Universo e disordine

Un elemento fondamentale dell’Universo è il disordine. Immaginiamo, per esempio, di far cadere un bicchierino di colorante rosso in una piscina. Tutte le molecole del colorante si diffonderanno lentamente nell’acqua. I fisici quantificano questa tendenza a diffondersi contando il numero di possibili modi in cui le molecole del colorante possono essere organizzate.

C’è un possibile stato in cui le molecole sono ammassate nel bicchierino; ce n’è un altro in cui, diciamo, le molecole si depositano in un ammasso ordinato sul fondo della piscina. Ma ci sono innumerevoli miliardi di permutazioni in cui le molecole si diffondono in modi diversi nell’acqua...

Comunicazioni nel Sistema solare

Le sonde spaziali che popolano il Sistema solare inviano messaggi per il tramite del Deep Space Network (DSN), un insieme di antenne situate in stazioni di tutto il mondo. Ogni stazione ha una grande parabola di 70 metri e diverse altre parabole più piccole. Parabole radio così grandi sono necessarie perché i segnali di una sonda spaziale sono piuttosto deboli e diventano più deboli ancora con l’aumentare della distanza.

Il DSN è il sistema di telecomunicazioni scientifiche più grande e sensibile al mondo, indispensabile per le sonde che si avventurano oltre la Terra, nello spazio interplanetario. Guida le navicelle spaziali e riceve le loro immagini e informazioni, contribuendo perciò ad accrescere la nostra comprensione dell’Universo.

Com...

Geometria e destino dell’Universo

Per conoscere la forma dell’Universo dobbiamo ricorrere alla teoria e alle osservazioni. La teoria è la relatività generale di Einstein, mentre le osservazioni riguardano il contenuto dell’Universo, e in particolare la radiazione cosmica di fondo, che ci dà informazioni molto interessanti sulle proprietà del Cosmo.

La relatività generale ci dice che lo spazio può assumere tre forme, corrispondenti a tre possibili curvature: abbiamo quindi uno spazio chiuso come una sfera, aperto come una sella e piatto come un foglio di carta, (v. immagine).

La densità della massa e dell’energia contenute nell’Universo influisce infatti sulla sua espansione ma determina anche la sua geometria...

Ipotetico nono pianeta

Negli ultimi anni, l’ipotesi dell’esistenza di un pianeta nove ancora non scoperto nel nostro sistema solare ha avuto diverse conferme. Prima che Plutone fosse declassato a pianeta nano, l’appellativo di questo misterioso corpo celeste era quello di pianeta X, che significava anche ‘decimo pianeta’, oltre che ‘pianeta ics, ignoto’, come talvolta è ancora chiamato.

Questo pianeta finora sfuggito al rilevamento si troverebbe oltre l’orbita di Plutone e la sua interazione con i piccoli corpi vicini (oggetti transnettuniani, o TNO) ne modificherebbe le loro orbite.

Perché non si trova?

Questo corpo celeste dovrebbe avere una massa circa 10 volte quella della Terra e orbitare mediamente circa 20 volte più lontano dal Sole rispetto a Nettuno...

Inseparabili per natura

Esiste un’equazione nell’ambito della meccanica quantistica che ha assunto l’appellativo di formula dell’amore. Perché?

Nel mondo microscopico degli atomi e delle particelle, dove nulla è certo finché non accade, le cose si comportano in modo molto strano, tanto da sfidare il nostro senso comune. Per esempio, è possibile che due particelle siano così intimamente legate che il cambiamento di una influisce sull’altra, anche quando sono separate da grande distanza!

Questo fenomeno si chiama entanglement ed è descritto da una bella formula scritta dal fisico Paul Dirac (spesso riportata in modo non corretto). Alcuni complessi esperimenti hanno confermato questo misterioso ‘abbraccio a distanza’ tra particelle.

Amore a scala subatomica

L’entan...

Multiverso: sì o no?

