Superman, fotoni e neutrini

Beh, diciamo subito una cosa: "via, più veloci della luce" suona decisamente meglio di "via, più veloci dei neutrini"... da questo punto di vista non c'è storia!

E, se non altro, i molti cultori del simpatico e nerboruto supereroe in pigiamone blu e mantello rosso possono stare tranquilli, non c'è ancora bisogno di cambiare motto.

Infatti, stando almeno alle anticipazioni di stampa che tutti conosciamo, la famosa misura della velocità dei neutrini fra Ginevra ed il Gran Sasso potrebbe essere inficiata da un problema di sincronizzazione di riferimenti temporali. Ho sentito citare un problema di connettori, in pratica... una presa difettosa.

Non credo comunque che ci sia ancora la prova-provata che questo problema invalidi i risultati del famoso esperimento. Anche se è vero però che in un batter d'occhio la convinzione nell'ambiente scientifico è passata da una sorpresa tutto sommato possibilista ad uno scetticismo diffuso.

E in un certo senso possiamo dire "peccato". Le possibilità che si sarebbero aperte di fronte ad una nuova realtà della fisica prospettava dalla violazione del limite della velocità della luce sarebbero state appena immaginabili. Ma così pare non essere. E quindi ritorniamo nell'universo dei "brachioni", neologismo coniato per distinguere il nostro universo "lento" da quello, veloce appunto, dei "tachioni".

Ovviamente c'è ancora molto tempo per la discussione scientifica. Si dice spesso che risultati scientifici sbagliati possano però stimolare la discussione e favorire nuove idee. Questo è senz'altro vero, dove naturalmente bisogna intenderci sul significato di risultato "sbagliato".

L'esperimento di OPERA, anche se si dovesse confermare che i risultati sono ora compatibili con la relatività speciale e generale, non rientra certo nei lavori malfatti. Centinaia di scienziati hanno lavorato per anni per arrivare a misurare un effetto che, per definizione, è al bordo delle nostre attuali capacità tecnologiche. Il fatto stesso che per identificare un possibile errore sia stato necessario un altro anno di lavoro la dice lunga.
Ed in questo senso certe ironie che sono trapelate a mezzo stampa mi appaiono tutto sommato inopportune.

Casomai si può discutere sulla risonanza mediatica che a sul tempo fu data alla pubblicazione dei risultati dell'esperimento. Molti hanno infatti commentato che si sarebbe dovuto mantenere tutto entro i limiti ristretti della comunità scientifica degli specialisti fino alla conferma definitiva o meno.

Difficile dare torto a questa posizione, almeno in linea di principio. Nella realtà eviterei però di caricare sulle spalle dei colleghi dell'esperimento OPERA pesi eccessivi...  non credo che tanti di noi in situazioni analoghe avrebbero seguito strade poi molto diverse.

Con la speranza comunque che, chissà mai, magari il match non sia ancora del tutto chiuso...

Via più veloce dei neutrini!

Anche Superman, poveretto, ha dovuto aggiornare il suo motto. Anche se magari possiamo ancora nutrire qualche dubbio ed invitarlo a pazientare un poco...

Non c'è dubbio, comunque, che la misura della superluminalità dei neutrini misurati al Gran Sasso dall'esperimento OPERA ha tutte le potenzialità per risultare, se confermato senza ragionevoli dubbi, realmente dirompente per la fisica moderna.

In realtà, se ci domandiamo come in passato si sia riusciti a misurare la velocità della luce, troviamo che queste misure sono state già protagoniste di una delle più importanti "rivoluzoni" della storia della fisica. Quella che ha portato la velocità della luce a non essere solo la velocità di un certo tipo di radiazione, ma ad assumere un ruolo chiave nella nostra visione dello spazio-tempo. La velocità limite irraggiungibile da ogni oggetto con massa e, appunto, caratterizzante il moto di particelle senza massa come i fotoni.

C'è molto di più, quindi, di una misura di velocità. 

Di questo e molto altro parleremo oggi pomeriggio, alle 17, presso la Biblioteca Berio di Genova, in una conferenza pubblica in cui, con la fantasia, e qui è facile, viaggeremo senza limiti di velocità!

