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Fisica

Tlick, l’unità di tempo appena inventata da Facebook

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Si chiama flick, parola coniata mettendo insieme frame (nel senso di fotogramma) e tick (ticchettio). Ed è una nuova unità di misura per il tempo appena inventata dagli scienziati di Facebook (in particolare dal team che si occupa dello sviluppo dei visori Oculus), balzata agli onori della cronaca perché equivalente “al tempo medio trascorso dagli utenti a visualizzare un singolo post”, ovvero riconducibile in qualche modo all’unità di tempo che misura l’attenzione degli utenti stessi. Spiacenti di spoetizzare la questione, ma la vera motivazione che ha spinto i tecnici di Menlo Park a introdurre il flick è di natura molto più tecnica: la nuova unità di misura, infatti, definita come la settecentocinquemilionesimaseicentomillesima parte di un secondo (1/705.600.000 secondi, o 1,4172×10-9 secondi, se preferite), è un escamotage che renderà molto più semplice ed efficiente lo sviluppo di nuovi prodotti audio e video, snellendo i processi di produzione e codifica ed evitando possibili errori di programmazione.

Le unità di misura
Come misuriamo il tempo? Nel Sistema metrico internazionale (il più diffuso sistema di unità di misura, adottato dalla maggior parte dei paesi del mondo) ha come unità di misura fondamentale per il tempo il secondo, definito come “la durata di 9.192.631.770 periodi della radiazione corrispondente alla transizione tra due livelli iperfini […] dello stato fondamentale dell’atomo di cesio, con i suoi sottomultipli (millisecondo, picosecondo, nanosecondo etc.

Le unità di misura derivate, come il minuto, l’ora e il giorno, sebbene siano di comune utilizzo, non fanno invece parte del Sistema internazionale. Altre unità di misura, in ordine rigorosamente sparso, sono il tempo di Planck (definito come il tempo impiegato dalla luce per percorrere una lunghezza di Planck: si tratta del più piccolo intervallo di tempo concepibile), la Time Unit (pari a 1024 microsecondi), l’anno galattico(basato sul tempo di rotazione delle galassie), lo Svedberg (pari a 100 femtosecondi). E, da pochi giorni, il flick.

Dalle stelle al flick
Come dicevamo all’inizio, un flick è pari a un settecentomilionesimo di secondo circa. Perché è stato introdotto? Si tratta, come spiegano i suoi inventori su GitHub, della “più piccola unità di tempo più grande del nanosecondo, che può rappresentare esattamente con numeri interi la durata di un singolo fotogramma alle frequenze di 24, 25, 30, 38, 50, 60, 90, 100 e 120 Hertz”. È importante perché si tratta delle frequenze di campionamento più comunemente utilizzate per la riproduzione di video audio.

film, per esempio, sono riprodotti in genere a 24 fotogrammi al secondo, e un 24esimo di secondo è uguale a un numero intero di flick (29.400.000, per la precisione): lo stesso accade con le altre frequenze. L’adozione di questa unità di misura porterà quindi a una notevole semplificazione nelle operazioni legate alla codifica, alla produzione e all’esportazione di audio e video, perché la base temporale su cui lavorare sarà omogenea e, lavorando solo con numeri interi, non sarà più necessario tagliare i valori a un certo numero di cifre dopo la virgola, riducendo così il rischio di errore legato all’approssimazione.

Cosa è il tempo…
Per comprendere bene la questione è necessario però un breve excursus storico-scientifico su cosa si intende per tempo e su come lo misuriamo. Per quanto il concetto di tempo sia intuitivamente inteso da ognuno di noi, dargli una definizione precisa e univoca è tutt’altro che semplice e ha impegnato per secoli filosofi, matematici e fisici. Un punto colto molto bene, per esempio, da sant’Agostino“Io so cosa è il tempo”, scriveva nell’undicesimo libro delle sue Confessioni“Ma quando mi chiedono di definirlo non so farlo”. L’American Heritage Dictionary of English Language definisce il tempo, un po’ tautologicamente, come “il continuum nonspaziale in cui gli eventi avvengono in successione apparentemente irreversibile dal passato al presente al futuro”, facendo esplicito riferimento dunque ai concetti di passatopresente e futuro, che però incorporano in sé il concetto di tempo. I fisici sono arrivati a un compromesso, enunciando una cosiddetta definizione operativa del tempo, intesa come grandezza identificata dalla sua misura. Più concretamente, dal punto di vista fisico il tempo è una quantità fondamentale (al pari, per esempio, di lunghezzamassacarica elettrica) ed è definito da quello che si legge sugli strumenti che si usano per misurarlo – gli orologi. È proprio in virtù di questa definizione operativa che i metodi di misurazione e le unità di misura del tempo sono sempre stati un aspetto dirimente e fondamentale della questione.

