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Fisica

Una formula matematica descrive il “canto” dei buchi neri

Un astrofisico della West Virginia University di Morgantown ha elaborato una formula matematica che descrive in modo più esatto la forma d’onda prodotta da due buchi neri che si fondono

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(immagine: Getty Images)

Ok, li abbiamo visti in foto. Ma ci possiamo fermare qui? Proprio no. Per scoprire sempre di più sui buchi neri gli scienziati hanno bisogno di modelli e formule matematiche sempre più precise. L’ultima proposta è quella di Sean McWilliams, un astrofisico teorico della West Virginia University di Morgantown, che ha elaborato una nuova formula matematica che dovrebbe descrivere in modo più esatto il segnale, o forma d’onda, prodotto da due buchi neri che si fondono.

L’articolo, in corso di pubblicazione su Physical Review Letters, sta già suscitando dibattito tra gli esperti, tra chi dice che sia un grande passo avanti per fare analisi più accurate e chi invece, pur riconoscendo il valore del lavoro, ha dei dubbi sull’applicazione della formula.

Da Einstein a Ligo e Virgo

Nel 1916 Albert Einstein ipotizza che due stelle che orbitano una intorno all’altra generano una perturbazione nello spazio-tempo, che ora chiamiamo onde gravitazionali. Quella del genio era una previsione, fondata sull’applicazione della legge della relatività generale da lui stesso formulata.

Einstein però credeva che non sarebbe mai stato possibile osservare le onde gravitazionali perché troppo deboli. Si sbagliava e pressapoco cento anni dopo eccole lì, conseguenza della fusione di due buchi neri, catturate dai giganteschi interferometri di Ligo (2015) e poi anche di Virgo (2017).

Onde gravitazionali: come interpretarle

Quindi le onde gravitazionali esistono e gli scienziati ne stanno collezionando sempre di più. Basti pensare che a solo un mese dalla riapertura dei lavori di Ligo e Virgo sono state individuate tre possibili fusioni di buchi neri, una fusione di stelle di neutroni e forse anche una fusione mista tra una stella di neutroni e un buco nero.

Un conto però è l’osservazione, il dato, un altro è decifrarlo per poterlo interpretare e da questo ricavare, per esempio, le masse dei buchi neri prima della fusione. Difficile, e molto. Perché è praticamente impossibile descrivere il moto di due oggetti massicci come buchi neri e stelle di neutroni che si muovono assieme: oltre la soglia che delimita l’orbita circolare stabile più interna, nota come Isco (cioè la distanza – circa tre volte superiore a quella dell’orizzonte degli eventi – oltre la quale anche un oggetto enorme cade in un’orbita a spirale), la matematica lineare non basta.

Per questo finora gli scienziati si erano accontentati di confrontare i segnali empirici provenienti dallo Spazio con un archivio di simulazioninumeriche per ricavare un’approssimazione della forma d’onda.

Le formule di McWilliams

Ora però McWilliams ritiene di poter bypassare le principali difficoltà di calcolo da una parte applicando la relatività generale per calcolare come una minuscola massa test influenzi il segnale dal buco nero di fusione, dall’altra affermando che oltre la soglia in cui anche la traiettoria della luce viene piegata (e definisce così l’anello luminoso che appare nell’ormai famosa immagine del buco nero) le non linearità matematiche possano essere ignorate. Inghiottite anch’esse dal buco nero, non possono influenzare le onde gravitazionali emesse dall’evento di fusione.

Così l’astrofisico propone una coppia di formule che sembrano sostituire le complicate simulazioni numeriche e che secondo alcuni consentiranno di fare previsioni più precise delle forme d’onda.
Non si può però dire che queste formule siano la soluzione al problema, commentano alcuni esponenti di Ligo e del Mit di Boston: sebbene restituiscano un’interpretazione più definita del segnale, bisogna comunque introdurre semplificazioni e non prevedono una stima delle incertezze.





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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

Nella storia dell’essere umano non c’è mai stata così tanta CO₂ nell’atmosfera

Lo scorso weekend la presenza di gas serra ha toccato un nuovo preoccupante livello record di 415,26 parti per milione: non era mai stato così alto da quando l’uomo è sulla Terra

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Gli appelli di Greta Thunberg, la 16enne paladina del clima che ha convinto centinaia di migliaia di studenti in tutto il mondo a protestare contro i cambiamenti climatici e chiede ai governi di impegnarsi molto di più sul fronte ambientale, per ora sembrano essere caduti nel vuoto. Eppure sempre più dati testimoniano la necessità di prendere sul serio l’attivista: questo weekend, i ricercatori dello Scripps Institute for Oceanography di San Diego hanno fatto sapere che la presenza di CO₂ nell’atmosfera ha raggiunto il livello record di 415 parti per milione. Il dato, certificato dall’Osservatorio Mauna Lau delle Hawaii, è il più alto da quando l’uomo è comparso sulla Terra.

