Autore: Umby

La costante di Hubble e i modelli cosmologici

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Probabilmente la scoperta più importante mai fatta in cosmologia è che il nostro Universo si sta espandendo.
Insieme al Principio Copernicano, che non esiste un posto preferito nell’Universo, e il paradosso di Olbers 1  che il cielo è buio di notte, questa è una pietra miliare della moderna cosmologia.
Questa scoperta ha costretto i cosmologi a formulare modelli dinamici dell’universo, il che impone anche l’esistenza di un inizio e una fine per l’Universo.

 

La geometria locale dell'universo è determinata dalla sua densità. media come indicato nell'articolo. Dall'alto in basso: un universo è sferico se il rapporto di densità media supera il valore critico 1 (Ω> 1, k> 0) e in questo caso si ha il suo successivo collasso (Big Crunch); un universo iperbolico nel caso di un rapporto di densità media inferiore a 1 (Ω <1, k <0) e quindi destinato all'espansione perpetua (Big Rip); e un universo piatto possiede esattamente il rapporto di densità critico (Ω = 1, k = 0). L'universo, a differenza dei diagrammi, è tridimensionale.

La geometria locale dell’universo è determinata dalla sua densità. media come indicato nell’articolo. Dall’alto in basso: un universo è sferico se il rapporto di densità media supera il valore critico 1 (Ω> 1, k> 0) e in questo caso si ha il suo successivo collasso (Big Crunch); un universo iperbolico nel caso di un rapporto di densità media inferiore a 1 (Ω <1, k <0) e quindi destinato all’espansione perpetua (Big Rip); e un universo piatto possiede esattamente il rapporto di densità critico (Ω = 1, k = 0). L’universo, a differenza dei diagrammi, è tridimensionale.

Nel 1916 Einstein formulò la Relatività Generale, la prima coerente descrizione matematica dell’Universo che soppiantò definitivamente la meccanica newtoniana che in condizioni estreme – si pensi al caso della precessione dell’orbita di Mercurio – falliva le sue previsioni.
Basandosi sul potere descrittivo della Relatività Generale nel 1917 Albert Einstein provò a formulare il primo modello cosmologico moderno dell’Universo.
L’universo immaginato da Einstein era statico, aveva un volume finito ma senza limiti, l’analogo quadridimensionale della superficie di una sfera, che è dotata di un’area finita ma illimitata.
Però subito si accorse che un universo statico non era affatto stabile – la sua massa lo avrebbe fatto contrarre fino ad una singolarità 2 – e per questo introdusse nel suo modello  una costante cosmologica repulsiva per controbilanciare l’effetto attrattivo della massa su scala cosmologica.
Ma con o senza una costante cosmologica un modello di universo statico stabile  era impossibile, come dimostrarono indipendentemente il russo Alexander Friedmann nel 1922 e poi il belga George Lemaître.
Fu così che l’idea di un universo statico di volume finito ma illimitato cadde miseramente, è il caso di dire sotto il suo peso.

All’incirca negli stessi anni l’astronomo Edwin P. Hubble  dall’Osservatorio di Monte Wilson  stava studiando quelle che all’epoca venivano ancora chiamate nebulose a spirale e che in quel momento si riteneva facessero parte della nostra Galassia.
Grazie al nuovissimo (allora) Telescopio Hooker da 2,5 metri, Hubble riuscì ad identificare alcune Cefeidi 3 nelle galassie M31 e Triangolo, calcolando così la loro reale distanza 4. Fu evidente fin da subito che le nebulose in questione non appartenevano alla nostra Galassia, demolendo quindi l’opinione allora diffusa tra gli astronomi.
Combinando i suoi lavori con quelli di Humason, di Slipher e della Leavitt 5 fu possibile per Hubble correlare gli spettri delle singole galassie con la loro distanza secondo una precisa legge matematica: z = H0 D / c dove D è la distanza della galassia osservata, c è la velocità della luce, H0 è appunto la Costante di Hubble e z lo spostamento verso il rosso osservato.
Fu così evidente che tutti gli spettri mostravano un sistematico spostamento verso il rosso delle righe spettrali proporzionale alla loro distanza; era come se le altre galassie fuggissero da noi o che l’Universo era effettivamente in espansione, come dimostravano indirettamente le equazioni della Relatività Generale che aborrivano un universo statico.
Il valore che nel 1929 Hubble calcolò per la costante di espansione cosmologica Ho era di ben 500 (km/s)/Mpc 6, ovvero una galassia a un milione di parsec aveva una  velocità di recessione pari a 500 chilometri al secondo,  a 2 Mpc di 1000 e così via, un valore altissimo rispetto a quello attuale di appena 74,3 ± 2,1 (km/s)/Mpc che l’osservatorio spaziale infrarosso Spitzer 7  ha calcolato proprio in questi giorni 8.
Il valore calcolato da Hubble fu ritoccato poi al ribasso in più riprese proprio dal suo allievo e successore, Allan Sandage, arrivando fino a un valore comunemente accettato dagli astronomi tra 50 e 100 km al secondo per megaparsec a seconda della scuola di pensiero; qui è proprio il caso di dire che la verità sta in mezzo.