L'essenziale è invisibile agli occhi...

L'essenziale è invisibile agli occhi... 

penso che poche frasi siano più citate di questa tratta dal "Piccolo Principe"... persino troppo...

Ed infatti anche stasera alle 21, a Lecco, presso la sala dell'Unione Industriali, in via Caprera, avremo una tavola rotonda in cui verranno discussi temi dallo scientifico all'umanistico, in particolare i mai completamente banali rapporti fra le due culture. La serata, appunto, sarà introdotta da una versione modificata del famoso motto della Volpe:

"L'essenziale è invisibile agli occhi, ma il buio punteggiato del Cielo ha, da tempi immemorabili, molte storie da raccontarci"

Si tratta di una serata parte di un ciclo di incontri organizzati da varie scuole del lecchese, e tramite una certa dialettica sviluppata dal moderatore si vorrebbe interagire con il pubblico e gli "esperti" presenti sui temi, in generale, proposti.

Di seguito potete trovare la locandina dell'iniziativa.

Giove, onde gravitazionali o cielo X?

Tutto quanto, diremmo. Ma purtroppo è necessario scegliere.

Giove, o più esattamente i suoi satelliti maggiori, specialmente Ganimede, le onde gravitazionali, predette ad Einstein ormai un secolo fa, e le numerosi affascinanti sorgenti del cielo ai raggi-X sono gli obiettivi di tre diverse missioni scientifiche che, dopo una lunga selezione, stanno ormai per arrivare alla scelta finale.

Le missioni sono JUICE, dedicata appunto agli studi planetari, NGO, dedicata alla rivelazione delle onde gravitazionali, e ATHENA, per lo studio del cielo X. Si tratta di tre missioni scientifiche che l'Agenzia Spaziale Europea, l'ESA, ha appunto selezionato per la fase valutativa finale.

In tutti e tre questi progetti abbiamo un'ampia partecipazione italiana, ed infatti alcune settimane fa l'Agenzia Spaziale Italiana, l'ASI, ha organizzato presso la sua sede a Roma un convegno in cui i responsabili delle tre missioni hanno descritto gli obiettivi scientifici ed il contesto tecnologico delle stesse ad un ristretto pubblico di colleghi scienziati di vari enti ed università italiane.

Gli obiettivi scientifici di queste missioni sono quantomai ambiziosi, e dovrebbero portare o mantenere l'astrofisica europea all'avanguardia nei contesti trattati.

Per JUICE si tratta, essenzialmente, di andare a studiare e caratterizzare Ganimede come oggetto planetario con particolare enfasi sulla sua potenziale abitabilità. Ovviamente grande attenzione verrà comunque data a Giove come archetipo dei pianeti giganti gassosi che oggigiorno vengono scoperti con grande frequenza intorno ad altre stelle.

NGO ha uno scopo quantomai ambizioso e semplice allo stesso tempo: rivelare onde gravitazionali da sorgenti astronomiche. Un risultato che equivarrebbe ad un biglietto per Stoccolma in prima classe...

Ed infine ATHENA si dedica a tutti quei problemi che sono affrontabili tramite osservazioni alle energie dei raggi-X, per esempio il comportamento della materia nelle condizioni estreme nelle vicinanze di buchi neri, la formazione ed evoluzione delle galassie, ammassi e strutture su grande scala.

Il risultato della selezione sarà noto prima della fine di quest'anno, e quindi con essa una delle direzioni principali in cui si muoverà l'astrofisica europea dallo spazio.

Il premio "Bruno Rossi"

Nel 1927 un giovane e brillante fisico si laurea all'università di Bologna. Si tratta di Bruno Rossi, veneziano d'origine, e degno esponente della scuola italiana di fisica che in quegli anni sembrava essere in grado di sfornare talenti a ripetizione. Già al suo primo incarico, infatti, all'osservatorio di Arcetri, a Firenze,  si interessa da pioniere dello studio dei raggi cosmici, contribuendo così alla costruzione di quel grande settore di ricerca che vede lavorare insieme astrofisici e fisici delle particelle.

