorizzata dal fisico catanese, mai osservata sperimentalmente e che – qualora esistesse per davvero – dovrebbe coincidere con la propria antiparticella. Il motivo di una ricerca così affannosa è presto detto: individuare e caratterizzare il neutrino di Majorana aiuterebbe a far luce su uno dei più grandi misteri della fisica moderna, ovvero la cosiddetta asimmetria tra materia e antimateria – il fatto che nell’Universo si osserva più materia che antimateria (il che è un bene per noialtri, perché le due entità, se fossero presenti in pari quantità, si annichilerebbero completamente a vicenda).  È per questo motivo che diversi esperimenti in tutto il mondo – Gerda, Cuore, Nemo-3 e tanti altri – continuano a bombardare isotopi di germanio, tellurio e altri elementi in attesa di osservare un evento di decadimento direttamente riconducibile all’esistenza del neutrino. Al momento, i risultati non sono in alcun modo conclusivi: gli scienziati sono riusciti a migliorare significativamente potenza, sensibilità e precisione degli apparati sperimentali ma del neutrino ancora nessuna traccia. E non c’è modo, almeno finora, di capire se l’evento è talmente raro e sfuggente da avere poche speranze di osservarlo in tempo ragionevole e con la tecnologia che abbiamo a disposizione o se, più semplicemente, stiamo cercando qualcosa che non esiste.

Ripasso di fisica. Stando a quello che sappiamo finora, tutte le particelle elementari, e le loro mutue interazioni, sono descritte e regolate dalle leggi del cosiddetto Modello standard, una teoria che ha superato con successo innumerevoli prove sperimentali. Un modello corretto, dunque, ma incompleto, nel senso che le sue equazioni non riescono a giustificare l’asimmetria tra materia e antimateria. Una possibile spiegazione del fenomeno, fornita da diverse estensioni del Modello Standard, prevede che i neutrini siano particelle di Majorana, ovvero che coincidano con la propria antiparticella. In altre parole, che neutrino e antineutrino siano la stessa cosa. Excursus nell’excursus: i neutrini sono entità con massa molto piccola – fino a non molto tempo fa pensavamo addirittura che non avessero massa – e carica elettrica neutra; per di più, interagiscono molto poco con la materia, ragion per cui sono estremamente difficili da studiare e individuare. Cionondimeno sono di estremo interesse per i fisici, dal momento che giocano un ruolo centrale nel funzionamento delle stelle, nell’esplosione delle supernovae e nella formazione degli elementi durante il Big Bang.

Se cercare i neutrini è già di per sé così difficile, capire se sono o meno una particella di Majorana lo è ancora di più. Per provare a osservarlo, i fisici vanno a caccia di un particolare tipo di decadimento radioattivo, il cosiddetto decadimento β doppio senza neutrini (neutrinoless double-β decay, o 0νββ). Si tratta di una reazione in cui due neutroni all’interno di un nucleo atomico decadono simultaneamente in due protoni e due elettroni senza rilasciare alcun neutrino: la misura dell’energia dei due elettroni, spiegano all’Infn, costituisce la firma principale del β doppio senza neutrini. In altre parole, osservare il decadimento implicherebbe, indirettamente, l’esistenza del neutrino di Majorana. “L’osservazione di un eventuale neutrino di Majorana”, ci aveva spiegato Antonio Polosa, fisico teorico della Sapienza università di Roma, “sarebbe di importanza capitale per la fisica moderna. Da quando infatti si è scoperto che il neutrino è una particella massiva, e non senza massa come ritenuto in precedenza, il fatto che il neutrino possa coincidere con la propria antiparticella gioca un ruolo centrale nella teoria della supersimmetria, una teoria fisica secondo la quale ogni bosone avrebbe un corrispondente fermione simmetrico e viceversa (bosoni e fermioni sono le due classi in cui sono divise tutte le particelle elementari in base al valore dello spin).