La Costante di Hubble pertanto esprime la rapidità con cui l’Universo si va espandendo. Questa è chiamata costante perché ci si attende che sia la stessa in tutto l’Universo, ma solo nello stesso momento. La Costante di Hubble si suppone infatti che vari nel tempo perché il ritmo con cui l’Universo si espande risente di diversi fattori, questo viene rallentato dall’attrazione gravitazionale di tutta la materia presente nell’Universo, ΩM, e accelera per l’effetto dell’altra costante cosmologica repulsiva Lambda (Λ) 9

Il valore della Costante di Hubble è altrettanto importante per stabilire un’altro dato fondamentale nelle teorie cosmologiche dinamiche: il suo inverso (1 / H0) è infatti chiamato tempo di Hubble, o più comunemente età dell’Universo. Proviamo adesso a calcolarlo per il valore della Costante di Hubble come è stata rivista da Spitzer assumendo che il valore medio di H0 non si sia discostato di molto nel tempo dal suo valore attuale 10:

1/(74,3 km/s)*Mpc  = 1/(74,3 * 3,09E+19) = 4,36E+17 secondi dalla nascita dell’Universo. Siccome ci sono 3,1536E+16 in un miliardo di anni 11, allora l’Universo ha 13,831 miliardi di anni, ora più ora meno.

A questo punto appare evidente che se si vuole sviluppare un modello cosmologico coerente con la nostra realtà occorre tenere presenti alcuni fatti scientifici accertati: l’età e il tasso di espansione sono solo alcuni di questi, mentre la geometria e tutta la materia e l’energia presenti nell’Universo ancora sono oggetto di studio.

Superconduzione nelle stelle di neutroni

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La nebulosa HEIC 0609a, i resti di Cas A
Credit: NASA , ESA , and the Hubble Heritage STScI /AURA )-ESA /Hubble Collaboration. Acknowledgement: Robert A. Fesen (Dartmouth College, USA) and James Long (ESA/Hubble)

Forse la vide il Flamsteed, 332 anni fa, come una debole stellina di sesta magnitudine lassù sopra a Caph (β Cas), proprio dove le polveri del piano galattico sono più spesse.

In realtà quella stellina era una  supernova del tipo IIb, ovvero il risultato del collasso di una massiccia supergigante rossa al termine della sua vita, distante 11000 anni luce. Solo l’assorbimento della polvere interstellare lungo il piano galattico ha impedito che fosse più visibile di una debole stellina di appena 6a magnitudine agli osservatori della fine del XVII secolo.
Questa supernova fu riscoperta nel 1947 con i primi radiotelescopi, rivelandosi da subito come la sorgente radio extrasolare più brillante del cielo.
Cas A, questo è il suo nome, continua ancora a stupire gli scienziati dopo tutti questi anni.
Alcune teorie in passato  ipotizzavano che della supernova fosse rimasto un buco  nero, ma forse in questo caso sbagliavano.
Probabilmente quello che resta della supergigante è una stella di neutroni,  una stella così densa che gli elettroni e i protoni riescono a fondersi insieme annullando la loro opposta carica elettrica trasformandosi in neutroni 1.

L’osservatorio spaziale a raggi X Chandra ha scoperto che questa stella di neutroni si è raffreddata di circa il quattro per cento durante un periodo di osservazioni di 10 anni.
Questo calo di temperatura indica che qualcosa di insolito sta accadendo all’interno di Cas A.
In una serie di lavori apparsi su alcune riviste riviste scientifiche più di un anno fa, si è discusso di questo curioso raffreddamento, arrivando alla conclusione che probabilmente la stella di neutroni sta attraversando un periodo in cui i protoni rimanenti nel nucleo della stella sono in uno stato superfluido. In questo caso i protoni -che sono portatori di carica elettrica – creano un superconduttore 2 3.