Si tratta di una storia non priva di fascino e non escludo che ci si possa tornare sopra in futuro.

Rossi, comunque, è costretto a lasciare l'Italia nel 1938 a causa delle famigerate, mai abbastanza mi verrebbe da aggiungere, leggi razziali in quanto di famiglia di origini ebraiche. E fu così che un grande talento ebbe ad incontrare un ambiente professionale adatto alle sue capacità e dopo qualche spostamento giunge, come molti altri, negli Stati Uniti dove comincia una carriera luminosissima diventando uno dei fondatori dell'astronomia ai raggi X. Uno dei settori più vivaci e attivi della moderna astrofisica.  

Tanto è vero che l'American Astronomical Association (Associazione Americana di Astronomia) assegna ogni anno un premio in onore di Rossi stesso, il "Bruno Rossi prize", per segnalare contributi particolarmente significativi all'astrofisica delle alte energie. Si tratta di un premio di grande prestigio che quest'anno, ed ecco il motivo di questa introduzione, è stato assegnato alla missione interamente italiana AGILE.

AGILE è un satellite per le alte energie facente parte delle missioni cosiddette compatte ed a basso costo. E' stato costruito e lanciato con un budget di circa 100 milioni di € ed il satellite pesa circa 350 kg. Chiaramente per molti di noi questi numeri non diranno poi molto, ma si tratta di cifre e masse decisamente modeste. Il contenuto tecnologico del satellite però è rilevante avendo anche servito allo scopo di dimostratore di determinate tecnologie di rivelazione della radiazione ad alte energie dallo spazio.

Nello specifico il premio, assegnato al PI della missione Marco Tavani, dell'INAF-IASF di Roma e dell'Università Tor Vergata, ed a tutto il team scientifico di gestione e supporto, è stato deciso per la scoperta tanto inaspettata quanto rilevante che l'emissione di una delle sorgenti più note e studiate del cielo ad alte energie, la Nebulosa del Granchio, appare essere molto diversa per varie proprietà da quanto assunto per decenni. 

Si tratta certamente di un risultato eclatante che però si associa ad una continua attività scientifica di alto livello condotta tramite questo gioiello della scienza e tecnologia italiana.

Il premio Rossi è quindi un grande riconoscimento certamente ben meritato. E' anche interessante, per altro, andare a vedere la storia di questa onorificenza assegnata a partire dal 1985. Abbiamo, per esempio, nel 1993 il premio assegnato a Giovanni Bignami, attuale presidente dell'INAF,  per lo studio di una enigmatica sorgente ad alte energia, la ben nota "Geminga". Nel 1998, invece, è la missione italo-olandese BeppoSAX ad essere premiata, per le fondamentali scoperte nel campo dei lampi di luce gamma. Settore evidentemente molto proficuo visto che nel 2007 il premio è toccato alla missione trinazionale (USA, UK ed Italia) Swift!

Le più vive congratulazioni, quindi, al team di AGILE!

Buchi neri auscultati

Le analogie nelle attività di divulgazione scientifica sono il pane quotidiano, e sono per altro pronto ad ammettere che spesso se ne abusa magari cercando più l'immagine ad effetto che la corretta comunicazione.

Rimane però anche vero che, certamente con un po' di fantasia, tutto questo possa essere un potente mezzo per divulgare il fascino di risultati scientifici che altrimenti potrebbero apparire relativamente aridi agli occhi di un pubblico non specialista.

Di recente infatti, un gruppo di scienziati internazionali, fra i quali i nostri, nel senso di INAF/Brera. mi si perdoni il brera-centrismo, Tomaso Belloni, Holger Stiele, Sara Motta e Teo Muñoz-Darias, hanno studiato le emissioni da parte di una sorgente denominata IGR J17091-3624. 