…e come lo si misura
La storia della misura del tempo inizia già 30mila anni fa, quando le prime comunità umane notano per la prima volta delle regolarità negli eventi naturali. Anzitutto quelli astronomici, come il movimento di Sole stelle nel cielo e le fasi lunari; poi quelli legati al clima e alla lunghezza del giorno e della notte – venti e piogge, esondazioni dei fiumi, fioritura degli alberi, migrazioni animali. Da queste prime osservazioni emerge, quasi naturalmente, l’idea di una suddivisione dell’anno in quattro stagioni: in questo senso, la stagionalità può essere considerata la prima e più basilare suddivisione del tempo in unità di misura. Altri marker temporali utilizzati in epoche passate sono stati, per esempio, la prima apparizione in cielo della stella Sirio – che in Egitto coincideva con l’esondazione del Nilo –, la posizione all’orizzonte del Sole all’alba, la lunghezza dell’ombra di uno gnomone.

Successivamente, con l’aumentare della complessità delle società umane, la misurazione del tempo diventa una necessità sempre più sentita, specie per esigenze agricole, commerciali e militari: si iniziano così a mettere a punto delle tavole astronomiche e a costruire i primi rudimentali strumenti di misura, come clessidre a sabbiameridiane orologi ad acqua. I punti di svolta arrivano con i lavori di Galileo Galilei, che per primo osserva le oscillazioni costanti del pendolo e le usa per misurare lo scorrere del tempo, di Christiaan Huygens, che perfeziona il pendolo stesso, e di Isaac Newton, che prosegue lo studio quantitativo del tempo e delle leggi che lo legano, per esempio, alla forza e all’accelerazione dei corpi.

In epoca più recente, il contributo più significativo è stato quello di Albert Einstein, che con la sua teoria della relatività (prima ristretta e poi generale) ha completamente ridefinito il concetto di tempo, declassandolo a grandezza relativa e postulando per la prima volta l’idea dell’esistenza di uno spazio-tempo a quattro dimensioni che costituisce il tessuto del nostro Universo. La discussione sulla natura del tempo e su come misurarlo, naturalmente, non si è mai esaurita, e continua a tenere banco tra la comunità dei fisici teorici: “Il funzionamento del tempo”, ha raccontatorecentemente a Wired.com Sean Carroll, fisico del Caltech che da tempo studia l’evoluzione dell’Universo, “è una questione complessa e dalle molteplici sfaccettature. La maggior parte delle quali sono riconducibili alla teoria di Einstein e a come misuriamo il tempo nel nostro sistema di riferimento. L’aspetto più interessante, a mio avviso, riguarda la freccia del tempo, cioè, in altri termini, il fatto che il passato sia diverso dal futuro. Ci sono processi apparentemente irreversibili, che indicano che la freccia del tempo scorre solo in una direzione. Sappiamo che questo fenomeno è legato alla seconda legge della termodinamica: l’entropia – cioè la misura del disordine di un sistema fisico – non può che crescere. Ma perché è così? E perché lo stato iniziale del nostro Universo, prima del Big Bang, era uno stato estremamente ordinato, con entropia minima?”. Come a dire: per comprendere esattamente il senso del tempo e della sua misurazione, è indispensabile risalire ai principi primi, e capire cosa è accaduto negli istanti di vita iniziali dell’Universo.





