La natura dello spazio e del tempo

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Titolo: La natura dello spazio e del tempo. Come capire l'incomprensibile
Autore: Stephen Hawking, Roger Penrose
Edizione: Rizzoli Bur

Prima di tutto allievo e maestro, quindi amici, e poi simpaticamente avversari in una serie di lezioni/conferenze tenutesi nel 1994 presso l'Isaac Newton Institute for Mathematical Sciences a Cambridge: sono Stephen Hawking e Roger Penrose i protagonisti de La natura dello spazio e del tempo, il testo che raccoglie le 7 lezioni che i due ricercatori hanno tenuto a una platea di studenti universitari.
La struttura delle lezioni è semplice: inizia Hawking, prosegue Penrose, alternandosi uno all'altro per 6 incontri, fino al 7.mo che in realtà è strutturato come una discussione/confronto tra i due protagonisti e gli studenti. Può essere interessante notare a questo punto, prima di entrare nel dettaglio, come la maggior parte delle domande sono state rivolte a Penrose, tra i due il matematico, piuttosto che a Hawking.
Al di là di questa curiosità, il libro si segnala per l'alto tasso tecnico del suo contenuto: non solo i due conferenzieri non risparmiano la quantità di informazioni scientifiche, la precisione e il tentativo di semplificare, ma propongono anche gli opportuni approfondimenti, fino ad arrivare alla proposizione delle equazioni matematiche all'uditorio e quindi anche alla versione cartacea.
Esempio è la classica equazione di Einstein:

La supernova che diventò buco nero

M100 agli UV. Nel cerchio SN 1979C (2005, immagine Nasa)

Per anticipare la conferenza della Nasa nei dettagli, piuttosto che nella sostanza, bisognava avere non solo tempo, ma anche un certo naso, perché l'articolo cui si riferisce l'annuncio di ieri si trovava su arXiv sin dal dicembre 2009, mentre la sua versione definitiva, che verrà pubblicata ad aprile 2011 su New Astronomy, è stata caricata appena 5 giorni prima della conferenza stampa.
Daniel Patnaude, Abraham Loeb e Christine Jones, dell'Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, hanno esaminato i dati raccolti con la spettroscopia a raggi X tra gli anni 1995-2007 dalla zona in cui si trovava la supernova SN 1979C, scoprendo che in effetti, dopo la sua esplosione, il posto della stella è stato preso da un buco nero. Ovviamente i ricercatori restano con i piedi per terra:

Se la nostra interpretazione è corretta, questo è l'esempio più vicino di nascita di un buco nero ad essere stato osservato

La scoperta, in effetti, ha un duplice valore: da un lato l'avere un buco nero a un tiro di schioppo (52 milioni e mezzo di anni luce circa), dall'altro la possibilità di avere dati concreti su una parte della vita delle stelle che fino ad ora ci era preclusa (non dimentichiamo che i dati che ci arrivano si riferiscono a un buco nero di appena trenta anni).
Andiamo, però, con ordine.
Avevo già avuto modo di parlare di singolarità, cioé di buchi neri: sono delle deformazioni dello spaziotempo tali per cui l'unico percorso possibile anche per la luce è una curva che porta al centro del buco nero. La deformazione inizia a far sentire i suoi effetti solo una volta che si supera una ben determinata linea di demarcazione, il così detto orizzonte degli eventi, dell'ordine del raggio di Schwarzschild: \[r_S = 2 G \frac{M}{c^2}\] dove $G$ è la costante di gravitazione universale, $M$ la massa del buco nero, $c$ la velocità della luce.
Il fatto che un buco nero sia un oggetto che non emette praticamente nulla, a parte la flebile radiazione di Hawking, costringe a osservazioni indirette di questo oscuro oggetto spaziale, e il primo modo è sicuramente osservare i moti degli oggetti vicini e da questi dedurre la sua possibile esistenza in un dato punto dello spazio.
Un altro modo è osservare le emissioni nei raggi-X, questo perché in questo modo è possibile osservare flussi di energia e di materia che cadono all'interno del buco nero: è in un certo senso una osservazione quasi diretta, anche perché non è strettamente detto che l'oggetto su cui sta cadendo la materia è effettivamente un buco nero. E proprio grazie alla spettroscopia X che la scoperta di Patnaude, Loeb e Jones è stata possibile, e se vogliamo nemmeno poi così casuale: già nel 2005 si erano notate strane osservazioni in quella zona dello spazio, che risultava particolarmente attiva se osservata ai raggi-X, nonostante la scomparsa, da quasi trenta anni, della SN 1979C.
E ritorniamo al lavoro in pubblicazione: Patnaude e colleghi, dopo aver escluso una magnetar (una stella di neutroni con un campo magnetico particolarmente intenso, milioni di miliardi superiore a quello terrestre) o altre emissioni, dovute ad esempio a particolari getti di vento solare (era una delle ipotesi avanzate nel 2005 per spiegare quelle osservazioni), valutano come unica possibilità che, allo stato attuale, si adatta alle osservazioni un buco nero con una massa di circa 5 masse solari, unito con una piccola componente di raggi-X termici (se ho ben capito, dovrebbero essere radiazioni X generate dagli oggetti vicini al buco nero, o comunque dallo spazio circostante). In effetti un indizio su cosa aspettarsi era già venuto, sempre nel 2005, da un altro trio di ricercatori, Timothy Young, Dean Smith e Tricia Johnson del Nord Dakota, secondo il cui modello si suggeriva la presenza di un buco nero di appena 2 masse solari.
Come vedete, dunque, al di là delle cautele del caso, sempre necessarie, la scienza progredisce con il solito modo: verificare le ipotesi, scartando quelle che male si adattano alle osservazioni e proponendo, invece, quelle che meglio interpretano i dati osservati. In questo caso è il lavoro di Young e soci ad essere stato confermato e ulteriormente migliorato dal gruppo di Patnaude, almeno fino al prossimo esame dei dati osservativi.