Questi studi ampliano la nostra conoscenza sugli stati della materia degenere in condizioni limite, che in questo caso porta a creare uno stato di superconduttività a temperature prossime al miliardo di gradi quando sulla Terra si può ottenere la superconduttività solo con materiali e condizioni particolari a temperature bassissime.

Cas A non solo quindi ci dà l’opportunità – rara se non unica – di studiare una stella di neutroni molto giovane e di verificare subito i nostri modelli teorici su questo particolare tipo di oggetti, ma possiamo studiare come si comporta la materia allo stato iperdenso e come si comporta la forza nucleare forte, che lega le particelle subatomiche, in condizioni così critiche.

Una meridiana venusiana

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Lo so, sono mancato per troppo tempo e vi dovevo questa risposta.
Purtroppo ho avuto una settimana infernale, e per giunta domenica pomeriggio mi è caduto pure il telescopio (rompendo anche una doppia finestra).
Spero che comprendiate il mio silenzio.

Credit: Il Poliedrico

 

 

Credit: Il Poliedrico

Questa qui sopra è la foto originale da cui ho tratto la protagonista dell’ultimo quiz 1 dopo una laboriosa opera di restauro.
Quella che vedete non è frutto di inquinamento luminoso, che lascia un’ombra assolutamente non definita.
E  neppure la Luna, che avrebbe riprodotto un’immagine ben più luminosa.
Questa è l’ombra di Venere che sono finalmente riuscito a registrare lo scorso 20 aprile in una strada di campagna tra le colline senesi, in Val di Crevole.
La ripresa non fa certo giustizia all’evento, ma solo perché ho usato una fotocamera compatta (A650 Powershot) riprogrammata con CHDK 2 per scattare una lunga serie di foto in sequenza con un tempo di esposizione di 5 secondi, diaframma a 2,8 e distanza focale di 8,2 millimetri.
Se volete potete scaricare l’immagine e rielabolarla voi stessi.

In quelle sere Venere era nelle migliori condizioni per proiettare un’ombra sulla Terra: la sua falce calante verso la congiunzione inferiore del 6 giugno 3 (il transito di Venere sul disco solare) era ancora abbastanza ampia da riflettere molta luce del Sole e la sua distanza rispetto alla Terra era abbastanza ridotta da arrivare in quei giorni a una magnitudine di -4,5.
Per questo Venere è riuscita a proiettare la sua ombra, che è ben più netta di quella lasciata dal Sole, dalla Luna o da qualsiasi altra fonte luminosa non puntiforme.

Io intanto mi prodigavo con l’altra fotocamera ben più performante e ho fatto questa per immortalare l’evento:

Venus

La cometa di Natale 2013

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L’anno prossimo checché ne dicano le apocalittiche cassandre che ancora speculano sulla prossima fine del mondo, sarà ottimo per le osservazioni dei fenomeni celesti, in special modo le comete.

Credit: Il Poliedrico

Scoperta solo pochi giorni fa – 21 settembre e ufficializzata il 24 dal minor Planet Center –  da Vitali Nevski (Bielorussia) e Artyom Novichonok (Russia), la cometa C/2012 S1 (ISON) certamente il prossimo anno farà parlare di sé.
Per una volta incominciamo dai numeri, o meglio, dalle date:

  • Il  1 ottobre la Ison sarà a circa 10.000.000 di chilometri da Marte.
  • Il 28 novembre la Ison transiterà al suo perielio poco dopo le 20:00 (UTC)  ad appena 1,8 milioni di chilometri  dal fuoco dell’orbita (1,1 milioni di chilometri dalla fotosfera solare).
  • Se sopravviverà al passaggio nella cromosfera del Sole. la Ison il 26 dicembre passerà a 60 milioni di chilometri dalla Terra, rendendosi visibile nell’emisfero nord come   lo è stato la Lovejoy all’inizio di quest’anno per l’emisfero sud.

L’orbita della Grande Cometa del 1680 rappresentata nei Principia Mathematica di Newton.