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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

Fisica

Nel 2019 sui giornali italiani ancora si nega che siamo arrivati sulla Luna

“Sulla Luna non ci siamo mai stati”. È la tesi di un articolo sul Fatto a firma del giornalista e autore tv Ivo Mej. Ma tutto lascia intendere il contrario

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(foto: Kordite/Flickr)

Quali grandi novità, frutto di approfondite inchieste giornalistiche e indagini scientifiche, sono emerse negli ultimi giorni per riaprire ancora una volta il dibattito se l’umanità abbia o meno messo piede sulla Luna? Ebbene – tenetevi forte – nessuna.

Tuttavia, nella giornata dell’8 luglio sul sito de Il Fatto quotidiano è stato pubblicato un articolo (cliccare sul link non dà traffico al sito) dal titolo emblematico: Insomma, sulla Luna ci siamo stati o no?. Una raccolta di valutazioni soggettive e prove non-scientifiche a sostegno della tesi del falso allunaggio, che cade a fagiolo proprio a pochi giorni dal 50esimo anniversario del successo della missione spaziale Apollo 11. Quella che, scetticismi a parte, ci ha portati per la prima volta sul nostro satellite naturale.

La scienza a sentimento

L’articolo in questione è firmato da Ivo Mej, giornalista e autore tv, che esordisce nell’articolo affermando che “la mia personale opinione è che no, sulla Luna non si saremmo mai potuti andare con la tecnologia degli anni Sessanta, tant’è vero che non riusciamo ad andarci neanche oggi”. Non è chiaro però quali elementi fattuali supportino questa sua sensazione, né quali prove possano far concludere che la Nasa ha “inventato miriadi di supercazzole”, dato che i pochissimi esempi riportati sono poco attinenticon l’evento dell’allunaggio (e comunque falsi, come vedremo tra poco).

Addirittura, Mej pare essere riuscito nell’incredibile impresa – altro che allunaggio – di fare il complottista su se stesso, smentendo la sua opinione espressa poco prima: “Come è possibile che in mezzo secolo non sia mai venuta fuori la verità sulla conquista mai avvenuta del nostro satellite?”. Per il resto nell’articolo si fa riferimento perlopiù a imprecisate “incongruenze logiche”, a “strane dimissioni” e ad “ammissioni a mezza bocca dei dirigenti Nasa”: tutte cose sentite e risentite, e su cui in questo caso non è nemmeno possibile argomentare dato che non è specificato di che cosa si tratti con precisione.

Curioso che gli unici esperti citati siano registifotografi e documentaristi, mentre manca del tutto la voce di tecnici spaziali, scienziati e astronauti. Se questo è l’approccio con cui si tenta di affrontare seriamente la questione, probabilmente avranno vita lunga pure il terrapiattismo, l’arrivo di Nibiru e i rapimenti alieni. Chissà quando uscirà l’inchiesta: “Insomma la Terra è piatta o no?”.

I pochi esempi si confutano al volo

Nell’articolo sono esplicitate in sostanza tre sole argomentazioni contro l’allunaggio. La prima riguarda un obiettivo fotografico messo a disposizione del regista Stanley Kubrick per il film Barry Lyndon, che sarebbe stato costruito dalla Nasa e poi regalato per le sue riprese. Una storia però che non ha alcun aspetto di mistero, come è stata raccontata da Neil Oseman e ripresa anche Paolo Attivissimo: non è affatto vero che l’obiettivo sia stato donato, e poi la sua costruzione è stata motivata proprio dalla volontà di fare riprese della Luna dalle sonde spaziali Nasa. Dove starebbe, di preciso, il problema?

Un secondo punto citato a favore dello scetticismo verso la versione ufficiale riguarda “l’attraversamento delle micidiali fasce di Van Allen, in grado di friggere qualsiasi apparato radio (non parliamo dei corpi degli astronauti)”. Anche in questo caso non occorre molto sforzo per confutare la tesi: basta infatti una buona schermatura e una scelta adeguata della traiettoria di lancio per risolvere il problema, come peraltro dimostrano tutti i satelliti e le sonde che hanno viaggiato oltre le fasce di Van Allen e sono ancora in perfetta forma. In proposito, c’è un bell’approfondimento su Medium.

