Polvere di polvere: le ultime su BICEP2

Questo è un post molto breve, giusto per darvi le ultime notizie sulla questione.
Ricordate BICEP2, il telescopio posto al Polo Sud che l’anno scorso aveva scosso l’ambiente astrofisico (e non solo) con un’evidenza (indiretta) della presenza di onde gravitazionali primordiali nella radiazione di fondo? Se non lo ricordate allora rimando al post su Quantizzando che ho scritto a suo tempo.

Ma la comunità scientifica aveva qualche dubbio. Questo perché, proprio allo stesso tempo, si stavano ancora analizzando i dati di Planck, il satellite dell’ESA che ha studiato in estremo dettaglio e con precisione senza precendenti la radiazione cosmica di fondo. Quindi ad un certo punto sono venuti fuori i dati di Planck sulla cosa osservata da BICEP2 ed è venuto fuori che si è trattato di un abbaglio: cioè niente onde gravitazionali primordiali bensì BICEP2 aveva osservato la radiazione di fondo polarizzata a causa della polvere della nostra galassia. Rimando alla parte finale di un mio vecchio post per capire bene questa ultima frase.

E oggi? Beh, oggi sul web e, come al solito (ed è un bene per la scienza!), su Twitter  (ringrazio di cuore Peppe Liberti a proposito) è venuta fuori la notizia che sarebbero pronti a breve i risultati di Planck insieme a BICEP2 (e anche un sistema di telescopi simili a BICEP2 chiamato Keck Array che si trova sempre al Polo Sud)

(non si capisce) una news di Bicep2 che ho letto stamane è appena sparita http://t.co/OUKRVhcSnR (se ne parlava qua http://t.co/PWM3cPg3DV)
— peppe liberti (@peppeliberti) January 30, 2015

Il vero problema è che la notizia rilasciata è in francese che, non me ne voglia nessuno, non conosco! Inoltre come riportato qui, si parla di un articolo scientifico che uscirà fuori (forse, forse e ancora forse) lunedì mattina.
Tuttavia, come anticipazione, c’è una tabella che, secondo me, riassume bene il senso degli ultimi risultati che sarebbero stati appena trovati:

According to table on http://t.co/iy44tnMOBB, these are the upper limits on r, i.e., GWs. #Planck #BICEP2 pic.twitter.com/j25eLZnJqJ
— Benjamin Knispel (@benknispel) January 30, 2015

Ecco, cos’è “r”? Senza tirarla troppo per le lunghe nei dettagli, è un numero che ci dice quanto sono importanti queste onde gravitazionali primordiali. Il valore di questo “r” inoltre è legato ai diversi modelli di inflazione, quel periodo di espansione accelerata nei primissimi istanti dell’universo.

Quindi ecco perché misurare per bene “r” è importante: si tratta di un modo per studiare qualcosa che è avvenuto una minuscolissima frazione di secondo dopo il Big Bang! Insomma è un qualcosa di assolutamente eccitante e spettacolare.
Facendo un brevissimo riassunto, prima di BICEP2, anche già con Planck, avevamo solo dei limiti superiori al valore “r”; cioè sapevamo che “r” doveva essere minore di un certo numero, in particolare, come si vede dalla tabella sopra nella prima colonna, doveva essere minore di 0.11.

Poi è arrivato BICEP2 con la sua (poi smentita proprio da Planck) scoperta che “r” doveva avere un valore ben preciso (r=0.2) e anche più alto di quello limite di Planck.

Ecco, oggi abbiamo i risultati di BICEP2 e Planck messi insieme. E abbiamo ancora un limite superiore, non troppo diverso da quello trovato solo da Planck; abbiamo che “r” deve essere minore di 0.13 (almeno così dicono in francese, come potete vedere dalla tabella di sopra).

Quindi, questo è il messaggio da portare a  casa oggi: niente onde gravitazionali primordiali, siamo di nuovo al punto di partenza. Persi nella polvere della nostra galassia (N.B. declino ogni responsabilita, non è una scusa per non fare pulizie a casa!).
Comunque nessuno si arrende e si continua a cercare.

Questa è la scienza, bellezza! (cit.)

AGGIORNAMENTO 2 Febbraio 2015: Aggiungo il link alla nota ufficiale (dove potrete anche trovare un link all’articolo scientifico) dell’ESA, segnalatomi da Claudia Mignone (@claudiascosmos) che ringrazio!
Ecco il link: http://www.esa.int/Our_Activities/Space_Science/Planck/Planck_gravitational_waves_remain_elusive

La fisica del ketchup

Quante volte sicuramente ognuno di noi si è trovato nella situazione di versare del ketchup sulle patatine fritte? Innumerevoli volte. E altrettante volte ci siamo arrabbiati probabilmente sempre per lo stesso motivo: il ketchup non scendeva o ne veniva fuori fin troppo!