Sì, ho detto se sopravviverà perché la Ison è una sungrazing, o cometa radente, ovvero una cometa il cui periapside e il fuoco dell’orbita sono  molto vicini, tanto da portarla a transitare  a meno di 3 raggi solari 1 dal centro di gravità della sua orbita. Non è certo un record, la Grande Cometa del 1680 2  passò ad appena 200.000 km dal Sole e sopravvisse.

Una cometa ovviamente non emette luce ma brilla di luce riflessa, quindi sono tre i fattori che ne determinano il suo splendore:

  • La quantità di polveri e gas che può emettere.
  • La sua distanza dal Sole al perielio.
  • La sua minima distanza dalla Terra.

La C/2012 S1 (ISON) alla sua minima distanza dalla Terra. Le orbite seguono un movimento antiorario,per cui la Terra ha già sorpassato la cometa quando questo avviene.

Dai dati orbitali finora elaborati questa pare essere una nuova cometa proveniente dalla Nube di Oort 3, quindi senz’altro molto ricca di materiali volatili necessari per una coda  importante.
Come ho detto la Ison passerà a meno di due raggi solari dalla superficie del Sole.  Pertanto  – se resisterà all’azione mareale del Sole e al calore della sua corona –  dovremmo attenderci un drammatico aumento della sua attività nucleare a tutto vantaggio della sua chioma e la sua coda, quindi anche della sua luminosità. Statisticamente, tutte le comete che posseggono un perielio inferiore a 75 milioni di chilometri (0,5 AU)  possono diventare una Grande Cometa.
Anche la Grande Cometa di Newton passò a 60 milioni di chilometri dalla Terra, proprio come potrebbe fare questa. Stando alle cronache dell’epoca, quella volta la Grande Cometa produsse una coda di ben 50-70°, per cui anche la Ison potrebbe essere protagonista di una performance simile e regalarci uno splendido spettacolo per il Natale 2013. Auguri.

Una meridiana un po’ particolare

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20 aprile 2012 Credit: Il Poliedrico

Lo so, la foto qui sopra fa un po’ schifo, sgranata, in bianco e nero,  oggetti non bene identificabili. La fotocamera di ripresa è una Powershot A650, macchina eccellente ma pur sempre una compatta, con tutti i suoi limiti di ripresa in condizioni di luminosità quasi nulla.
Per diverso tempo i fotogrammi sono stati dimenticati in una directory  fino a che l’altro giorno li ho ripescati e sottoposti a pesante restauro. Questo fotogramma  è uno di loro, l’ho recuperato da uno apparentemente nero e questo è proprio il massimo che sono riuscito a fare.
Quello che vedete è un tergicristallo alzato di un’auto, dietro c’è un foglio bianco su ci il braccetto del tergicristallo ha proiettato un’ombra. Il concetto del mio esperimento è lo stesso di un meridiana.

La domanda appunto è:

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Fra una settimana lo saprete!

 

Curiosity scopre le tracce di antichi fiumi marziani

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I canali di Marte di Schiaparelli.
Credit: http://tinyurl.com/bpwtdl2

Marte è sempre stato oggetto di accese discussioni in ambito accademico e scientifico.
Quando ancora i telescopi erano semplici lenti di vetro alle estremità di un tubo ottico, le cui prestazioni oggi farebbero sorridere, si speculava se Marte fosse o meno adatto ad ospitare la vita. Le variazioni cromatiche della superficie, legate all’evoluzione delle stagioni marziane, che oggi sappiamo essere provocate da gigantesche tempeste di sabbia, venivano allora interpretate con l’avanzata e il ritiro della vegetazione marziana in prossimità di mari poco profondi alimentati dalla liquefazione delle calotte polari.
L’astronomo italiano Giovanni Schiaparelli durante l’opposizione del 1877 credette di scorgere delle depressioni rettilinee di 100 – 200 chilometri di larghezza e lunghe migliaia di chilometri sulla superficie marziana e suggerì che potesse essere il mezzo con cui l’acqua liquida raggiungesse le parti più aride del pianeta.
Mentre alcuni scienziati quasi immediatamente rifiutarono questa ipotesi ritenendola – giustamente – il frutto di aberrazioni ottiche o di pareidolia, l’astronomo americano Percival Lowell 1 sposò questa tesi, ipotizzando che addirittura le depressioni scorte da Schiaparelli fossero addirittura di origine artificiale.