La risposta a questa domanda potrebbe essere ‘sì’. L’idea che il nostro universo non sia l’unico esistente, ma soltanto una sorta di bolla che si sta gonfiando tra le tante esistenti è condivisa da diversi fisici.

Complessivamente, questa idea della realtà prende il nome di multiverso: in esso la vita potrebbe svilupparsi soltanto in alcune bolle. L’espansione delle bolle sarebbe avvenuta subito dopo la nascita di esse: si tratterebbe di un rapidissimo gonfiamento dello spazio nota come inflazione.

Energia e fisica quantistica

In un multiverso così descritto un ruolo fondamentale lo svolgono l’energia e la fisica quantistica. In uno stato di vuoto totale (o vero, come dicono i fisici) l’energia è zero e c’è stabilità assoluta...

Affascinante desiderio umano

In linea puramente ipotetica, la teoria della relatività generale non vieta i viaggi nel tempo, e in particolare nel passato.

Già verso la fine degli anni Trenta del secolo scorso, sulla scia delle sconcertanti conseguenze delle idee di Einstein sui concetti consolidati di spazio e tempo, alcuni fisici affrontarono la questione prendendo in considerazione il movimento rotatorio di corpi molto pesanti, che ha l’effetto di trascinare con sé lo spazio e anche il tempo, quindi di deviare la freccia temporale, ossia la direzione dello scorrere del tempo.

Einstein rimase cauto su tali conseguenze, pensando che le soluzioni della sua teoria che permettono i viaggi nel passato violano probabilmente qualche altro principio fisico e quindi non la rendono...

Guerra stellare ante litteram

Già nel II secolo d.C. si raccontavano storie di alieni e di viaggi spaziali: A true story (Storia vera), scritto dallo scrittore e filosofo siro di lingua greca antica Luciano di Samosata racconta una guerra tra gli abitanti del Sole e della Luna. La mitologia antica ci dice dunque che l’umanità si è chiesta già da tempo cosa potrebbe esistere tra le stelle.

La prima guerra stellare della storia appartiene pertanto alla letteratura greca. In forma di parodia, A true story racconta le avventure fantastiche dell’autore, che nella prima parte si ritrova immischiato nella battaglia tra gli abitanti della Luna, o seleniti, e gli abitanti del Sole...

Possibili mondi nel cosmo

Mentre si osserva il cielo notturno, sgombri da altri pensieri, è naturale porsi la seguente domanda: “Siamo soli nell’Universo?”. Grazie alle nuove tecnologie e, soprattutto, ai telescopi spaziali lanciati negli ultimi anni sono stati scoperti più di 4.400 pianeti extrasolari (per una lista dettagliata e continuamente aggiornata degli esopianeti scoperti, clicca qui), e alcuni con caratteristiche molto particolari. Considerando la vastità del cosmo è molto probabile che ne possano esistere milioni, se non miliardi sparsi nell’universo: la possibilità che da qualche altra parte, oltre che sulla Terra, si sia sviluppata la vita è, pertanto, concreta.

Che tipo di vita potrebbe esistere su un mondo diverso dal nostro, per esempio con due o tre soli invec...

Investigare la trama del Cosmo

Nell’ambito della religione, l’intervento di un Dio creatore avviene al di fuori del tempo e dello spazio, cioè trascende le nostre azioni. Se rimaniamo nell’immanente, bisogna domandarci se le leggi della fisica sono in grado, non soltanto di spiegare la struttura dell’Universo, ma anche il ruolo della nostra presenza nel Cosmo.
L’ordine dell’Universo è frutto del caso o di un progetto preciso?
Indagando la trama nascosta del Cosmo possiamo sperare di dare una risposta a questa domanda?

Dove non arriva la religione, può forse arrivare la fisica.

Se tutto fosse fermo, il tempo ci sarebbe ancora? Una risposta definitiva a questa domanda ci aprirebbe le porte al soprannaturale...