Partendo da questo simpatico (…se, come no!) fatto possiamo ancora una volta parlare di fisica!
Davvero? Ma come è possibile? Parlare di fisica è sempre possibile e stavolta forse è proprio necessario in quanto potrebbe salvarvi dalla situazione in cui, pieni di rabbia per il fatto che il ketchup non viene fuori, improvvisamente svuotate tutta la bottiglia!

Dunque, dobbiamo partire dal concetto di fluido. In generale un materiale appare sotto forma fluida se prende la forma del vaso/bottiglia/bicchiere/tubo/qualsiasicosa che lo contiene. Abbastanza semplice.

Detto questo, torniamo ai fluidi. Ebbene la domanda immediata da farsi è: ma prima che finiamo di leggere questo post, il ketchup è un fluido? Beh, se tenete conto della definizione data sopra di fluido allora non potrete che concordare sul fatto che sì, effettivamente il ketchup è un fluido, in quanto si trova sempre in un qualche contenitore di cui prende la forma.
Allora sicuramente, ne sono certo, voi ora starete pensando: ma scusa dunque perché il ketchup non si comporta come semplice acqua e la smette di rompere le scatole, per giunta proprio quando vogliamo mangiare un bel piatto di patatine? (Viene da pensare che lo faccia apposta, vero?).


Ecco, il fatto è che possiamo dividere i fluidi in due grosse categorie: i fluidi newtoniani e i fluidi non-newtoniani. Alla prima categoria appartengono i fluidi come l’acqua e alla seconda quelli “simpatici” come il ketchup ma anche il dentifricio e, udite udite, il sangue (da non confondere con il ketchup!). Ciò vuol dire che in ognuno di noi ci sono almeno 4-5 litri di un fluido non-newtoniano: lo sapevate?
Vediamo un po’, fisicamente parlando, che differenza c’è.

In realtà, probabilmente pensando già all’acqua e al (problema del) ketchup, un’idea ce l’abbiamo già.
Infatti quando vogliamo inondare di ketchup le nostre patatine non facciamo altro che generare una forza per spingere il ketchup dalla bottiglia al piatto. Sappiamo (anni e anni di esperienze di bottiglie d’acqua rovesciate durante il pranzo!) che con l’acqua non ci sarebbero problemi.
Quindi tutto si basa su come i fluidi rispondono quando sono sottoposti ad una forza.

Ora, per andare avanti, ci serve di dare un nome al fatto che un fluido si muove più o meno rapidamente. Stiamo parlando della viscosità di un fluido. Un fluido ad alta viscosità si muoverà lentamente mentre uno con poca viscosità si muoverà velocemente quando, ad esempio, deve scorrere da qualche parte. E adesso tiriamo in ballo Sir Isaac Newton. Infatti il padre della teoria della gravitazione si è occupato, tra le altre cose, anche di fluidi; se applichiamo una forza (poi più giù spiego meglio come) ad un fluido newtoniano, la viscosità di tale fluido non cambia. Niente di strano, direte voi. Infatti quando d’estate andiamo al mare non vi è alcuna differenza tra il tizio/tizia che si immerge con delicatezza per paura che l’acqua sia troppo fredda (magari anche a mezzogiorno!) e il tizio/tizia che prende la rincorsa e si tuffa con una forza maggiore quando impatta con l’acqua del mare (e puntualmente distrugge i sogni di pace del signore concentrato a fare le parole crociate!). Voglio dire, le caratteristiche di viscosità dell’acqua restano le medesime in entrambi i casi.

Già lo so cosa state pensando: cioé, vuoi dire che esistono fluidi che si comportano diversamente a seconda del fatto che li trattiamo dolcemente o con forza bruta? Addirittura fluidi su cui possiamo camminare sopra?
Beh, se il fluido è non-newtoniano la risposta è nel video di seguito,  dove nella prima scena una ragazza prova a camminare sull’acqua con scarsi risultati (grazie…è un fluido newtoniano, ormai lo sappiamo); in seguito però viene riempita una piscina con un fluido non-newtoniano e… beh lascio a voi i commenti (in rete c’è una miriade di video simili!):

Vale la pena notare che in questo caso la viscosità aumenta quando viene applicata una forza maggiore (correndo si spingono di più i piedi nel fluido!).

Vi ricorda qualcosa tutto ciò? Esatto! Le sabbie mobili. Innanzitutto diciamo subito che non “mangiano” nessuno in quanto non sono mai profondissime. Il problema è, piuttosto, il fatto che si resta bloccati e non si riesce ad uscirne proprio malgrado sia facilissimo entrarvi. Questo perché la forza può essere applicata in due modi principalmente: in maniera perpendicolare, ovvero proprio come quando restiamo fermi sulle sabbie mobili lasciando fare alla gravità e di taglio, ovvero quando camminiamo lungo la superficie del fluido. Quindi quando siamo immersi nelle sabbie mobili (non so, a me però non è mai capitato, mi fido della fisica!) non si riesce a muoversi perché la viscosità delle sabbie mobili aumenta quando si applicano forze di taglio.