Quando le prime missioni spaziali negli anni 60 del XX secolo dimostrarono che il Pianeta Rosso era un arido e immenso deserto, il dibattito si spostò nel tempo: forse Marte un tempo possedeva le condizioni per possedere l’acqua allo stato liquido?

Queste immagini mostrano la sublimazione del ghiaccio nel corso di quattro giorni.
Nell’angolo in basso a sinistra dell’immagine di sinistra, è visibile un gruppo di grumi di ghiaccio. Nell’immagine a destra, i grumi sono evaporati.

Credit: NASA/JPL

Agli inizi del XXI secolo la sonda orbitale Mars Odyssey e la Mars Express scoprirono probabili bacini di ghiaccio d’acqua sotto la superficie marziana e il robot Phoenix confermò la presenza di ghiaccio su Marte con questa sua foto.
Adesso il Mars Scienze Laboratory – per gli amici Curiosity – ha scoperto prove concrete della presenza di antichi corsi d’acqua su Marte
Dopo neanche due mesi di infaticabile studio 2 è arrivato in prossimità di quello che pare un antico letto essiccato di un ruscello e ha fotografato un conglomerato sedimentario 3 simile a quelli che si vedono lungo le rive dei corsi d’acqua.
Le dimensioni e la forma particolarmente arrotondata dei clasti appartenenti al  conglomerato indicano che sono state trasportate per lunghe distanze. Gli scienziati hanno tentato di risalire a informazioni più dettagliate sulle caratteristiche di questo antico ruscello marziano. Al di là dei numeri crudi 4, la notizia importante è che pare che il corso d’acqua non sia stato un episodio stagionale o episodico legato a sporadiche particolari condizioni microclimatiche o geologiche, ma piuttosto a un vero fiume stabile nel tempo.

Questo insieme di immagini a confronto il link affioramento di rocce su Marte (a sinistra) con rocce simili visto sulla Terra (a destra).
Credit: NASA / JPL-Caltech / MSSS e PSI

Il letto di questo antichissimo ruscello si trova vicino al bordo nord del cratere Gale e alla base del Aeolis Mons 5, una montagna all’interno del cratere. Qui una depressione chiamata Peace Vallis dà origine a un bacino alluvionale ricco di tracce , suggerendo così la presenza di flussi d’acqua costanti nel tempo.

Ma per quanto possa apparire quasi un controsenso, il greto di un fiume non è un buon posto per cercare delle tracce organiche che potrebbero non essersi conservate per tutto questo tempo, sicuramente i minerali argillosi e i solfati rilevati dall’orbita attorno alle pendici dell’Aleolis Mons, obiettivo principale del Curiosity. Ne è convinto John Grotzinger del California Institute of Technology di Pasadena e Project Scientist della missione Mars Science Laboratory, che comunque assicura che questa è la prima prova concreta di un ambiente passato potenzialmente adatto alla vita.

Questa immagine mostra la topografia, attorno alla zona in cui il rover NASA è atterrato lo scorso 6 agosto. Le zone più elevate sono colorate di rosso, mentre i colori freddi indicano le quote più basse. L’ovale nero indica l’area di destinazione di atterraggio del rover conosciuto come “ellisse di atterraggio”, e la croce mostra dove il rover è effettivamente sbarcato. Il delta alluvionale,  dove i detriti si estendono nel tratto discendente, è stato evidenziato con colori più chiari per una migliore visualizzazione. Sulla Terra, i delta alluvionali spesso sono formati da acqua che scorre nel tratto discendente.   I I dati dell’elevazione sono stati ottenuti dalla  High Resolution Imaging Science Experiment (HiRISE) della sonda NASA Mars Reconnaissance Orbiter.
Credit: NASA / JPL-Caltech / UofA

 

 

La materia oscura? Forse solo una bolla?

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 Nota: il titolo non è corretto ma per ovvi motivi di indicizzazione ormai non può più essere cambiato. In verità non mi è mai neanche piaciuto anche se ormai è così e basta. Il titolo più corretto sarebbe 

La massa mancante? E se fosse in una bolla?

ringrazio chi mi ha fatto notare l’incongruenza del titolo rispetto al breve articolo. non me ne vogliate per questo. Errare humanum est …

La bolla che avvolge la Via Lattea. Bolle simili avvolgono anche le altre galassie.
Credit: NASA / CXC / M.Weiss; NASA / CXC / Ohio State / A Gupta et al

Una enorme  bolla caldissima, tra 1 e 2,5 milioni di kelvin, con un raggio di almeno 300.000 anni luce avvolge la Via Lattea. La massa di questa bolla è paragonabile da sola a tutta la massa della Galassia.
Questo è il risultato di un recente studio sui dati ripresi dal Chandra X-Ray Observatory della NASA, dell’XMM-Newton dell’ESA e il giapponese Suzaku.