L’ultima notizia, in ordine di tempo, è che gli scienziati dell’esperimento Gerda (GERmanium Detector Array), in corso ai Laboratori Nazionali del Gran Sasso dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Lngs-Infn), che si occupano per l’appunto della ricerca del neutrino di Majorana, sono appena riusciti a raggiungere un nuovo record di sensibilità del rivelatore, il che potrebbe auspicabilmente rendere più vicina l’individuazione della particella. I dettagli della ricerca sono stati pubblicati su Science. Gerda è un esperimento allestito sotto le migliaia di metri cubi di roccia del Gran Sasso, che fungono da schermo naturale per i raggi cosmici, le particelle energetiche provenienti dallo Spazio che creerebbero disturbi al rivelatore. “Quando si cercano eventi rarissimi come il decadimento senza neutrini”, ci racconta Riccardo Brugnera, ricercatore Infn, professore all’Università di Padova spokeperson di Gerda, “il nemico è il rumore di fondo, ovvero tutti i segnali esterni che possono coprire quello cercato. Per abbattere il più possibile il rumore di fondo si combinano tre approcci: il posizionamento del rivelatore in un luogo il più possibile schermato dai raggi cosmici [sotto la roccia del Gran Sasso, in questo caso, nda], l’uso di un materiale più puro possibile e un insieme di tecniche di analisi statistica che filtrano matematicamente il rumore”.

L’esperimento è costituito da diversi cilindri di un isotopo del germanio (l’isotopo 76, l’unico che almeno teoricamente potrebbe generare un decadimento doppio beta) immersi in un criostato che contiene 63 metri cubi di argon liquido tenuto a una temperatura di -190 °C. Il criostato è a sua volta immerso in un contenitore riempito con 590 metri cubi di acqua ultrapura: l’argon e l’acqua sono privi di contaminazioni e agiscono come ulteriori schermi contro la radiazione naturale proveniente dall’ambiente esterno. Due anni fa i responsabili di Gerda erano riusciti a minimizzare il rumore di fondo: l’esperimento, al momento attuale, è quello con minor rumore di fondo tra tutti quelli che cercano di vedere il decadimento senza neutrini. “Con l’abbattimento degli eventi di fondo ai livelli che siamo riusciti a raggiungere”, dice ancora Brugnera, “Gerda si è posto nelle condizioni ottimali per poter rivelare il decadimento senza neutrini. Oggi abbiamo fatto un ulteriore passo avanti, migliorando significativamente la sensibilità dello strumento. Siamo arrivati a una sensibilità per il tempo di dimezzamento del germanio (cioè il tempo che deve trascorrere affinché la metà dei nuclei dia luogo al decadimento) di oltre 1026 anni, di gran lunga superiore all’età dell’Universo.

Di per sé, sapere che per osservare un decadimento senza neutrini bisogna aspettare un’età superiore a quella dell’Universo sembrerebbe una notizia non troppo confortante. Ma non è così: “Il fatto che siamo riusciti a raggiungere questa sensibilità”, conclude Brugnera, “ci aiuterà a progettare esperimenti più efficienti. Dal momento che l’evento che cerchiamo è così raro, per aumentare le probabilità di osservarlo non resta altro da fare che aumentare la massa del germanio: più atomi ci sono, più è probabile che avvenga il decadimento. E infatti Gerda terminerà la sua presa dati alla fine di quest’anno e sarà sostituito da un nuovo apparato, Legend-200, basato sugli stessi principi ma con un numero 5 volte superiore di rivelatori e un fondo previsto 5 volte inferiore. Legend-200 migliorerà così di un fattore 10 la sensibilità record di Gerda”.





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Ecco la stella di neutroni più massiccia mai osservata

L’oggetto si chiama J0740+6620 e le sue caratteristiche sono state studiate da un’équipe di ricercatori del National Radio Astronomy Observatory alla University of Virginia e pubblicate sulla rivista Nature Astronomy.

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Credits immagine: X-ray (Nasa/Cxc/Eso/F.Vogt et al); Optical (Eso/Vlt/Muse & Nasa/STScI)

Più che stella di neutroni, è praticamente un buco neroche non ce l’ha fatta. Perché, stando a quanto dicono gli scienziati che l’hanno scoperta e caratterizzata, le sarebbe bastato un pizzico di massa in più per farla collassare su se stessa, schiacciata dalla sua stessa forza gravitazionale, e farle cominciare ad attirare tutta la materia circostante. Ma è comunque un oggetto da record: si tratta infatti della stella di neutroni più massiccia mai osservata finora. Contiene oltre due volte la massa del Sole, compressa in una sfera di appena 30 chilometri di diametro – si pensi, per confronto, che la nostra stella ha un diametro di quasi un milione e mezzo di chilometri.

L’oggetto si chiama J0740+6620 e le sue caratteristiche sono state studiate da un’équipe di ricercatori del National Radio Astronomy Observatory alla University of Virginia e pubblicate sulla rivista Nature Astronomy.