Il numero è allarmante. “Non è il più alto solo della storia documentata, o non solo dall’invenzione dell’agricoltura 10mila anni fa: è il più alto dai tempi precedenti ai primi esemplari moderni di essere umano, milioni di anni fa. Non sappiamo nulla di un pianeta come questo”, ha twittato il meteorologo Eric Holthaus.

Gli ha fatto eco la climatologa della Texas Tech University, Katherine Hayhoe. “Come scienziata, quello che mi preoccupa di più non è che abbiamo superato l’ennesima soglia, ma ciò che questo aumento significa nella realtà. Stiamo continuando con un esperimento senza precedenti sul nostro pianeta, che è l’unica casa che abbiamo”.

Un aumento costante

Gli scienziati hanno iniziato a monitorare la presenza di CO₂ nell’atmosfera negli anni Sessanta. Da allora, il livello di emissioni – che era pari a 315 ppm – è sempre aumentato, proporzionalmente allo sviluppo industriale, fino ad arrivare a quota 400 ppm nel 2016. Oggi siamo a 415,26 parti per milione, il che significa che negli ultimi tre anni la presenza di CO₂ è cresciuta in media di 5 parti per milione, soprattutto a causa delle scelte dei governi e dell’utilizzo dei combustibili fossili.

Secondo gli scienziati, è impossibile prevedere cosa comporterà questo livello di CO₂ nei prossimi anni. Si possono solo fare delle ipotesi. Una di queste è che la Terra torni a essere com’era durante il Pliocene, un’epoca geologica che ebbe inizio 5 milioni di anni fa e terminò 2 milioni di anni fa e fu caratterizzata da livelli di Co2 superiori a 400 ppm. Allora la temperatura media era tre gradi più alta di quella odierna, gli oceani erano più alti di 15 metri e non c’erano ghiacciai. Il Polo Sud, per esempio, era ricoperto da foreste.





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Fisica

SpaceX lancia i primi 60 satelliti per l’internet dello spazio, ma Musk è pessimista

SpaceX sulla rampa di lancio per spedire in orbita i primi nodi della rete spaziale, ma il fondatore di Tesla Elon Musk teme un insuccesso, mentre accelera la corsa con i concorrenti. Ecco come seguire il lancio

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Falcon 9 in fase di decollo (Foto: SpaceX/Flickr)

Continua la corsa alla conquista dell’internet spaziale con un lancio di 60 satelliti da parte di SpaceX, la società aerospaziale di Elon Musk, con l’obiettivo di avviare i test della rete web satellitare Starlink. Il lancio dei 60 satelliti caricati nella stiva del razzo Falcon 9 è previsto nella finestra di tempo tra le ore 2.30 e le 4 (fuso orario di Greenwich) del 16 maggio 2019.

L’annuncio è stato dato dal patron di Tesla, Elon Musk, su Twitter, con due foto suggestive del vano di carico del Falcon9 pieno dei satelliti, che verranno rilasciati in orbita a formare la prima parte della rete internet dello spazio.

SpaceX non vuole rimanere indietro dopo che i concorrenti dOne Web, a febbraio, sono riusciti a mettere in orbita 6 satelliti funzionanti. Né vuole essere superata nella corsa allo spazio da Amazon e dai suoi 3.236 satelliti Kuiper

Elon Musk però non è convinto della riuscita del primo lancio. “Molto probabilmente andrà tutto storto nella prima missione”, ha scritto nelle risposte al suo tweet. La rete composta da soli 60 satelliti fungerà da test ma non avrà una ricaduta immediata pet gli untenti. “Saranno necessari altri 6 lanci da 60 satelliti per avere una minima copertura di segnale”, ha spiegato Musk, “e altri 12 per una moderata”.