I rompicapi di Alice: Labirinti

Il Minotauro e il labirinto di André Mason

La leggenda narra che la moglie di Minosse, re di Creta, tale Pasifae, nota anche come Perseide, appassionatasi al toro bianco destinato al sacrificio, chiese aiuto a Dedalo per soddisfare le proprie voglie (o istinti animali, visto quel che si dice sarebbe successo). Dedalo, ingegnere ateniese in esilio, una sorta di tuttofare (aveva anche forgiato spade, nella sua carriera, come ad esempio quella invincibile di Peleo, che gli venne sottratta da Acasto nel sonno) che intratteneva la famiglia reale cretese con le sue bambole animate di legno (proto automi? semplici burattini?), costruì una mucca in legno al cui interno Pasifae potè introdursi e tradire così il marito con il toro bianco dell'isola. Dall'innaturale unione nacque il famoso Minotauro e allora Minosse, per nascondere lo scandalo, si rivolse a un oracolo, il quale così gli rispose:

Chiedi a Dedalo di costruire un nascondiglio a Cnosso

Testa labirinto, Jean Cocteau

E allora Dedalo costruì un labirinto, al cui centro vennero rinchiusi Pasifae e il figlio, il Minotauro. Lo stesso Minosse vagò per i corridoi del labirinto.
Eppure secondo la storia più classica a noi tramandata, oltre alla moglie e al mostro da lei generato, Minosse rinchiuse nel labirinto anche Dedalo e il figlio Icaro, che vennero successivamente liberati da Pasifae. E visto che Dedalo aveva costruito il Labirinto di Cnosso, non è difficile credere che gli fu facile uscirne. Era però impellente la fuga dal vendicativo Minosse, così Dedalo costruì delle ali con penne fissate con la cera di creta^(*), a dimostrazione della poliedricità del personaggio, ma l'irruenza giovanile portò Icaro, il figlio, a morire, precipitando in mare a causa della cera scolta dal sole^(*): in un certo senso la punizione per l'aiuto fornito alla moglie di Minosse, mi verrebbe da dire.
A risolvere il labirinto costruito da Dedalo, però, ci pensò Teseo, aiutato da Arianna, figlia legittima di Minosse, e dal famoso filo da questa consegnatogli. Questo è sicuramente un modo per risolvere un labirinto in tre dimensioni, ma evidentemente ce ne sono anche altri⁽¹⁾.
Ad esempio quello che vorrebbe utilizzare Guglielmo da Baskerville ne Il nome della rosa di Umberto Eco, recitandolo ad alta voce ad Adso durante la prima visita alla labirintica biblioteca e ripromettendosi di utilizzarlo per le volte successive:

I 100 strumenti per l'insegnamento

E' uscita la classifica dei 100 strumenti utili per l'insegnamento, redatta da Jane Hart. Ne da notizia Annarita Ruberto, che in fondo al post propone la carrellata di tutti i 100 software. Rilevanti sono le primissime posizioni, dove sono presenti strumenti che non sono nati espressamente per la didattica: Twitter al primo posto (confermato rispetto allo scorso anno), seguito da Youtube (che consolida il podio), e quindi Google Docs.
Al quarto posto, poi, ecco delicious, e poi al 5.o slideshare, il primo strumento propriamente didattico della classifica. E' sorprendente, poi, trovare Google Reader al 7.mo posto (anche se è sempre rimasto nelle posizioni alte della classifica, sin da quando è stata ideata nel 2007), mentre è significativa la crescita di facebook che dal 31.mo dello scorso anno arriva al 9.o posto. Chiude la top ten Moodle, uno degli strumenti più noti e utilizzati per la creazione di corsi on-line. E', a tutti gli effetti, uno strumento nato e realizzato appositamente per la didattica: può essere scaricato e installato su un apposito server, ma esistono anche dei siti che consentono l'hosting e l'installazione (gratuita o meno) di un sistema moodle minimale da personalizzare entro i limiti del piano tariffario scelto.
Di tutta la classifica, però, ho selezionato alcune applicazioni che mi sono sembrate interessanti e di queste, oggi, cercherò di parlare brevemente, sperando di tornare in futuro su alcune di esse, quanto meno su quelle che avrò avuto modo di approfondire.
Alternativo a delicious, diigo propone qualcosa di più, aggiungendo al salvataggio e condivisione di link, anche la possibilità di mettere note, evidenziare parti del testo, anche usando elementi grafici, con una integrazione con i principali sistemi operativi alla base degli smart phone.
E passiamo al prossimo, Glogster, una semplice applicazione on-line che ha un unico compito: realizzare poster. Così come Prezi (12.mo nella classifica) è uno strumento molto utile e interessante per la realizzazione (e condivisione) di presentazioni, così Glogster lo è per i poster (è possibile utilizzare anche la versione espressamente dedicata per gli insegnanti).
Un giochino, più un passatempo direi, è Wordle: basta inserire un testo, o una pagina web, o un feed rss, o un account delicious per ottenere una nuvola con le parole e le tag utilizzate.