Stelle di neutroni e buchi neri

Le stelle di neutroni rappresentano l’ultima fase di vita di stelle molto grandi, che pesano tra 8 e 30 volte più del Sole. Quando esauriscono il carburante che innesca e mantiene attive le reazioni di fusione nucleare che avvengono al loro interno, queste stelle cominciano a espellere violentemente materiale nello spazio circostante. Infine, collassano sotto la propria forza gravitazionale, accorpando tutta la materia rimanente (generalmente dell’ordine di una o due volte la massa del Sole) in uno spazio piccolissimo. Ne risulta un oggetto ad altissima densità, pari a quella che si misura nei nuclei degli atomi: le stelle di neutroni, per l’appunto.

I buchi neri, come accennavamo, si formano più o meno allo stesso modo, anche se hanno bisogno di una massa di partenza ancora maggiore: al momento non è mai stato osservato un buco nero più leggero di cinque masse solari. Uno dei problemi ancora irrisolti riguarda, per l’appunto, la zona grigia tra stelle di neutroni e buchi neri, e in particolare il calcolo preciso della massa massima (ci si perdoni il gioco di parole) che porta alla formazione di una stella di neutroni e della massa minima necessaria alla formazione di un buco nero.

E poi riuscimmo a misurar le stelle

Il metodo usato per la misurazione della massa di una stella di neutroni. Credits: Yukterez/Wikimedia Commons
Misurando la massa di J0740+6620, gli astronomi hanno cercato per l’appunto di trovare una risposta a questa domanda. Riuscirci non è stato facile: la stella di neutroni si trova a oltre 4500 anni luce di distanza dalla Terra e ruota molto velocemente su se stessa. Analizzando le caratteristiche delle onde emesse dalla stella – e misurando in particolare un effetto chiamato ritardo temporale di Shapiro– per un arco temporale di cinque anni, gli scienziati sono riusciti a determinare la massa della stella stessa, pari a 2,14 masse solari, espressa in un intervallo di confidenza del 68,3%, il che la rende la stella di neutroni più massiccia mai osservata con questa precisione.

In passato sono state individuate altre due stelle di neutroni, PSR J2215+5135 e PSR B1957+20, con massa stimata di 2,27 e 2,4 masse solari rispettivamente, ma si tratta di misure meno attendibili rispetto a quelle condotte con il metodo usato dagli autori dello studio attuale. E dunque, fino a prova contraria, il record spetta a J0740+6620.





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Relatività e meccanica quantistica, l’incontro proibito che cambia l’ordine del tempo

Gli scienziati hanno rotto la struttura classica in cui gli istanti scorrono dal passato al futuro. Di fatto, non hanno viaggiato nel tempo ma hanno mostrato che mischiando la relatività generale di Einstein con la meccanica quantistica si potrebbe ottenere una realtà temporale (a livello puramente teorico) del tutto diversa

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Sovvertire l’ordine del tempo, muovendosi nel passato o nel futuro, e potendo tornare nel presente, a piacimento. La possibilità di viaggiare nel tempo ispira da sempre l’immaginazione umana, dalla letteratura al cinema (basti ricordare Ritorno al futuro del 1985 e il più recente Interstellar) dove i protagonisti riescono a farlo attraverso vari artifici. Ma a farci sognare questa volta è lo studio di un gruppo di fisici dell’Università del Queensland che, seppure non ha viaggiato nel tempo, ha ottenuto, a livello teorico, una nuova concezione del tempo.

Gli scienziati hanno rotto la struttura classica in cui gli istanti scorrono dal passato al futuro. Di fatto, non hanno viaggiato nel tempo ma hanno mostrato che mischiando la relatività generale di Einstein con la meccanica quantistica – da sempre incompatibili – si potrebbe ottenere una realtà temporale (a livello puramente teorico) del tutto diversa da quella che conosciamo, una condizione in cui non si sa cosa viene prima e cosa dopo. I risultati dello studio sono pubblicati su Nature Communications.

Ordine del tempo, partire dalla relatività

Per capire l’esperimento bisogna partire proprio dalla relatività di Einstein. Secondo il grande fisico, quanto più un corpo si trova vicino a un oggetto dalla massa molto grande, come un pianeta o un buco nero, tanto più lentamente scorrerà il tempo misurato nel punto dove si trova il corpo. Questo fenomeno è stato verificato con orologi atomici posti a diverse altitudini, che hanno dimostrato tempi differenti – anche se si tratta di nanosecondi, alterazioni impercettibili per noi esseri umani. Confermando così la dilatazione gravitazionale del tempo teorizzata da Einstein.