Finora SpaceX ha inviato in orbita solamente due satelliti di test, denominati TinTin A e TinTin B. I 60 satelliti prossimi al lancio sono un’evoluzione di quei modelli ma non sono ancora la versione definitiva. Sono prototipi sacrificabili per testare l’efficacia del progetto, che si comporrà, nei piani di SpaceX, di circa 12mila satelliti.

Il decollo avverrà dalla stazione aeronautica di Cape Canaveral in Florida e potrà essere seguito dalla diretta live trasmessa sul canale YouTube di SpaceX .





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Caro Libero, ti spieghiamo la differenza tra meteo e clima

Secondo il quotidiano un maggio così freddo basterebbe a smentire il riscaldamento globale in atto, che la scienza sta denunciando ormai da anni. Ancora una volta è stata fatta confusione tra meteo e clima

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Riscaldamento del pianeta? Ma se fa freddo”. Così titola e si risponde il quotidiano Libero, nella sua prima pagina di lunedì 6 maggio 2019. L’ennesima leggerezza giornalistica dovuta alla confusione tra due concetti molto diversi tra loro, quello di clima e quello di meteo. A detta dell’autore dell’articolo, infatti, quest’inizio di maggio così freddo e piovoso, con nevicate anche a bassa quota, in tutta la nostra penisola, smentirebbe il riscaldamento globale in atto che la scienza e Greta Thunberg, la sedicenne svedese diventata una celebrità nella lotta al cambiamento climatico (ma che il giornale non perde occasione di chiamare Gretina), stanno denunciando ormai da anni.

libero surriscaldamento globale

Ma bastano davvero temperature rigide e piogge torrenziali per sbugiardare i cambiamenti climatici? No, anzi. Si tratta solamente dell’ennesimo errore da parte di un giornale, che ha confuso fenomeni meteorologici anomali di qualche giorno con il clima e quindi il cambiamento climatico, che si misura invece su lunghe scale temporali. Ricordiamo, infatti, che poco tempo fa anche il Messaggero di Roma aveva fatto uno scivolone simile, titolando un articolo del 5 gennaio scorso con “Il freddo di questi giorni allontana i timori sul riscaldamento globale”. Come vi avevamo raccontato, il giornale aveva successivamente rimediato al “malinteso”, riferendo che era saltato un “non” che aveva cambiato tutto il senso della frase.

Ricordiamo che la lettura degli eventi meteo estremi potrebbe essere proprio l’opposto a quanto sostenuto dal giornale: sarebbero infatti proprio i cambiamenti climatici a generale e rendere più frequenti le ondate di gelo e di calore. E di documenti scientifici che lo dimostrano ce ne sono a palate. Per citarne alcuni, i dati dell’Istituto di science dell’atmosfera e del clima (Isac) del Cnr di Bologna hanno evidenziato come il 2018 è stato l’anno più caldo degli ultimi due secoli nel nostro Paese, confermando la tendenza all’aumento delle temperature medie del pianeta. “Il 2018 è stato l’anno più caldo dal 1800 ad oggi per l’Italia”, ci aveva raccontato il climatologo Michele Brunetti“Con una anomalia di 1,58°C sopra la media del periodo di riferimento dal 1971 al 2000, ha superato il precedente record del 2015 (1,44°C sopra la media)”.

Secondo uno studio della University of Hawaii, pubblicato su Nature Climate Change, le ondate di caldo sono destinate ad aumentare: come sottolineano i ricercatori, nei prossimi anni, le emissioni di gas serracontinueranno a crescere e il 75% della popolazione mondiale potrebbe essere esposto entro il 2100 a ondate di calore mortali. E se le cose non cambieranno, stando al Climate Action Tracker, sempre nel 2100 la temperatura sarà di 3,4°C più alta rispetto a quella attuale, con conseguenze catastrofiche.

Ricordiamo, inoltre, che dall’inizio del 2019 sono già stati registrati 33 record di caldo, ma nessuno di freddo. Lo aveva raccontato al New Scientist il climatologo Maximiliano Herrera, a commento dell’ondata di gelo eccezionale (temperature di -40 gradi) che aveva investito l’America del Nord a gennaio scorso. Secondo lo scienziato, per poter dire che un clima sia stabile, il numero di record di temperature calde e fredde dovrebbe essere uguale. Ma stando alle ultime analisi, nel 2018 ben 430 stazioni in tutto il mondo hanno registrato temperature massime e solamente 40 hanno riportato i minimi storici. Un confronto che è il chiaro ed ennesimo segno del fatto che il nostro pianeta stia diventando sempre più caldo.

 





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