Il nome, riconosciamolo, non è certamente di quelli che attirano flotte di appassionati, migliore effetto farà sicuramente sapere che si tratta di uno di quei sistemi in cui una stella cede massa ad un oggetto compagno che gli orbita vicino, nel nostro caso un buco nero. Questo tipo di configurazione è abbastanza comune nelle sorgenti di alta energia, e questi sistemi possono essere notevolmente brillanti come anche dare luogo a variazioni di intensità su molte scale temporali.

Ed è proprio studiando queste variazioni che è possibile ottenere una grande quantità di informazioni fisiche sul sistema. In un certo senso, è qui è l'analogia un po' suggestiva, ascoltando "il battito del buco nero"!

Infatti studiando la ritmicità con cui il flusso di materia dalla stella compagna cade sul buco nero è anche possibile ottenere una stima della massa dello stesso, una misura sempre fondamentale e mai semplice. Nel caso specifico, con un certo grado di sorpresa da parte degli scienziati coinvolti, si è trovata una massa relativamente piccola: circa 3 volte quella del nostro Sole. Si pensi che la sola altra sorgente nota di questa categoria che mostra un comportamento simile, GRS 1915+105, altro bel nome, si calcola alberghi un buco nero di una quindicina di masse solari.

Se volete saperne di più abbiamo una press-release dell'INAF e ai siti delle press-release della NASA e del Goddard Space Flight Center trovate anche dell'interessante materiale multi-mediale fra cui, appunto, una registrazione del "battito" del buco nero!

In ultimo, naturalmente, un augurio di Buon Natale a tutti quanti!

Questione di punti di vista

Anche in astrofisica.

E l'argomento, tanto per cambiare, è quello dei "lampi di luce gamma", alias gamma-ray bursts.

Quando sentite parlare di questi fenomeni, sia a livello divulgativo che più specialistico, è facile sentirsi ripetere che i GRB sono il fenomeno più energetico noto nell'universo, e qualcuno aggiunge anche, con ovvia enfasi, "dopo il big-bang". 

A parte l'assonanza con una recente canzone di una nota pop-star... effettivamente i GRB sono fenomeni impressionanti. Imprevedibili per direzione di provenienza, luminosità, durata, ecc. possono per brevi istanti dominare l'intero cielo ad alte energie.

Tuttavia, sebbene certamente si tratta di fenomeni di grande rilevanza energetica, non è detto che le cose siano veramente come di appaiono. Questo vale sempre, in generale, ma vale con particolare rilevanza quando la relatività gioca un ruolo importante. E per i GRB questo è decisamente il caso.

Il punto è che qualunque sia la luminosità intrinseca di una sorgente, se questa è in moto relativistico, ovvero a velocità vicine a quella della luce, verso  di noi, l'osservatore la vedrà molto più luminosa del reale perché, semplificando un po' la questione, è come se gran parte della luce emessa dal nostro oggetto fosse incanalata in uno stretto cono nella direzione del suo moto.

E' un po' come se una lampadina invece di emettere luce in tutte le direzioni potesse in qualche modo incanalarne la gran parte in un piccolo angolo e, quindi, giudicato da un'osservatore lontano, molto più brillante del reale. 

Ciò detto questo è certamente ciò che accade ai GRB, caratterizzati come sono da moti ultra-relativistici. Un gruppo di ricercatori guidati da Giancarlo Ghirlanda, dell'INAF/Brera, ha provato a seguire questa idea in maggiore dettaglio arrivando a risultati effettivamente sorprendenti. Non solo i GRB, se fossero osservati "a cavalcioni" del fenomeno, sono molto meno luminosi di quanto si potrebbe immaginare. In realtà sembrerebbero anche essere intrinsecamente molto omogenei, con pressoché la stessa luminosità e caratteristiche spettrali. Qui potete trovare la press-realease dell'INAF con maggiori dettagli.

Il risultato è senz'altro da verificare con studi più ampi coinvolgenti, per esempio un maggior numero di eventi. Se confermato però, questo lavoro avrebbe tutte le caratteristiche per chiarire molti dei punti ancora oscuri della fisica dei GRB e potenzialmente rafforzare l'ipotesi del loro possibile utilizzo come indicatori di distanza per l'universo lontano con ricadute di enorme importanza.