Infine, viene richiamato il caso del rifiuto da parte degli astronauti dell’Apollo 11 di giurare sulla Bibbia davanti a un noto complottista dell’allunaggio, il regista Bart Sibrel. Già la descrizione del fatto basta a spiegare il perché del rifiuto, ma in ogni caso (come fa notare anche in questo caso Attivissimo) altri membri degli equipaggi della missione Apollo hanno accettato di giurare, come Ed Mitchell, Gene Cernan e Alan Bean. Fino a prova contraria, poi, rifiutarsi di stare al gioco dei complottisti non rappresenta una prova a favore del complotto. Per non parlare del valore squisitamente scientifico e oggettivo del test del giuramento su testo sacro.

E se alla fine fosse solo una pubblicità?

Dato che stiamo giocando con i complottismi, proviamo a divertirci un po’ anche qui su Wired. Tanto per parlare di coincidenze, nell’articolo di Ivo Mej viene citato per 3 volte il documentario American Moon del fotografo e regista Massimo Mazzucco, peraltro noto sostenitore di diverse teorie del complotto. Quello stesso film viene definito dal giornalista “incredibile” (a quanto pare con il significato di prodigioso, e non con quello più calzante e letterale di inverosimile), viene richiamato nel secondo e nell’ultimo paragrafo dell’articolo, segnalando in chiusura anche il giorno e il luogo della prossima proiezione del film in Italia.

Difficile valutare quanto la trasmissione al grande pubblico del documentario abbia svolto il ruolo di pretesto per poter scrivere dell’allunaggio, e quanto invece i complottismi siano stati sfruttati – se non per fare clickbaiting – per parlare dell’evento cinematografico in programma e, implicitamente, promuoverlo. Quel che è certo è che i commenti sotto l’articolo de Il Fatto quotidiano sono già diventati più di 700, di cui alcuni piuttosto divertenti.





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Il collasso diretto dei buchi neri supermassicci

Questi oggetti estremi del cosmo erano presenti già nell’epoca primordiale dell’universo: per spiegarne l’origine, un nuovo modello prevede che si siano formati con un processo molto rapido, e non dal collasso di stelle

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(Scott Woods, Western University)

Non c’è bisogno di una stella che collassa per avere un buco nero supermassiccio. E questo spiega perché questo tipo di oggetti potevano essere presenti anche nell’epoca primordiale dell’universo. Lo afferma un nuovo studio pubblicato sulle “Astrophysical Journal Letters” da Shantanu Basu e Arpan Das della University of Western Ontario, in Canada.

I buchi neri supermassicci sono una tipologia di buchi neri caratterizzata da una massa molto elevata, che arriva a milioni o miliardi di volte la massa del Sole. Malgrado le loro caratteristiche estreme però non sono oggetti rari: si stima che ogni galassia o quasi ospiti nel proprio nucleo un buco nero supermassiccio.

Sulla loro origine non c’è accordo tra gli astrofisici. Una prima ipotesi è che derivino dall’accrescimento di buchi neri di dimensioni normali, che a loro volta sono l’esito ultimo del collasso di stelle giunte al termine del loro ciclo vitale. Quando infatti le reazioni di fusione nucleare all’interno della stella hanno trasformato quasi tutto l’idrogeno in elio, la pressione di radiazione verso l’esterno non è più in grado di contrastare la forza gravitazionale che agisce in senso opposto, e tutta la massa tende a concentrarsi nel nucleo.

Altre ipotesi prevedono invece che i buchi neri supermassicci si formino in seguito al collasso di particolari tipologie di stelle o di ammassi stellari.

Nell’ultimo decennio il panorama delle conoscenze su questo argomento si è arricchito di numerose osservazioni di buchi neri supermassicci estremamente lontani, che ci appaiono quindi com’erano poche centinaia di milioni di anni dopo l’origine dell’universo. Ciò depone a favore di una formazione molto rapida e diretta di questi oggetti.

Tenuto conto di questi dati, Basu e Das propongono ora nuovo modello di formazione dei buchi neri supermassicci basato su un’idea di base molto semplice: la loro origine è un collasso molto rapido.