Dunque quando camminate (o cercate di liberarvi) la viscosità aumenta e la sabbia mobile fa la tipa “tosta”. Al contrario quando annegate la viscosità è bassa e la sabbia mobile vi culla verso il basso…

Vabbè, vabbè ma ora ci vuoi spiegare come è possibile che si riesca a camminare su di un fluido non-newtoniano? Perché la viscosità di un fluido non-newtoniano cambia a seconda della forza applicata? Ecco, tutto si basa sul concetto di sospensione: si tratta semplicemente di una miscela di un qualcosa di solido e di un qualcosa di liquido. Per esempio nelle sabbie mobili abbiamo acqua e sabbia.

Praticamente quando si spinge forte con il piede nel fluido non-newtoniano del video per cercare di camminare lungo la superficie, accade che le particelle liquide vengono spinte in fondo alla piscina quasi di colpo e in superficie restano le particelle solide che formano come una “tavola” su cui passeggiare; la viscosità è aumentata in maniera impressionante. Però se la forza non è intensa, per esempio si sta semplicemente fermi lasciando fare il lavoro alla forza di gravità che vi spinge in basso docilmente, allora quello che abbiamo detto prima non accade e quindi la viscosità resta bassa è, come avete visto capitare a qualcuno nel video, si rischia di annegare nel fluido non-newtoniano. Tipo sabbie mobili, insomma.

Vi faccio notare una piccola cosa che magari ho dimenticato di dire esplicitamente ma che risulta chiara dal video. Bisogna fare anche i conti con il tempo, voglio dire per quanto tempo applichiamo la forza. Infatti, come avete visto nel video, è vero che stando fermi si sprofonda; ma è anche vero che se non si sta troppo a lungo a distrarsi è possibile divincolarsi dalla morsa feroce del fluido non-newtoniano! Fine della piccola cosa da notare.

Bene. Però ora dobbiamo parlare del ketchup visto che all’inizio di questo post si parlava di patatine fritte e ora lo so che vi ho distratti ma l’acquolina è rimasta intatta!
Ecco, anche il ketchup è una sospensione: c’è l’acqua e l’aceto che fanno la parte liquida e poi c’è il pomodoro che, sebbene sia tritato e ri-tritato, spremuto e ri-spremuto, è presente come piccole particelle (più grandi delle molecole d’acqua) e dunque fa la parte del solido. Il bello del ketchup è che si comporta al contrario della piscina del video precendente; cioè viscosità alta quando la forza è debole e viscosità bassa quando la forza è maggiore.
Questo perché oltre ad acqua e pomodoro, nel ketchup vi è anche un altro ingrediente, la gomma di xantano, che ha proprio il “potere” (anche in piccole quantità) di far comportare il ketchup in questo modo.

Infatti se apriamo la bottiglia, la giriamo con il collo rivolto verso il basso e proviamo a versare, nulla fuoriesce. Ciò vuol dire piccola forza applicata, alta viscosità. Se invece apriamo la bottiglia, la giriamo e diamo uno scossone forte…pum! Ecco che il ketchup fuoriesce…ehm, spesso senza controllo e non siamo mai soddisfatti della quantità versata. Un’altra possibilità è agitare (mentre la bottiglia è girata) lentamente per un periodo di tempo più o meno lungo ed ecco che il ketchup uscirà, magari stavolta con più controllo (qui entra in gioco il fattore “tempo” a cui abbiamo accennato prima).

Assurdo, vero? Forse non immaginavate che dietro tante arrabbiature e di fronte ad un gesto compiuto chissà quante volte ci fosse tutta questa storia dietro! Ora resterebbe da capire cosa accade alla sospensione di acqua e pomodoro, cioè al ketchup.

Beh, in realtà non è ancora chiarissimo e (pensate un po’!) ci sono scienziati che stanno studiando come funziona il ketchup!
No eh, non c’è niente da ridere: la scienza, ormai dovreste saperlo se leggete questo blog da un po’, è fatta di piccole cose, minuscoli passi che poi portano a capire come funziona la Natura. Infatti mettiamo che una casa viene costruita su un terreno che, per qualche motivo, presenta caratteristiche di fluido non-newtoniano (magari un terreno argilloso).  E poi magari arriva una forza esterna… che ne so, per esempio un terremoto!
Perciò, fin quando sarà possibile fare esperimenti con il ketchup piuttosto che aspettare di vedere terremoti che distruggono case allora, non so cosa ne pensate voi, ma per me gli scienziati potrebbero lavorare anche con le patatine fritte (ma non tutti i giorni che poi non bisogna esagerare, eh!).