Chandra ha osservato otto sorgenti extragalattiche di raggi X distanti centinaia di anni luce misurando l’assorbimento dell’ossigeno in prossimità del disco galattico, consentendo così di stimarne anche la temperatura di questa bolla.

Studi simili hanno dimostrato che bolle simili circondano anche le altre galassie con temperature che vanno tra i 100.000 e 1 milione di kelvin.
Se questi studi verranno confermarti anche da altre ricerche, l’annoso problema della massa mancante potrebbe avviarsi verso una soluzione, ma ancora ancora non basta.

Riferimenti:
http://chandra.harvard.edu/photo/2012/halo/
A huge reservoir of ionized gas around the Milky Way: Accounting for the Missing Mass? ArXiv 16 agosto 2012

La Dichiarazione di Cambridge sulla Coscienza

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Fino a quando gli animali avranno i loro narratori, gli umani avranno sempre la parte più gloriosa della storia, e con questo proverbiale concetto in mente, questo simposio affronterà l’idea che gli esseri umani non detengono da soli le facoltà neurologiche che costituiscono la coscienza come è attualmente intesa.

Il poster della Francis Crick Memorial Conference

Con queste parole il 7 luglio 2012 presso l’Università di Cambridge si sono aperti i lavori della prima edizione del Francis Crick Memorial Conference, dove un importante gruppo internazionale di neuroscienziati  e non solo – era presente anche Stephen Hawking – si sono raccolti per rivalutare i substrati neurobiologici della coscienza, dell’esperienza e dei comportamenti correlati negli animali umani e non umani.

Qui gli scienziati hanno affrontato l’eterno dilemma della coscienza e della consapevolezza negli animali non umani 1.
Se negli umani la comunicazione verbale consente di comunicare immediatamente il proprio stato d’animo, il dolore fisico o psichico, le paure e le fobie, in poche parole la consapevolezza di sé, per gli altri animali non è così, o almeno non è così palese come in molti mammiferi o primati.
Per alcuni animali superiori, come il cane, il gatto, il cavallo, ma anche il maiale o l’asino, che da migliaia di anni condividono la loro storia con l’animale umano, non è poi così difficile attribuire un certo grado se non di intelligenza ma almeno di consapevolezza; chiunque abbia un animale domestico intuisce il suo stato d’animo, anche se finora una base scientifica assoluta che lo spiegasse  non esisteva ancora.
 Credit: Julian Finn et al,. Current Biology, 14 dicembre, 2009

Il polpo, che possiede una massa cerebrale consistente per il suo corpo – in pratica tutto il suo corpo è un enorme cervello – e un apparato visivo – l’occhio – sofisticato quasi quanto quello dei vertebrati terrestri più evoluti, possiede certe capacità di apprendimento e ragionamento che si stenta a credere che siano in possesso di una specie acquatica invertebrata che si è evoluta partendo almeno 200 milioni di anni fa 2 . Ad esempio i  polpi hanno mostrato di saper risolvere semplici labirinti, aprire i barattoli e usare creativamente i gusci delle noci di cocco (vedi filmato qui accanto).
Se la leggenda vuole che Napoleone Bonaparte riuscisse a dettare più lettere diverse contemporaneamente, alcuni polpi a loro modo sanno fare qualcosa di simile. Non hanno un linguaggio sonoro come le balene, i delfini o molti vertebrati terrestri, ma sanno cambiare colore. Quello che in origine era un meccanismo naturale di camuffamento  si è evoluto fino ad accogliere anche alcune caratteristiche legate alla comunicazione: alcuni  polpi sono in grado di comunicare contemporaneamente con altri esemplari della stessa specie usando parti diverse del corpo 3.
Quindi vedete che per quanto il suo comportamento denoti un’intelligenza superiore, non è affatto facile comprendere lo stato d’animo di un cefalopode evoluto come il polpo.