“I buchi neri supermassicci hanno avuto solo un periodo di tempo breve per formarsi e crescere, e a un certo punto la loro produzione nell’universo è cessata”, ha spiegato Basu. “È questo lo scenario del collasso diretto”.

Le simulazioni al computer dei due autori mostrano che le osservazioni e i dati sperimentali dei buchi neri supermassicci già presenti in un’epoca primordiale dell’universo sono compatibili con un accrescimento esponenziale del buco nero, che inizia la sua vita con una massa compresa tra 10.000 e 100.000 masse solari.





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Andromeda: rilevata l’onda anomala della Galassia

Un nuovo studio, frutto di una collaborazione internazionale guidata dalla Sapienza, ha evidenziato un’emissione anomala nelle microonde proveniente dalla galassia di Andromeda attraverso osservazioni astrofisiche effettuate con il Sardinia Radio Telescope. Il lavoro è stato pubblicato sulla rivista Astrophysical Journal Letter

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Composizione dell' immagine ottica della galassia di Andromeda ottenuta dalla Digitalized Sky Syrvey con l'immagine nelle onde radio a 6.7 GHz osservata con il Sardinia Radio Telescope (toni di rosso). E' ben visibile un anello di emissione radio associato al disco di Andromeda e numerose sorgenti puntiformi sullo sfondo riconducibili a lontane galassie
Un nuovo studio, frutto di una collaborazione internazionale guidata dalla Sapienza, ha scoperto un’emissione anomala nelle microonde proveniente dalla Galassia di Andromeda grazie a osservazioni astrofisiche effettuate con il radio telescopio di 64 metri Sardinia Radio Telescope (SRT), una nuova eccellenza mondiale per la radio astronomia gestita dall’Istituto Nazionale di Astrofisica.

La galassia di Andromeda è la più grande del gruppo locale, un aggregato di oltre 70 galassie a cui appartiene anche la nostra Via Lattea. Molto ben studiata nelle bande dello spettro elettromagnetico, Andromeda tuttavia non era mai stata indagata approfonditamente in quella delle microonde.

A far luce su questo aspetto è un team internazionale a cui hanno partecipato il Dipartimento di Fsica della Sapienza, l’Osservatorio astronomico di Cagliari (Inaf), l’Instituto de Astrofisica de Canarias (Spagna), la University of British Columbia (Canada), il California Institute of Technology (USA) e l’Istituto di Radio astronomia di Bologna (Inaf). Il lavoro, pubblicato sulla rivista Astrophysical Journal Letter, ha effettuato una mappatura completa della galassia di Andromeda nelle microonde, alla lunghezza d’onda di 4,5 cm e alla frequenza di 6,7 GHz.

Si è osservato che, oltre alle emissioni classiche legate alle interazioni tra il materiale interstellare e il campo magnetico di Andromeda, la Galassia presenta “un’onda anomala” in eccesso che non è spiegabile se non con nuovi meccanismi di radiazione. I modelli più accreditati per tale emissione sono legati alla rapida rotazione di piccoli grani di polvere interstellare (Spinning Dust).

“Già nel 2015 il satellite Planck aveva intravisto questo tipo di emissione con una bassa significatività statistica – spiega Elia Battistelli del Dipartimento di Fisica della Sapienza e coordinatore del progetto – ma ora si ha la certezza che una radiazione del genere sia effettivamente presente nella emissione globale della galassia di Andromeda”.
“Date le dimensioni di Andromeda – spiega Matteo Murgia dell’Inaf – osservare la galassia con il necessario livello di dettaglio è molto difficile ma, grazie alle caratteristiche del Sardinia Radio Telescope, è stato possibile realizzare immagini di svariati gradi quadrati garantendo adeguata sensibilità e risoluzione angolare.”

Questi risultati, che consentono per la prima volta di osservare Andromeda nella sua interezza e di analizzare effetti finora studiati solo nella nostra Galassia, permetteranno di acquisire maggiori informazioni sulla formazione stellare di Andromeda, sul suo campo magnetico e sulla possibilità che siano presenti emissioni laser nelle microonde causate dalla presenza di molecole dell’acqua.





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