L’universo che conosciamo

Siete mai stati sull’Himalaya? Beh, fa niente comunque. C’è molto di più. Si può andare ancora più lontano. Si può scorgere da lontano il nostro Sistema Solare e, ad un certo punto, confondere il nostro Sole con le miliardi di stelle della nostra Galassia, tanto che risulta impossibile riconoscere la stella più vicina a noi tra la folla di astri.

E spingendoci oltre, nella selva di galassie che abbiamo osservato finora nel nostro universo, arriva anche il momento in cui la nostra Galassia stessa diventa irriconoscibile.

Fino ad arrivare al limite delle nostre osservazioni, quella che chiamiamo radiazione cosmica di fondo, la prima luce dell’universo che siamo in grado di osservare, solo 300 mila anni dopo il Big Bang.

Tornando indietro dal nostro viaggio, come muovendoci in un bosco che pensavamo di conoscere perché avevamo misurato ogni albero, in questo caso ogni galassia, con la dovuta attenzione e pazienza, ecco che quasi viene da chiederci cosa diavolo ci fa quella minuscola perla azzurra in questo bosco e cosa ci facciamo noi.

E poi, penso di essere sopra l’Himalaya a guardare in alto, a volgere lo sguardo verso questa immensa infinità così grande che ci avvolge e l’unica cosa che mi viene in mente è che Noi, esseri umani minuscoli abitanti di questa perla azzurra, possiamo osservare, misurare e probabilmente capire tutto ciò.

The Known Universe, un video dell’American Museum of Natural History. 
Tutto ciò che è mostrato è in scala.

In fondo un anno non è altro che un giro intorno al Sole, in fondo si tratta di tempi e distanze infinitamente trascurabili rispetto alle dimensioni spaziali e temporali del nostro universo.
E adesso un altro giro inizia. E io vi auguro di passare un anno fantastico, pieno di tutto ciò che desiderate.
Ma anche pieno ancor di più di scienza, di curiosità per l’universo che ci circonda e che ci ospita su questa minuscola perla.

Buon anno a tutti, cari amici di Quantizzando!

Il mio primo articolo scientifico

Ieri è apparso on-line il mio primo articolo scientifico e, dopo una giornata di relax, non vedevo l’ora di condividere con voi questo momento carissimi amici di Quantizzando. Proverò a spiegarvi in parole semplici che cosa ho combinato, ma non aspettatevi una cosa importante; si tratta solo di un modestissimo contributo alla scienza 😉

Qualche tempo fa vi avevo già parlato delle lenti gravitazionali e di come esse siano importanti in astrofisica per capire come è fatto l’universo.
Faccio un brevissimo ripasso (per maggiori dettagli rimando al post con il link di cui sopra).

Prendete una galassia moooolto lontana. La luce delle stelle di quella galassia lontana, per arrivare fino a noi, deve attraversare un bel pezzo di universo. E questo pezzo di universo è pieno di tutta la roba che c’è tra noi sulla Terra e quella galassia lontana.
La teoria della Relatività Generale ci dice che la luce si muove seguendo la curvatura dello spazio-tempo. E lo spazio-tempo curva perché c’è della massa.
Perciò quando la luce di quella galassia lontana incontra “qualcosa”, praticamente altre galassie e ammassi di galassie, allora siccome lo spazio-tempo è curvato la luce cambia la sua direzione di viaggio.
In definitiva, quello che accade è che le immagini delle galassie lontane vengono distorte e ingradite.
Ecco un’immagine bella che potrebbe rendere l’idea:

Sempre in quel post dicevamo che la foto qui sopra è un esempio di lensing (giusto per non dire ogni volta lente gravitazionale!) forte, mentre quello di cui vogliamo parlare oggi è il lensing debole.
Ovviamente gli aggettivi forte e debole si riferiscono agli effetti prodotti, cioé a quanto vengono deformate le immagini delle galassie.

E infine, ultimo richiamo al post dell’anno scorso, avevamo detto che studiando le proprietà statistiche (tra poco spiegherò meglio cosa questo significhi) di queste deformazioni possiamo imparare molto sull’universo, in particolare sull’energia oscura!
Siamo arrivati al punto: ci sono due possibili deformazioni, come abbiamo già detto; le galassie aumentano il loro essere ellittiche e inoltre diventano più grandi in dimensioni, proprio come agisce una lente di ingrandimento.

Lo studio di questo secondo effetto è quello di cui mi occupo personalmente durante il mio dottorato all’Institute of Cosmology and Gravitation a Portsmouth (UK) e mi piacerebbe condividere con voi qualcosina su un lavoro che abbiamo appena terminato e che potete trovare qui: http://arxiv.org/abs/1412.4606.

Il nostro articolo non è stato ancora pubblicato ma è stato inviato ad un giornale di astrofisica per innescare il meccanismo della cosiddetta peer-review, ovvero una revisione del mio articolo da un esperto del campo in maniera che egli/ella possa accertare che il lavoro che ho fatto sia un buon lavoro (speriamo bene :p).
Così funziona la scienza!
Comunque, nell’attesa che il normale procedere della scienza prosegui, volevo raccontarvi cosa abbiamo trovato.