Questi ostacoli però non hanno fermato la ricerca scientifica sulla coscienza/consapevolezza.
In questo campo sono state sviluppate negli ultimi anni nuove tecniche e strategie per la ricerca su animali umani o non umani. Di conseguenza i nuovi dati disponibili impongono una riflessione su molti preconcetti passati.
Molti studi su animali non umani hanno mostrato che nel loro cervello esistono circuiti simili a quelli umani che sono correlati con l’esperienza conscia e la percezione. I substrati neurali delle emozioni non sembrano essere limitati alle strutture corticali. Le stesse reti neurali sottocorticali responsabili dell’affettività negli esseri umani sono importanti per i comportamenti emotivi negli animali. Se eccitate artificialmente le stesse zone del cervello generano lo stesso comportamento corrispondente e gli stessi stati emotivi sia negli esseri umani che negli altri animali.
Ma le similitudini  cerebrali fra le varie specie animali non si fermano qui: anche meccanismi come il sonno/veglia e attenzione 4, il meccanismo di punizione/premiazione, la memoria o l’apprendimento sono sorprendentemente simili tra le varie forme di vita di questo pianeta, e appunto molti degli stessi meccanismi si ritrovano anche negli uccelli o negli invertebrati come appunto i cefalopodi.

Questo porta a ipotizzare che la capacità di elaborazione propria del cervello si sia evoluta insieme alla vita animale stessa e che molte caratteristiche neurali finora considerate  tipiche dei primati e dei mammiferi e ritenute residenti nella neocorteccia in realtà siano molto più primitive e antiche di quanto fino ad oggi si fosse supposto.

Tutto questo ha portato gli scienziati riuniti a Cambridge a promulgare questa Dichiarazione della Coscienza che estende molte delle caratteristiche ritenute tipicamente umane anche agli animali 5.
E anche se questa dichiarazione per qualcuno può sembrare la conferma della banalità e per altri solo il tentativo di abbassare l’essere umano allo stesso livello degli animali, io credo che debba essere letta in una chiave ancora diversa: quella che apparteniamo tutti a una grande famiglia interconnessa nei modi più impensati e preziosi, finalmente la presa di coscienza da parte dell’animale umano che anche gli altri animali sanno amare e soffrire in egual modo e che deve avere per lo loro lo stesso riguardo che ha per sé stesso.

Altri riferimenti:
Cephalopod intelligence, Wikipedia (eng).

Oppy scopre alcune misteriose sfere marziane

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Sfere misteriose su Marte

Utilizzando la sua Microscopic Imager, Opportunity ha fotografato questi piccoli oggetti sferici il 6 settembre 2012. La vista si estende su una superficie di circa 2,4 cm di diametro ad un sperone chiamato “Kirkwood” sul bordo occidentale del cratere Endeavour.

Mentre tutti gli occhi del mondo sono puntati sulle gesta del rover Curiosity, il piccolo e longevo rover Opportunity ha restituito un’immagine della superficie di Marte che ha lasciato sconcertati i ricercatori.

L’immagine riprende  un affioramento chiamato Kirkwood sul bordo occidentale del cratere Endeavour e mostra misteriosi oggetti sferici che differiscono in diversi modi dalle sferule ricche di ferro soprannominate mirtilli 1 che Oppy aveva scovato all’inizio del 2004 presso il suo sito di atterraggio.
Queste sferule misurano circa 3 millimetri di diametro. L’analisi, ancora preliminare, indica che queste sfere non hanno un alto contenuto di ferro come i mirtilli marziani.

“Questo è uno dei quadri più straordinari di tutta la missione”, ha detto il ricercatore principale della missione Opportunity, Steve Squyres della Cornell University di Ithaca, NY,  “Kirkwood è pieno zeppo di questi piccoli oggetti sferici. Naturalmente, abbiamo subito pensato ai mirtilli, ma questo è qualcosa di diverso. Non abbiamo mai visto un tale accumulo denso di sferule in uno sperone di roccia su Marte. ”
“Sembrano essere croccanti fuori e morbide dentro”, ha detto Squyres. “Sono diverse nella loro concentrazione. Sono diverse nella struttura. Sono diverse nella composizione. Sono diverse nella distribuzione. Quindi, abbiamo un puzzle geologico di rara bellezza di fronte a noi. Stiamo studiando diverse ipotesi e non abbiamo nessuna ipotesi preferita in questo momento. Quindi l’unica cosa da fare ora è mantenere una mente aperta. “

 