Parlando degli altri fluidi non-newtoniani ora capite perché, premendo forte, la situazione del tubetto di dentifricio vi sfugge di mano! Per il sangue, la sospensione è formata dai globuli rossi e dal plasma; troppi globuli rossi fanno aumentare la viscosità e viceversa. Per esempio, esiste un indice chiamato ematocrito che esprime la percentuale di globuli rossi nel sangue; un valore troppo elevato indica un sangue tanto viscoso che fa fatica a fluire. Spesso questo viene associato al doping (per esempio nel ciclismo) perché gli atleti dopati assumono sostanze che aumentano la produzione di globuli rossi (i quali sono importanti per il trasporto dell’ossigeno) quali ad esempio l’EPO (eritropoteina), la quale tuttavia viene prodotta anche naturalmente nel nostro corpo umano dai reni.

Questa è la fisica del ketchup, la fisica dei fluidi non-newtoniani.
Lo so, d’ora in poi mangiare patate fritte versando ketchup non sarà più lo stesso. Perdonatemi se potete, spero di non aver rovinato la magia!

Il terribile giornalismo scientifico italiano

A quanto pare non ci sono speranze in Italia. Che poi certe cose non dovrei nemmeno vederle perché certo non vado ad informarmi riguardo le notizie scientifiche sui siti di news italiani (visto l’andazzo credo che capirete il mio disappunto) ma c’è Paolo Attivissimo che fa buona guardia (come fa spesso molto bene):

Questo è terrorismo giornalistico. Forza, @RaiNews , sapete far di meglio http://t.co/UoZ6ogXqUh pic.twitter.com/ggA08RcLrc
— Paolo Attivissimo (@disinformatico) January 25, 2015

Dunque non c’è niente da fare. Il titolo deve essere per forza di quelli sensazionali anche se poi nell’articolo di Rai News vengono forniti i dettagli giusti.


Però uno legge il titolo e cosa capisce? Che l’asteroide viene verso di noi e poi viene usata quella terribile verbo che viene sempre utilizzato in questi casi (e vorrei proprio sapere chi è stato il primo ad utilizzarlo) quale “sfiorare”.
Ora, se da una parte tutto ciò si può giustificare con il fatto che le distanze coinvolte sono enormi rispetto a quelle che utilizziamo nella vita di tutti i giorni dall’altra bisogna fare i conti con il modo in cui il giornalismo scientifico viene fatto in Italia.
Il sito di TGCOM24 almeno usa il virgolettato quando utilizza il verbo “sfiorare: è una cosa da apprezzare visto il panorama generale (ma comunque anch’essi hanno già dato; ricordiamo qualche settimana fa la notizia sul meteoroide su Bucarest).

Insomma, che dire. Beh c’è poco da dire. Lo “scienzazionalismo” ovvero il divulgare notizie scientifiche in maniera sensazionalistica sembra essere insito nei meccanismi dell’informazione italiana.

Ma poi dico: che bisogno c’è? Voglio dire la scienza è già bella e meravigliosa. Il solo fatto che siamo in grado di poter prevedere il passaggio di un asteroide a 1.2 milioni di km è già una notizia: la teoria della gravità continua a funzionare. E poi, ancora: possiamo osservarlo, tracciarlo e prevedere quando tornerà. La cosa sensazionale dovrebbe essere proprio questa.

Forse, azzardando una spiegazione, evidentemente scrivere semplicemente “asteroide passerà a circa un milione di km dalla Terra, tre volte circa la distanza media Terra-Luna” non avrebbe (ripeto, forse!) procurato il giusto numero di condivisioni sui social network per non parlare dei click sul link.
Ma se così fosse, cosa vorrebbe dire? Pensateci un attimo: vorrebbe forse (ripeto, forse!) dire che questi siti di news adattino il titolo in base all’immaginazione collettiva attratta da un certo tipo di notizie catastrofiche? Ma poi, siamo davvero così attratti da questo tipo di notizie o veniamo solo presi in giro quando tali titoli ci vengono propinati? Sarebbe interessante discuterne, perché il meccanismo titolo scientifico-pubblico-click è tanto semplice quanto complesso. Ma non voglio andare oltre in questo post.

Piuttosto, ciò che voglio dire è che NON si dovrebbe porre l’accento sul fenomeno in quanto eccezionale, bensì sul fatto che, grazie alla scienza riusciamo a tenere, per quanto possibile, sott’occhio i fenomeni che avvengono nel sistema solare. Scusate, ma non è fantastico che secoli di scienza abbiano prodotto un livello di conoscenza tale?

Per come la vedo io questa è LA notizia, il resto è aria fritta.