Mettere un pianeta in mezzo

Ma cosa c’entra questo con l’esperimento odierno? I ricercatori hanno supposto di avere due navicelle spaziali che nello stesso istante devono spararsi per distruggersi a vicenda. “Nella teoria di Einstein, un nemico potente potrebbe usare il principio della relatività generale mettendo un oggetto di grande massa, come un pianeta, vicino a una delle navicelle per rallentare il trascorrere del tempo”, sottolinea Magdalena Zych, prima autrice del paper, fisica all’Università del Queensland, in Australia. “A causa del rallentamento del tempo, la navicella più lontana dall’oggetto massivo sparerebbe prima, distruggendo l’altra”. Insomma, Einstein potrebbe venire in aiuto in situazioni in cui anche un istante è determinante.

Cambiare l’ordine del tempo, con la relatività e la quantistica

Ma ora aggiungiamo un nuovo tassello. Se oltre alla relatività chiamassimo in gioco la meccanica quantistica? In altre parole, se l’oggetto massivo (il pianeta) che “rallenta il tempo” della navicella fosse, come il gatto di Schrödinger, in uno stato di sovrapposizione quantistica? Ricordiamo che il gatto di Schrödinger è un esperimento mentale in cui un gatto posto in una scatola è sia vivo sia morto (in una sovrapposizione degli stati di vita e di morte) fino a quando l’osservatore compie la misura, ovvero apre la scatola. Nello studio, i fisici hanno immaginato di rallentare la navicella con un pianeta che è contemporaneamente vicino e lontano (oppure presente e assente). Cosa succederebbe in questo caso?

“Si ribalterebbe il concetto di tempo”, risponde il fisico Fabio Costa, coautore del paper. “La sovrapposizione di oggetti massivi può risultare in un ordine degli eventi non definito, una condizione, in cui tra due eventi, non si sa quale sia avvenuto prima e quale dopo”, dice il fisico intervistato da Galileo.

Come si cambia l’ordine del tempo

“Immaginiamo due laboratori, spiega Costa, “ciascuno dei quali deve compiere una certa azione a un’ora prefissata, diciamo a mezzogiorno, e mettiamo un pianeta vicino al primo laboratorio: qui gli orologi saranno rallentati e quindi il mezzogiorno arriverà dopo. Ma se mettiamo il pianeta più vicino al secondo sarà questo ad avere il tempo rallentato, di conseguenza, un evento che accade qui a mezzogiorno è nel passato per il primo laboratorio. “Ma se mettiamo il pianeta in sovrapposizione delle due posizioni – continua Costa – ovvero sia vicino sia lontano a uno dei due laboratori avremo che l’ordine temporale tra i due eventi è genuinamente non definito. In questo caso non sarebbe possibile stabilire quale evento (quale segnale mandato dai laboratori) venga prima e quale dopo”.

Questo è di fatto quello che hanno calcolato i ricercatori, utilizzando la meccanica quantistica e la relatività per cambiare l’ordine del tempo e creare una scala del tutto nuova.

Invertire l’ordine del tempo, le considerazioni

“È bene precisare – sottolinea il ricercatore – che quello dei pianeti è solo un esempio illustrativo. In realtà per la situazione da noi considerata è più rilevante la densità della massa. Quindi sarebbe ‘sufficiente’ usare oggetti piccoli, ma di densità molto elevata, per causare il rallentamento degli orologi”. Insomma, l’esperimento potrebbe valere non solo con i pianeti nello spazio ma – sempre a livello teorico – anche sulla Terra se si avessero oggetti piccoli ma estremamente densi.

Computer quantistici: più veloci con i salti nel tempo

“L’esperimento resta comunque fuori della portata della nostra tecnologia – aggiunge Costa – e una sovrapposizione di pianeti come descritta nel paper non sarà mai possibile, dato che le tecnologie consentono una simulazione di come funziona il tempo nel mondo quantistico senza utilizzare la gravità”. Tuttavia, osserva il ricercatore, il risultato è interessante per studiare questo effetto a scale molto diverse e per lo sviluppo di nuove tecnologie. “Attualmente”, conclude Costa, “stiamo lavorando per realizzare computer quantistici che – parlando in maniera molto semplice – possano effettivamente fare salti nel tempo per migliorare le loro prestazioni e svolgere le operazioni in maniera molto più efficiente rispetto ai dispositivi che lavorano con una sequenza di tempo fissato, quella che conosciamo e che è propria del mondo normale”.





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Crediti :

Nature, Galileo

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