Energia oscura e anisotropia nella radiazione cosmica di fondo

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Sono passati almeno 15 anni da  quando è stato scoperto che il nostro Universo subisce una spinta repulsiva che lo sta accelerando, ossia che le sue dimensioni, contrariamente a quanto si era finora supposto, crescono più di quanto la spinta iniziale del Big Bang e al contrario la reciproca attrazione della materia che lo frena possano spiegare.

le varie ipotesi evolutive dell’Universo.
Credit: Il Poliedrico

Nel giugno scorso parlai di un tema particolarmente scottante in cosmologia 1: l’accelerazione dell’espansione dell’universo.
Questo è un fenomeno inflattivo che fu scoperto alla fine del XX secolo e che finora è stato spiegato soprattutto facendo ricorso a una misteriosa energia oscura spiegata prevalentemente in vari modi:
come costante cosmologica, quindi integrata nella natura stessa del tessuto dell’Universo e indicata con la lettera lambda Λ e valore repulsivo fisso wq = −1, o come quintessenza, ovvero una quinta forza fondamentale della natura 2 che può assumere una natura attrattiva o repulsiva a seconda del rapporto tra energia cinetica ed energia potenziale nell’universo.

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Tabella 1

Stando alle teorie della quintessenza, questa divenne repulsiva – ossia cambiò stato come l’acqua diviene ghiaccio a 0° C. – circa 10 miliardi di anni fa a seguito dell’espansione iniziale dell’Universo.
Qui i valore repulsivo della quintessenza varia col variare delle condizioni locali nell’universo, ovvero questa avrà valori diversi tra i super ammassi di galassie dove la materia è concentrata e gli spazi di vuoto che li separano, come una ragnatela e soprattutto, come è ovvio, il suo valore cambia nel tempo.

Un team di astronomi dell’università di Portsmouth – R. Crittenden, R. Nichol, A. J. Ross  –  e dell’università Ludwig Maximilians di Monaco di Baviera – T. Giannantonio – ha riproposto uno studio del 2008 3 4 sui dati del satellite Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) riguardante l’effetto Sachs-Wolfe integrato 5.
Questo nuovo studio 6 tiene conto di nuovi dati e nuovi metodi di indagine per venire incontro alle obiezioni sollevate dagli altri cosmologi 7 che sostanzialmente però non mutano il quadro emerso dalla precedente ricerca che conferma un valore specifico per il modello Lambda-CDM pari a w = −1 per redshift superiori  a 1.

L’effettto Sachs-Wolfe integrato.
Credit: Istituto di astronomia dell’Università delle Hawaii

Fu proprio R. Crittenden insieme a  Neil Turok nel 1996 a proporre di cercare nell’anisotropia secondaria della radiazione cosmica di fondo le prove della presenza di energia oscura nell’Universo 8 9.
I fotoni della CMB inizialmente isotropi avrebbre risentito dell’influenza gravitazionale delle grandi concentrazioni di materia diventando ovviamente leggermente più freddi per effetto della curvatura dello spazio locale ma avrebbero acquistato più energia (effetto blueshift) riscaldati dalla stessa materia autrice della curvatura. Questi due effetti in assenza di energia oscura si controbilancerebbero quasi esattamente – si devono comunque  tener conto anche di altri effetti come la focalizzazione gravitazionale, l’effetto Sunyaev-Zel’dovich etc. – ma l’energia oscura che dilata lo spazio consentirebbe alla CMB rilevata di avere un’impronta energetica leggermente più alta là dove le concentrazioni di massa l’hanno riscaldata.
Quindi la presenza di energia oscura si potrebbe rilevare confrontando le concentrazioni di materia conosciute nell’universo locale con le impronte delle fluttuazioni della CMB.
E in effetti importanti correlazioni pare che ci siano, tanto che il team di Portsmouth e Monaco parla che il  99,996% di queste sia da imputarsi all’energia oscura.

Comunque sia, il capitolo Energia Oscura non è affatto finito.  Il team di Crittenden si dice sicuro dei risultati ma manca la verifica di altri gruppi di ricerca e l’immancabile controrisposta dei cosmologi scettici. Ma soprattutto com’è fatta questa Energia Oscura?

Altri riferimenti:
http://www.ras.org.uk/news-and-press/219-news-2012/2167-dark-energy-is-real-say-portsmouth-astronomers

http://www.ifa.hawaii.edu/cosmowave/supervoids/