Intrinsic size correlations in weak lensing. http://t.co/MKP8z7nCoe
— Astrophysics Papers (@AstroPHYPapers) December 16, 2014

Dunque, dicevamo che le galassie vengono ingrandite a causa del lensing. Allora uno potrebbe dire: ottimo, possiamo studiare le proprietà statistiche di questa cosa (insieme alle informazioni sulle distorsioni delle ellitticità) e capire ancora meglio come funziona l’universo. Fantastico!
Mi spiego semplificando parecchio: se trovo che osservo galassie più grosse della media in una certa regione allora potrei dire “ecco il lensing!”.
Però, aspettate un attimo: e se io andassi a beccare una regione in cui le galassie sono più grosse della media anche senza lensing?
Questo sarebbe un problema; infatti io mi troverei di fronte una situazione che sembra lensing ma in realtà è un effetto intrinseco.
Quando dicevo di studiare le proprietà statistiche intendevo proprio vedere se ci sono galassie più grandi rispetto alla media e vedere se questo effetto è dovuto al lensing oppure al fatto che, effettivamente, quelle galassie sono grosse più del solito.
Ecco, io e gli altri autori dell’articolo abbiamo provato a cercare un qualche modello che tenga conto di questo effetto intrinseco. L’idea di base è davvero molto semplice: assumiamo che le galassie più (intrinsecamente) grosse si trovino nelle regioni dove c’è alta densità di materia.
Se facciamo questa assunzione troviamo che se volessimo misurare gli effetti del lensing tramite le dimensioni delle galassie allora proprio non possiamo non tenere conto del fatto che in alcune regioni si potrebbero trovare galassie più grosse della media.

E questo è ciò che abbiamo trovato come risultato dell’articolo.
Ma ora voi direte: a che serve tutto ciò? Nella vita quotidiana non serve a niente, ovviamente!
Serve qualora voleste servirvi delle dimensioni delle varie galassie per capire alcune proprietà dell’universo. Tuttavia il modello che abbiamo sviluppato nell’articolo non è perfetto: ha le sue assunzioni, come tutti i modelli.
Il messaggio importante, comunque a mio avviso, è che gli effetti intrinseci sono importanti quando si studia lensing e non andrebbero trascurati in future analisi.

Questo è il mio primo articolo scientifico. Ammetto di essere ancora un pochino emozionato e sono davvero felice. Si tratta solo di un minuscolo contributo alla scienza ma è proprio così che funziona. Piccoli tasselli che pian piano si uniscono a svelare quel grande, stupefacente, meraviglioso puzzle che è il nostro universo.

Un sistema solare…alla frutta!

Tra tutte le cose che provo a comunicare su questo blog, uno degli argomenti più affascinanti per coloro che mi pongono domande riguarda le dimensioni degli oggetti astronomici.

E allora capirete certamente che quando, navigando e ri-navigando in rete, mi trovo di fronte un qualcosa che possa aiutare tutti noi a dare un senso alle dimensioni delle cose nell’universo, ecco che non vedo l’ora di proporvela.

Dunque, dovete sapere che la BBC nel Regno Unito ogni anno organizza una serie di eventi pubblici (che poi vengono trasmessi anche in televisione) chiamati Stargazing Live dove si fa, appunto, divulgazione scientifica (e astronomica in particolare).


Tra l’altro, anche io (come molti altri dell’Institute of Cosmology and Gravitation di Portsmouth dove sto svolgendo il dottorato) ho dato il mio contributo ad uno di questi eventi proprio qui a Portsmouth lo scorso gennaio e mi sono divertito un sacco a giocare con adulti e ragazzi che dovevano mettere in ordine di dimensioni pianeti, nebulose e galassie, come testimonia la foto quaggiù che vi posto anche se con quasi un anno di ritardo (Ah, per chi non mi conoscesse sono quello a sinistra del vostro schermo :p ).

It was fun to do ‘Play your cards right’ & guess the size if planets with these 2 from ICG at UoP @BBCStargazing pic.twitter.com/ApjAHOrg6p
— Tara Dean (@TaranehDean) January 7, 2014

Comunque, torniamo al titolo di questo post (che è, appunto, legato a quanto detto finora).
Infatti, la BBC non solo organizza questi eventi a cui partecipano tantissime persone ma inoltre prepara anche una specie di guida per lo spettatore. In particolare, nella guida del 2013, tra le altre interessanti cose, c’è anche questa:

Vado a tradurre il significato e le parole di questo fantastico grafico.
In pratica i pianeti sono rappresentati come diversi frutti a seconda della loro reale grandezza in maniera tale da poter confrontare tra loro le dimensioni.

In questo sistema solare fruttoso tuttavia il Sole non trova spazio. Infatti, come specificato nella figura sopra, il Sole è così grande (potrebbe contenere più di un milione di pianeti come la Terra!) che non c’è modo di farlo entrare proprio nel grafico!

Quindi concentriamoci solo sui pianeti: Giove, il più grande sarebbe una bella anguria mentre Saturno, leggermente più piccolo, sarebbe uno di quei grossi pompelmi belli succosi.
Urano invece sarebbe una mela mentre Nettuno un lime.
E la Terra? Al pari di Venere, non saremmo altro che dei pomodorini! Marte invece sarebbe grande come un mirtillo. Peggio se la passa Mercurio che sarebbe grande come un grano di pepe!

Stupefacente, vero?

Ora sono certo che in cucina o a tavola si scateneranno discussioni pazzesche. Magari mentre state facendo a fette l’anguria ecco che un lettore di Quantizzando potrebbe tentare di fermarvi prima di distruggere Giove! Oppure per voi che mangiate insalate di pomodorini potrebbe essere la fine ed etichettati per sempre come distruttore del nostro pianeta, alla faccia di tutti gli asteroidi!

Ovviamente si scherza, ma a me piace un sacco scherzare, soprattutto sull’astrofisica, sennò sai che noia.
E poi, leggere qualcosa di astrofisica fa bene. Proprio come fanno bene frutta e la verdura!